高中生物人教版 (新课标)选修3《现代生物科技专题》2.1.1 植物细胞工程的基本技术说课ppt课件
展开2.1.1 植物细胞工程的基本技术
1.简述植物组织培养技术。2.简述植物体细胞杂交技术。
一、细胞的全能性1.细胞全能性的表现(1)细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质,即每个细胞都有发育成本物种个体所需要的全套基因。(2)全能性表现的条件:离体状态;环境条件适宜(营养、激素、温度和光照等)。
2.细胞全能性大小的比较细胞分化不会导致遗传物质改变,已分化的细胞都含有保持物种遗传特性所需要的全套遗传物质,因而都具有全能性。但一般来说,细胞分化程度越高,全能性越难以实现,细胞分化程度越低,全能性就越高。(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。(3)体细胞:分化程度低的>分化程度高的;细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的;幼嫩的细胞>衰老的细胞。(4)随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。特别提醒全能性一定是由一个细胞(或细胞核)发育成完整个体,否则,不能称为全能性。如将一个干细胞培育成某一器官,其过程不属于细胞的全能性。
二、植物组织培养技术1.流程特别提醒在植物组织培养过程中,对离体的植物材料的表面一定要进行消毒。2.培养基植物组织培养的培养基为固体或半固体培养基,大多数都由无机营养成分、有机营养成分、激素和琼脂四部分组成。其中无机营养成分主要是水、矿质元素;有机营养成分主要是蔗糖、氨基酸、维生素;激素主要是细胞分裂素和生长素。
3.影响因素材料的种类、年龄和保存时间的长短,植物激素的浓度、使用顺序和用量比例,以及pH、温度、光照等都会影响植物组织培养的结果。4.植物组织培养中脱分化与再分化过程的比较
5.植物激素在植物组织培养中的作用
三、植物体细胞杂交技术1.流程
特别提醒(1)植物细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成,而植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株,而不是形成杂种细胞。(2)杂种植株细胞中含有两种植物的遗传物质,因而具备两种植物的遗传特征。2.通过植物体细胞杂交技术获得的植物的染色体组数(1)染色体组数目=甲、乙两个细胞内染色体组数之和。(2)植物体细胞杂交后的植物,有几个染色体组就称为几倍体。(3)举例:二倍体白菜和二倍体甘蓝体细胞杂交得到的白菜—甘蓝有四个染色体组,为四倍体。特别提醒两个细胞融合成一个细胞,不管是染色体数,还是染色体组数,都可采用两细胞相关数值直接相加的方法。
题型一 细胞的全能性【例1】 以下不能说明细胞具有全能性的是( )A.由玉米花粉粒培育出植株B.由转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株C.由烧伤病人的健康细胞培养出皮肤D.由胡萝卜根尖细胞培育出胡萝卜植株解析:细胞的全能性是指生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能。由玉米花粉粒培育出植株、由向日葵细胞培育出植株、由胡萝卜根尖细胞培育出胡萝卜植株都是细胞具有全能性的体现,只有C选项没有得到完整个体,不能体现细胞的全能性。答案:C
反思领悟具有全能性≠实现全能性(1)理论上每个活细胞都具有全能性。(2)只有发育为完整个体才能说实现了细胞全能性,即实现全能性的终点是个体,而不是组织、器官等。
题型二 植物的组织培养【例2】 下图表示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是( )A.⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强B.②试管的培养基中含有植物生长调节剂,不含有机物C.③试管中的细胞能进行减数分裂D.调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官
解析:⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞的相同。②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等。③试管中的细胞进行有丝分裂。培养基中,当生长素/细胞分裂素的值高时,诱导根的分化,当生长素/细胞分裂素的值低时,诱导芽的分化。答案:D
题型三 植物体细胞杂交【例3】 据下图回答下列问题。(1)过程①②是用 处理细胞的细胞壁,后经③过程诱导原生质体融合,实际融合的过程中原生质体可能会形成 种融合细胞(只考虑两个细胞融合的情况)。④是 的过程,与此过程密切相关的细胞器主要是 。
(2)在⑤过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还需要在培养基中加入 。同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个关键是操作过程中必须保证 。 (3)若番茄细胞内含A条染色体,马铃薯细胞内含B条染色体,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功),得到的后代应含 条染色体,还必须用 来处理幼苗,才能得到可育的“番茄—马铃薯”植株,此时体细胞中含有 条染色体。 (4)若番茄是二倍体,马铃薯是四倍体,则杂种植株为 倍体。
解析:(1)分析题图可知,图中①②表示用酶解法去除细胞壁的过程,此过程中所用的酶是纤维素酶和果胶酶。③过程是人工诱导细胞融合的过程,如果只考虑两个细胞融合的情况,则会有“番茄—番茄”细胞、“番茄—马铃薯”细胞、“马铃薯—马铃薯”细胞3种融合细胞;④是融合后的原生质体重新生出细胞壁的过程,植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成关系密切。(2)植物组织培养过程中除提供必需的营养物质外,还需要提供一定配比的植物激素和无菌的环境。(3)由减数分裂和受精作用的相关知识可知,番茄和马铃薯如果杂交成功,则子代应包含(A+B)/2条染色体,由于这些染色体中无同源染色体,因此只有通过秋水仙素诱导等方法使染色体加倍后才可育,此时体细胞中染色体数为(A+B)条。(4)二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞杂交得到的是异源六倍体。
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