高中生物一 植物细胞工程的基本技术课堂教学课件ppt

这是一份高中生物一 植物细胞工程的基本技术课堂教学课件ppt，共26页。PPT课件主要包含了发育生物学，完整植株，完整生物体，其他各种细胞，全部遗传信息，杂种细胞，细胞膜的流动性，植物细胞的全能性，植物组织培养，纤维素酶和果胶酶等内容，欢迎下载使用。
探究一　植物组织培养技术
结合教科书第35页的图2-1,阅读相关内容,分析“探究·实践:菊花的组织培养”,说出细胞工程的概念及发展历程,阐明植物组织培养的概念、原理及基本流程。1.细胞工程。(1)原理和方法:细胞生物学、分子生物学和 。(2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或 水平。(3)目的:有目的地获得特定的 、组织、器官、 或其产品。
2.植物组织培养技术。(1)概念:将 的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成 的技术。(2)原理:植物细胞的全能性。①概念:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生 或分化成 的潜能。②原因:细胞内含有本物种的 。 ③表现条件:具有完整的细胞结构,处于 状态,提供一定的 和其他适宜的外界条件。(3)流程。
探究二　植物体细胞杂交技术
结合教科书第36页的图2-2、第37页的图2-3及第38页的图2-4,阅读相关内容,阐明植物体细胞杂交技术的概念、原理、基本过程及意义。1.概念。将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成 ,并把 培育成新植物体的技术。 2.原理。 、 。3.技术。植物体细胞杂交、 。
(1)图中①过程用到的酶是 。(2)图中②过程为 ,该过程常用的方法有哪些?(3)图中③过程为 ,④过程为 ,③④过程属于 。(4)植物体细胞杂交完成的标志是 。植物体细胞杂交技术成功的标志是 。5.植物体细胞杂交技术在植物育种方面的意义。打破 ,实现 。
提示:物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
探究一　植物组织培养技术
植物组织培养的过程1958年,斯图尔德应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝卜韧皮部带有形成层的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株(如下图所示),从而开启了一项重要的植物细胞工程技术。结合这一科学事实,思考回答下列问题。
(1)斯图尔德进行实验切取的组织块中要带有形成层,这是为什么?提示:形成层细胞分化程度低,其全能性容易表达。(2)图示中②→③过程、③→④过程的名称分别是 、 。该过程中细胞的分裂方式是 。(3)③阶段以后要给予适当时间和强度的光照,其作用是什么?提示:诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。
(4)结合植物激素的相关知识,推测植物组织培养过程中启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素是什么?提示:生长素和细胞分裂素。(5)通过该方法得到的胡萝卜植株,在遗传特性上与亲本相比有什么特点?该种繁殖方式是有性繁殖还是无性繁殖? 提示:遗传物质与亲本相同。该种繁殖方式是无性繁殖。(6)请根据上面的实验过程,概括出植物组织培养的流程简图。提示:外植体 愈伤组织 根、芽 新植物体。
脱分化和再分化的比较
运用物质观理解植物组织培养的培养基组成植物组织培养技术中,离体的植物器官、组织或细胞等需培养在人工配制的培养基上。培养基中含有这些植物器官、组织或细胞生长所需要的无机营养成分、有机营养成分和植物激素等,这体现了生命的物质性,运用物质观有助于理解植物的组织培养所需培养基的组成。
【例1】下列关于植物组织培养的叙述,正确的是(　　)A.萝卜韧皮部细胞在不离体的情况下可以通过脱分化形 成愈伤组织B.植物组织培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织 的光合作用C.培养基中生长素和细胞分裂素的比值会影响愈伤组织 的形成和分化D.以同一株植物的叶片和花药为外植体培育的植株基因 型相同
解析:离体的萝卜韧皮部细胞在适宜的条件下可以通过脱分化形成愈伤组织。脱分化形成愈伤组织的过程中应该避光处理。植物组织培养的培养基中的生长素和细胞分裂素的比值会影响愈伤组织的形成和分化,在脱分化形成愈伤组织的过程中要求生长素和细胞分裂素的比值适中,而在再分化过程中生长素和细胞分裂素的比值高有利于根的分化,比值低有利于芽的分化。同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的愈伤组织基因型不一定相同,如将二倍体植株的花药离体培养得到的个体是单倍体植株,而将该植株的体细胞离体培养得到的个体是二倍体植株。答案:C
【例2】某小组用植物组织培养技术繁殖铁皮石斛,为研究培养过程中培养基中蔗糖和水各自的作用进行了对照实验,结果如下表所示。下列说法正确的是(　　)
A.蔗糖为生长提供能量,光促进细胞分化B.光为生长提供能量,蔗糖促进细胞分化C.光照只会影响植物光合作用的效率D.整个培养过程中,培养基中都不加入蔗糖也可发育成幼 苗
解析:分析题表可知,蔗糖能为生长提供能量,光能促进细胞分化;光照不仅影响植物光合作用的效率,还能促进细胞分化;若整个培养过程中,培养基中不加入蔗糖,幼苗不生长且会死亡。答案:A
【方法规律】 植物组织培养所需培养基的营养成分及其作用(1)微量元素和大量元素提供植物细胞生活所必需的无机盐。(2)蔗糖提供碳源,同时能够维持细胞的渗透压。(3)甘氨酸、维生素等物质主要是为了满足离体植物细胞的特殊营养需求。
植物体细胞杂交的过程白菜、甘蓝均为二倍体,体细胞染色体数分别为20、18。白菜—甘蓝是通过细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的体细胞杂交过程示意图,请据图分析并回答下列问题。
(1)自然条件下,白菜和甘蓝不能杂交,这种现象称为什么?
(2)白菜—甘蓝的培育过程中,为什么要进行①②过程?
提示:①②过程为去除细胞的细胞壁,细胞壁若不去除会阻碍细胞之间的杂交。
(3)通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜—甘蓝”体细胞染色体数为多少?假设白菜和甘蓝采用有性杂交育种方法能成功获得后代植株的话,得到的后代植株含有的染色体数为多少?提示:38;19。(4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是什么?提示:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。
1.植物体细胞杂交过程属于无性繁殖,遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。2.同种植物的原生质体更易融合,不同种植物原生质体的融合需用物理法或化学法进行人工诱导。得到的融合细胞类型有多种,必须经过筛选才能获得所需要的杂种细胞。3.杂种植株遗传物质的变化。(1)杂种植株的变异类型属于染色体变异,其染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和。(2)杂种植株的染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和,属于异源多倍体。
【例3】下列关于植物体细胞杂交的叙述,错误的是 (　　)A.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂 交过程B.原生质体仍具有再生细胞壁、连续分裂并长成完整 植株的能力C.参与杂种细胞细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和 核糖体D.植物体细胞杂交技术可克服不同种植物之间杂交不 亲和的障碍
解析:植物体细胞杂交包括去除细胞壁、原生质体融合、再生细胞壁和植物组织培养;原生质体含有此生物的全部遗传物质,依然具有细胞全能性,即具有再生细胞壁、连续分裂并长成完整植株的能力;与细胞壁形成有关的细胞器有线粒体和高尔基体;植物体细胞杂交技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,培育植物新品种。答案:C
【例4】为培育具有市场竞争力的无子柑橘,研究者设计了如下流程。下列相关叙述错误的是(　　)
A.过程a需使用胰蛋白酶处理B.实现过程b依赖细胞膜的流动性C.过程c需应用植物组织培养技术D.三倍体植株可产生无子柑橘
解析:植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程a需使用纤维素酶和果胶酶处理,A项错误;过程b为细胞融合,该过程依赖细胞膜的流动性,B项正确;过程c需应用植物组织培养技术,将杂种细胞培养成个体,C项正确;三倍体植株体内含有3个染色体组,减数分裂时会出现联会紊乱,无法产生可育配子,但可采用一定方法刺激其子房发育得到无子柑橘,D项正确。答案:A