高考生物复习第十四单元细胞工程胚胎工程第43课时细胞工程概述和植物细胞工程全国公开课一等奖百校联赛示.pptx

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生物,第43课时细胞工程概述和植物细胞工程,第1页,考纲内容,要求,命题特点,备考指南,植物组织培养,B,考查内容:植物组织培养,技术;植物体细胞杂交技术,考查形式:以选择题形,式考查植物组织培养过程及应用;以选择题形式考查植物体细胞杂交知识,(1)联络细胞全能性知识,了解植物组织培养原理、条件和过程,(2)结合流程图,掌握植物体细胞杂交原理、过程,考纲导学,第2页,考点一细胞工程概述,一、细胞工程概念和分类,1.概念:,是指应用细胞生物学和,原理和方法,经过细胞,水平或,水平上操作,按照人意愿来改变细胞内,或取得,综合性技术。,2.分类:,(1)依据操作对象不一样,能够将细胞工程分为:,和,等。,教材研读,分子生物学,细胞器,遗传物质,细胞产品,植物细胞工程,动物细胞工程,第3页,(2)依据所使用技术不一样,能够将细胞工程技术分为:,、,和细胞核移植技术等。,二、细胞工程基本技术,1.植物组织培养技术:,是指依据,原理,在无菌条件下,分离,植物器官、组织、细胞或原生质体,并在培养基上培养,在适宜条件下,使其发育成部分或完整植株技术。,2.细胞融合技术:,是采取自发或人工方法使两个或多个细胞融合为,技术,惯用促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植,物细胞融合前还需要用,等去除细胞壁。,植物组织培养技术,细胞融合技术,细胞全能性,一个细胞,纤维素酶,3.细胞核移植技术:,动物细胞核移植技术是把一个动物细胞细胞核移入,一个已经,卵母细胞中,使其重组并发育为一个新胚,胎,最终发育为一个动物个体技术。,去除细胞核,第4页,考点二细胞工程应用,1.植物组织培养技术应用,(1)快速繁殖:植物组织培养技术能够保持优良植物品种,。植物组织培养时,需要严格执行一定程序,幼苗在试验室培养瓶中,生长发育,整个生产过程实现微型化、精密化,所以又称为“微型繁殖技,术”。,(2)培育无病毒植物:植物,细胞中极少含有病毒甚至不含病,毒。采取培养茎尖,方法或结合热处理法,经过组织培养除,去绝大多数植物病毒,能够大量繁殖无病毒植物。,遗传特征,分生组织,生长点,第5页,(3)人工种子:是指将在植物组织培养中得到,、不定芽、顶,芽或腋芽等,包埋在含有养分和保护功效包被中,得到在适宜条件下,能够生根发芽,。优点是生产上不受,制,约;繁殖速度快;有利于保留该种系优良性状;方便,。,2.植物细胞培养技术应用,(1)植物细胞代谢产物工厂化生产,利用植物细胞培养技术生产含有生理活性植物细胞次生代谢产物,不但,而且不受季节、外部环境等条件限制。,(2)单倍体育种,经过花药离体培养取得单倍体,再经过人工诱导取得纯合子,培育作物新品,种。,胚状体,颗粒体,环境原因,贮藏和运输,快速、高效,第6页,1.(江苏单科,20A)胚状体是外植体在培养基上脱分化形成一团愈伤,组织。,(),2.(江苏单科,11D)采取幼叶、茎尖等部位组织进行组织培养。,(),3.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能表达细胞全能性。,(),4.花粉植株培育原理是花粉粒细胞含有全能性,其技术是植物组织培,养。,(),5.在脱分化和再分化过程中均需要进行光照。,(),6.用人工薄膜将愈伤组织包装,可制成人工种子。,(),7.植物体任何部位活细胞均可作为组织培养外植体。,(),8.不一样培养阶段培养基中生长素与细胞分裂素百分比应不一样。,(),9.用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,惯用酶是纤维素酶和果胶酶。,(),第7页,突破一植物组织培养,1.细胞全能性,(1)原理:细胞内含有本物种全部遗传信息。,(2)体内细胞全能性不表示原因:基因在特定时间和空间条件下选择性,表示。,(3)细胞全能性表示条件:具完整细胞结构,离体,无菌,一定营养、激素,和其它适宜外界条件。,(4)细胞全能性大小与细胞分化程度成反比。,(5)全能性大小:,考点突破,第8页,受精卵生殖细胞体细胞。(动物细胞全能性受限制,但细胞核含有全能,性)。,2.植物激素在组织培养中作用,在配制好MS培养基中,经常需要添加植物激素,其中生长素和细胞分裂,素是开启细胞分裂、脱分化和再分化关键性激素。植物激素浓度、,使用先后次序以及用量百分比等,都会影响试验结果。,(1)按照不一样次序使用这两类激素,会得到不一样试验结果。,使用次序,试验结果,先使用生长素,后使用细胞分裂素,有利于细胞分裂,但细胞不分化,先使用细胞分裂素,后使用生长素,细胞既分裂又分化,同时使用,分化频率提升,第9页,生长素与细胞分裂素用量比值,植物细胞发育方向,比值高,有利于根分化、抑制芽形成,比值低,有利于芽分化、抑制根形成,比值适中,促进愈伤组织形成,(2)当同时使用这两类激素时,二者用量百分比影响植物细胞发育方向。,第10页,知能拓展植物组织培养条件,无菌:因为培养基营养十分丰富,微生物极易在培养基上生长繁殖,因,此,需要对外植体采取酒精、过氧化氢等进行消毒,消毒后外植体需要用,无菌水充分冲洗,以防止消毒剂对外植体生长分化产生影响。在整个植物,组织培养过程中都需要保持严格无菌条件。,培养基:植物组织培养培养基无机营养包含水和无机盐,有机营养包含,蔗糖、维生素和氨基酸等。激素包含生长素和细胞分裂素。当生长素,细胞分裂素这一百分比大时,主要诱导根原基形成;百分比小时,主要诱导芽,原基形成。所以激素含量是培养基配制关键所在。,选材:所选材料组织细胞要含有分裂能力。,环境条件:在脱分化形成愈伤组织时,要在黑暗条件下培养。在有光条件,下轻易分化产生维管组织,不利于产生大量愈伤组织。而再分化时,则一,定要有光照,因为有光条件下植物才能进行光合作用,为植物提供营养。,第11页,考向以选择题形式考查植物组织培养过程,(江苏南通一调,17,2分)科学家能利用胡萝卜组织在试验室中培育出完,整胡萝卜植株。此过程中不需要,(),A.制备含蔗糖等有机营养物质固体培养基,B.对离体组织要进行快速消毒,C.使用胰蛋白酶处理制备细胞悬液,D.控制光照及培养基中植物激素种类和含量,第12页,分),如蔗糖和植物激素(生长素和细胞分裂素),而且需加入琼脂制成固体培,养基;植物组织培养需要无菌无毒条件,需要对离体组织要进行快速消,毒,对培养基进行灭菌;植物组织培养不需要制备细胞悬浮液;外植体脱,分化和再分化与培养基中植物激素种类及其百分比有亲密关系,如细胞,分裂素和生长素浓度和百分比不一样,诱导生根和发芽能力不一样,另外愈伤,组织诱导往往需要暗培养,再分化一定要有光照,D正确。,答案C植物组织培养需在培养基中加入一定营养(无机、有机成,第13页,突破二植物体细胞杂交,1.概念:,指将不一样种植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种,细胞培育成新植物体技术。,2.原理:,细胞膜流动性和植物细胞全能性。,第14页,3.过程:,(1)过程为去除细胞壁取得含有活力原生质体,惯用方法是酶解法,所用,到酶是纤维素酶和果胶酶。,(2)过程是原生质体融合,人工诱导融合物理法包含离心、振动、电,激等;化学法普通用聚乙二醇(PEG)作诱导剂。,第15页,(3)过程是原生质体融合后再生出细胞壁,这是原生质体融合成功标,志。,(4)植物体细胞杂交意义:克服远缘杂交不亲和障碍,培育作物新品,种。,知能拓展植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法,(1)诱导产物(假设用于杂交两种植物细胞分别为A、B),未融合细胞:A和B;,两两融合细胞:AA、BB和AB;,多细胞融合体。,(2)检测方法:对诱导产物中细胞进行植物组织培养,然后依据得到植,物性状进行判断。,第16页,若只表现出一个植物性状,说明是未融合细胞。,若得到是含有两种亲本性状植物,说明是杂种植株。,若得到是两种亲本性状植物,且一个植物性状得到加强,则是多,细胞融合体。,若得到是一个植物性状,不过效果得到加强,则是同种细胞融合结,果。,第17页,名称,植物组织培养,植物体细胞杂交,原理,细胞全能性,细胞膜含有一定流动性和细胞全能性,4.植物体细胞杂交与植物组织培养比较,过程,离体植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽或胚状体,植物体,植物细胞A,原生质体A,原生质体B融合原,生,质体AB,植物细胞B杂种细胞AB,杂种植株愈伤,组织,第18页,注意,事项,(1)取材:选取有形成层部位最轻易诱导形成愈伤组织,(2)光照:在愈伤组织诱导阶段往往要暗培养,有利于细胞脱分化产生愈伤组织。当愈伤组织分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素合成,(1)去壁方法:酶解法,所用酶是纤维素酶和果胶酶,(2)人工诱导融合方法:,物理法:离心、振动、电激,化学法:聚乙二醇,第19页,易混辨析植物体细胞杂交和有性杂交比较,植物体细胞杂交:若两个不一样品种植物细胞A、B进行融合,A含有2,X,条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,B含有2,Y,条染色体,2个染色体组,其,基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2,X,+2,Y,基因型,为AabbccDd。从中不难看出,体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不,管是染色体数、基因型还是染色体组都采取直接相加方法。,第20页,植物有性杂交:植物有性杂交是利用遗传性状不一样亲本进行交配,以组合两个或多个亲本优良性状于杂种体中,并经过基因分离和重组,产生各种性状变异类型,从中选择出最需要基因型,进而创造出对人类有利优良品种。依据杂交亲本间亲缘关系远近,有性杂交又分为近缘杂交和远缘杂交两大类。前者是指同一植物种内不一样品种之间杂交,后者指在不一样植物种或属间进行杂交,包含野生种和栽培种之间杂交。,有性生殖过程中性状遗传符合孟德尔遗传规律,而植物体细胞杂交性状遗传不符合孟德尔遗传规律。,第21页,考向以选择题形式考查植物体细胞杂交知识,1.如图表示经过植物体细胞杂交技术培育番茄马铃薯流程图.相关叙,述错误是,(),A.图中至过程包括细胞分裂和分化,但不包括减数分裂,B.过程惯用方法有电激、PEG诱导和灭活病毒诱导,C.激素浓度和百分比能够调控过程中细胞脱分化和再分化,D.图中依据生物学原理有细胞膜流动性和植物细胞全能性,第22页,答案B图中至过程表示植物体细胞杂交,包括细胞分裂和分,化,但不包括有性生殖过程减数分裂,A正确;过程惯用方法有电激、,PEG诱导,但不采取灭活病毒,B错误;生长素和细胞分裂素浓度和百分比,能够调控过程中细胞脱分化和再分化,C正确;植物体细胞杂交技术,依据原理有细胞膜流动性和植物细胞全能性,D正确。,2.(江苏徐州质量检测,19,2分)下面关于植物体细胞杂交技术说法,不,正确是,(),A.必须有纤维素酶和果胶酶存在,B.要经过组织培养过程,C.能够实现种间或种内杂交,D.原生质体融合必须借助诱导剂,第23页,答案D在进行植物体细胞杂交时,要除去细胞壁才能进行原生质体,融合。植物细胞细胞壁主要成份是纤维素和果胶,利用纤维素酶和果,胶酶就可除去细胞壁。植物体细胞杂交主要指种间杂交,也能够进行种内,杂交。原生质体融合时能够借助诱导剂,如聚乙二醇,也能够采取物理法,如离心、振动、电激等。在完成体细胞杂交形成杂种细胞后,再经过组织,培养过程,产生新个体。,第24页,突破三植物细胞工程应用,1.微型繁殖:,不但能够保持优良品种遗传特征,还能够高效快速地实现种,苗大量繁殖。,2.脱毒植物培养与检测,(1),培育脱毒植株原因,:,生产上许多无性繁殖作物均受到病毒侵染,从,而造成品种严重退化、产量降低和品质变差。,(2),培育方法,:,利用植物分生组织进行培养,能够使新长成植株脱除病毒。,(3),原理,:,茎尖等新生组织中不带病毒,(,病毒在植物体内分布不均匀,);,植物细,胞全能性。,第25页,(4)检测病毒存在方法:,在分子水平上用DNA分子杂交技术检测病毒基因;,在分子水平上利用抗原抗体杂交反应检测病毒蛋白,进而判断病,毒是否存在;,在个体水平上经过采取病毒侵染、观察个体是否发生病变方法进行,检测。,3.人工种子,下列图是人工种子结构示意图。,第26页,(2)人工胚乳中能够加入适量养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生,素、有益菌等,以利于胚状体生长发育成幼苗。,(3)人工种子优点,处理了一些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。,固定杂种优势。天然种子因为在遗传上含有因减数分裂引发重组现,象,因而会造成一些遗传性状改变,而人工种子则能够完全保持优良品种,遗传特征。,快捷高效繁殖方式。天然种子在生产上受季节限制,普通每年只能,繁殖12次,有些甚至十几年才繁殖一次,而人工种子生产不受季节限制,而,且快捷高效。,(1),获取方法,:,以植物组织培养得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,用人工薄膜包装。,第27页,可控制植物生长发育与抗逆性。针对植物种类和土壤条件,在人工种,子包裹中还能够加入适量养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生,素、有益菌等。,用人工种子播种能够节约粮食。,人工种子能够进行工业化生产,提升农业自动化程度。,4.单倍体育种:花药离体培养过程就是植物组织培养过程。,花药,单倍体幼苗,纯合子,单倍体育种优点是后代不发生性状分离,都是纯合子,能够稳定遗传,明,显缩短了育种年限。,5.细胞产物工厂化生产,(1)方法:利用植物组织培养技术大量生产一些细胞产物。,第28页,(2)产物种类:蛋白质、脂肪、糖类、药品、香料、生物碱等。,(3)获取细胞产物时选取新生组织为外植体原因:新生组织细胞分化程度,低,轻易诱导形成愈伤组织。,第29页,考向以选择题形式考查植物细胞工程应用知识,(江苏扬州、南通、泰州三模,18,2分)金丝楸是宝贵古老树种,在多,个方面含有主要应用价值。金丝楸在自然状态下极难经过种子繁殖。,为尽快推广种植,能够经过相关技术取得优质种苗,以下技术应用不合理,是,(),A.采取根段诱导其生根发芽快速育苗,B.采集幼芽嫁接到其它适宜植物体上,C.采取幼叶或茎尖部位组织生产人工种子,D.采取花朵中花粉粒经组织培养取得试管苗,第30页,答案D依题意可知,为尽快推广种植金丝楸,可采取植物组织培养技,术,在该项技术中,可用根段、幼叶或茎尖部位组织作为外植体,经过脱,分化形成愈伤组织,再经再分化培养成胚状体等,进而培育成试管苗,也可,用胚状体等为材料生产人工种子,故A、C合理;采取营养生殖如采集幼芽,嫁接到其它适宜植物体上,也能够到达尽快推广种植金丝楸目标,故B,合理;花粉粒是减数分裂产物,经组织培养取得试管苗为高度不育单,倍体,故D不合理。,第31页,