《高中生物 第二章第二節(jié) 植物細胞工程課件 蘇教版選修3》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中生物 第二章第二節(jié) 植物細胞工程課件 蘇教版選修3（56頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第二節(jié)植物細胞工程第二節(jié)植物細胞工程課標領航課標領航通過本節(jié)的學習，我能夠通過本節(jié)的學習，我能夠1理解并闡述細胞的全能性。理解并闡述細胞的全能性。2舉例說出植物組織培養(yǎng)的過程、原理及舉例說出植物組織培養(yǎng)的過程、原理及應用。應用。3簡述植物細胞培養(yǎng)的過程及應用。簡述植物細胞培養(yǎng)的過程及應用。4舉例說出植物體細胞雜交過程及應用。舉例說出植物體細胞雜交過程及應用。情景導引情景導引“春風欲擅秋風巧，催吐幽春風欲擅秋風巧，催吐幽蘭繼落梅。蘭繼落梅?！彼赜兴赜小疤煜碌谔煜碌谝幌阋幌恪敝Q的蘭花之稱的蘭花(如右圖如右圖)，以其優(yōu)美高雅成為文人墨客以其優(yōu)美高雅成為文人墨客吟詩作賦的對象。但是，蘭吟詩作賦的對象
2、。但是，蘭花在自然條件下播種繁殖的花在自然條件下播種繁殖的難度很大，現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)難度很大，現(xiàn)在科學家發(fā)現(xiàn)了蘭花快速繁殖的技術了蘭花快速繁殖的技術植物組織培養(yǎng)。你想了解這一技術嗎？植物組織培養(yǎng)。你想了解這一技術嗎？核心要點突破核心要點突破知能過關演練知能過關演練第第二二節(jié)節(jié)基礎自主梳理基礎自主梳理基礎自主梳理基礎自主梳理一、細胞全能性一、細胞全能性1生物體的所有細胞幾乎都含有該物種的全生物體的所有細胞幾乎都含有該物種的全套遺傳物質，具有發(fā)育成為完整個體所必需的套遺傳物質，具有發(fā)育成為完整個體所必需的_，因此，這些細胞都具有發(fā)育成為，因此，這些細胞都具有發(fā)育成為一個新的生物個體的一個新的生物個體
3、的_。細胞的這種特性。細胞的這種特性稱為細胞全能性。稱為細胞全能性。2植物體細胞在適宜的條件下可培育成完整植物體細胞在適宜的條件下可培育成完整的正常植株，這就是細胞的正常植株，這就是細胞_的有力證據(jù)。的有力證據(jù)。全部基因全部基因潛能潛能全能性全能性二、植物組織培養(yǎng)技術二、植物組織培養(yǎng)技術1植物組織培養(yǎng)是指依據(jù)植物組織培養(yǎng)是指依據(jù)_原理，在無原理，在無菌條件下，分離植物的器官、組織、細胞或菌條件下，分離植物的器官、組織、細胞或_ (稱為外植體稱為外植體)，并在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在，并在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在適宜條件下使其長成部分或完整植株的技術。適宜條件下使其長成部分或完整植株的技術。2植物組織培養(yǎng)最常用
4、的培養(yǎng)材料是植株的莖尖、植物組織培養(yǎng)最常用的培養(yǎng)材料是植株的莖尖、根尖、葉片和花藥等。根尖、葉片和花藥等。3由已經分化的植物細胞形成愈傷組織的過程，由已經分化的植物細胞形成愈傷組織的過程，稱為植物細胞的稱為植物細胞的_。愈傷組織重。愈傷組織重新誘導分化形成根、芽等器官的過程，稱為再分化新誘導分化形成根、芽等器官的過程，稱為再分化。細胞全能性細胞全能性原生質體原生質體脫分化脫分化(或去分化或去分化)4_在一定的培養(yǎng)條件下也可誘導形在一定的培養(yǎng)條件下也可誘導形成胚狀體成胚狀體(也稱為體細胞胚也稱為體細胞胚)。如果模擬植物種子。如果模擬植物種子的基本結構，在胚狀體外包裹人工胚乳和人工種的基本結構，在
5、胚狀體外包裹人工胚乳和人工種皮，就可制成皮，就可制成“人工種子人工種子”。5人工種子有許多優(yōu)點，如不受人工種子有許多優(yōu)點，如不受_因素的制因素的制約、繁殖速度快，可在短時間內提供大量種苗、約、繁殖速度快，可在短時間內提供大量種苗、有利于保存種系的優(yōu)良性狀等。有利于保存種系的優(yōu)良性狀等。愈傷組織愈傷組織環(huán)境環(huán)境思考感悟思考感悟 1在進行植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中總是要添在進行植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中總是要添加一定量的生長素和細胞分裂素，其主要目的加一定量的生長素和細胞分裂素，其主要目的是什么？是什么？【提示】【提示】誘導細胞分裂和芽、根的分化。誘導細胞分裂和芽、根的分化。三、植物細胞培養(yǎng)三、植物細胞培
6、養(yǎng)1植物細胞培養(yǎng)是指在實驗室工廠化生產條件下，植物細胞培養(yǎng)是指在實驗室工廠化生產條件下，將組織培養(yǎng)過程中形成的將組織培養(yǎng)過程中形成的_或其他易分或其他易分散的組織置于散的組織置于_培養(yǎng)基中，進行懸浮培養(yǎng)，得培養(yǎng)基中，進行懸浮培養(yǎng)，得到分散游離的懸浮細胞，通過繼代培養(yǎng)使細胞增到分散游離的懸浮細胞，通過繼代培養(yǎng)使細胞增殖，從而獲得大量的殖，從而獲得大量的_的一種技術。的一種技術。2植物細胞培養(yǎng)是在植物細胞培養(yǎng)是在_的基礎上發(fā)的基礎上發(fā)展起來的，但與組織培養(yǎng)不同的是，細胞培養(yǎng)的展起來的，但與組織培養(yǎng)不同的是，細胞培養(yǎng)的目的不是使細胞形成組織乃至更多的植物體，而目的不是使細胞形成組織乃至更多的植物體，
7、而是通過大規(guī)模的細胞培養(yǎng)以獲得人類所需的是通過大規(guī)模的細胞培養(yǎng)以獲得人類所需的_。愈傷組織愈傷組織液體液體細胞群體細胞群體植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)細胞次生代謝產物細胞次生代謝產物 思考感悟思考感悟2具有小靈芝草之稱的金釵石斛是一種名貴的中具有小靈芝草之稱的金釵石斛是一種名貴的中草藥，它具有生津益胃、潤肺止咳之功效。金釵草藥，它具有生津益胃、潤肺止咳之功效。金釵石斛的有效化學成分為大黃酚和石斛的有效化學成分為大黃酚和谷甾醇。我們谷甾醇。我們能否在工廠內大量生產這兩種物質呢？能否在工廠內大量生產這兩種物質呢？【提示】【提示】取金釵石斛的莖尖或根尖組織，并培取金釵石斛的莖尖或根尖組織，并培養(yǎng)為愈傷組
8、織養(yǎng)為愈傷組織放入液體培養(yǎng)基中，進行懸浮培放入液體培養(yǎng)基中，進行懸浮培養(yǎng)養(yǎng)得到游離的懸浮細胞得到游離的懸浮細胞篩選篩選采用液體培養(yǎng)采用液體培養(yǎng)基在生物發(fā)生器內，利用發(fā)酵技術進行培養(yǎng)基在生物發(fā)生器內，利用發(fā)酵技術進行培養(yǎng)獲獲得大量的金釵石斛細胞得大量的金釵石斛細胞從混合液中分離純化大從混合液中分離純化大黃酚和黃酚和谷甾醇。谷甾醇。四、植物細胞工程與育種四、植物細胞工程與育種1原生質體是指去除原生質體是指去除_后獲得的裸露后獲得的裸露的植物細胞。用于細胞工程的原生質體主要來源于的植物細胞。用于細胞工程的原生質體主要來源于各種植物的葉片、各種植物的葉片、_等部位，此外也可從組織等部位，此外也可從組織
9、培養(yǎng)產生的培養(yǎng)產生的_中獲得原生質體。中獲得原生質體。2與未去除細胞壁的植物細胞一樣，原生質體仍與未去除細胞壁的植物細胞一樣，原生質體仍然具有然具有_，即具有再生細胞壁、進行連，即具有再生細胞壁、進行連續(xù)分裂并長成完整植株的能力。原生質體在一定條續(xù)分裂并長成完整植株的能力。原生質體在一定條件下，除了能實現(xiàn)件下，除了能實現(xiàn)_外，還能攝入外，還能攝入_、質粒、病毒、細菌、細胞器等外源物質，是植物細質粒、病毒、細菌、細胞器等外源物質，是植物細胞工程進行遺傳操作，如基因轉移的良好材料。胞工程進行遺傳操作，如基因轉移的良好材料。植物細胞壁植物細胞壁根尖根尖愈傷組織愈傷組織細胞全能性細胞全能性誘導融合誘導
10、融合DNA3植物體細胞雜交技術是一種非常有用的遺傳植物體細胞雜交技術是一種非常有用的遺傳育種手段，可以克服不同種植物之間雜交的育種手段，可以克服不同種植物之間雜交的_障礙，實現(xiàn)遠緣物種之間的核質組合，障礙，實現(xiàn)遠緣物種之間的核質組合，從而獲得新品種植株。從而獲得新品種植株。4植物細胞工程在育種中成功應用的另一范例植物細胞工程在育種中成功應用的另一范例是是_與利用。單倍體植株的特點是植與利用。單倍體植株的特點是植株弱小且高度不育，但它們在育種中具有能縮株弱小且高度不育，但它們在育種中具有能縮短短_、獲得純系等重要意義。、獲得純系等重要意義。不親和不親和單倍體誘導單倍體誘導育種周期育種周期核心要點
11、突破核心要點突破植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)1植物細胞全能性植物細胞全能性(1)內涵：高度分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體內涵：高度分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。的潛能。(2)原因：具有該生物的全部遺傳信息。原因：具有該生物的全部遺傳信息。(3)表達的條件：離體，必備的營養(yǎng)物質等。在體表達的條件：離體，必備的營養(yǎng)物質等。在體內由于基因的選擇性表達，而使細胞發(fā)生分化。內由于基因的選擇性表達，而使細胞發(fā)生分化。(4)全能性表達由高到低依次為：受精卵全能性表達由高到低依次為：受精卵干細胞干細胞生殖細胞生殖細胞體細胞；植物細胞體細胞；植物細胞動物細胞。動物細胞?！咎貏e提醒】【特別提醒】在植物體內，細
12、胞沒有表現(xiàn)出全在植物體內，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織和器官，這是基能性，而是分化成為不同的組織和器官，這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果。因在特定的時間和空間條件下選擇性表達的結果。但它們的遺傳潛力并沒有喪失，全部的遺傳信息但它們的遺傳潛力并沒有喪失，全部的遺傳信息仍然被保存在仍然被保存在DNA的序列中，一旦脫離原來組織的序列中，一旦脫離原來組織和器官的束縛成為游離狀態(tài)，并在一定的營養(yǎng)條和器官的束縛成為游離狀態(tài)，并在一定的營養(yǎng)條件和植物激素的誘導下，細胞就能表現(xiàn)出全能性，件和植物激素的誘導下，細胞就能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。發(fā)育成完整的植株。2進行植物組
13、織培養(yǎng)的條件和過程進行植物組織培養(yǎng)的條件和過程(1)條件：條件：植物細胞要處于離體狀態(tài)。植物細胞要處于離體狀態(tài)。給予給予一定的營養(yǎng)物質，如有機物一定的營養(yǎng)物質，如有機物(蔗糖、維生素、植蔗糖、維生素、植物激素等物激素等)和礦質元素等。和礦質元素等。無菌條件：即保證無菌條件：即保證培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具完全無菌。因為一培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具完全無菌。因為一旦感染微生物，它們就會快速繁殖，爭奪營養(yǎng)，旦感染微生物，它們就會快速繁殖，爭奪營養(yǎng)，并且還會產生毒素，使培養(yǎng)物很快中毒死亡。并且還會產生毒素，使培養(yǎng)物很快中毒死亡。適宜的環(huán)境條件，如適宜的溫度和適宜的環(huán)境條件，如適宜的溫度和pH等。等。
14、名稱名稱過程過程結果結果生長調節(jié)生長調節(jié)劑劑光光脫分化脫分化由外植體脫由外植體脫分化為愈傷分化為愈傷組織組織形成排列疏松、形成排列疏松、高度液泡化的高度液泡化的薄壁細胞團薄壁細胞團生長素與生長素與細胞分裂細胞分裂素素避避光光再分化再分化由愈傷組織由愈傷組織分化為幼苗分化為幼苗或胚狀體或胚狀體有根、芽或有有根、芽或有生根發(fā)芽的能生根發(fā)芽的能力力生長素與生長素與細胞分裂細胞分裂素素需需光光營養(yǎng)生營養(yǎng)生長生殖長生殖生長生長發(fā)育成完整發(fā)育成完整的植物體的植物體由根、莖、葉、由根、莖、葉、花、果實、種花、果實、種子組成子組成自身產生自身產生各種激素各種激素需需光光3人工種子人工種子(1)培育過程：植物組
15、織培養(yǎng)誘導體細胞胚狀體培育過程：植物組織培養(yǎng)誘導體細胞胚狀體的發(fā)生的發(fā)生胚胎發(fā)育同步化的控制胚胎發(fā)育同步化的控制人工種皮的人工種皮的包埋等。包埋等。(2)結構：結構：(3)優(yōu)點：可使在自然條件下不結實或種子昂貴優(yōu)點：可使在自然條件下不結實或種子昂貴的植物得以繁殖；保持親本的優(yōu)良性狀；節(jié)約的植物得以繁殖；保持親本的優(yōu)良性狀；節(jié)約糧食，減少種子的使用。糧食，減少種子的使用。 1958年美國科學家將胡蘿卜韌皮部的年美國科學家將胡蘿卜韌皮部的細胞培養(yǎng)產生完整植株細胞培養(yǎng)產生完整植株(如下圖如下圖)，請回答：，請回答： (1)科學家所用的胡蘿卜韌皮部的細胞，在正常科學家所用的胡蘿卜韌皮部的細胞，在正常生
16、物體內是否能夠進行有絲分裂？說明原因。生物體內是否能夠進行有絲分裂？說明原因。(2)韌皮部細胞通過韌皮部細胞通過_和和_形成植形成植株，形成的植株的特點是株，形成的植株的特點是_。(3)此實驗證明了高度分化的植物細胞仍有發(fā)育此實驗證明了高度分化的植物細胞仍有發(fā)育成完整植株的能力，即具有成完整植株的能力，即具有_，高度分化，高度分化的細胞具有此特性是由于的細胞具有此特性是由于_。(4)下表為幾種組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方的部分成下表為幾種組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基配方的部分成分及培養(yǎng)條件和特點。分及培養(yǎng)條件和特點。培養(yǎng)基作用培養(yǎng)基作用糖類糖類大量元素大量元素 微量元素微量元素 植物激素植物激素條件條件建立愈傷組
17、建立愈傷組織的培養(yǎng)基織的培養(yǎng)基蔗糖蔗糖N、P、K Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等2,4-D25 黑暗黑暗培養(yǎng)根尖的培養(yǎng)根尖的培養(yǎng)基培養(yǎng)基蔗糖蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等15 黑暗黑暗培養(yǎng)莖尖的培養(yǎng)莖尖的培養(yǎng)基培養(yǎng)基蔗糖蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等萘乙酸萘乙酸18 連續(xù)連續(xù)光照光照根據(jù)上表分析說明，組織培養(yǎng)的條件和特點是：根據(jù)上表分析說明，組織培養(yǎng)的條件和特點是：_。(5)試簡要說明組織培養(yǎng)技術的優(yōu)點以及這一技試簡要說明組織培養(yǎng)技術的優(yōu)點以及這一技術在實踐中的具體應用。術在實踐中的具體應用
18、?！緡L試解答】【嘗試解答】(1)不能分裂，原因是植物韌皮不能分裂，原因是植物韌皮部的細胞已經高度分化，在正常植物體內，這部的細胞已經高度分化，在正常植物體內，這些細胞不再分裂。些細胞不再分裂。(2)細胞分裂細胞分化彼此性狀極為相似細胞分裂細胞分化彼此性狀極為相似(3)全能性這些細胞最終由同一細胞全能性這些細胞最終由同一細胞(受精卵受精卵)經有絲分裂形成，在進行有絲分裂時，遺傳物經有絲分裂形成，在進行有絲分裂時，遺傳物質經過復制，平均分配到子細胞中，所以子細質經過復制，平均分配到子細胞中，所以子細胞的細胞核中含有保持該物種遺傳性所需要的胞的細胞核中含有保持該物種遺傳性所需要的全套遺傳物質全套遺傳
19、物質(4)組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中一般都含有維持細胞正常組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中一般都含有維持細胞正常生活的物質，如蔗糖、大量元素和微量元素等，生活的物質，如蔗糖、大量元素和微量元素等，不同功能的培養(yǎng)基中還含有不同的植物激素，同不同功能的培養(yǎng)基中還含有不同的植物激素，同時因為培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)的外界條件時因為培養(yǎng)的目的不同，培養(yǎng)的外界條件(光照光照和溫度等和溫度等)也不同，這些是組織分化的條件也不同，這些是組織分化的條件(5)植物組織培養(yǎng)不僅從植物體上取材少；培養(yǎng)周植物組織培養(yǎng)不僅從植物體上取材少；培養(yǎng)周期短；繁殖率高，而且便于自動化管理。目前這期短；繁殖率高，而且便于自動化管理。目前這項技術已經在花卉
20、和果樹的快速繁殖、培育無病項技術已經在花卉和果樹的快速繁殖、培育無病毒植物、生產藥物、食品添加劑、制造人工種子毒植物、生產藥物、食品添加劑、制造人工種子等方面得到了廣泛的應用。等方面得到了廣泛的應用?！窘馕觥俊窘馕觥?1)在生物體內已經高度分化的細胞不在生物體內已經高度分化的細胞不再具有分裂能力。再具有分裂能力。(2)(3)韌皮部細胞為胡蘿卜體細胞，其細胞核內含韌皮部細胞為胡蘿卜體細胞，其細胞核內含有其生長發(fā)育所需要的全部遺傳物質，遺傳物質有其生長發(fā)育所需要的全部遺傳物質，遺傳物質在特定時間和特定空間的表達從而形成許多植物。在特定時間和特定空間的表達從而形成許多植物。(4)在植物組織培養(yǎng)過程中
21、，不同的營養(yǎng)條件、不在植物組織培養(yǎng)過程中，不同的營養(yǎng)條件、不同的植物激素對植物細胞的表達影響不同。同的植物激素對植物細胞的表達影響不同。(5)該項技術屬于無性生殖范疇，不但能保護親本該項技術屬于無性生殖范疇，不但能保護親本的優(yōu)良性狀，而且便于管理。的優(yōu)良性狀，而且便于管理。跟蹤訓練跟蹤訓練植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導的植物激素分別是程的順序及誘導的植物激素分別是()細胞的全能性細胞的全能性離體植物器官、組織或細離體植物器官、組織或細胞胞根，芽根，芽生長素和細胞分裂素生長素和細胞分裂素生生長素和乙烯長素和乙烯愈傷組織愈傷組織再分化再分化脫分脫分化化植
22、物體植物體A、和和B、和和C、和和 D、和和解析：解析：選選A。植物組織培養(yǎng)的理論基礎是細胞的。植物組織培養(yǎng)的理論基礎是細胞的全能性，其培養(yǎng)過程中先是出現(xiàn)脫分化，然后才全能性，其培養(yǎng)過程中先是出現(xiàn)脫分化，然后才出現(xiàn)再分化。生長素和細胞分裂素能促進細胞分出現(xiàn)再分化。生長素和細胞分裂素能促進細胞分裂、分化，在培養(yǎng)的不同時期對兩者的比例會有裂、分化，在培養(yǎng)的不同時期對兩者的比例會有不同要求，因此是不可缺少的特殊添加物。不同要求，因此是不可缺少的特殊添加物。植物細胞培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)1與植物組織培養(yǎng)的比較與植物組織培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)利用原理利用原理細胞全能性細胞全
23、能性細胞增殖細胞增殖培養(yǎng)基培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)對象培養(yǎng)對象離體的植物器官、組離體的植物器官、組織、細胞或原生質體織、細胞或原生質體由愈傷組織分散得到由愈傷組織分散得到的懸浮細胞的懸浮細胞培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程外植體外植體脫分化脫分化再再分化分化芽、根芽、根植物植物幼苗幼苗愈傷組織愈傷組織分散成懸分散成懸浮細胞浮細胞繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)細胞次生代謝產物細胞次生代謝產物培養(yǎng)目的培養(yǎng)目的植物幼苗植物幼苗細胞的次生代謝產物細胞的次生代謝產物二者關系二者關系植物組織培養(yǎng)是植物細胞培養(yǎng)的基礎；它們植物組織培養(yǎng)是植物細胞培養(yǎng)的基礎；它們都屬于植物細胞工程的范疇都屬于植物細胞工程的范疇2.
24、培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程篩選細胞篩選細胞獲得次生代謝產物含量高、生長迅獲得次生代謝產物含量高、生長迅速的單細胞無性繁殖系速的單細胞無性繁殖系擴大培養(yǎng)擴大培養(yǎng)發(fā)酵生產發(fā)酵生產分離純化次生代謝產物。分離純化次生代謝產物。3優(yōu)點優(yōu)點(1)可快速、高效地生產具有生理活性的次生代可快速、高效地生產具有生理活性的次生代謝產物。謝產物。(2)生產不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制。生產不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制?！咎貏e提醒】【特別提醒】細胞次生代謝產物的生產需要細胞次生代謝產物的生產需要植物細胞培養(yǎng)和發(fā)酵工程結合獲得。植物細胞培養(yǎng)和發(fā)酵工程結合獲得。 醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇能有效治療某些癌醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)紫杉醇能有效治療某
25、些癌癥。獲得紫杉醇的傳統(tǒng)方法是從紅豆杉屬植物的癥。獲得紫杉醇的傳統(tǒng)方法是從紅豆杉屬植物的樹皮中提取，但產量有限，也不利于瀕危植物紅樹皮中提取，但產量有限，也不利于瀕危植物紅豆杉的保護。研究發(fā)現(xiàn)，紅豆杉的其他組織細胞豆杉的保護。研究發(fā)現(xiàn)，紅豆杉的其他組織細胞也能生產紫杉醇，有人嘗試用植物細胞工程技術也能生產紫杉醇，有人嘗試用植物細胞工程技術生產。下圖為三種紅豆杉細胞培養(yǎng)過程中細胞數(shù)生產。下圖為三種紅豆杉細胞培養(yǎng)過程中細胞數(shù)量、紫杉醇產量與培養(yǎng)時間的數(shù)據(jù)圖。請回答：量、紫杉醇產量與培養(yǎng)時間的數(shù)據(jù)圖。請回答：(1)據(jù)圖分析，獲得高產紫杉醇應選據(jù)圖分析，獲得高產紫杉醇應選_紅豆紅豆杉為原料，培養(yǎng)后期紫
26、杉醇產量出現(xiàn)下降的原因杉為原料，培養(yǎng)后期紫杉醇產量出現(xiàn)下降的原因包括包括_等。等。(2)將紅豆杉細胞經組織培養(yǎng)形成將紅豆杉細胞經組織培養(yǎng)形成_方可接方可接種到培養(yǎng)基中。種到培養(yǎng)基中。(3)利用組織培養(yǎng)技術生產與傳統(tǒng)方法提取紫杉醇利用組織培養(yǎng)技術生產與傳統(tǒng)方法提取紫杉醇相比，前者具有相比，前者具有_(至少答出兩點至少答出兩點)優(yōu)點。優(yōu)點?！緡L試解答】【嘗試解答】(1)云南活細胞數(shù)量減少，某些云南活細胞數(shù)量減少，某些有害代謝產物的積累有害代謝產物的積累(2)愈傷組織愈傷組織(3)產量高、節(jié)約資源、保護環(huán)境等產量高、節(jié)約資源、保護環(huán)境等【解析】【解析】(1)由紫杉醇含量數(shù)據(jù)圖可知云南紅由紫杉醇含量數(shù)
27、據(jù)圖可知云南紅豆杉產量最高，隨著培養(yǎng)時間的加長，培養(yǎng)基中豆杉產量最高，隨著培養(yǎng)時間的加長，培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質減少，某些有害代謝產物積累，使活細營養(yǎng)物質減少，某些有害代謝產物積累，使活細胞數(shù)量減少，從而紫杉醇產量下降。胞數(shù)量減少，從而紫杉醇產量下降。(2)培養(yǎng)是為了獲得細胞產物，所以培養(yǎng)到愈傷培養(yǎng)是為了獲得細胞產物，所以培養(yǎng)到愈傷組織即可。組織即可。(3)組織培養(yǎng)到愈傷組織時，這些細胞產量高，組織培養(yǎng)到愈傷組織時，這些細胞產量高，耗材少，且不會對環(huán)境造成污染。耗材少，且不會對環(huán)境造成污染。解析：解析：選選D。根據(jù)培養(yǎng)對象不同分為單細胞培。根據(jù)培養(yǎng)對象不同分為單細胞培養(yǎng)、單倍體培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)，根
28、據(jù)培養(yǎng)養(yǎng)、單倍體培養(yǎng)和原生質體培養(yǎng)，根據(jù)培養(yǎng)基類型的不同分為液體培養(yǎng)和固體培養(yǎng)?；愋偷牟煌譃橐后w培養(yǎng)和固體培養(yǎng)。植物體細胞雜交植物體細胞雜交1具體過程具體過程第一步：去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體。第一步：去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體。常用方法是常用方法是“酶解法酶解法”，即用纖維素酶和果膠酶，即用纖維素酶和果膠酶等分解細胞壁。等分解細胞壁。第二步：將兩個有活力的原生質體放在一起，通第二步：將兩個有活力的原生質體放在一起，通過人工誘導實現(xiàn)原生質體的融合。常用的誘導方過人工誘導實現(xiàn)原生質體的融合。常用的誘導方法有：物理法和化學法。物理法是利用離心、振法有：物理法和化學法。物理法是利
29、用離心、振動、電刺激等促進原生質體融合?；瘜W法是用聚動、電刺激等促進原生質體融合。化學法是用聚乙二醇乙二醇(PEG)等為誘導劑誘導融合。等為誘導劑誘導融合。第三步：將誘導融合得到的雜種細胞，用植物細第三步：將誘導融合得到的雜種細胞，用植物細胞培養(yǎng)的方法進行培育，就可以得到雜種植株。胞培養(yǎng)的方法進行培育，就可以得到雜種植株。植物體細胞雜交過程示意圖植物體細胞雜交過程示意圖2目的目的植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞。雜種植株特征：具備兩種植物是形成雜種細胞。雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的的遺傳特
30、征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質。遺傳物質。3優(yōu)點優(yōu)點克服遠緣雜交的不親和障礙?？朔h緣雜交的不親和障礙。【特別提醒】【特別提醒】植物體細胞雜交過程中無有性植物體細胞雜交過程中無有性生殖細胞的結合，屬于無性生殖。生殖細胞的結合，屬于無性生殖。從雜種植株的染色體組成上看，染色體數(shù)目增從雜種植株的染色體組成上看，染色體數(shù)目增加，植物體細胞雜交屬于染色體數(shù)目的變異。加，植物體細胞雜交屬于染色體數(shù)目的變異。 科學家利用細胞工程培育出了科學家利用細胞工程培育出了“白菜白菜甘藍甘藍”雜種植株，如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。雜種植株，如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。(1)圖中圖中A、B的制備，需要去
31、除細胞壁，此時要的制備，需要去除細胞壁，此時要用到用到_酶和酶和_酶；從本質上講，酶；從本質上講，“白菜一甘藍白菜一甘藍”雜種植株具有的性狀是雜種植株具有的性狀是_的結果。的結果。(2)在在_的方法下形成的方法下形成C細胞，雜種細胞細胞，雜種細胞D生成的標志是形成生成的標志是形成_；由；由D形成形成E的過程的過程稱為稱為_，由，由DF這項技術的生物學基礎這項技術的生物學基礎是是_；由；由E形成形成F的過程中細胞的增殖方的過程中細胞的增殖方式為式為_。(3)若若“白菜白菜甘藍甘藍”雜種植株為四倍體，則該雜種植株為四倍體，則該植株的花粉經離體培養(yǎng)得到的植株是植株的花粉經離體培養(yǎng)得到的植株是_倍體，
32、若用秋水仙素處理該花粉培養(yǎng)得到的植倍體，若用秋水仙素處理該花粉培養(yǎng)得到的植株，則培育成的植株是株，則培育成的植株是_。(填填“純合子純合子”或或“雜合子雜合子”)(4)“白菜白菜甘藍甘藍”雜種植株的食用部分是葉，雜種植株的食用部分是葉，但葉易受昆蟲危害而影響產量，科學家又利用但葉易受昆蟲危害而影響產量，科學家又利用基因工程培育出帶有抗蟲基因的基因工程培育出帶有抗蟲基因的“白菜白菜甘藍甘藍”植株，請你設計實驗，檢測此植株的抗蟲基因植株，請你設計實驗，檢測此植株的抗蟲基因是否表達。是否表達。取昆蟲幼蟲放到帶有抗蟲基因的取昆蟲幼蟲放到帶有抗蟲基因的“白菜白菜甘甘藍藍”植株甲上，再取等量的、生活狀態(tài)基
33、本一植株甲上，再取等量的、生活狀態(tài)基本一致的昆蟲幼蟲放在致的昆蟲幼蟲放在_植株乙上。植株乙上。適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，分別觀察昆蟲適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，分別觀察昆蟲幼蟲的生活情況。幼蟲的生活情況。若若_，說明甲植株的抗蟲基因沒有得，說明甲植株的抗蟲基因沒有得到表達；若到表達；若_，說明甲植株的抗蟲基因，說明甲植株的抗蟲基因得到表達。得到表達。(5)在大面積種植帶有抗蟲基因的在大面積種植帶有抗蟲基因的“白菜白菜甘藍甘藍”的同時，間隔種植普通的同時，間隔種植普通“白菜白菜甘藍甘藍”或其他或其他蔬菜，供昆蟲幼蟲取食。這種做法的主要目的蔬菜，供昆蟲幼蟲取食。這種做法的主要目的是是()A維持維持“
34、白菜白菜甘藍甘藍”菜地的物種多樣性菜地的物種多樣性B減緩昆蟲幼蟲抗性基因頻率增加的速度減緩昆蟲幼蟲抗性基因頻率增加的速度C使食蟲鳥有蟲可食使食蟲鳥有蟲可食D維持菜地生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動維持菜地生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動【嘗試解答】【嘗試解答】(1)纖維素果膠基因選擇性纖維素果膠基因選擇性表達表達(2)人工誘導新的細胞壁脫分化人工誘導新的細胞壁脫分化(去分化去分化)細胞全能性有絲分裂細胞全能性有絲分裂(3)單純合子單純合子(4)與植株甲長勢相似的普通與植株甲長勢相似的普通“白菜白菜甘藍甘藍”甲、乙植株上昆蟲幼蟲正常生活甲植株上昆甲、乙植株上昆蟲幼蟲正常生活甲植株上昆蟲幼蟲死亡，乙植株上昆蟲幼蟲正常生活
35、蟲幼蟲死亡，乙植株上昆蟲幼蟲正常生活(其他其他合理答案也可合理答案也可)(5)B【解析】【解析】此題主要考查了植物體細胞雜交的過此題主要考查了植物體細胞雜交的過程及基因工程的有關內容。程及基因工程的有關內容。(1)去除細胞壁常用去除細胞壁常用酶解法，根據(jù)酶的專一性，去除植物細胞壁要用酶解法，根據(jù)酶的專一性，去除植物細胞壁要用纖維素酶和果膠酶，對于雜種植株性狀的表現(xiàn)是纖維素酶和果膠酶，對于雜種植株性狀的表現(xiàn)是基因選擇性表達的結果?；蜻x擇性表達的結果。(2)C細胞的形成需人工細胞的形成需人工誘導，包括物理法和化學法，誘導，包括物理法和化學法，D細胞形成的標志細胞形成的標志是再生出新的細胞壁。由是
36、再生出新的細胞壁。由DE是脫分化，由是脫分化，由EF為再分化，上述過程中均進行有絲分裂。為再分化，上述過程中均進行有絲分裂。(3)花粉離體培養(yǎng)得到單倍體，再經秋水仙素處花粉離體培養(yǎng)得到單倍體，再經秋水仙素處理后得到純合的四倍體植株。理后得到純合的四倍體植株。(4)對于轉入的目的基因的檢測與鑒定，可以采對于轉入的目的基因的檢測與鑒定，可以采取是否為轉基因的取是否為轉基因的“白菜白菜甘藍甘藍”植株作為惟植株作為惟一變量構成對照實驗，如果目的基因成功表達，一變量構成對照實驗，如果目的基因成功表達，應當?shù)玫睫D基因的植株上昆蟲幼蟲死亡而非轉應當?shù)玫睫D基因的植株上昆蟲幼蟲死亡而非轉基因的植株上昆蟲幼蟲存活
37、的結果，如果都存基因的植株上昆蟲幼蟲存活的結果，如果都存活，說明目的基因未表達?；?，說明目的基因未表達。(5)在轉基因大田里在轉基因大田里間隔種植非轉基因植株的主要目的是減緩抗性間隔種植非轉基因植株的主要目的是減緩抗性基因頻率增加的速度?；蝾l率增加的速度?！疽?guī)律方法】【規(guī)律方法】解答有關植物體細胞雜交的有解答有關植物體細胞雜交的有關問題應特別注意以下幾點：關問題應特別注意以下幾點：(1)植物體細胞雜交離不開植物組織培養(yǎng)。植物體細胞雜交離不開植物組織培養(yǎng)。(2)植物體細胞雜交的原理是細胞膜的流動性和植物體細胞雜交的原理是細胞膜的流動性和細胞全能性。細胞全能性。(3)植物體細胞融合與植物體細胞雜
38、交結束的標植物體細胞融合與植物體細胞雜交結束的標志不同。前者是再生出新的細胞壁，后者是形志不同。前者是再生出新的細胞壁，后者是形成雜種植株。成雜種植株。(4)雜種細胞雖然具有兩種細胞的遺傳物質，但雜種細胞雖然具有兩種細胞的遺傳物質，但這些遺傳物質并不一定都表達。這些遺傳物質并不一定都表達。跟蹤訓練跟蹤訓練如圖是植物細胞雜交過程示意圖，如圖是植物細胞雜交過程示意圖，據(jù)圖分析回答。據(jù)圖分析回答。(1)圖中圖中過程是過程是_，目前最常用的方法是，目前最常用的方法是_。(2)過程的發(fā)生，必須進行過程的發(fā)生，必須進行_，其方法，其方法有有_法和法和_法。原生質體融合的法。原生質體融合的關鍵是關鍵是_的融
39、合。的融合。(3)在在過程中，細胞分裂的主要方式是過程中，細胞分裂的主要方式是_。(4)植物體細胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，植物體細胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，使使_能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因是本原因是_。(5)若遠源雜交親本若遠源雜交親本A和和B都是二倍體，則雜種植都是二倍體，則雜種植株為株為_倍體。倍體。(6)從理論上講，雜種植株的育性為從理論上講，雜種植株的育性為_。運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？_。試。試說明理由：說明理由：_。(7)利用植物體細胞雜交的方法培育作物新品種利用植物體細胞雜交的方法培育作物新
40、品種的過程中，遺傳物質的傳遞是否遵循孟德爾遺傳的過程中，遺傳物質的傳遞是否遵循孟德爾遺傳規(guī)律？為什么？規(guī)律？為什么？解析：解析：植物體細胞雜交的障礙是細胞壁，其主植物體細胞雜交的障礙是細胞壁，其主要成分是纖維素和果膠，通常采用纖維素酶和要成分是纖維素和果膠，通常采用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁，此方法稱為酶解法。獲得果膠酶除去細胞壁，此方法稱為酶解法。獲得原生質體后需要在人工誘導下融合，采用的方原生質體后需要在人工誘導下融合，采用的方法有物理法和化學法。細胞原生質體融合的關法有物理法和化學法。細胞原生質體融合的關鍵是細胞膜的融合，利用的是細胞膜的流動性。鍵是細胞膜的融合，利用的是細胞膜的流動性。
41、圖中圖中過程細胞數(shù)目增多的方式為有絲分裂。過程細胞數(shù)目增多的方式為有絲分裂。植物體細胞雜交的目的是使具有不同遺傳組成植物體細胞雜交的目的是使具有不同遺傳組成的兩種植物細胞融合獲得具有兩種生物遺傳物的兩種植物細胞融合獲得具有兩種生物遺傳物質的雜種植株。質的雜種植株。若兩種植物細胞中各有兩個染色體組，則形若兩種植物細胞中各有兩個染色體組，則形成的雜種細胞中染色體組數(shù)為成的雜種細胞中染色體組數(shù)為4，從理論上講，從理論上講是可育的。但由于兩種植物間存在著生殖隔是可育的。但由于兩種植物間存在著生殖隔離，因此欲獲得如上所述遺傳組成的雜種植離，因此欲獲得如上所述遺傳組成的雜種植株不能通過有性雜交實現(xiàn)。兩種植
42、物體細胞株不能通過有性雜交實現(xiàn)。兩種植物體細胞融合的過程雖然使來源不同的遺傳物質集中融合的過程雖然使來源不同的遺傳物質集中到了雜種植株體內，但整個過程屬于無性繁到了雜種植株體內，但整個過程屬于無性繁殖，故不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。殖，故不遵循孟德爾遺傳規(guī)律。答案：答案：(1)去除細胞壁酶解法去除細胞壁酶解法(用纖維素酶和果用纖維素酶和果膠酶處理膠酶處理)(2)人工誘導物理化學細胞膜人工誘導物理化學細胞膜(3)有絲分裂有絲分裂(4)兩種植物的性狀雜種細胞中具有兩種植物的兩種植物的性狀雜種細胞中具有兩種植物的遺傳物質遺傳物質(5)四四(6)可育不能因為兩種植物之間存在生殖隔離可育不能因為兩種植物之間存在生殖隔離(7)不遵循。整個過程不是有性生殖過程。不遵循。整個過程不是有性生殖過程。知能過關演練知能過關演練本部分內容講解結束本部分內容講解結束點此進入課件目錄點此進入課件目錄按按ESC鍵退出全屏播放鍵退出全屏播放謝謝使用謝謝使用
高中生物 第二章第二節(jié) 植物細胞工程課件 蘇教版選修3
