2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:2.1.1 植物细胞工程的基本技术 Word版含答案.pdf
《2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:2.1.1 植物细胞工程的基本技术 Word版含答案.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:2.1.1 植物细胞工程的基本技术 Word版含答案.pdf(289页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、21.1 植物细胞工程的基本技术21.1 植物细胞工程的基本技术 一、细胞工程的概念与分类()一、细胞工程的概念与分类()阅阅读读教教材材P P3 31 1 原理原理 和方法和方法 细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学 操作水平操作水平细胞水平或细胞器水平细胞水平或细胞器水平 目的目的 按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或 获得细胞产品获得细胞产品 分类分类植物细胞工程和动物细胞工程植物细胞工程和动物细胞工程 二、细胞的全能性()二、细胞的全能性()阅阅读读教教材材P P3 33 33 34 4 1概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有
2、1概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有 发育成完整生物体的潜能。发育成完整生物体的潜能。 2生物体内细胞不能表现全能性的原因:在特定的时间和空间 条件下, 细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质, 从而构成生 2生物体内细胞不能表现全能性的原因:在特定的时间和空间 条件下, 细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质, 从而构成生 物体的不同组织和器官。物体的不同组织和器官。 三、植物组织培养技术()三、植物组织培养技术()阅阅读读教教材材P P3 34 43 36 6 1概念 : 在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、1概念 : 在无菌和人工控制条件下,将离体的植物
3、器官、组织、 细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产 生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。 细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产 生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。 2理论基础:植物细胞的全能性。2理论基础:植物细胞的全能性。 3基本过程3基本过程 外外植植体体离离体体的的 植植物物组组织织或或细细胞胞 脱脱分分化化 愈愈伤伤 组组织织 再再分分化化 胚胚状状体体 或或丛丛芽芽 完完整整 小小植植株株 4实验流程4实验流程 取取材材接接种种培培养养移移栽栽 四、植物体细胞杂交技术四、植物体细胞杂交技术阅阅读读教教材材P P3 36 63 37
4、 7 1 概念 : 将不同种的植物体细胞, 在一定条件下融合成杂种细胞,1 概念 : 将不同种的植物体细胞, 在一定条件下融合成杂种细胞, 并将其培育成新的植物体的技术。并将其培育成新的植物体的技术。 2过程2过程 不不同同种种的的 植植物物细细胞胞 原原生生 质质体体 融融合合后后的的 原原生生质质体体 杂杂种种 细细胞胞 愈愈伤伤 组组织织 杂杂种种 植植株株 (1)过程表示去除细胞壁。(1)过程表示去除细胞壁。 (2)过程表示诱导原生质体融合。(2)过程表示诱导原生质体融合。 (3)过程表示杂种细胞再生出细胞壁。(3)过程表示杂种细胞再生出细胞壁。 (4)过程和分别表示脱分化和再分化。(
5、4)过程和分别表示脱分化和再分化。 3意义:克服不同种生物远缘杂交的障碍。3意义:克服不同种生物远缘杂交的障碍。 共研探究 共研探究 无论是绚丽多姿的花草, 还是碧绿参天的大树, 大多都是通过种 子播种或枝条扦插实现繁殖的。 其实在一定的条件下, 利用它们的一 片叶子、一瓣花瓣,甚至一粒花粉,同样可以得到大量的幼小植株。 观察胡萝卜植物组织培养的流程图,回答相关问题。 无论是绚丽多姿的花草, 还是碧绿参天的大树, 大多都是通过种 子播种或枝条扦插实现繁殖的。 其实在一定的条件下, 利用它们的一 片叶子、一瓣花瓣,甚至一粒花粉,同样可以得到大量的幼小植株。 观察胡萝卜植物组织培养的流程图,回答相
6、关问题。 1基本过程1基本过程 2理论基础 2理论基础 植物细胞的全能性。其原因是 : 一般来说,生物体的细胞中都含植物细胞的全能性。其原因是 : 一般来说,生物体的细胞中都含 有该物种所特有的全套遗传物质, 都有发育成为完整个体所必需的全有该物种所特有的全套遗传物质, 都有发育成为完整个体所必需的全 部遗传信息。部遗传信息。 3重要概念辨析3重要概念辨析 (1)脱分化:让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结(1)脱分化:让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结 构和功能而转变成未分化细胞的过程,即形成愈伤组织的过程。构和功能而转变成未分化细胞的过程,即形成愈伤组织的过程。 (2)愈
7、伤组织:一团没有特定结构和功能,细胞排列疏松且无规(2)愈伤组织:一团没有特定结构和功能,细胞排列疏松且无规 则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。 (3)再分化:脱分化产生的愈伤组织,在一定的培养条件下,重 新分化出幼根和芽等器官的过程。 (3)再分化:脱分化产生的愈伤组织,在一定的培养条件下,重 新分化出幼根和芽等器官的过程。 4实验流程4实验流程 取材:消毒后选取有形成层的部位,切取 1cm取材:消毒后选取有形成层的部位,切取 1cm3 3左右的小块,因为左右的小块,因为 该部位容易诱导形成愈伤组织该部位容易诱导形成愈伤组织 接种:将组织块接
8、种到诱导培养基上接种:将组织块接种到诱导培养基上 培养 : 在 2326 恒温避光条件下培养一段时间,再将愈伤组织培养 : 在 2326 恒温避光条件下培养一段时间,再将愈伤组织 转接到分化培养基上培养诱导出试管苗转接到分化培养基上培养诱导出试管苗 移栽:将试管苗移栽到大田,培养成正常植株 移栽:将试管苗移栽到大田,培养成正常植株 总结升华 总结升华 1植物细胞表现出全能性的条件1植物细胞表现出全能性的条件 (1)离体状态。(1)离体状态。 (2)无菌操作。(2)无菌操作。 (3)一定的营养物质和植物激素。(3)一定的营养物质和植物激素。 (4)适宜的外界条件(温度、pH 和光照等)(4)适宜
9、的外界条件(温度、pH 和光照等) 2植物组织培养中各过程的比较2植物组织培养中各过程的比较 名称名称过程过程形成体特点形成体特点培养基培养基光光 脱分化脱分化 由外植体脱 分化为愈伤 组织 由外植体脱 分化为愈伤 组织 排列疏松、高 度液泡化的 薄壁细胞团 排列疏松、高 度液泡化的 薄壁细胞团 生长素与细 胞分裂素的 比例大 生长素与细 胞分裂素的 比例大 避避 光光 再分化再分化 由愈伤组织 分化为幼苗 或胚状结构 由愈伤组织 分化为幼苗 或胚状结构 有根、芽或有 生根发芽的 能力 有根、芽或有 生根发芽的 能力 生长素与细 胞分裂素的 比例小 生长素与细 胞分裂素的 比例小 需需 光光
10、营养生长营养生长 生殖生长生殖生长 发育成完整 的植物体 发育成完整 的植物体 由根、 茎、 叶、 花、果实、种 子组成 由根、 茎、 叶、 花、果实、种 子组成 自身产生各 种激素 自身产生各 种激素 需需 光光 3植物激素在植物组织培养中的作用3植物激素在植物组织培养中的作用 (1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关 键性因素。 (1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关 键性因素。 (2)按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素,会得到不同的实 验结果。 (2)按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素,会得到不同的实 验结果。 使用顺序使用顺序实验结果实验结果
11、先使用生长素,后使用细胞 分裂素 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 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 先使用细胞分裂素,后使用 生长素 细胞既分裂又分化细胞既分裂又分化 同时使用同时使用分化频率提高分化频率提高 (3)生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。(3)生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。 生长素/细胞分裂素 的比值 生长素/细胞分裂素 的比值 作用效果作用效果 比值高时比值高时 促进根的分化、抑制芽 的形成 促进根的分化、抑制芽 的形成 比值低时比值低时 促进芽的分化、抑制根 的形成 促进芽
12、的分化、抑制根 的形成 比值适中比值适中促进愈伤组织的形成促进愈伤组织的形成 巧学妙记 巧记生长素和细胞分裂素用量及比例对植物组织 培养的影响,“比值高,根分化;比值低,芽分化;比值适中,不分 化” 。即“高根低芽中愈伤” 。 巧学妙记 巧记生长素和细胞分裂素用量及比例对植物组织 培养的影响,“比值高,根分化;比值低,芽分化;比值适中,不分 化” 。即“高根低芽中愈伤” 。 对点演练对点演练 1(海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白 色花瓣为材料,利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题: 1(海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白 色花瓣为材料,利用植物组织
13、培养技术繁殖该植物。回答下列问题: (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下 进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是_。 (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体,在一定条件下 进行组织培养,均能获得试管苗,其原理是_。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量 的蔗糖,蔗糖水解后可得到_。 若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的条件是 _(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已 转入抗性基因”)。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中,均加入一定量 的蔗糖,蔗糖水解后可得到_。 若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗,该细胞应具备的
14、条件是 _(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已 转入抗性基因”)。 (3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现 主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是 (3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现 主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是 _。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。_。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。 (4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株 基因型和表现型都相同的该种花卉, 可用组织培养方法繁殖, 在培养 时,_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作 为外植
15、体,原因是_。 (4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉,要快速获得与原植株 基因型和表现型都相同的该种花卉, 可用组织培养方法繁殖, 在培养 时,_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作 为外植体,原因是_。 解析:(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗 糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗, 细胞必须具有完整的细胞核, 才具有发育为个体的一整套完整遗传信 息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。 愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与体 细胞的基因型不同, 组织培养得到的花卉基因型不同于原植株, 导
16、致 不能保留亲本性状。 解析:(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗 糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗, 细胞必须具有完整的细胞核, 才具有发育为个体的一整套完整遗传信 息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。 愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与体 细胞的基因型不同, 组织培养得到的花卉基因型不同于原植株, 导致 不能保留亲本性状。 答案:(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件 下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 答案:(1)绿色叶片
17、和白色花瓣的细胞具有全能性,在一定条件 下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花 粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。 用花粉粒进行组织培养得到的 花卉基因型不同于原植株 (4)不能 对杂合体的植株来说,其体细胞的基因型相同,而花 粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。 用花粉粒进行组织培养得到的 花卉基因型不同于原植株 共研探究共研探究 经过长期的实验, 科学家们采用体细胞杂交的方法, 终于得到了经过长期的实验, 科学家们采用体细胞杂交的方法, 终于得到了 “番茄马铃薯”杂种植株。根据下
18、列植物体细胞杂交流程图,回答 下列问题: “番茄马铃薯”杂种植株。根据下列植物体细胞杂交流程图,回答 下列问题: 1获得原生质体:植物细胞放在含有纤维素酶、果胶酶的无菌1获得原生质体:植物细胞放在含有纤维素酶、果胶酶的无菌 混合酶液中消化数小时,再经过滤、离心、洗涤去除酶液,纯化原生 质体。 混合酶液中消化数小时,再经过滤、离心、洗涤去除酶液,纯化原生 质体。 2诱导原生质体融合2诱导原生质体融合 (1)物理法:如显微操作、离心、振动、电激等。(1)物理法:如显微操作、离心、振动、电激等。 (2)化学法 : 聚乙二醇(PEG)能够使原生质体紧密接触,导致细胞(2)化学法 : 聚乙二醇(PEG)
19、能够使原生质体紧密接触,导致细胞 膜融合。膜融合。 3在植物体细胞杂交中,原生质体融合的过程利用的生物学原 理是细胞膜的流动性, 杂种细胞发育成杂种植株利用的生物学原理是 3在植物体细胞杂交中,原生质体融合的过程利用的生物学原 理是细胞膜的流动性, 杂种细胞发育成杂种植株利用的生物学原理是 植物细胞的全能性。植物细胞的全能性。 4植物体细胞融合形成杂种细胞是否标志着植物体细胞杂交技 术的完成? 4植物体细胞融合形成杂种细胞是否标志着植物体细胞杂交技 术的完成? 提示 : 不是,原生质体融合成功的标志是杂种原生质体再生出细 胞壁形成杂种细胞, 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株, 而不 是形成
20、杂种细胞。 提示 : 不是,原生质体融合成功的标志是杂种原生质体再生出细 胞壁形成杂种细胞, 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株, 而不 是形成杂种细胞。 总结升华总结升华 1植物体细胞杂交过程中的要点剖析1植物体细胞杂交过程中的要点剖析 (1)细胞融合体现细胞膜的流动性;杂种细胞发育成杂种植株体 现植物细胞的全能性。 (1)细胞融合体现细胞膜的流动性;杂种细胞发育成杂种植株体 现植物细胞的全能性。 (2)与传统有性杂交相比,植物体细胞杂交具有的优越性(2)与传统有性杂交相比,植物体细胞杂交具有的优越性 克服植物远缘杂交不亲和的障碍。克服植物远缘杂交不亲和的障碍。 打破物种之间的生殖隔离。打
21、破物种之间的生殖隔离。 扩大遗传重组的范围。扩大遗传重组的范围。 (3)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细 胞质浓度, 原因是蔗糖溶液不仅为原生质体提供营养, 而且还能维持 一定的渗透压,使原生质体保持正常的形态。 (3)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细 胞质浓度, 原因是蔗糖溶液不仅为原生质体提供营养, 而且还能维持 一定的渗透压,使原生质体保持正常的形态。 (4)体细胞融合后,培养基中的细胞有三类:未融合的细胞(A 和 B); 两两融合的细胞(AA、BB 和 AB); 多细胞融合体。只有 AB 型细胞是我们需要的杂种细胞,因此还应有一个筛选过程。 (4
22、)体细胞融合后,培养基中的细胞有三类:未融合的细胞(A 和 B); 两两融合的细胞(AA、BB 和 AB); 多细胞融合体。只有 AB 型细胞是我们需要的杂种细胞,因此还应有一个筛选过程。 2体细胞杂交过程中涉及的遗传知识2体细胞杂交过程中涉及的遗传知识 (1)从生殖类型上看,植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成 和结合,属于无性生殖,变异类型应是染色体数目的变异,形成的是 异源多倍体, 由于含有两个亲本的遗传物质, 因此理论上应具有两个 亲本的遗传性状。 (1)从生殖类型上看,植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成 和结合,属于无性生殖,变异类型应是染色体数目的变异,形成的是 异源多倍体, 由
23、于含有两个亲本的遗传物质, 因此理论上应具有两个 亲本的遗传性状。 (2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体、基因 组还是染色体组都是两亲本之和。 若一植物细胞含有 2x条染色体, 2 个染色体组,基因型为 Aabb,另一植物细胞含有 2y条染色体,2 个 染色体组,基因型为 ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中 染色体为(2x2y)条,4 个染色体组,基因型为 AabbccDd。 (2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体、基因 组还是染色体组都是两亲本之和。 若一植物细胞含有 2x条染色体, 2 个染色体组,基因型为 Aabb,另一植物细胞含有 2y条染色体,
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2019-2020学年高二生物人教版选修三教师用书:2.1.1 植物细胞工程的基本技术 Word版含答案 2019 2020 年高 生物 人教版 选修 教师 2.1 植物 细胞 工程 基本 技术 Word
链接地址:https://www.31doc.com/p-4838061.html