2020届高三生物人教一轮复习课件:选修3.2植物细胞工程.pdf
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1、第2课 植物细胞工程 考点一 植物细胞工程的基本技术考点一 植物细胞工程的基本技术 【必备知识回顾】【必备知识回顾】 1.1.细胞工程的概念:细胞工程的概念: (1)(1)原理:原理:_。 (2)(2)操作水平:操作水平:_水平或水平或_水平。水平。 细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学 细胞细胞细胞器细胞器 (3)(3)目的:按照人的意愿来改变细胞内的目的:按照人的意愿来改变细胞内的_或或 获得获得_。 (4)(4)分类:根据操作对象的不同,分为分类:根据操作对象的不同,分为_ 和和_。 遗传物质遗传物质 细胞产品细胞产品 植物细胞工程植物细胞工程 动物细胞工程动物细胞工程 2.2.
2、细胞的全能性:细胞的全能性: (1)(1)含义:具有某种生物含义:具有某种生物_的任何一个细的任何一个细 胞,都具有胞,都具有_的潜能。的潜能。 (2)(2)物质基础:细胞内含有本物种全部的物质基础:细胞内含有本物种全部的_。 全部遗传信息全部遗传信息 发育成完整生物体发育成完整生物体 遗传信息遗传信息 (3)(3)植物细胞全能性表达条件:具有完整的细胞结构,植物细胞全能性表达条件:具有完整的细胞结构, 处于处于_状态,提供一定的状态,提供一定的_和其他适宜和其他适宜 外界条件。外界条件。 (4)(4)体内细胞不表达全能性的原因:基因在特定的时间体内细胞不表达全能性的原因:基因在特定的时间 和
3、空间条件下和空间条件下_,形成不同的组织、器官。,形成不同的组织、器官。 离体离体营养、激素营养、激素 选择性表达选择性表达 3.3.植物组织培养技术:植物组织培养技术: (1)(1)原理:植物细胞具有原理:植物细胞具有_。 (2)(2)过程:过程: 全能性全能性 脱分化脱分化再分化再分化 (3)(3)培养条件:培养条件: 无菌:培养基无菌:培养基_、培养材料和培养器械、培养材料和培养器械_。 固体培养基:大多由无机营养成分、固体培养基:大多由无机营养成分、_、 激素、琼脂四部分组成。激素、琼脂四部分组成。 光照:光照:_阶段不需要光照。阶段不需要光照。 激素调控:培养基中激素调控:培养基中_
4、和和_的比例调的比例调 控组织培养进程。控组织培养进程。 灭菌灭菌消毒消毒 有机营养成分有机营养成分 脱分化脱分化 生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素 4.4.植物体细胞杂交技术:植物体细胞杂交技术: (1)(1)概念:将概念:将_的植物体细胞,在一定条件下融的植物体细胞,在一定条件下融 合成合成_,并把杂种细胞培育成,并把杂种细胞培育成_的的 技术。技术。 不同种不同种 杂种细胞杂种细胞新的植物体新的植物体 (2)(2)过程:过程: 去壁:酶解法,所用酶为去壁:酶解法,所用酶为_。 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 诱导原生质体融合:诱导原生质体融合: 细胞膜具有一定的流动性细胞膜具有一定的流
5、动性 离心、振动、电激离心、振动、电激 聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG) 再生出细胞壁再生出细胞壁 植物体细胞杂交成功的标志:形成植物体细胞杂交成功的标志:形成_。 优点:克服不同生物优点:克服不同生物_的障碍。的障碍。 变异类型:变异类型:_。 杂种植株杂种植株 远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和 染色体变异染色体变异 【特别提醒】【特别提醒】 激素比例与细胞分裂分化的关系激素比例与细胞分裂分化的关系 (1)(1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。 (2)(2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。
6、 (3)(3)比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示:比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示: 【核心素养提升】【核心素养提升】 【典例示范】【典例示范】 (2018(2018湖北七市联考湖北七市联考) )育种工作者利用不同的方法进育种工作者利用不同的方法进 行了如下四组实验。请据图回答问题:行了如下四组实验。请据图回答问题: 世纪金榜导学号世纪金榜导学号1412022614120226 (1)(1)图图由番茄韧皮部细胞形成幼苗由番茄韧皮部细胞形成幼苗A A的过程需要经过的过程需要经过 _两个关键步骤,该过程依据的原理是两个关键步骤,该过程依据的原理是_ _。 (2)(2)植物组织培养除了需要提供一定
7、的营养、植物组织培养除了需要提供一定的营养、_ _、温度和光照外,还必须在、温度和光照外,还必须在_的条件下进的条件下进 行。行。 (3)(3)已知番茄的红果已知番茄的红果(Y)(Y)对黄果对黄果(y)(y)为显性,少室为显性,少室(M)(M)对对 多室多室(m)(m)为显性,控制两对相对性状的基因分别位于两为显性,控制两对相对性状的基因分别位于两 对同源染色体上。用红果多室对同源染色体上。用红果多室(Yymm)(Yymm)番茄植株的花粉番茄植株的花粉 进行图进行图、有关实验,则图有关实验,则图中,从花粉形成幼苗中,从花粉形成幼苗B B 所进行的细胞分裂方式是所进行的细胞分裂方式是_。图。图中
8、植中植 物体物体C C的基因型为的基因型为_(_(细胞细胞A A为两两融合细胞为两两融合细胞) )。 (4)(4)图图、中需要去除细胞壁,获得具有活力的中需要去除细胞壁,获得具有活力的_ _。 (5)(5)在图在图中,经过鉴别和筛选后,通常植物体中,经过鉴别和筛选后,通常植物体D D能表能表 现出两个亲本的遗传性状,根本原因是现出两个亲本的遗传性状,根本原因是_ _。 【素养解读】【素养解读】本题主要考查的核心素养是科学思维和本题主要考查的核心素养是科学思维和 科学探究,具体表现在三个角度:科学探究,具体表现在三个角度: 核心素养核心素养 素养角度素养角度具体表现具体表现 科学科学 探究探究
9、实验方案实验方案 分析分析 (3)(3)已知番茄的红果已知番茄的红果(Y)(Y)对黄果对黄果(y)(y) 为显性,少室为显性,少室(M)(M)对多室对多室(m)(m)为显为显 性,控制两对相对性状的基因分性,控制两对相对性状的基因分 别位于两对同源染色体上。用红别位于两对同源染色体上。用红 果多室果多室(Yymm(Yymm) )番茄植株的花粉进番茄植株的花粉进 行图行图、有关实验有关实验 核心素养核心素养 素养角度素养角度具体表现具体表现 科学思维科学思维 模型构建模型构建 题干的四组实验图题干的四组实验图 分析与分析与 综合综合 (5)(5)在图在图中,经过鉴别和筛选后,中,经过鉴别和筛选后
10、, 通常植物体通常植物体D D能表现出两个亲本的能表现出两个亲本的 遗传性状根本原因的考查遗传性状根本原因的考查 【解析】【解析】(1)(1)图图表示由番茄韧皮部细胞形成幼苗表示由番茄韧皮部细胞形成幼苗A A的的 过程,需要经过脱分化和再分化两个关键步骤,该过过程,需要经过脱分化和再分化两个关键步骤,该过 程依据的原理是植物细胞全能性。程依据的原理是植物细胞全能性。 (2)(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、植物激素植物组织培养除了需要提供一定的营养、植物激素 ( (生长素、细胞分裂素生长素、细胞分裂素) )、温度和光照外,还必须在无、温度和光照外,还必须在无 菌的条件下培养。菌的条件下
11、培养。 (3)(3)用红果多室用红果多室(Yymm)(Yymm)番茄植株的花粉进行图番茄植株的花粉进行图、有有 关实验,图关实验,图中,从花粉形成幼苗中,从花粉形成幼苗B B所进行的细胞分裂所进行的细胞分裂 方式是有丝分裂,图方式是有丝分裂,图中花粉为中花粉为YmYm、ymym,花粉可以同,花粉可以同 型融合,也可以异型融合,故细胞型融合,也可以异型融合,故细胞A A的基因型为的基因型为YYmmYYmm或或 YymmYymm或或yymmyymm,则植物体,则植物体C C的基因型为的基因型为YYmmYYmm或或YymmYymm或或yymmyymm。 (4)(4)图图、中需要去除细胞壁,获得具有活
12、力的原生中需要去除细胞壁,获得具有活力的原生 质体。质体。 (5)(5)在图在图(植物体细胞杂交植物体细胞杂交) )中,经过鉴别和筛选后,中,经过鉴别和筛选后, 通常植物体通常植物体D D能表现出两个亲本的遗传性状,根本原因能表现出两个亲本的遗传性状,根本原因 是具有两个亲本的遗传物质。是具有两个亲本的遗传物质。 答案:答案:(1)(1)脱分化和再分化 植物细胞全能性脱分化和再分化 植物细胞全能性 (2)(2)植物激素 无菌植物激素 无菌 (3)(3)有丝分裂 有丝分裂 YYmmYYmm或或YymmYymm或或yymmyymm (4)(4)原生质体 原生质体 (5)(5)具有两个亲本的遗传物质
13、具有两个亲本的遗传物质 【母题变式】【母题变式】 变式变式1 1 植物组织培养 植物组织培养 植物组织培养时,需要将离体的植物组织培养时,需要将离体的_ _在适宜的条件下培养,通过在适宜的条件下培养,通过_诱导产生诱导产生_ _,再经过,再经过_最终形成完整的植株。最终形成完整的植株。 植物器官、组织或细植物器官、组织或细 胞胞脱分化脱分化愈伤愈伤 组织组织再分化再分化 变式变式2 2 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交时首先要用植物体细胞杂交时首先要用_去掉细去掉细 胞壁,在形成杂交细胞时还要再生细胞壁。细胞壁的胞壁,在形成杂交细胞时还要再生细胞壁。细胞壁的 再生依赖于再生依赖于
14、_(_(细胞结构细胞结构) )的作用。的作用。 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 高尔基体高尔基体 【高考角度全练】【高考角度全练】 角度一角度一 植物组织培养过程植物组织培养过程 1.1.传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖,传统的人工繁殖兰花的方法是分株繁殖和种子繁殖, 随着科学技术的进步,人们开始采用随着科学技术的进步,人们开始采用“组织培养繁殖组织培养繁殖 兰花兰花”,如图所示。,如图所示。 (1)(1)图中图中过程为过程为_,的名称为的名称为_,其,其 细胞与叶肉细胞相比,不含有的细胞器是细胞与叶肉细胞相比,不含有的细胞器是_。 (2)(2)兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体
15、,是因为细兰花的叶肉细胞之所以能培养为新个体,是因为细 胞中含有胞中含有_,具有发育成完整个体的,具有发育成完整个体的 潜能。潜能。 (3)(3)图中图中过程为过程为_。与。与过程相比较,培养基过程相比较,培养基 中各种激素的种类中各种激素的种类_(_(填填“相同相同”或或“不同不同”, 下同下同) ),各种激素的含量,各种激素的含量_。 (4)(4)有人想利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度有人想利用植物体细胞杂交技术解决兰花生根速度 慢、幼苗生存能力弱的难题,但操作后得到的慢、幼苗生存能力弱的难题,但操作后得到的“韭韭 菜菜兰花兰花”并没有预想中的并没有预想中的“繁殖容易,香气浓郁繁殖容
16、易,香气浓郁”, 可能的原因是可能的原因是_。 【解析】【解析】(1)(1)离体的组织细胞通过脱分化过程失去其特离体的组织细胞通过脱分化过程失去其特 有的形态、结构,形成愈伤组织。愈伤组织细胞中不有的形态、结构,形成愈伤组织。愈伤组织细胞中不 含有叶绿体。含有叶绿体。 (2)(2)细胞具有全能性的原因是细胞中含有本物种生长、细胞具有全能性的原因是细胞中含有本物种生长、 发育所需要的全部遗传信息。发育所需要的全部遗传信息。 (3)(3)愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,脱分化过程愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,脱分化过程 与再分化过程相关的培养基中均含有生长素和细胞分与再分化过程相关的培养基中
17、均含有生长素和细胞分 裂素,但两种激素的含量不同。裂素,但两种激素的含量不同。 (4)(4)两个物种的细胞发生融合后,二者的遗传物质可能两个物种的细胞发生融合后,二者的遗传物质可能 相互影响,导致某些基因无法正常表达。相互影响,导致某些基因无法正常表达。 答案:答案:(1)(1)脱分化 愈伤组织 叶绿体脱分化 愈伤组织 叶绿体 (2)(2)本物种的全部遗传信息本物种的全部遗传信息 (3)(3)再分化 相同 不同再分化 相同 不同 (4)(4)两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法两个物种之间的基因相互影响,导致某些基因无法 正常表达正常表达 【加固训练】【加固训练】 (2018(2018
18、广州模拟广州模拟) )如图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过如图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过 无菌操作置于入试管后,在一定的条件下,形成试管无菌操作置于入试管后,在一定的条件下,形成试管 苗的培育过程。请据图回答下列问题:苗的培育过程。请据图回答下列问题: (1)(1)要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养物质和激要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养物质和激 素。营养物质包括素。营养物质包括_和小分子有机和小分子有机 物,激素包括细胞分裂素和物,激素包括细胞分裂素和_两类两类 植物激素。植物激素。 (2)(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_ _。A A和和B B阶段主要进行的分裂方式是阶段主要进行
19、的分裂方式是_ _,B B阶段除了细胞分裂外,还进行细阶段除了细胞分裂外,还进行细 胞胞_等。等。 (3)(3)此过程要进行无菌操作,主要是指对此过程要进行无菌操作,主要是指对_ 进行灭菌消毒。进行灭菌消毒。B B阶段需要光照,原因是阶段需要光照,原因是_ _。 (4)(4)试管苗的根细胞没有叶绿素,而叶肉细胞具有叶绿试管苗的根细胞没有叶绿素,而叶肉细胞具有叶绿 素,这是基因素,这是基因_的结果。的结果。 【解题指南】【解题指南】解答本题时需关注以下两点:解答本题时需关注以下两点: (1)(1)用于植物组织培养的培养基成分中营养成分和激素用于植物组织培养的培养基成分中营养成分和激素 的种类。的
20、种类。 (2)(2)植物组织培养的过程中需要无菌操作,脱分化过程植物组织培养的过程中需要无菌操作,脱分化过程 中不需要光照,但再分化过程中需要光照。中不需要光照,但再分化过程中需要光照。 【解析】【解析】(1)(1)要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养 物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物,物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物, 激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。 (2)(2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。 A A是脱分化过程,是脱分化
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