2019_2020学年高中生物第二章克隆技术第一节什么是克隆(略)第二节植物的克隆课件浙科版选修3

解析：选 D。外植体通常选用根尖、茎尖、形成层等容易诱导 形成愈伤组织的部位，A 正确；②―再―分化→③过程中，细胞增殖 的方式为有丝分裂，B 正确；①―→③培养过程中，应在培养 基中加入水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素等物质，C 正 确；将①经脱分化培养成②时，得到愈伤组织，将②经再分化 培养成③时，得到胚状体或丛芽，D 错误。
(4)新植株的再生 ①诱导愈伤组织，使其产生出芽和根的____顶__端__分__生__组__织______， 并由此再生出新的植株。 ②将愈伤组织分散成单个细胞，再在适宜培养基上培养发育成 ___胚__状__体___，进而发育成新的植株。 3．成功的条件 (1)深入探讨特定植物___细__胞__全__能__性____的表达条件。 (2)在植物克隆试验研究中，尽量选择性状优良、细胞全能性表 达充分的__基__因__型___。
细胞全能性及其表现条件
1．生物细胞的全能性 生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成，因而都含有生 物一整套的遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。但在生 物体上时不能表现出全能性，只能通过细胞分化形成不同的组 织、器官，这是在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表 达的结果。
2．细胞表现全能性的条件 (1)首要条件是脱离母体。 (2)植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外， 还要添加一定的植物激素(如生长素、细胞分裂素)，这有助于 愈伤组织分化为不同组织、器官。 (3)在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条 件，这有利于细胞生长、分化。 (4)动物细胞由于受到某些因素的制约，其全能性不易表达，但 其核仍具有全能性。
一、植物组织培养 1．理论基础——植物细胞的全能性 (1)含义：植物体的每个生活细胞都具有___遗__传__上__的__全__能__性_____， 因而都具有发育成完整植株的潜能。 (2)特点 ①不同种类植物或同种植物的不同基因型个体的细胞全能性的 表达程度__大__不__相__同__。 ②长期培养中，培养物的胚胎发生和器官形成能力_下__降__。
(2)要顺利完成③过程，除了需要各种无机营养物质外，还需要 在培养基中加入________、________(两类不同功能的物质)。该 过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有_________________ 的特点。 (3)从过程④的结果看，它的实质是________________________ ________________________。
[答案] (1)减数分裂 染色体复制一次，细胞分裂两次，子细 胞中染色体数目是亲代细胞的一半 (2)有机营养物质 植物激素 排列疏松、高度液泡化、细胞壁 薄 (3)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 (4)植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影 响不同。
[思维升华] (1)若题干④过程只分裂，但没有根和茎的分化，可能的原因是 什么？ 提示：植物激素的配比不对。
(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中，得到了如下结 果： ①只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织； ②细胞分裂素＝生长素时，愈伤组织不分化； ③细胞分裂素>生长素时，愈伤组织分化出芽； ④细胞分裂素<生长素时，愈伤组织分化出根。 由实验结果，你能得出什么结论？
[解析] (1)单倍体性细胞是经减数分裂形成的，其特点是染色 体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半。 (2)图中③是脱分化，在培养基中除需加入无机营养物质外，还 需加入有机营养物质和植物激素，形成的愈伤组织是高度液泡 化、无定形状态的薄壁细胞。 (3)图中④是再分化，从结果上看是基因的选择性表达。 (4)分析实验结果可得出的结论是：细胞分裂素与生长素含量不 同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同。
如图表示植物组织培养过程，据图回答下列问题：
(1)图中①过程获得的细胞是正常植物体经__________形成的， 在这一过程中的染色体的变化是__________________________ ______________________________________________________ __________________。
第二章 克隆技术
第一节 什么是克隆(略) 第二节 植物的克隆
第二章 克隆技术
1．简述植物细胞全能性的含义。 2.简述植物组织培养的程序。 (重点) 3.举例说明植物细胞全能性的体现。 4．简述植物细胞、器官培养的方法和意义。(重点) 5.简述植 物原生质体获得的方法及理解植物细胞工程的概念、操作过程 和应用。(难点) 6.简述多途径的植物克隆实践。
(2)目的不同 ①植物组织培养：得到更多的植物体。 ②植物细胞培养：获得人类所需要的细胞代谢产物。
5．植物克隆的应用 (1)培育抗逆、高产及优质的转基因植株。 (2)细胞重要次生代谢产物(如某些中药)的工业化生产。 (3)在培养基中加入不同浓度的 NaCl 或病原体的毒蛋白，诱发 和筛选抗盐或抗病突变体。 (4)在培养基中加入不同浓度的赖氨酸类似物，筛选出抗赖氨酸 类似物突变体。
外源遗 传物质
基―因工―程→技术
受体植 物细胞
―→
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
转基因细胞
―培―养→
新植株
(DNA)
(包括原生质体受体)
(2)应用
①培育作物新品种。
②为______遗__传__学__、__植__物__生__理__学__和__细__胞___生__物__学_______问题提供
了良好的研究系统。
2．利用紫草细胞经植物组织培养，一般到哪一阶段，便可大量 生产提取中药紫草素？ 提示：愈伤组织阶段。
(2)由该胚状体产生的个体都是纯合子吗？
提示：是否是纯合子，取决于亲本。
(1)植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物 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、根、芽，最终形成完整的植株。 (2)愈伤组织再分化产生新植株的途径中其中的两条是：可以直 接诱导出芽和根，也可以诱导出胚状体，再发育成植株，取决 于培养基中激素的配比。
3．细胞全能性高低的比较 (1)植物细胞>动物细胞。 (2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。 (3)幼嫩细胞>衰老的细胞。 (4)分化程度低>分化程度高(体细胞)。
以下不能说明细胞全能性的实验是( ) A．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B．紫色糯性玉米种子培育出植株 C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
脱分化、再分化和细胞分化 (1)脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织 的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化(分化程度较 高→分化程度较低)。 (2)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新 分化成根、芽等器官，这个过程叫做再分化(针对于脱分化，分 化程度较低→分化程度较高)。 (3)细胞分化：指在个体发育过程中，细胞在形态、结构和功能 上的特化过程(分化程度较低→分化程度较高)。
1．植物组织培养过程中，应如何操作才能成功？ 提示：离体条件；无菌操作。
二、细胞培养和器官培养 1．措施：通过平衡的植物激素配比进行调控。 (1)适量的_激__动__素__和__细__胞__分__裂__素___配比可诱导芽的分化。 (2)适量的__吲__哚__乙__酸__及适当减除其他某些激素，可诱导生根。 2．意义 (1)利于植物的__受__精__过__程__、胚胎发育过程及调节控制这些过程 的环境因素、遗传基础和分子及生理生化机理的研究。 (2)通过遗传工程的操作，研究与植物生长发育有关的重要基因 或影响因素。 (3)培育植物新品种。
植物组织培养
1．原理：植物细胞具有全能性。 2．过程 外植体(离体的植物器官、组织或细胞)―脱―分化→愈伤组织―再―分化→ 根、芽―→植物体。
3．培养过程中应注意的问题 (1)所有实验用具要严格灭菌。 (2)接种过程要求无菌操作。 (3)适宜的温度和光照。愈伤组织培养最初避光培养，后期见光 培养。 (4)激素：主要是细胞分裂素和生长素。 (5)试管苗培养：要先进行生芽培养，再进行生根培养；试管苗 的培养需要在光照条件下进行。
植物组织培养过程可以归纳为①―脱―分化→②―再―分化→③―→④，下列 相关叙述错误的是( ) A．通常选取根尖、茎叶、形成层等诱导形成愈伤组织 B．②―再―分化→③过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂 C．①―→③培养过程中，应在培养基中加入水、无机盐、蔗糖、 氨基酸、植物激素等物质 D．将①经脱分化培养成②时，得到胚状体或丛芽
2．程序 (1) 半 固 体 培 养 基 的 配 制 ： 培 养 基 中 含 有 适 当 营 养 物 质 、 ___植__物__生__长__调__节__剂_____及 0.7%～1%的琼脂；把培养基倒入灭 菌试管中凝固成半固体。 (2)小组织块的切取：从_消__毒__的根、茎、叶上切取。 (3)愈伤组织的获得：植物组织块切口处的细胞在创伤的刺激下 发生脱分化，成为分裂的细胞。在创伤表面形成一种由相对没 有分化的活的___薄__壁__细__胞__团____组成的新生组织，即为愈伤组 织。
[解析] 细胞的全能性应是离体的已分化的细胞在一定条件下 培养，具有发育成完整个体的潜能。玉米种子有完整的胚，自 然条件下种植即可发育成新个体，不能说明细胞具有全能性。
[答案] B
[思维升华] (1)有人说只要找到秋海棠的一个细胞，就能再生出秋海棠，这 依据的生物学原理是什么？
提示：能让一个细胞发育成一个个体，依据的是细胞的全能性。 (2)全部基因等同于全套基因吗？ 提示：全套基因≠全部基因：细胞具有全能性是因为细胞中具 有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基 因”，配子中有全套基因，因此仍然具有全能性。
4．与植物细胞培养的区别 (1)含义不同 ①植物组织培养：指在一定的营养物质、激素和其他外界条件 的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物 体。 ②植物细胞培养：是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他 易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游 离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细 胞群体的一种技术。
三、原生质体培养与植物细胞工程 1．原生质体的获得方法 在 0.5 ～ 0.6 mol/L 的 甘 露 醇 溶 液 环 境 ( 较 高 渗 透 压 ) 下 用 ___纤__维__素__酶__和__果__胶__酶___混合液处理根尖、叶片、愈伤组织或悬 浮培养细胞，除去细胞壁。
2．植物细胞工程 (1)操作过程
(1)只有由单个细胞发育成完整个体，才算是体现出了细胞的全 能性，仅发育成一部分，不能体现出全能性。例如，壁虎断尾 之后，仍可长出，就不是全能性的体现。 (2)全能性降低的因素 ①由于染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生； ②激素平衡被打破或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变； ③缺乏成胚性的细胞系。
下列关于植物细胞全能性的叙述，错误的是( ) A．植物细胞表达全能性的根本原因是细胞核内含有本物种的 全套基因 B．植物细胞的全能性比动物细胞更容易体现 C．不同个体之间细胞全能性的表达程度不同 D．培养物可无限制地长期克隆
解析：选 D。在长期培养过程中，培养物由于染色体畸变、细 胞核变异或非整倍体产生等，而且这些变异皆不可逆，从而导 致培养物的胚胎发生和器官形成受阻，因此，培养物不可能无 限制地克隆下去。