高中人教版选修3 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课件(58张)

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专题2 细胞工程
③假设用于体细胞杂交的双方细胞都有 2 个染色体组，则杂种 细胞有 4 个染色体组，由杂种细胞发育而来的杂种植株被称为 异源四倍体。该杂种植株联会正常，表现为可育。 ④原生质体融合过程如果只考虑两两融合的情况，则融合结果 有 3 种，即 AA、BB、AB。 ⑤植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁；植物体细胞 杂交成功的标志是形成杂种植株。
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专题2 细胞工程
2．脱分化和再分化
名称
过程
形成体特点
离体细胞→愈伤组 排列疏松、高度液泡化的薄
脱分化
织
壁细胞团
愈伤组织→丛芽或 有根、芽或有生根发芽的能
再分化
胚状体
力
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专题2 细胞工程
3.植物激素在植物组织培养中的作用
生长素与细胞 分裂素的比值
作用效果
比值高时
促进根分化、抑制芽形成
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专题2 细胞工程
[提醒] 明辨植物细胞全能性的 2 个易误点 (1)细胞全能性的标志：发育成完整个体而不是形成某种组织或 者器官。 (2)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。
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专题2 细胞工程
解析：选 C。误以为植物体细胞杂交和植物有性杂交一样，后 代的染色体数目不变，从而错选 A 项。A 细胞含 2 个染色体组， B 细胞也含 2 个染色体组，但由于彼此属于不同的物种，染色 体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有 4 个染色体组， 应属于四倍体，基因型为 DdYyRr。
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专题2 细胞工程
3．融合成功的标志：杂种原生质体再生出____细__胞__壁______。 4．意义：克服不同种生物____远__缘__杂__交____的不亲和性。
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专题2 细胞工程
1．植物体细胞杂交的两个原理和五点提醒 (1)两个原理 ①植物体细胞杂交实现的原理：细胞膜的流动性。 ②植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。 (2)五点提醒 ①植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个 过程，结果是产生新的植株。 ②从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术不涉及有性生殖细胞 的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应属于染色体数目 的变异。
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3．胡萝卜的组织培养实验
形成层
专题2 细胞工程
避光 愈伤组织
分化
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1．植物组织培养过程
专题2 细胞工程
(1)外植体：离体进行组织培养的植物组织或器官。 (2)胚状体和丛芽：植物组织离体培养，经过脱分化和再分化， 发育成胚状体或丛芽。胚状体经过生长发育成完整植株；而丛 芽还需要诱导生根后才能发育成完整植株。
技术。生物的有性杂交是生物的自然生殖过程，不能单纯地按
照人的意愿来进行，不属于细胞工程的范畴。
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专题2 细胞工程
2．(2019·广西桂林中学高二期末)下列有关细胞全能性的叙述， 正确的是( ) A．玉米种子萌发长成新植株，说明植物细胞具有全能性 B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞具有全能性 C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有 全能性 D．利用植物组织培养技术繁育花卉的原理是植物细胞具有全 能性
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专题2 细胞工程
2．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较
项目
植物组织培养
植物体细胞杂交
原理
植物细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动 性和植物细胞的全能性
过程
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专题2 细胞工程
项目
植物组织培养
植物体细胞杂交
结果
完整植株
杂种植株
繁殖速度快、“高保 繁殖植
真”、不受自然生长季节 克服远缘杂交不亲和性 物意义
比值低时
促进芽分化、抑制根形成
比值适中
促进愈伤组织形成
“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”。
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专题2 细胞工程
1．(2019·河南焦作期末)下图是某植物组织培养过程的简图。下 列有关说法中正确的是( )
花粉粒―①―→愈伤组织―②―→胚状体―③―→植株 A．花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同 B．若花粉粒核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍 体或多倍体 C．②③过程都是细胞分化过程，因此起作用的激素只有生长 素 D．该过程体现了植物细胞的全能性
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[要点回眸]
核心知识小结
专题2 细胞工程
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专题2 细胞工程
核心知识小结 [答题必备]
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过 细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗 传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
理论上每个活细胞都具有全能性。 细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。 植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。 植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。 人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化 学法(聚乙二醇处理)。
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专题2 细胞工程
[拓宽教材] 1．(选修 3 P34“实验”改编)某兴趣小组拟用植物组织培养技 术繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织 培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是( ) A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对 细胞的伤害 B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体 加倍的细胞 C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D．生根时，培养基通常应含 α­萘乙酸等生长素类调节剂
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专题2 细胞工程
答案：交汇点 1 纤维素和果胶 交汇点 2 (1)a＋b 无性生殖 (2)不能 不同种的生物之间存在生殖隔离
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专题2 细胞工程
1．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，下列有关叙 述正确的是( )
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专题2 细胞工程
A．获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B．诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素 C．a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是生物膜具有流动性 D．d、e、f 过程表示植物的组织培养过程，e、f 分别为脱分化 和再分化 解析：选 C。植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和 果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a、b 细胞融合 为 c 细胞的原理是细胞膜的流动性；诱导 a、b 细胞融合的化 学试剂一般是聚乙二醇；d、e 过程分别为脱分化和再分化。
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专题2 细胞工程
知识点二 植物组织培养技术 1．理论基础(原理)：___植__物__细__胞__的__全__能__性_________。
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专题2 细胞工程
2．植物组织培养的基本过程 ___高__度__分__化_____的组织脱―分―→化形成___愈__伤__组__织_____再―分―→化幼根 和芽―→完整植株。 (1)前提：_____离__体_______的植物器官、组织、细胞。 (2)条件：______无__菌______、人工控制下、人工配制的培养基、 适宜的培养条件。 (3)结果：诱导产生__愈__伤__组___织_____、丛芽，最终形成完整植株。
专题2 细胞工程
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专题2 细胞工程
2．1 植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
专题2 细胞工程
1．了解细胞工程的含义。 2.掌握植物组织培养技术的过程 及用途。(重点) 3．理解植物体细胞杂交技术的过程。(重点)
专题2 细胞工程
知识点一 细胞工程的概念及植物细胞的全能性
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专题2 细胞工程
知识点三 植物体细胞杂交技术 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_____，并把杂种细胞培育成___新__的__植__物__体___的技术。
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2．过程
专题2 细胞工程
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专题2 细胞工程
植物体细胞杂交 细胞融合先去壁，成功标志再生壁。组织培养为基础，远缘杂 交也亲和。
限制
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专题2 细胞工程
交汇点 1 细胞的结构 植物体细胞杂交时首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，说明 植物细胞壁的主要成分是____________。
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专题2 细胞工程
交汇点 2 遗传与进化 (1)若将植物细胞 A(染色体数为 a)和植物细胞 B(染色体数为 b) 杂交，经组织培养形成的杂种植物中体细胞中染色体数为 ______________ 。 从 生 殖 方 式 上 来 看 杂 种 植 物 的 产 生 属 于 ____________。 (2)自然条件下番茄和马铃薯能否杂交获得一种地上结番茄、地 下长马铃薯的子代？ 判断：____________(填“能”或“不能”)。 原因：________________________。
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专题2 细胞工程
解析：选 D。花药离体培养所需条件要求高，需要培养基，另 外还需要适宜的 pH、温度和光照，而种子萌发需要适宜的温 度、水分等，A 项错误；花粉粒培养形成的植株称为单倍体， B 项错误；在细胞分化过程中多种激素都起作用，其中起主要 作用的是细胞分裂素和生长素，C 项错误；在该过程中，单个 细胞最终培养成了植株，体现了植物细胞的全能性，D 项正确。
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专题2 细胞工程
解析：选 D。玉米种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不 能体现细胞的全能性，A 错误；克隆羊的诞生说明高度分化的 动物体细胞核具有全能性，B 错误；用花粉培育成植株，可体 现花粉细胞具有全能性，C 错误；利用植物组织培养技术繁育 花卉的原理是植物细胞具有全能性，D 正确。
外界条件
无菌操作；光照的控制；酸碱度等
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专题2 细胞工程
2.不同细胞全能性的大小 (1)体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，细胞分裂能 力强的＞细胞分裂能力弱的。 (2)不同细胞的全能性：受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细 胞。 (3)不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞。 3．全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高， 细胞的全能性逐渐降低。
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专题2 细胞工程
③影响细胞全能性表现的原因：生长发育过程中，在特定的时 间和空间条件下，细胞中的基因会__选__择__性__表__达____出各种蛋白 质，从而构成不同的组织和器官。
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专题2 细胞工程
1．植物细胞表现全能性的条件
材料
离体的细胞、组织、器官
培养基
种类齐全、比例适当的营养物质、一定的植 物激素及琼脂等
专题2 细胞工程
1．细胞工程是一门综合科学技术，下列技术中不属于细胞工
程的是( )
A．有性杂交
B．植物体细胞杂交
C．组织培养
D．细胞核移植
解析：选 A。细胞工程是指应用细胞ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ物学和分子生物学的原
理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意
愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学
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专题2 细胞工程
2．A 种植物细胞和 B 种植物细胞的结构如图所示(仅显示细胞 核)，将 A、B 两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质 体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养得到了杂种植 株，则该杂种植株是( ) A．二倍体，基因型是 DdYyRr B．三倍体，基因型是 DdYyRr C．四倍体，基因型是 DdYyRr D．四倍体，基因型是 DDddYYyyRRrr
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专题2 细胞工程
2．下图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是( )
A．实验中②试管细胞全能性最高 B．④试管中培育出的个体都是纯合子 C．①→②的过程需要光照 D．①→④过程培养基保持不变
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专题2 细胞工程
解析：选 A。①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤 组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养 属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本 是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组 织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的不 同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同， 如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例 高时，有利于根的分化。
1．细胞工程的概念
细胞 细胞
分子 细胞器
遗传物质
细胞产品
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专题2 细胞工程
2．植物细胞的全能性 (1)含义：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。 (2)表达过程 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。 ② 再 分 化 ： 脱 分 化 产 生 的 ___愈__伤__组__织_____ 在 一 定 的 培 养 条 件 下，再分化出___幼__根__和__芽_____，进而形成完整的小植株。