植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是现代农业中的核心技术之一,它可以利用生物技术手段,将基因信息引入植物细胞中,从而制备出具有新型特性的植物品种。
植物细胞工程的基本技术主要包括以下几个方面:一、植物细胞培养技术植物细胞培养技术是植物细胞工程的重要基础,它可以将植物细胞从植物体中剥离出来,形成原代培养体,在适宜的培养条件下进行细胞培养和增殖。
该技术主要涉及到组织培养、细胞培养、愈伤组织培养以及悬浮细胞培养等多个方面。
其中,愈伤组织培养是最基础的培养技术,它可以通过愈伤组织的再生和分化,为后续的遗传转化和基因编辑提供可行的细胞模板。
二、基因克隆与重组技术基因克隆与重组技术是植物细胞工程中非常关键的环节,这个技术主要涉及到将特定的基因序列放入植物细胞中的过程。
通过基因克隆和重组,可以将外源性基因导入到细胞质或者染色体的特定位置,并实现基因结构的调整,从而产生具有新型特性的植物品种。
三、基因转化技术基因转化技术是植物细胞工程最重要的技术之一,它可以将基因克隆和重组的结果导入植物细胞中,并实现基因的表达。
基因转化技术主要分为两个类别:生物学的和物理学的。
其中,生物学的方法包括农杆菌介导的转化和农杆菌外介导的转化,物理学的方法包括基因炮和电穿孔等。
四、基因编辑技术基因编辑技术是近年来兴起的一种先进技术,它可以利用生物技术手段修改基因序列,从而实现有针对性的基因改造。
目前,基因编辑技术主要包括ZFN、TALEN、CRISPR/Cas9等多个基因编辑工具。
通过这些工具,可以实现基因串联、点突变等操作,并为后续的育种和遗传转化提供更多的技术手段。
总之,植物细胞工程是现代农业中的重要技术,它可以帮助我们制备出更具有良好农业生产性能的植物品种。
通过不断的技术创新与发展,相信我们能够在农业生产中发挥出更大的作用,并实现更好的农业可持续发展。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术植物细胞工程是一种通过生物技术手段改良植物基因并创造新植物品种的方法,从而提高植物的生产能力,改善植物的经济价值和应用效益。
植物细胞工程技术已经被广泛应用于植物学、农业、林木学等领域。
本文将主要介绍植物细胞工程的基本技术。
细胞培养细胞培养是植物细胞工程中最基本的技术之一。
它是指在适当的培养基中培养一定数量的植物细胞,使其能够在无菌条件下长时间的生长和繁殖,同时不受外界环境的干扰。
细胞培养的成功与否,在很大程度上取决于培养条件如培养基的配方、pH值、温度和光照的控制,以及细胞类型、来源、克隆性和生长状态等因素。
细胞透入细胞透入是指将外源DNA导入到植物细胞内。
常用的透入方法有基因枪法、化学法、电穿孔法和超声波法等。
其中,基因枪法是最常用的方法,它通过高压气枪将外源DNA引入到植物细胞内,成功率较高。
但是,基因枪法可能会导致细胞膜和细胞壁的损伤,从而影响细胞的生长和发育。
遗传转化遗传转化是指将外源DNA引入到植物细胞内,并使其被细胞所接受和表达。
目前,常用的遗传转化技术有农杆菌介导的遗传转化和微项目介导的遗传转化。
其中,农杆菌介导的遗传转化是最常用的方法,主要利用农杆菌的T-DNA转移系统将外源DNA引入到植物细胞中。
与此相似,微项目介导的遗传转化则是利用微项目加速粒子将外源DNA引入到植物细胞中。
遗传转化成功后,可以通过PCR、南方杂交和蛋白质印迹等方法来验证遗传转化的有效性。
基因克隆基因克隆是指利用现代遗传学技术,从植物体细胞中筛选出具有特定功能和特殊地位的基因,并将其分离并制成克隆DNA。
通过基因克隆技术,可以检测和分析植物中特定基因的结构、功能和调控机制等方面。
目前,最常用的基因克隆技术包括重组DNA技术和PCR技术等。
基因编辑基因编辑是指通过诱发、改变或删除特定基因,实现改良或调整植物的生长和生命活动的方法。
常用的基因编辑技术有CRISPR-Cas9技术、TALEN技术和ZFN技术等。
(完整版)植物细胞工程的基本技术
生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗 传物质,都有发育成完整个体的全套基因。
【提示】 (1)植物细胞全能性的条件 ,除了离体外,还需要种类齐全、比 例合适的营养物质和一定植物激素, 另外操作中还要注意无菌、控制适宜 温度和光等。 (2)这不是全能性的反映,植物体上长 出新芽,这是细胞分化的结果(基因选
1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避 光培养?
在有光时,往往容易形成维管组织, 而不易形成愈伤组织。
2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么? 植物激素
当细胞分裂素和生长素共同使用时, 能刺激愈伤组织的形成,而通过调 节二者的浓度比,就可以调控植物 细胞培养过程中芽和根的形成,称 为“激素杠杆”。(见P42)
1958年,美国科学家斯图尔 德(F.C.Steward)将胡 萝卜韧皮部的一些细胞进 行培养获得了完整的胡萝 卜新植株。
植物组织培养技术
切取
接种
培养室
愈伤组织的形成
试管苗
移栽
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成
再分化
试管苗的形成
(4)请根据上面的实验过程,概括出植物组 织培养技术的流程简图。
脱分化
遮光
愈伤组织
再分化
光照
根、芽
植物体
植物激素: 细胞分裂素、生长素
植物组织培养条件:
含有全部营养成分的培 养基、一定的温度、空气、 无菌环境、适合的PH、适时 光照等。
强调几个概念:
一、愈伤组织:
离体的植物器官、组织或细胞, 在培养一段时间以后,通过细 胞分裂,形成一种高度液泡化、 无定形状态薄壁细胞组成的排 列疏松无规则的组织。
《植物细胞工程的基本技术》 说课稿
《植物细胞工程的基本技术》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《植物细胞工程的基本技术》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修 3《现代生物科技专题》专题 2 细胞工程中的第一节内容。
细胞工程是现代生物技术的重要组成部分,而植物细胞工程又是细胞工程的基础。
通过学习植物细胞工程的基本技术,学生能够了解细胞全能性的原理,掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的技术流程,为后续学习动物细胞工程以及生物技术在生产生活中的应用奠定基础。
本节课在教材中的地位十分重要,它不仅是对细胞结构、细胞分裂和分化等知识的延伸和拓展,也是培养学生科学思维和创新能力的重要载体。
二、学情分析授课对象为高二年级的学生,他们已经在必修 1 中学习了细胞的结构和功能、细胞的分裂和分化等相关知识,具备了一定的生物学基础。
同时,高二学生已经具备了较强的逻辑思维能力和实验探究能力,但对于抽象的生物技术原理和复杂的实验流程,理解和掌握起来可能会有一定的难度。
此外,学生对生物技术在农业、医药等领域的应用充满了好奇和兴趣,这为教学活动的开展提供了良好的契机。
三、教学目标基于对教材和学情的分析,我确定了以下教学目标:1、知识目标(1)简述细胞全能性的概念和原因。
(2)说出植物组织培养的原理、过程和意义。
(3)概述植物体细胞杂交的原理、过程和意义。
2、能力目标(1)尝试进行植物组织培养的实验操作,培养学生的动手实践能力。
(2)通过对植物细胞工程基本技术流程的分析,培养学生的逻辑思维能力和信息处理能力。
3、情感态度与价值观目标(1)体验植物组织培养技术在生产实践中的应用,感受生物技术给人类生活带来的变化。
(2)关注生物技术的发展,培养学生勇于探索、创新的科学精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)植物组织培养的原理和过程。
《植物细胞工程基本技术》课件PPT课件
诱变育种的方法与流程
诱变育种概述
诱变育种是通过人工诱变手段,使植物细胞发生突变,再从中选择具有优良性状的个体 进行繁殖和培育的方法。
诱变育种方法
常见的诱变育种方法包括化学诱变、物理诱变和太空诱变等。其中,化学诱变使用化学 诱变剂处理植物材料,物理诱变使用物理手段如射线、激光等处理植物材料。
诱变育种流程
克隆技术的流程
选择适宜的植物材料、进行无菌操作、细胞培养、愈伤组织诱导、 胚状体诱导、植株再生、遗传转化等步骤。
克隆技术的应用实例
1 2
克隆植物
通过克隆技术可以快速繁殖珍稀濒危植物,保护 物种资源;同时也可以生产转基因植物,改良植 物性状。
克隆动物
克隆技术在动物领域的应用主要包括动物模型的 建立、濒危动物的繁殖和优良品种的保存等方面。
利用植物细胞培养技术生产天然药物、生 物制品和疫苗等,具有生产成本低、周期 短、易于控制等优点。
环境保护
能源生产
利用植物细胞培养技术进行生态修复和环 境污染治理,如重金属污染土壤的修复、 水体净化等。
通过转基因技术将植物细胞培养成能源植 物,如生产生物柴油的油菜、藻类等,为 可再生能源的发展提供技术支持。
植物细胞工程的基本原理
植物细胞具有全能性,即任何一个细胞都包含该物种的全套 遗传信息,在适宜的条件下可以发育成一个完整的个体。通 过离体培养,可以大量繁殖植物,并实现植物的遗传改良。
植物细胞工程的发展历程
1902年
德国植物学家哈伯兰特提出植 物细胞具有全能性的假设。
1958年
斯图尔德成功进行烟草离体培 养,获得完整植株,标志着植 物组织培养技术的诞生。
观察与记录
定期观察植物细胞的生长状况, 记录数据,以便进行后续分析 和研究。
高中生物人教版选修三同步导学:2.1.1 植物细胞工程的基本技术(理解+掌握+应用)
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术1.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。
2.理论上每个活细胞都具有全能性。
3.细胞全能性的大小依次是:受精卵>生殖细胞>体细胞。
4.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
5.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。
6.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)。
植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1.细胞工程的概念2.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)影响全能性表达的原因: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。
1.请比较基因工程和细胞工程的概念,总结二者的不同。
提示:(1)操作水平:基因工程是分子水平的操作,细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。
(2)目的:基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品,细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2.理论上每种活细胞都具有全能性,请分析细胞具有全能性的原因。
提示:活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。
[跟随名师·解疑难]1.细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质,即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。
2.细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞: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;幼嫩的细胞>衰老的细胞。
(4)随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
植物细胞工程的基本技术
2.每个植物都具有全能性的特点,原因是每个细胞中都具有某种生物的全部遗传信息。
3.在植物的生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种组织和器官,原因是细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质,从而构成植物的不同组织和器官。
①利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具有活力的原生质体;②原生质体融合。
成功的标志是融合后的杂种细胞再生细胞壁。
7.进行原生质体间的融合,必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。人工诱导的方法基本可以分为两大类――物理法和化学法,物理法包括离心、振动、电激等;化学法一般使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。
8.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞,在一定的条件下融合成杂种细胞,并将其培育成新的植物体的技术。植物体细胞融合引起的变异属于染色体变异。
9.植物细胞工程常采用的技术手段有植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术等。
4.植物的组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配置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。
5.植物组织培养全过程,证明了分化的植物细胞仍具有形成完整的植物所需要的全部基因。
6.番茄和马铃薯不能进行传统的杂交,原因是它们是两个不同的物种,因此它们之间想想着天然的生殖隔离,但是,如果采用体细胞杂交的方法,就能得到“番茄-马铃薯”杂种植株,这各方法成功的关键是:
植物细胞工程-植物细胞工程的基本技术
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影响植物细胞脱分化和再分化的一个重要因素是什么?
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细胞分裂素/生长素基本相等时:
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细胞分裂素/生长素维持在高水平时:
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诱导芽的形成
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细胞分裂素/生长素的比例低时:
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诱导根的形成
细胞脱分化就是让已经______的细胞,经过诱导后,失去其特有的___________而转变成_______细胞的过程。在植物中,一些分化的细胞,经过______的诱导,可以_______为其有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下,又可以________出幼根和芽,形成完整的小植株 。
植物细胞的融合
植物组织培养
杂种植株
融合的原生质体AB
再生出细胞壁
脱分化
愈伤组织
再分化
植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
原生质体B
原生质体A
杂种细胞AB
去 壁
去 壁
融合完成的 标志
植物细胞B
2.1植物细胞工程 植物细胞工程的基本技术植物体细胞杂交技术
P38思考与探究
P38思考与探究
#2022
细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平上,按照人们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。 (选修3 31页)
2.1植物细胞工程植物细胞工程的基本技术
细胞的全能性及分化
翻到选修三 33页 科学家利用菊花的花瓣培养出的菊花。 为什么植物一个的花瓣就可以培育成一株完整植株的呢?
植物激素: 细胞分裂素、 生长素
高中生物第2章细胞工程第1节第1课时植物细胞工程的基本技术课件选择性必修3
[解析] (1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植 物细胞具有全能性。(2)在本实验中,切取胡萝卜块时要切取含有形成 层的部分,原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱 分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,步骤⑤(诱导愈 伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素 和细胞分裂素的比例不同,故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤 组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养,其 作用是诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养 没有经过两性生殖细胞的结合,因此属于无性繁殖,组织培养得到的 植株保持了原品种的遗传特性。
4.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生
质体的融合。
(√ )
5.植物体细胞杂交过程中,细胞融合成功的标志是产生新的细
胞壁。
(√ )
关键能力·突破重难
核心点一 核心点二
1.植物组织培养的过程
植物组织培养
(1)外植体:用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。 (2)脱分化:已经分化的细胞,经过诱导,失去其特有的结构和功 能,转变成未分化细胞的过程。 (3)愈伤组织: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。 (4)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 化出根或芽等器官的过程。
[解析] (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以制备原 生质体,需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解,诱导原生质体融合 常用的化学诱导剂是 PEG(聚乙二醇)。原生质体融合成功的标志是杂 种细胞再生成细胞壁;图中 X 经过离体培养,可以形成试管苗,所以 X 是愈伤组织。
(2)植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素,当生长素与细胞 分裂素的比值低时,有利于芽的形成,所以起主要作用的是细胞分裂素。
2.1.1 “植物细胞工程的基本技术”-教学设计高二下学期生物人教版(2019)选择性必修3
“植物细胞工程的基本技术”教学设计【教材分析】“植物细胞工程的基本技术”这一节内容隶属于人教版高中生物学《选择性必修3·生物技术与工程》第二章第一节的内容,是“细胞工程”一章的第一节第一小节内容,依次介绍了细胞的全能性、植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术3个方面的内容。
其中植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础,而植物体细胞杂交也是以植物组织培养技术为基础的,植物组织培养技术是植物细胞工程中最基本的技术。
【学情分析】由于植物微型繁殖技术的迅速发展,学生已经或多或少见识过“试管苗”“组培苗”等词语,学生已经学习了必修一细胞的结构与功能、细胞的分化和细胞的全能性,但对这些知识的实际应用还有些陌生。
【教学目标】1.知识方面:(1)细胞的全能性。
(2)植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交。
2.情感态度方面:(1)通过介绍植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术,激发学生探索生命科学奥秘的兴趣,通过学习使学生达到用发展的眼光看问题、分析问题,勇于开拓、推陈出新。
(2)在植物细胞工程两种技术的学习中,渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教育,培养学生形成正确的的唯物主义世界观和人生观。
3.能力方面:(1)合理利用图像、资料等多媒体课件,培养学生的观察能力、分析应用能力和整合信息的综合能力。
(2)创设问题,在质疑、探究中培养学生独立思考、推理判断和创造性思维能力。
(3)通过联系生产生活实际,培养学生理论联系实际的能力。
【教学重难点】1、教学重点(1)植物组织培养的原理和过程(2)植物体细胞杂交技术的原理2、教学难点(1)植物组织培养的实验【教学过程】1、新课导入教师活动:创设情境,导入新课。
作为广东的学生都比较熟悉花市,教师课利用课件展示花市上一些美丽兰花的图片,引导学生朗读程樊的《咏怀》,感受兰花的气节。
提出问题:兰花高洁典雅,而兰花在自然条件下繁殖慢,如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖,从而走入寻常百姓家呢?学生活动:朗读诗句,体会兰花的观赏价值高,象征寓意好。
植物细胞工程的基本技术
植物细胞工程的基本技术引言植物细胞工程是一门研究如何利用现代生物技术手段改良和利用植物的基础理论和应用技术。
它通过改变植物的遗传性状,并且通过利用植物细胞的生长特性,以达到提高农业产量、改善植物品质以及开发新药等多种目的。
本文将介绍植物细胞工程的基本技术,包括基因转化、培养、再生和检测等方面。
基因转化基因转化是指将外源基因导入到植物细胞中,使其表达外源基因产生的特定蛋白质。
基因转化是植物细胞工程研究的核心技术之一。
常见的基因转化方法包括农杆菌介导的转化和基因枪介导的转化。
农杆菌介导的转化农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一,其原理是利用农杆菌在植物组织中导入外源基因。
基本流程包括:构建转化载体、农杆菌菌株培养、农杆菌感染植物组织、选择和再生。
基因枪介导的转化基因枪介导的转化利用高速微粒轰击法,将微粒载体直接引入植物细胞中。
该方法适用于转化多种植物,操作相对简单,但效率相对较低。
培养植物细胞工程的第二个基本技术是培养。
培养是指将处理好的植物组织或细胞放入适宜的培养基中,提供足够营养和环境条件,使其继续生长和分化。
培养技术是植物细胞工程研究中最基础也是最重要的技术之一。
培养基和培养条件合适的培养基和培养条件对于植物细胞工程至关重要。
培养基的基本成分包括无机盐、糖类、维生素、植物激素等。
培养条件包括光照、温度、湿度等因素。
培养方法常见的培养方法包括悬浮培养、根尖培养、愈伤组织培养以及单细胞培养等。
悬浮培养适用于细胞悬浮培养;根尖培养适用于根尖培养;愈伤组织培养适用于愈伤组织的培养;单细胞培养适用于单细胞的培养。
再生再生是植物细胞工程的重要环节之一。
在基因转化和培养的基础上,可以通过控制培养条件和添加特定植物激素等手段,引导处理好的植物细胞再生成完整的植株。
诱导再生诱导再生是通过改变培养基的组成和添加适当的植物激素等手段,使细胞发生分化和再生的过程。
通常可通过愈伤组织培养、器官发生和胚胎发生等方式进行诱导。
高中生物专题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教学案含解析新人教版选修3
植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、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.物质基础:细胞内含有本物种全部的遗传信息。
3.植物细胞全能性表达条件:具有完整的细胞结构;处于离体状态;提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
三、植物组织培养技术1.理论基础 植物细胞的全能性。
2.基本过程 离体的器官、组织或细胞――→①A ――→②B ――→发育完整植株图中①过程为脱分化,②过程为再分化,A 表示愈伤组织,B 表示丛芽或胚状体。
3.胡萝卜的组织培养[填图]1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
2.植物组织培养的基本过程:外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体――→发育完整植株3.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。
4.去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
5.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)。
6.植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
四、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。
2.过程[据图填空](1)过程①为去除细胞壁获得原生质体,用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②为原生质体的融合,人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁,这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为脱分化,过程⑤为再分化。
3.意义:克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
1.下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A.植物组织培养技术B.转基因技术C.克隆技术 D.植物体细胞杂交技术解析:选B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。
转基因技术的操作对象为基因,即DNA分子水平上的操作技术,属于基因工程。
2.植物组织培养的理论根据是( )A.培养基中营养物质全面 B.细胞的全能性C.细胞的分裂 D.细胞的分化解析:选B 植物细胞只有保持其全能性,才能发育成完整的植株,因此,植物组织培养的理论根据是细胞的全能性。
植物细胞工程的基本技术(课件)高二生物(人教版2019选择性必修3)
提示 杂合的原生质体再生出新的细胞壁。
3.从结果上看,杂种植株在遗传上有何特点?从杂种植株的染色体组成上看,属于何种变异?
提示 杂种植株的遗传物质来自两个亲本,其具有双亲的遗传性状。杂种植株染色体数目增加,属于染色体数目变异。
4.从新品种培育的角度分析,植物体细胞杂交技术最大的优点是什么?
(3)再分化:愈伤组织重新分化成⑫________等器官的过程。
3.前提:离体的植物器官、组织或细胞。
4.条件:人工配制的培养基、适宜的培养条件。
全能性
愈伤组织
激素和营养
结构和功能
未分化
愈伤组织
不定形的薄壁组织
芽、根
四、植物体细胞杂交技术
1.原理:细胞膜的流动性和植物细胞一般具有全能性。
2.酶:纤维素酶和果胶酶。
[解析] ①过程需在等渗溶液中用相应的酶处理,避免细胞吸水涨破,A错误;植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离,实现远缘杂交,B错误;③过程完成的标志是再生出新的细胞壁,C错误;草木樨状黄芪 和木本霸王 均为二倍体植株,经过④过程所得的愈伤组织细胞含有四个染色体组,D正确。
1.植物体细胞融合的障碍:细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
新生营养芽细胞分化程度低,分裂能力强,容易诱导形成
例1 [2022·绍兴期中] 下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程。下列相关叙述正确的是( )。四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚状体 植株
A.②阶段和③阶段细胞发生减数分裂B.①阶段需要生长素,而③阶段仅需要细胞分裂素C.此兰花的花药离体培养所得的植株体细胞中有两个染色体组D.①阶段不仅有细胞增殖,而且细胞分化速度很快
脱分化
高中生物学选择性必修3植物细胞工程的基本技术
2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 新教材·生物(RJ) 选择性必修3
名称 植物组织培养
植物体细胞杂交
细胞膜具有一定的流动性和植 原理 植物细胞的全能性
物细胞的全能性
过程
续表 名称 选材
技术 操作
关系
新教材·生物(RJ) 选择性必修3
植物组织培养
植物体细胞杂交
选取根尖、茎尖、形成层部 不同植物细胞融合后形成
知识点二 植物体细胞杂交技术
梳理教材
新教材·生物(RJ) 选择性必修3
1.植物体细胞杂交概念 将___不__同__来__源_____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__植__物__体____的技术。
2.植物体细胞杂交过程
新教材·生物(RJ) 选择性必修3
清洗 2~3 次。
②外植体的分割:用_解__剖__刀___将外植体切成 0.5~1~__1_/_2_插入诱导愈伤组织的培养基中。 ④培养:将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于_1_8__℃__~___2_2_℃___的培养
箱中培养。
4.植物组织培养的流程:接种_外__植__体___,诱导__愈__伤__组__织__,诱导___生__芽___, 诱导___生__根___,移植成活五个过程。
5.菊花的组织培养
新教材·生物(RJ) 选择性必修3
(1)实验原理
①植物细胞一般具有_全__能__性___。
a.在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过
__脱__分__化__,转变成_未__分___化__的细胞,进而形成_愈__伤__组__织__。
b.愈伤组织能重新分化成__芽__、__根__等器官,该过程称为_再__分__化___。
人教版教学课件2.1.1植物细胞工程的基本技术
细胞工程与基因工程相比:
前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是分子水平上的生物技术。
思考:
克隆多莉羊技术是 培育抗虫棉是
细胞 水平的技术,
分子 水平的技术。
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
一、全能性
• 1、概念: • 已分化的细胞在一定条件下,具有发 育成完整个体的潜能。 • 2、活细胞具有全能性的原因: • 生物体的每一个活细胞都含有该物种 全套的遗传信息 • 3、全能性表达的条件: • 离体、营养物质、激素、适宜的条件 • 4、全能性比较: • 萧县郝集中学
【典例训练2】如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作,接入
试管后,在一定条件下,形成试管苗的培育过程,请据图回答:
(1)要促进细胞分裂生长,培养基中应有营养物质和激素。
【解题指南】解答本题需具备以下知识: 营养物质包括__ ____和小分子有机物,激素包括细胞分 无机物
裂素和_ 生长素 ______两类植物激素。 (1)组织培养时培养基中的成分;
(2)组织培养的过程; 要进行的分裂方式是 有丝分裂
(2)此过程依据的原理是___ _ __。A和B阶段主 细胞的全能性
,B阶段除了细胞分裂
外,还进行细胞__分化__等。 (3)组织培养时的注意事项。
【典例训练2】如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作,接入
试管后,在一定条件下,形成试管苗的培育过程,请据图回答:
1、在组织培养实验中,为什么要强调所用器 械的灭菌和实验人员的无菌操作? 植物组织培养过程中污染现象经常发生。 培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不但 会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长的过 程中会生成大量对培养物有害的物质,导致培 养物迅速死亡。
植物细胞工程的基本技术用
植物细胞工程的基本技术导言植物细胞工程是一门综合性的学科,涵盖了分子生物学、遗传学、植物学等多个学科的知识。
通过利用细胞培养和遗传改造等技术手段,植物细胞工程可以对植物进行基因的转移和表达,从而实现对植物的遗传改良、功能改造等目的。
本文将介绍植物细胞工程的一些基本技术和方法。
细胞培养技术细胞培养是植物细胞工程的基础技术之一,它通过将植物细胞分离并在含有必需营养物质的培养基中进行体外培养,从而实现植物细胞的繁殖和生长。
常用的细胞培养技术包括悬浮培养、固体培养和液体培养等。
悬浮培养悬浮培养是将植物细胞悬浮在液体培养基中进行培养。
悬浮培养的优点是培养过程方便观察和操作,适用于大量细胞的培养。
常用的悬浮培养方法有摇床培养和气液界面培养等。
固体培养固体培养是将植物细胞培养在含有琼脂或凝胶的固体培养基上。
固体培养具有较好的支撑性,适用于较复杂的植物细胞培养。
常见的固体培养技术包括平板培养和圆盘培养等。
液体培养液体培养是将植物细胞培养在液体培养基中进行培养。
液体培养对培养基的配制和培养过程的操作要求较高,但可以更好地控制培养过程中的环境因素。
常见的液体培养技术包括摇瓶培养、泡沫培养和旋转培养等。
遗传改造技术遗传改造是植物细胞工程的核心技术之一,它通过转移外源基因到植物细胞中,实现对植物的遗传改良和功能改造。
常用的遗传改造技术包括基因转化和基因表达等。
基因转化基因转化是将外源基因导入植物细胞中的过程。
常见的基因转化方法有农杆菌介导的转化、基因枪法和电穿孔法等。
其中,农杆菌介导的转化是最常用的基因转化方法之一,它利用农杆菌将外源基因导入植物细胞中,通过农杆菌与植物细胞之间的共生关系,实现基因的稳定转化和表达。
基因表达基因表达是将导入植物细胞的外源基因在植物细胞中进行转录和翻译,从而实现蛋白质的表达。
常见的基因表达方法包括启动子的选择和转录因子的调控等。
通过合理选择启动子和转录因子,可以实现外源基因在植物细胞中的高效表达。
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有的全套遗传物质,都有发育成为完整个 体所必需的全部基因,从理论上讲,生物 体的每一个活细胞都应该具有全能性。
3、差异:(1)受精卵的全能性最高
(2)生殖细胞的全能性较高 (3)受精卵分化后的细胞中,体细胞的 全能性比生殖细胞低
4、大小:受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
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植
5
物
组 织
再分化
培 养
(愈伤组织) 4
6
1 脱分化
3 2
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探究:
1、为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢? 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性?
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一、细胞的全能性
1、定义:生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整
个体的潜能的特性。
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2、过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
细胞分化 程度与细 胞分裂能 力呈负相 关。
脱分化
遮光
愈伤组织
植物激素: 细胞分裂素、生长素
再分化
光照
根、芽
植物组织培养条件:
含有全部营养成分的
培养基、一定的温度、空
气、无菌环境、适合的PH、 植物体 实用文档适时光照等。
能力提高
1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避 光培养?
造成培养基污染的因素有很多,一般包括:外植 体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操 作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料 和各种器械都要进行彻底地灭菌,实验人员操作一定 要规范,避免带入杂菌。实用文档
(2)在本实验中,切取胡萝卜块根时强调 要切取含有形成层部分,原因是这部分 容易诱导形成愈伤组织。请思考一下, 胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花), 是否也能培养成小植株,你能用实验的 方法进行验证吗?
胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花) 也能培养再生形成小植株,只是诱导 愈伤组织比较困难。
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(3)请根据上面的实验过程,概括出植物组 织培养技术的流程简图。
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二、植物组织培养
1、概念
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。
专题2 细胞工程
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1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物--克隆羊多利诞生于英国。 这样的生物技术属于何种生物工程? 细胞工程
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什么叫细胞工程?包括哪两 大领域?
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,按照人们的意愿来改 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。
在特定的时间和空间条件下,基因选择性的表达 的结果。
3、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能?
生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质, 都有发育成完整个体的全套基因。
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趁热打铁:
C 1、有关全能性的表述中,不正确的是(
) A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成 完整个体,因此全能性最高 B.生物体内细胞由于分化全能性不能表达 C.卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全 能性很高 D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现 出全能性
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培养室
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愈伤组织的形成
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试管苗
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移栽
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切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成
再分化
试管苗的形成
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(1)在组织培养实验中,为什么要强调所用器械的灭 菌和实验人员的无菌操作?
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成 分,有利于培养物的生长,然而各种杂菌同样也可以 在上面迅速生长,所以植物组织培养过程中污染现象 经常发生。培养基一旦被污染,迅速生长的各种杂菌 不但会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长的过程 中会生成大量对培养物有害的物质,导致培养物迅速 死亡。
植物细胞>动物实用细文档胞
探究: 表现全能性的条件有哪些?
离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
1、克隆羊“多利”的诞生说明了什么?
细胞核中含有保持物种遗传性所需的全套基因,并没有因 为细胞分化而丢失基因,高度分化的细胞的细胞核仍具有 全能性。
2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性,而是分 化成不同的组织器官?
官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,又
称去分化。
脱分化的实质和结果分别是什么?
实质是物细胞的再分化:脱分化产生的愈伤组织在
培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程
。
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知识拓展
当细胞分裂素和生长素共同使用时 ,能刺激愈伤组织的形成,而通过调 节二者的浓度比,就可以调控植物细 胞培养过程中芽和根的形成,称为“ 激素杠杆”。
B
A、细胞的基因丧失了全能性
B、基因在特定时间和空间条件下选择
性表达的结果
C、不同的细胞内基因不完全相同
D、在个体发育的不同时期,细胞内的
基因发生了变化
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要把一块组织通过培养得 到一株完整植株, 应该如何 操作呢?
请同学们阅读P34实 验完成P35讨论题。
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切取
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接种
在有光时,往往容易形成维管组 织,而不易形成愈伤组织。
2、决定植物脱分化、再分化的关键因
素是什么? 植物激素
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强调几个概念:
愈伤组织:离体的植物器官
、组织或细胞,在培养一段 时间以后,通过细胞分裂, 形成一种高度液泡化,由无 定形状态薄壁细胞组成的排 列疏松无规则的组织。
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植物细胞的脱分化:由高度分化的植物器
具体内容详见P42拓展视野
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2.下列植物细胞全能性最高的是(A )
A.形成层细胞
B.韧皮部细胞
C.木质部细胞
D.叶肉细胞
3.下列细胞全能性最高的是( C )
A.植物的卵细胞
B.植物的精子细胞
C.被子植物的受精卵
D.被子植物的的叶肉细胞
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4.在生物体内,细胞没有表现出全能性,
而是分化为不同的组织、器官,是因为
()
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应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平 研究的目的
细
细胞整体水平 或细胞器水平
按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品
胞
工
植物细胞工程 理论基础 细胞的
程
全能性
分类
动物细胞工程
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2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
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