2022-2023學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件新人教版選擇性必修3

第1節(jié)植物細(xì)胞工程第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第二章內(nèi)容索引0102基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升課程標(biāo)準(zhǔn)1.運(yùn)用結(jié)構(gòu)與功能觀、物質(zhì)與能量觀理解和認(rèn)識(shí)植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交。2.運(yùn)用歸納與概括、分析與比較等方法認(rèn)識(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)。3.嘗試通過菊花的組織培養(yǎng),了解植物組織培養(yǎng)的基本原理,探究生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度和比例對(duì)脫分化和再分化的影響?；A(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過關(guān)知識(shí)點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.細(xì)胞工程:應(yīng)用__________、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法,通過__________、細(xì)胞或組織水平上的操作,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。

2.細(xì)胞的全能性:細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有___________________或___________________的潛能,即細(xì)胞具有全能性。在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中,并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性,這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下,細(xì)胞中的基因會(huì)______________。

細(xì)胞生物學(xué)

細(xì)胞器

產(chǎn)生完整生物體

分化成其他各種細(xì)胞

選擇性地表達(dá)

3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)概念:將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其形成__________的技術(shù)。

(2)過程①脫分化:在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下,已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過脫分化,即失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能,轉(zhuǎn)變成__________的細(xì)胞。

②再分化:脫分化產(chǎn)生的愈傷組織,在一定的培養(yǎng)條件下,重新分化出__________等器官。

完整植株

未分化

芽、根(3)菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒:將流水充分沖洗后的外植體用酒精消毒30s,然后立即用無菌水清洗2~3次,再用__________溶液處理30min后,立即用無菌水清洗2~3次。

↓外植體的分割:將消過毒的外植體置于無菌的培養(yǎng)皿中,用無菌濾紙吸去表面的水分,用解剖刀將外植體切成0.5~1cm長(zhǎng)的小段?！?/p>

接種:在酒精燈火焰旁,將外植體的1/3~1/2插入誘導(dǎo)__________的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口,并在培養(yǎng)瓶上做好標(biāo)記。

↓次氯酸鈉

愈傷組織

形態(tài)學(xué)上端朝上

培養(yǎng):將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18~22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中,定期觀察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)情況?！D(zhuǎn)移培養(yǎng):培養(yǎng)15~20d后,將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)__________的培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出芽后,再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)__________的培養(yǎng)基上,進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。

↓移栽:將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中,待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。生芽

生根

旁欄邊角想一想菊花的組織培養(yǎng)中,為什么要強(qiáng)調(diào)所用培養(yǎng)基、器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作?提示

避免雜菌與培養(yǎng)物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng),且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。結(jié)論語句辨一辨1.高度分化的細(xì)胞只有發(fā)育成一個(gè)完整的生物個(gè)體,才能體現(xiàn)出細(xì)胞的全能性。(

)2.植物的每個(gè)細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出全能性。(

)3.在植物組織培養(yǎng)過程中,細(xì)胞的遺傳物質(zhì)一般都會(huì)發(fā)生改變。(

)4.誘導(dǎo)愈傷組織期間需要給予光照。(

)××××知識(shí)點(diǎn)二植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.概念將__________的植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成__________,并把雜種細(xì)胞培育成__________的技術(shù)。

不同來源

雜種細(xì)胞

新植物體

2.過程

細(xì)胞壁

脫分化愈傷組織3.意義

在打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)__________育種,培育植物__________等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

旁欄邊角想一想“番茄—馬鈴薯”雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣,地上結(jié)番茄,地下長(zhǎng)馬鈴薯,這是為什么?遠(yuǎn)緣雜交

新品種

提示

生物體內(nèi)基因的表達(dá)不是孤立的,它們之間是相互調(diào)控、相互影響的,所以“番茄—馬鈴薯”雜種植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì),但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾,它們不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá),雜種植株自然就不能地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯了。有性生殖只能在同種生物間進(jìn)行

結(jié)論語句辨一辨1.植物體細(xì)胞雜交過程中,要先去除細(xì)胞壁的原因是細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合。(

)2.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的最終目的是得到雜種細(xì)胞。(

)3.植物體細(xì)胞雜交過程中,細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。(

)4.植物體細(xì)胞雜交過程中,原生質(zhì)體融合的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性。(

)√×√√重難探究?能力素養(yǎng)全提升主題一原子結(jié)構(gòu)化學(xué)用語【情境探究】

菊花家喻戶曉,深得世人喜愛。如果采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可大批量獲得菊花植株。請(qǐng)結(jié)合教材探究·實(shí)踐“菊花的組織培養(yǎng)”有關(guān)內(nèi)容及教材附錄1植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)常用培養(yǎng)基的配方和配制方法,回答下列問題。1.培養(yǎng)基中加入的碳源是什么?有什么作用?提示

培養(yǎng)基中加入的碳源是蔗糖,能夠提供植物細(xì)胞新陳代謝所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)還能夠維持培養(yǎng)基適當(dāng)?shù)臐B透壓。2.誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基、誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基的成分主要有什么不同?提示

三種培養(yǎng)基成分的不同主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同。3.誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光,后續(xù)培養(yǎng)過程中,為什么每日要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照?愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中未形成根,但分化出了芽,其原因可能是什么?提示

給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照的目的是誘導(dǎo)葉綠素的形成,進(jìn)一步形成葉綠體進(jìn)行光合作用。培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值偏低。4.嘗試用箭頭和文字總結(jié)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基本流程。提示

外植體

愈傷組織

試管苗。

【方法突破】

1.體現(xiàn)植物細(xì)胞全能性的條件

材料離體的植物細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及一定比例的植物激素外界條件①無菌操作②光照:誘導(dǎo)愈傷組織時(shí)一般不需要光照,再分化時(shí)需要光照③酸堿度等2.不同植物激素比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響

生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的值作用效果高促進(jìn)根的分化、抑制芽的形成低促進(jìn)芽的分化、抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的形成3.脫分化和再分化的比較

比較內(nèi)容脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗需要條件①離體②適宜的營(yíng)養(yǎng)③生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例適中④不需光①離體②適宜的營(yíng)養(yǎng)③生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值高(低)誘導(dǎo)生根(生芽)④需光照【視角應(yīng)用】

視角1細(xì)胞全能性1.(多選)以下可以說明細(xì)胞具有全能性的實(shí)驗(yàn)是(

)A.玉米花粉粒培育出植株B.轉(zhuǎn)入貯存蛋白基因的向日葵細(xì)胞培育出植株C.燒傷病人的健康細(xì)胞培養(yǎng)出皮膚D.胡蘿卜的形成層組織培育成胡蘿卜幼苗ABD解析

細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。玉米花粉粒培育出植株、向日葵細(xì)胞培育出植株、胡蘿卜的形成層組織培育成胡蘿卜幼苗都是細(xì)胞具有全能性的體現(xiàn),只有C項(xiàng)不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。視角2植物組織培養(yǎng)2.(2022山東棗莊高二期中)如下表示植物組織培養(yǎng)的過程,相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(

)A.外植體若是月季的花藥,則經(jīng)培養(yǎng)后獲得的植株為單倍體B.過程①一般不需要光照,后續(xù)培養(yǎng)中每日需給予適當(dāng)光照C.外植體若是菊花的根尖組織,培養(yǎng)成的新植株葉片為無色D.過程②和③接種的培養(yǎng)基中植物激素的比例不同會(huì)影響細(xì)胞發(fā)育方向C解析

由配子直接發(fā)育形成的個(gè)體為單倍體,月季的花藥經(jīng)培養(yǎng)后獲得的植株為單倍體,A項(xiàng)正確;外植體脫分化形成愈傷組織的過程一般不需要光照,愈傷組織再分化可形成胚芽,故后續(xù)培養(yǎng)中每日需給予適當(dāng)光照,以促進(jìn)胚芽的光合作用,B項(xiàng)正確;外植體若是菊花的根尖組織,其細(xì)胞中雖然沒有葉綠體,但其培養(yǎng)成的新植株葉片中有葉綠體,因此培養(yǎng)成的新植株葉片為綠色,C項(xiàng)錯(cuò)誤;在植物組織培養(yǎng)過程中,使用植物激素的順序和比例都會(huì)影響細(xì)胞的發(fā)育,細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素的比值低時(shí)有利于根的分化,比值高時(shí)有利于芽的分化,D項(xiàng)正確?？碱}點(diǎn)睛

3.(2022河北保定高碑店一中高二期末)植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)基本過程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是(

)①植物細(xì)胞的全能性②離體的植物器官、組織或細(xì)胞③根、芽④生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素⑤生長(zhǎng)素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨完整植株A.①、②⑦⑥⑧③⑨、④

B.①、②⑧⑥⑦③⑨、④C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤

D.①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤B解析

植物組織培養(yǎng)的基本原理是植物細(xì)胞具有全能性,即①;植物組織培養(yǎng)基本過程:離體的植物器官、組織或細(xì)胞

愈傷組織

根、芽→完整植株,即②⑧⑥⑦③⑨;決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例,特別是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過程中非常重要,因此誘導(dǎo)的植物激素為生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,即④。主題二植物體細(xì)胞雜交【情境探究】

[流程分析]以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖,其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞,所含有的染色體組分別是AA和BB。請(qǐng)據(jù)圖分析回答問題。

1.①過程的目的是__________,所用的酶為__________________。

2.將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng),再經(jīng)過②和③,c的細(xì)胞類型有___________(不考慮三個(gè)或三個(gè)以上的細(xì)胞融合,用染色體組成表示)。3.在采用化學(xué)法進(jìn)行②過程時(shí),一般是用_______________作為誘導(dǎo)劑。

4.植物體細(xì)胞雜交與自然狀況下的雜交相比,前者的重要意義是________。提示

去除細(xì)胞壁

纖維素酶和果膠酶

提示

AA、BB、AAAA、BBBB、AABB提示

聚乙二醇(PEG)提示

克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙

【方法突破】

1.植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較

項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性過程

選材根尖、莖尖、形成層部位最容易誘導(dǎo)脫分化不同來源的植物體細(xì)胞技術(shù)操作脫分化、再分化等除脫分化、再分化外,還要用酶解法去除細(xì)胞壁,用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合關(guān)系植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ),植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更復(fù)雜2.植物體細(xì)胞雜交后代的遺傳變化

體細(xì)胞雜交P1:2n(Aabb)與P2:2m(ccDd)生殖類型無性生殖、育種過程中不遵循孟德爾定律變異類型染色體數(shù)目變異染色體數(shù)兩親本染色體數(shù)之和,即2n+2m染色體組數(shù)兩親本染色體組數(shù)之和,即2+2基因組成兩親本基因型之和,即AabbccDd【視角應(yīng)用】

1.(2022遼寧葫蘆島高二期中)實(shí)驗(yàn)人員制備了矮牽牛(2n=14)紅色花瓣(液泡呈紅色)與枸杞(4n=48)葉肉細(xì)胞的原生質(zhì)體,并誘導(dǎo)其融合,經(jīng)篩選、培養(yǎng)獲得雜種植株。下列說法錯(cuò)誤的是(

)A.生成雜種細(xì)胞標(biāo)志著植物體細(xì)胞雜交成功B.可以突破自然生殖隔離的限制而得到種間雜種植株C.若原生質(zhì)體均為兩兩融合,則融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目可能為62條或28條或96條D.參與雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁形成的細(xì)胞器主要是線粒體和高爾基體A解析

生成雜種細(xì)胞還不能標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交成功,培育成雜種植株才標(biāo)志著植物體細(xì)胞雜交成功,A項(xiàng)錯(cuò)誤;植物體細(xì)胞雜交打破了生殖隔離,克服了遠(yuǎn)