【精品課件】專題2 2.1.1

2．1植物細(xì)胞工程

2．1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課標(biāo)領(lǐng)航1．了解細(xì)胞工程的含義。2．掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過程及用途。3．理解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程?！局攸c(diǎn)】植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程?！倦y點(diǎn)】細(xì)胞全能性的原理及實(shí)現(xiàn)全能性的條件?？焖倥囵B(yǎng)花卉及瀕危植物利用離體的植物細(xì)胞、組織或器官在特定的條件下，通過脫分化、再分化等過程培育新植株。在生產(chǎn)實(shí)踐中，利用細(xì)胞工程技術(shù)能繁殖名貴花卉(如郁金香)和瀕危植物。情景導(dǎo)航

核心要點(diǎn)突破基礎(chǔ)自主梳理知能過關(guān)演練

植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)基礎(chǔ)自主梳理全能性高度分化愈傷組織(1)細(xì)胞脫分化：已_____的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的___________而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。(2)生物的體細(xì)胞不能表達(dá)全能性的原因：植物體細(xì)胞內(nèi)的_______________。3．植物組織培養(yǎng)的概念：在無菌和人工控制的條件下，將_____條件的植物器官、組織、細(xì)胞，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)其產(chǎn)生__________、叢芽，最終形成完整植株。分化結(jié)構(gòu)和功能基因選擇性表達(dá)離體愈傷組織思考感悟1．誘導(dǎo)愈傷組織分化時需要的植物激素主要有哪些？【提示】生長素和細(xì)胞分裂素。

二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1．概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成_________，并把__________培育成新的植物體的技術(shù)。雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞原生質(zhì)體融合細(xì)胞壁遠(yuǎn)緣雜交思考感悟2．植物細(xì)胞A和B去除細(xì)胞壁后的原生質(zhì)體融合后有幾種？【提示】三種，A—A、B—B、A—B。核心要點(diǎn)突破細(xì)胞全能性及植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件要點(diǎn)一1．細(xì)胞的全能性(1)全能性的理論依據(jù)一般生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。(2)全能性的高低(大小)(通常情況下)①受精卵>配子>體細(xì)胞。②植物細(xì)胞>動物細(xì)胞。③具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞高于不分裂的細(xì)胞。④分化程度低的細(xì)胞高于分化程度高的細(xì)胞。2．植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件(1)體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的選擇性表達(dá)。(2)體現(xiàn)細(xì)胞全能性的條件：材料離體的細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素外界條件a.無菌操作；b.光照：愈傷組織培養(yǎng)最初避光培養(yǎng)，后期見光培養(yǎng)(2011年哈爾濱高二檢測)有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，不正確的是(

)A．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此其全能性最高B．生物體內(nèi)細(xì)胞由于進(jìn)行分化，全能性不能表達(dá)C．卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D．在一定條件下，植物細(xì)胞離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性【嘗試解答】

C例1【解析】受精卵是個體發(fā)育的起點(diǎn)，在自然條件下，通過細(xì)胞的分裂、分化就能形成完整的個體，所以全能性很高；體內(nèi)每一個體細(xì)胞都是通過有絲分裂形成的，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，理論上講都應(yīng)該具有全能性，但由于分化，基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，因而體內(nèi)細(xì)胞并沒有表達(dá)出全能性；卵細(xì)胞在一定條件下，全能性表現(xiàn)比體細(xì)胞高，但與受精卵不同，卵細(xì)胞的分化程度較高；分化的植物細(xì)胞具有全能性，但必須在一定條件下離體培養(yǎng)才能表達(dá)。【易誤警示】

(1)細(xì)胞具有全能性和全能性表達(dá)是兩個不同的概念。體內(nèi)分化的植物細(xì)胞具有全能性,但在體內(nèi)不能表達(dá)，需在一定條件下離體培養(yǎng)才能表達(dá)。(2)理解體內(nèi)所有細(xì)胞中受精卵全能性最高，卵細(xì)胞比體細(xì)胞潛在的全能性高，分化的植物細(xì)胞比分化的動物細(xì)胞全能性易表達(dá)，但需在一定條件下。(3)高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受限制，嚴(yán)格來說，只有高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核才具有全能性，但需借助卵細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)才能體現(xiàn)出來。跟蹤訓(xùn)練植物細(xì)胞的全能性是指(

)A．具有核、膜、質(zhì)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，能進(jìn)行各種生理活動B．只具有膜和質(zhì)，同樣能進(jìn)行各種生理活動C．植物體細(xì)胞所具有的發(fā)育成完整個體的潛能D．具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細(xì)胞解析：選C。具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都有發(fā)育成完整新生物體的潛能，也就是說，每個生物細(xì)胞都具有全能性。植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交要點(diǎn)二名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性和細(xì)胞的全能性名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交過程名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交注意事項(1)取材：選取有形成層的部位最容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(2)光照：在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織。當(dāng)愈傷組織分化出芽和葉時，一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成(1)去壁方法：酶解法，所用的酶是纖維素酶和果膠酶(2)人工誘導(dǎo)融合的方法物理法：離心、振動、電激化學(xué)法：聚乙二醇據(jù)圖回答下列問題：例2(1)過程①②是用________________________處理細(xì)胞的細(xì)胞壁，后經(jīng)③過程誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，實(shí)際融合的過程中原生質(zhì)體可能會形成________種融合細(xì)胞(只考慮兩個細(xì)胞融合的情況)。④是__________________的過程，與此過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是________。(2)在⑤過程培養(yǎng)中，除了提供水分、無機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入________________。同時，在培養(yǎng)過程中，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個關(guān)鍵是操作過程中必須保證________。(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體，將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培育(假設(shè)能成功)，得到的后代應(yīng)含________條染色體，還必須用________來處理幼苗，才能得到可育的番茄—馬鈴薯植株，此時體細(xì)胞中含有________條染色體。(4)若番茄是二倍體，馬鈴薯是四倍體，則(3)中可育雜種植株為________倍體?！窘馕觥?/p>

(1)圖示表示植物體細(xì)胞雜交過程，圖中①②表示利用纖維素酶、果膠酶去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程；原生質(zhì)體融合后可能形成三種細(xì)胞，即兩個番茄原生質(zhì)體融合、兩個馬鈴薯原生質(zhì)體融合、一個番茄原生質(zhì)體與一個馬鈴薯原生質(zhì)體融合；圖中④是雜種細(xì)胞細(xì)胞壁再生的過程，與該過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是高爾基體，因高爾基體與植物細(xì)胞壁形成有關(guān)。(2)組織培養(yǎng)過程中所利用的培養(yǎng)基是固體或半固體的，必須含有一定的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素和一定的外界條件，外植體才能脫分化進(jìn)而進(jìn)行再分化形成試管苗。(4)番茄細(xì)胞含2個染色體組，馬鈴薯細(xì)胞含4個染色體組，則雜種植物含6個染色體組，為異源六倍體。獲得的雜種植株是否可育，應(yīng)根據(jù)雜種植株所含染色體組數(shù)來判定；若為偶數(shù)倍染色體組，理論上是可育的；若為奇數(shù)倍，理論上是不可育的?！咎揭?guī)尋律】

(1)植物體細(xì)胞雜交包括植物體細(xì)胞(原生質(zhì)體)融合和雜種細(xì)胞培育成一個新植株的過程。融合的細(xì)胞有多種類型，必須經(jīng)過篩選，然后才能培育出我們所需要的雜種植株。(2)植物體細(xì)胞雜交過程中無有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無性生殖。(3)從雜種植株的染色體組成上看，染色體數(shù)目增加，屬于染色體數(shù)目的變異。跟蹤訓(xùn)練下圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖。下列說法不正確的是(

).A．植物體細(xì)胞雜交的最大優(yōu)點(diǎn)是可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙

B．雜種細(xì)胞經(jīng)過④和⑤過程可以培育成雜種植株說明雜種細(xì)胞具有全能性C．盡管愈傷組織可以進(jìn)行光合作用，但其培養(yǎng)基中仍需要糖類、氨基酸等有機(jī)營養(yǎng)D．若A的基因型為Rr，B的基因型為Yy，則最終形成的雜種植株的基因型為RrYy解析：選