高中生物专题2细胞工程第1节(第1课时)植物细胞工程的基本技术专题讲解课件新人教版选修3课件

生物选修3（人教版）专题2细胞工程第1节植物细胞工程第1课时植物细胞工程的基本技术要点突破知识点1细胞的全能性1．概念：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个体的潜能。2．物质基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。3．细胞全能性表现的条件。(1)离体状态(未离体的细胞，由于细胞的分化其全能性受到限制，不能表现)。(2)无菌操作(防止杂菌污染)。(3)适宜物质的诱导和调节(植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。(4)种类齐全、比例适合的营养物质。(5)适宜的外界条件(如温度、pH、光照等)。4．各种细胞全能性的比较。(1)应注意细胞的全能性与细胞的分化程度和分裂能力三者间的关系。一般来说，细胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表现出来。(2)受精卵＞生殖细胞＞体细胞。(3)体细胞中：植物细胞＞动物细胞(只有细胞核才有全能性，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；幼嫩的细胞＞衰老的细胞)。例1以下关于细胞全能性的描述错误的是()A．利用海岛烟草韧皮部细胞培育出植株体现了细胞的全能性B．受精卵的全能性最高C．水稻种子培育出植株表现了细胞的全能性D．只有在离体的条件下细胞的全能性才能得以体现解析：细胞的全能性是指高度分化的体细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。C选项中种子可看成一个个体，利用水稻种子培育出植株是一个完整的个体发育过程，不能说明细胞的全能性。答案：C►变式迁移1．细胞具有全能性的原因是()A．体细胞具有发育成完整个体的潜能B．生物体的每个细胞都具有全能性C．生物体的细胞一般都含有个体发育的全套基因D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的解析：A项中指的是细胞的全能性，并非细胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育为完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上说，生物体的每一个正常细胞都具有全能性。答案：C点评：(1)配子(如精子、卵子)亦具细胞全能性。因为配子中至少含有一个完整的染色体组，根据染色体组概念，一个染色体组就含有该物种生长发育、遗传变异所需的全部遗传物质。(2)动物体细胞虽具细胞全能性，但因其高度分化，目前其全能性还没有实现表达。(3)并不是每一个细胞均具全能性。如植物的筛管细胞、哺乳动物的成熟的红细胞等。知识点2植物组织培养1．原理：细胞的全能性。3．植物组织培养过程的几个概念、条件。(1)细胞分化：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。(2)脱分化的条件：离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(如无菌、适宜的温度等)。(3)影响植物细胞脱分化、再分化的关键因素是植物激素，特别是当细胞分裂素和生长素共同使用时，根据诱导的需求，对二者要按一定比例合理使用。(4)愈伤组织：排列疏松、无规则，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。例2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，请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂、生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。(2)此过程依据的原理是________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌、消毒。B阶段需要光照，原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因____________的结果。解析：进行植物组织培养时将离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒、灭菌的培养基中，培养基中含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还含有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。答案：(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达►变式迁移2．下图所示的是基因型为AaBb的水稻的花药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。下列相关叙述错误的是()A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子有机物等营养物质C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb植物体细胞杂交解析：花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。答案：D点评：(1)外植体最好选择幼嫩部分的原因：幼嫩部分细胞全能性高。(2)植物组织培养有体细胞培养和有性生殖细胞培养之分：前者属于无性繁殖，子代可基本保持母本的优良性状。知识点3植物体细胞杂交1．步骤。2.原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。3．基础：植物组织培养技术。4．成功标志：获得杂种植株，而不是获得杂种细胞，但细胞融合完成的标志则是形成新的细胞壁。5．植物体细胞杂交的优点：克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍，可培育作物新品种。例3白菜－甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是()A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍解析：根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体，③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目，植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。答案：C►变式迁移3．有甲(基因型为aaBB)和乙(基因型为AAbb)两品种的植物，取其花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，在一定条件下融合成杂种细胞，该细胞的基因型是()A．AaBbB．AAaaBBbbC．AAbbD．aaaaBBBB解析：甲的花粉培养成的植株的基因型为aB，乙的花粉培养成的植株的基因型为Ab，二者融合后产生的杂种细胞的基因组成是AaBb。答案：A点评：(1)区分原生质体融合、植物细胞融合、植物体细胞杂交：三者完成的标志依次是获得融合的原生质体、杂种细胞、杂种植株。(2)原生质体融合不一定是不同原生质体间的融合，也可能是同种原生质体间的融合，因此培养液中应至少有5种细胞(用A、B表示两种细胞)：A型、B型、A－A型、B－B型、A－B型。只有A－B型是所需的杂种细胞，故需筛选。本节小结核心归纳1．植物细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。2．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。3．植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。4．植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。5．植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。正误判断1．植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。()2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。()3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。()4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。()1．√2．×提示：植物组织培养需要在无菌条件下进行，杂菌的污染会导致培养物迅速死亡。3．×提示：植物体细胞杂交实质是原生质体融合，其融合的结构基础是细胞膜的流动性。4．×提示：原生质体融合需要人工诱导，常用的方法有物理法和化学法。