人教版教学课件211植物细胞工程的基本技术.pptx

专题复习专题复习课程标准课程标准考纲要求考纲要求具具体体内内容容1.1.简述简述植物组织培养和体细胞杂交技植物组织培养和体细胞杂交技术及其应用。术及其应用。2.2.简述简述动物细胞培养和体细胞核移植动物细胞培养和体细胞核移植技术及其应用前景。技术及其应用前景。3.3.举例说出举例说出动物细胞融合和单克隆抗动物细胞融合和单克隆抗体技术及其应用。体技术及其应用。和和的含义如下：的含义如下：对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的相：对所列知识点要知道其含义，能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用它们。对简单的情境中识别和使用它们。：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并：理解所列知识和其他相关知识之间的联系和区别，并能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和能在较复杂的情景中综合运用其进行分析、判断、推理和评价。评价。指应用细胞生物学和分子生物学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的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。综合科学技术。细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平或胞整体水平或细胞器水平胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程研究的目的研究的目的研究的水平研究的水平动物细胞工程动物细胞工程前者前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术是细胞水平或细胞器水平上生物技术,后者后者是分子水平上的生物技术。是分子水平上的生物技术。克隆多莉羊技术是克隆多莉羊技术是 水平的技术，水平的技术，培育抗虫棉是培育抗虫棉是 水平的技术。水平的技术。细胞工程与基因工程相比：细胞工程与基因工程相比：细胞细胞分子分子思考思考:2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术萧县郝集中学一、全能性一、全能性1、概念：、概念：已分化的细胞在一定条件下，具有发育已分化的细胞在一定条件下，具有发育成完整个体的潜能。成完整个体的潜能。2、活细胞具有全能性的原因：、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生物体的每一个活细胞都含有该物种全套的遗传信息套的遗传信息3、全能性表达的条件：、全能性表达的条件：离体、营养物质、激素、适宜的条件离体、营养物质、激素、适宜的条件 4、全能性比较：、全能性比较：萧县郝集中学4、表现全能性的高低比较、表现全能性的高低比较(通常情况下)：受精卵受精卵配子配子体细胞。体细胞。植物细胞植物细胞动物细胞。动物细胞。具有持续分裂能力的细胞具有持续分裂能力的细胞不分裂的细胞。不分裂的细胞。分化程度低的细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞。分化程度高的细胞。一、全能性一、全能性思考：生物体内的细胞为什么没有表思考：生物体内的细胞为什么没有表 现出全能性，而是分化成不同的现出全能性，而是分化成不同的 组织器官？组织器官？在特定的时间和空间条件下，在特定的时间和空间条件下，细胞中的细胞中的基因会选择性表达基因会选择性表达出各种出各种蛋白质，从而构成了生物体不同的蛋白质，从而构成了生物体不同的组织和器官。组织和器官。不一定会不一定会有有离体活细胞离体活细胞不会不会有有体内活细胞体内活细胞会表现出全能性？会表现出全能性？有全能性？有全能性？小结：小结：需要适宜的培养条件【典例训练典例训练1 1】有关细胞全能性的叙述，不正确的是有关细胞全能性的叙述，不正确的是()()A.A.受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此其全能性最高受精卵在自然条件下能形成完整个体，因此其全能性最高B.B.生物体内细胞由于进行分化，全能性不能表达生物体内细胞由于进行分化，全能性不能表达C.C.卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D.D.在一定条件下，植物细胞离体培养能表现出全能性在一定条件下，植物细胞离体培养能表现出全能性与受精卵不同，卵细胞的分化程度较高与受精卵不同，卵细胞的分化程度较高C C二、植物组织培养二、植物组织培养1 1理论基础：理论基础：2 2过程：过程：植物细胞的全能性植物细胞的全能性3.3.条件：条件：离体离体、营养物质、激素、适宜温度和、营养物质、激素、适宜温度和无菌无菌等其他外界条件。等其他外界条件。离体器官、离体器官、组织、细胞组织、细胞愈伤愈伤组织组织胚胚状状体体完完整整植植株株4.4.概念：概念：丛丛芽芽再分化再分化脱分化脱分化 在无菌和人工控制条件下，将离体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，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，最终形成诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。完整的植株。二、植物组织培养二、植物组织培养1 1理论基础：理论基础：2 2过程：过程：3.3.条件：条件：4.4.概念：概念：1、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要()A、具有完整细胞核的细胞、具有完整细胞核的细胞 B、离体状态、离体状态 C、导入外源基因、导入外源基因 D、一定的营养物质和激素、一定的营养物质和激素 2、高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可、高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可 以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D该愈伤组织可形成具生根发芽能力的胚状结构该愈伤组织可形成具生根发芽能力的胚状结构 C B脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较过程名称过程名称 过程过程 形成体的特点形成体的特点 脱分化脱分化 再分化再分化 细胞排列疏松、无规则、细胞排列疏松、无规则、高度液泡化、薄壁细胞高度液泡化、薄壁细胞愈伤愈伤 幼芽或幼芽或组织组织 胚状体胚状体有根、芽有根、芽或有生根、发芽的能力或有生根、发芽的能力 外外 愈伤愈伤植体植体 组织组织 切取切取形成层形成层无菌无菌接种接种诱导愈伤组织诱导愈伤组织的形成的形成胚状体胚状体(丛芽丛芽)形成形成试管苗培养试管苗培养移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化胡萝卜组织培养胡萝卜组织培养容易诱导形成愈伤组织容易诱导形成愈伤组织1 1、在组织培养实验中，为什么要强调所用器、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？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。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。养物迅速死亡。造成培养基污染的因素有很多，一般包括：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、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。操作人员操作不规范等。2 2、胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株吗？培养成小植株吗？能，只是诱导愈伤组织比较困难。能，只是诱导愈伤组织比较困难。3 3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？、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，在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。而不易形成愈伤组织。4 4、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）植物激素的浓度、使用先后顺序以植物激素的浓度、使用先后顺序以及用量比例等，都会影响实验结果。及用量比例等，都会影响实验结果。【典例训练典例训练2 2】如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入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)(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括营养物质包括_ _ _和小分和小分子子有机物，激素包括细胞分有机物，激素包括细胞分裂素和裂素和_ _ _ _两类植物激素。两类植物激素。(2)(2)此过程依据的原理是此过程依据的原理是_ _ _ _ _。A A和和B B阶段主阶段主要进行的分裂方式是要进行的分裂方式是 ，B B阶段除了细胞分裂阶段除了细胞分裂外，还进行细胞外，还进行细胞_ _ _等。等。无机无机物物生长生长素素细胞的全能细胞的全能性性有丝分有丝分裂裂分化分化【解题指南解题指南】解答本题需具备以下知识：解答本题需具备以下知识：(1)(1)组织培养时培养基中的成分；组织培养时培养基中的成分；(2)(2)组织培养的过程；组织培养的过程；(3)(3)组织培养时的注意事项。组织培养时的注意事项。【典例训练典例训练2 2】如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入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，请据图回答试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答:(3)(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌消进行灭菌消毒。毒。B B阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是_ _ _。(4)(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是绿素，这是_ _ _的结果。的结果。(5)A(5)A、B B两过程能否在同一培养基上进行？两过程能否在同一培养基上进行？_。培养培养基基芽发育成叶，叶肉细胞中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件叶绿素的合成需要光照条件基因选择性表达基因选择性表达不能不能p1.细胞的全能性细胞的全能性p2.植物组织培养技术植物组织培养技术2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术番茄番茄马铃薯马铃薯植物体细胞杂交植物体细胞杂交p1.细胞的全能性细胞的全能性p2.植物组织培养技术植物组织培养技术p3.植物体细胞杂交植物体细胞杂交问题问题什么是植物体细胞杂交什么是植物体细胞杂交?其过程如何？其过程如何？如何除去细胞壁如何除去细胞壁?人工诱导原生体融合的方法有哪些人工诱导原生体融合的方法有哪些?有何意义？有何意义？2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化植物体细胞杂交的过程植物体细胞杂交的过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B胚胚状状体体酶解法酶解法物理法、物理法、化学法化学法意义：意义：克服不同生物克服不同生物远缘杂交的障碍远缘杂交的障碍6、如图为、如图为“番茄番茄马铃薯马铃薯”的培育过程示意图，有关的培育过程示意图，有关叙述正确的是叙述正确的是()A、获得、获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶细胞需要胰蛋白酶和果胶酶B、诱导、诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素C、a、b细胞融合为细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性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，过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为分别为 脱分化和再分化脱分化和再分化纤维素酶纤维素酶聚乙二醇聚乙二醇d、eC【典例训练典例训练3 3】以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AAAA和和BBBB。(1)(1)过程发生的化学变化是过程发生的化学变化是_。(2)(2)将若干将若干a a和和b b等量混合后转移到培养基上培养，再经过等量混合后转移到培养基上培养，再经过和和，c c细细胞类型有胞类型有_(_(不考虑三个或以上细胞融合不考虑三个或以上细胞融合)(3)(3)在采用化学法进行过程在采用化学法进行过程时，一般是用时，一般是用_作为诱导作为诱导剂。剂。(4)(4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是意义是_。纤维素和果胶发生水解纤维素和果胶发生水解AAAA、BBBB、AAAAAAAA、BBBBBBBB、AABBAABB聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG)克服不同生物远缘杂交的障碍克服不同生物远缘杂交的障碍白菜白菜甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝 “白菜甘蓝白菜甘蓝”同普通白菜相比，具有同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。优点：优点：克服不同生物远缘杂交不亲和的克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍障碍，出现自然界没有的新品种。，出现自然界没有的新品种。尚未让杂种植物按照人们的需尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。要表现出亲代的优良性状。未解决问题：未解决问题：所采用技术所采用技术的理论基础的理论基础 植植物物细细胞胞工工程程通通 常常 采采 用用 的的技技 术术 手手 段段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性课堂小结课堂小结