植物的克隆(浙科版)2016
植物基因定位与克隆技术
植物基因定位与克隆技术生命的基因组是由数以亿计的基因所组成，而每一个基因都拥有着许多重要的生物学功能。
在植物研究领域，基因定位与克隆技术被广泛应用于植物基因的分离、克隆和功能研究中，为科学家们提供了更深入的了解植物多样性和生命过程的机会。
植物基因定位技术是通过分析遗传连锁相连的遗传标记与感兴趣的基因间的关系来确定基因位置的一种方法。
这些遗传标记可以是单核苷酸多态性（SNP）、限制性片段长度多态性（RFLP）或微卫星标记（SSR）等。
定位分析过程需要建立一个遗传连锁图谱，并将基因的位置分配到该图谱中。
随着遗传标记和图谱的不断发展，越来越多的植物基因得以定位，这使得研究人员可以轻松地实现植物基因的图谱定位和深入研究。
植物克隆技术是一种通过DNA插入和选择筛选，使不含目标DNA片段的细菌自杀，从而获得含有目标基因DNA的单个细菌克隆的技术。
该技术的基本步骤包括DNA片段的制备、载体选择、DNA插入、转化和筛选。
利用克隆技术，科学家可以克隆任何感兴趣的植物基因，并进行进一步研究。
利用克隆技术，科学家们已经成功地枚举出了许多重要的植物基因。
植物基因定位和克隆技术的应用在植物育种和基因工程方面有着重要的地位。
研究植物基因定位可以提供植物多样性和特性的基本知识，帮助育种者选择最佳配对植物，促进多样性和适应性的提高。
另外，克隆技术提供了一个强有力的技术平台，使得研究者可以研究和使用各种巨大优势植物（比如转基因植物）来进行研究和创造。
植物基因定位和克隆技术在植物科学研究和开发中扮演着重要角色。
促进这些技术的进一步发展，将有助于进一步加强植物多样性、新型植物品种的开发和农业的发展。
我相信，我们只有更深入、更全面地了解植物基因定位与克隆技术的原理和应用，才能更好地掌握和运用这些技术。
植物克隆专题复习中的“点、线、面”三个维度
第37卷第5期2021 年中学生物学Middle School BiologyVol.37 No.52021文件编号：1003 -7586(2021)05- 0061 - 03植物克隆专题复习中的“点、线、面”三个维度申屠军(浙江省东阳市第二高级中学浙江东阳 322100)“点、线、面”是数学几何的概念，后来逐渐延伸到 思维领域，表现为思维逻辑关系，其应用十分广泛，尤 其在学科教学中具有举足轻重的地位。
下面以“植物 克隆”的专题复习为例，具体阐述“点、线、面”3个维度 的内涵。
“植物克隆”是浙科版生物学必修1、2、3和选修 1、3五本教材中均有涉及的内容，也是浙江省生物学 科选考的常考点，而且是二轮复习的一个重点专题。
在二轮专题复习中，教师一定要注意知识的“点、线、面”三个维度，理好知识点的部分和整体关系,促进形 成网络化、系统化的知识体系，促使学生实现从知识 向能力的转变。
这也是新课程倡导的“单元教学设 计”和“深度学习”理念的具体体现。
这里的“点”就是具体的知识点;“线”则是植物克 隆某一技术过程;“面”又是以点、线为基础，结合其他 模块知识，并作适当的拓展和延伸，形成连贯的知识 体系铺就成面，达到由点向线、面转变的专题复习的 最终目标。
1“点”是考点和知识点，夯实基础，查漏补缺经过一轮的复习，学生对“点”己较为熟悉，但掌 握的知识是零散的、不系统的。
专题复习应该重点讲 学生模糊、不会的知识点，讲学生目前还不具备的知 识点。
所以，在植物克隆二轮专题复习教学时，教师 首先要根据《浙江省普通高校招生选考科目考试说明》列出每个考点，并整理出近年来浙江省选考试卷 中出现的情况，让学生知道需要掌握哪些知识点，做 到复习时能把握正确的复习方向，还要回归教材，对 每个考点进行细化和梳理，让学生能明白教材中的 分布情况（表1)，灵活设计教学方案，通过选择题、判断题等形式进行微专题训练，巩固复习的内容。
最后，教师要让学生写出哪些内容会了，哪些内容还 没准确地掌握，如植物克隆的技术基础和理论基础、器官发生途径和胚胎发生途径、继代培养、胚性细 胞、次生代谢产物等，从而帮助教师清楚地了解学情，进行有针对性的教学，达到夯实基础、查漏补缺 的功能。
高中生物选修3(浙科版)知识点总结
第一章基因工程一、工具酶的发觉和基因工程的诞生1、基因工程的概念：（1）广义的遗传工程：泛指把一种生物的遗传物质（细胞核、染色体脱氧核糖核酸等）移到另一种生物的细胞中去，并使这种遗传物质所带的遗传信息在受体细胞中表达。
（2）基因工程：就是把一种生物的基因转入另一种生物体中，使其产生我们须要的基因产物，或者让它获得新的遗传性状。
基因工程的核心是构建重组DNA分子。
由于基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，因此又叫做DNA 重组技术。
（3）基因工程诞生的理论基础：DNA是遗传物质的发觉过程、DNA双螺旋结构的确立、遗传信息传递方式的认定。
2、基因工程的基本工具（1）“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶）①来源：主要是从原核生物中分别纯化出来的。
②功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并能切割（使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开），因此具有专一性。
例如：某种限制性核酸内切酶能识别的序列是GAATTC,能在G和A之间切割DNA，如下图所示。
黏性末端黏性末端③结果：能将DNA分子切割成很多不同的片段。
备注：不同DNA分子用同一种限制性核酸内切酶切割形成的黏性末端都相同；同一个DNA分子用不同限制性核酸内切酶切割，产生的黏性末端一般不相同。
（2）“分子缝合针”——DNA连接酶①作用：将具有末端碱基互补的2个DNA片段连接在一起（缝合磷酸二酯键）形成的DNA分子称为重组DNA 分子。
因此，DNA连接酶具有缝合DNA片段的作用，可以将外源基因和载体DNA连接在一起。
（3）“分子运输车”——载体——质粒①载体具备的条件：1）能在受体细胞中复制并稳定保存。
2）具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。
3）具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。
②最常用的载体——质粒：质粒在细菌中以独立于拟核之外的方式存在，是一种特殊的遗传物质，并具有自我复制实力的双链环状DNA分子。
植物基因克隆的策略及方法
植物基因克隆的策略及方法首先，PCR是植物基因克隆的重要策略之一、PCR（聚合酶链反应）是一种体外复制DNA片段的方法，可以在短时间内扩增大量的特定DNA序列。
通过PCR可以快速准确地克隆植物基因。
PCR的基本原理是利用DNA 聚合酶酶学合成原理，在DNA片段两侧设计引物，将其与DNA片段的两侧结合，在适当的条件下进行DNA的聚合酶链反应，从而扩增目标基因。
PCR方法主要包括加热解性、引物连接、扩增和酶切等步骤。
其次，限制性酶切也是植物基因克隆的重要方法。
限制性酶切是指利用特定的限制性酶将DNA分子切割成特定序列的片段。
通过限制性酶切，可以将目标基因从植物DNA中剪切出来，然后进行进一步处理。
限制性酶切的基本原理是将特定的限制性酶加入反应体系中，该酶能识别和切割DNA的特定序列，从而将目标基因从DNA中剪切出来。
限制性酶切方法主要包括选择合适的限制性酶、反应条件的优化、酶切产物的回收和检测等步骤。
连接是植物基因克隆的另一种重要方法。
连接是指将目标基因连接到特定的载体DNA上，以便在目标植物中稳定地表达。
连接方法主要包括两个步骤：首先，需要处理载体DNA和目标基因的末端，以便它们能够相互连接；其次，利用DNA连接酶将载体和目标基因连接起来。
连接步骤中的处理涉及到DNA末端的修饰和处理，可以通过多种方法如限制性内切酶切割、引物扩增、酶切等进行。
最后，转化是植物基因克隆的最后一步。
转化是指将连接好的目标基因插入到目标植物的基因组中，使其能够在植物体内稳定表达。
转化的方法有多种，包括农杆菌介导的转化、基因枪转化、电穿孔转化等。
其中，农杆菌介导的转化是最常用的方法之一、农杆菌介导的转化是利用农杆菌作为载体将外源DNA导入到目标植物细胞中，通过农杆菌的自然寄生习性以及在植物细胞中特定的植物基因的活性表达，实现目标基因的稳定表达。
总的来说，植物基因克隆的策略和方法包括PCR、限制性酶切、连接和转化。
通过这些方法，可以快速准确地克隆植物基因，实现对植物遗传特性的改变和优化，为农业生产和植物遗传研究提供有力的技术支持。
(浙科版)普通高中课程标准实验教科书《生物》目录
（浙科版）普通高中课程标准实验教科书《生物》目录（浙科版）普通高中课程标准实验教科书《生物》目录必修一第一章细胞的分子组成第一节分子和离子第二节无机物第三节有机化合物及生物大分子综合学习与测试第二章细胞的结构第一节细胞概述第二节细胞膜和细胞壁第三节细胞质第四节细胞核第五节原核细胞综合学习与测试第三章细胞的代谢第一节细胞与能量第二节物质出入细胞的方式第三节酶第四节细胞呼吸第五节光合作用综合学习与测试第四章细胞的增殖与分化第一节细胞的增殖第二节细胞的分化第三节细胞的衰老和凋亡必修二第一章孟德尔定律第一节分离定律第二节自由组合定律综合学习与测试第二章染色体与遗传第一节减数分裂中的染色体行为第二节遗传的染色体学说第三节性染色体与伴性遗传综合学习与测试第三章遗传的分子基础第一节核酸是遗传物质的证据第二节DNA的分子结构和特点第三节遗传信息的传递第四节遗传信息的表达—RNA和蛋白质的合成综合学习与测试第四章生物的变异第一节生物变异的来源第二节生物变异在生产上的应用综合学习与测试第五章生物的进化第一节生物的多样性、统一性和进化第二节进化性变化是怎样发生的第三节探索生物进化的历史综合学习与测试第六章遗传与人类健康第一节人类遗传病的主要类型第二节遗传咨询与优生综合学习与测试第三节基因治疗和人类基因组计划第四节遗传病与人类未来必修三第一章植物生命活动的调节第一节植物激素第二节环境信号第二章动物生命活动的调节第一节内环境与稳态第二节神经系统的结构与功能第三节高等动物的内分泌系统与体液调节第三章免疫系统与免疫功能第一节人体对抗病原体感染的非特异性防卫第二节特异性反应(免疫应答)第三节免疫系统的功能异常第四章种群第一节种群的特征第二节种群的增长方式第三节种群的数量波动及调节第五章群落第一节群落的物种组成和优势种第二节植物的生长型和群落结构第三节物种在群落中的生态位第四节群落的主要类型第五节群落演替第六章生态系统第一节生态系统的营养结构第二节生态系统中的生产量和生物量第三节能量流动和物质循环第四节生态系统的稳态及其调节第七章人类与环境第一节生物圈第二节全球人口动态第三节人类对全球环境的影响选修一第一部分微生物的利用实验1 大肠杆菌的培养和分离实验2 分离以尿素为氮源的微生物实验3 观察土壤中能水解纤维素的微生物第二部分酶的应用实验4 果汁中的果胶和果胶酶实验5 加酶洗衣粉的使用条件和效果实验6 α-淀粉酶的固定化及淀粉水解作用的检测第三部分生物技术在食品加工中的应用实验7 用蒸汽蒸馏法从芳香植物中提取精油实验8 果酒及果醋的制作实验9 腐乳的制作试验10 泡菜的腌制和亚硝酸的测定第四部分浅尝现代生物技术实验11 植物的组织培养实验12 乳酸脱氢酶同功酶的分离实验13 DND片段的PCR扩增选修二第一章生物科学与农业第一节设施农业第二节植物病虫害和动物疾病的防治第三节优良品种的培育和繁殖第四节绿色食品的生产第二章生物科学与工业第一节微生物发酵与食品生产第二节酶在工业生产中的应用第三节生物工程药物和疫苗第三章生物科学与健康第一节疾病与诊断第二节疾病治疗中的生物科学第三节生殖健康本章小结第四章生物科学与环境第一节生物性污染第二节生物净化第三节合理使用生物资源选修三第一章基因工程第一节工具酶的发现和基因工程的诞生第二节基因工程的原理和技术基因工程的应用第三节基因工程的应用第四节基因工程的发展前景第二章克隆技术第一节什么是克隆第二节植物的克隆第三节动物的克隆第三章胚胎工程第一节从受精卵谈起第二节胚胎工程第四章生物技术的安全性和伦理问题第一节来自生物技术的忧虑第二节现代生物技术对人类社会的.第五章生态工程第一节生态工程的主要类型第二节生态工程在农业中的应用第三节水利工程中的生态学问题第四节生态工程的前景。
从植物抗病基因的克隆看其基因结构、功能和进化
基 金 珥 目 ：国家 自然 科 学 基 金 资 助 项 目（９ ７ ４ ７ ３９ ０ ６ ） 作 者 赫 卉 ：俞 志 华 （９ ７ ）男 ， 江 宁 被 ＾ ， 教 授 ． １５ ， 浙 副 在
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中 圈 分 类 号 ：Ｑ９３ ２ ４ ．
文 献标 识码 ： Ａ
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【创新设计】(浙江专版)2014届高三生物二轮冲刺专题查补 专题8第1讲 基因工程和克隆技术课件
必考点一 基因工程
【典例1】
浙江大学农学院喻景权教授课题组研究发现，一种植物激
素 —— 油菜素内酯能促进农药在植物体内的降解和代谢。用
油菜素内酯处理后，许多参与农药降解的基因 ( 如 P450基因 和红霉素抗性基因 ) 表达和酶活性都得到提高，在这些基因 “指导”下合成的蛋白酶能把农药逐渐转化为水溶性物质或 低毒甚至无毒物质，有的则被直接排出体外。某课题组进一
第1讲 基因工程和克隆技术
考纲点击 1. 基因工程的诞生 (Ⅰ) 。 2. 基因工程的原理和技术
(Ⅱ ) 。
隆 (Ⅰ )。
3.基因工程的应用(Ⅰ)。4.植物的克隆(Ⅰ)。5.动物的克
限制性核酸内切酶 细胞的全能性 载体 植物体细胞杂交 培育作物新品种
重组DNA分子
细胞增殖
动物细胞核 克隆动物个体 基因工程药物 细胞膜流动性
解析
进行基因工程操作时，首先要获
在构建基因表达载体的过程中，用到的工具酶有限制酶和DNA 连接酶。图中的受体细胞是细菌，故用转化法导入表达载体， 导入后，需检验和筛选。从图中可以看出，最终是通过对照实 验来检验转基因细菌对土壤中残留农药的分解能力。
基因治疗
思维激活
1．基因工程和克隆技术涉及哪些工具酶？
提示： 基因工程的工具酶是限制性核酸内切酶和 DNA 连接 酶，克隆技术的工具酶是纤维素酶、果胶酶、胰蛋白酶。 2 ． 限制性核酸内切酶、 DNA 连接酶、载体的化学本质一样 吗？DNA连接酶和DNA聚合酶有怎样的区别？
提示：不一样。限制性核酸内切酶和DNA连接酶的化学本质
常用方法有：①化学合成法：已知核苷酸序列的 较小 基因，
直接利用 DNA合成仪 用化学方法合成， 不需要 (需要，不 需要)模板。②人工合成法：以 RNA为模板，在 逆转录酶 作 用下人工合成。③利用 PCR 技术获得。
植物克隆的原理和技术应用
植物克隆的原理和技术应用1. 植物克隆的原理植物克隆是指通过非性系繁殖方式，从一个植物体的一部分获得新的个体，具有与母体完全相同的基因组成。
植物克隆的原理主要包括以下几个方面：1.1 组织培养组织培养是通过外植体培养技术，利用植物组织的特殊分化能力，通过组织再生和分化形成新的植物个体。
常用的组织培养技术有悬浮培养、植株培养和愈伤组织培养等。
1.2 茎段扦插茎段扦插是将茎段插入培养基中，利用茎段的再生和分化能力形成新的植株。
通过茎段扦插可以实现大量繁殖和快速繁殖。
1.3 芽分化芽分化是通过芽的再生和分化来实现植物克隆。
可以通过不定芽发生或唇瓣调控等方式实现芽的形成，再通过培养和分化形成新的植株。
1.4 子种子繁殖子种子繁殖是指利用种子体内的胚乳、胚尖或胚乳的一部分进行培养和再生形成植株。
子种子繁殖可以避免传统种子繁殖过程中的性别的随机分化。
2. 植物克隆的技术应用植物克隆技术在农业、园林、医药等领域有着广泛的应用。
以下是植物克隆技术的一些主要应用：2.1 农业领域植物克隆技术可以用于农作物的繁殖和改良。
通过植物克隆，可以快速繁殖优良的经济作物，提高农作物的产量和质量。
另外，还可以利用植物克隆技术进行基因工程，创造抗病虫害、耐逆性强的农作物品种。
2.2 园林景观设计植物克隆技术可以用于园林景观设计，通过无性繁殖，可以制作出大规模相同的植物个体，保持园林景观的一致性和美观性。
同时，植物克隆技术还可以用于保存和繁殖珍稀濒危植物种类，保护自然生态环境。
2.3 医药领域植物克隆技术在医药领域有着重要的应用价值。
通过植物克隆，可以快速繁殖药用植物，以满足大规模生产药物的需求。
例如，通过植物克隆可以大量生产出重要的药用植物如中药材，提高中药的疗效和临床应用。
2.4 研究基因功能植物克隆技术可以用于研究植物的基因功能，通过对克隆植物的比较和分析，可以深入了解植物的基因调控机制和信号转导途径，为植物遗传学和植物生理学的研究提供了重要手段。
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植物体细胞杂交
(1)
植物体细胞杂交 过程示意图
(2) (3)
(1) (5)
(4)
植物体细胞杂交 过程示意图
植物A细胞 去壁 植物ห้องสมุดไป่ตู้细胞 杂种植株 原生质体B 愈伤组织 原生质体A
原生质体融合
植物细胞融合
融合体 再生壁 细胞分裂 杂种细胞
植物组织培养 去壁的常用方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 物理法：离心、振动、电刺激等 原生质体融合方法： 化学法：聚乙二醇（PEG） 在克服远源杂交不亲和的障碍、培育作 物新品种方面取得了重大突破。
3、全能性的比较
1）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞体细胞 2）植物细胞全能性一般比动物细胞
强
植物组织培养是怎样进行的？
植物组织培养程序
配制培养基 接种外植体 愈伤组织 再分化 胚状体 再生 新植株
营养物质、植物生长调节剂、琼脂等 灭菌
经过消毒的根、茎、叶等组织
脱分化 激素诱导 教材22页第5行定义
适当配比的营养物质和生长调节剂诱导
植物的克隆
通过什么技术来实现？
技术基础：植物组织培养
为什么植物组织可以培养成完整的植物体？
植物细胞具有全能性 1、基本含义：植物体的每个生活细胞都具有 遗传上的全能性，因而都具有 发育为完整植株的潜能。
2、遗传角度：从理论上讲，每个细胞都包含该物种 的全部遗传物质（全部基因），所以每 原因
个活细胞都应具有全能性 。
具有芽和根的顶端分生组织
愈伤组织诱导生成完整植物还可以通过其他方式吗？ 愈伤组织 放在摇床上 通过液体悬浮培养 可以分散成 适宜的 培养基 单细胞 发 育 胚状体
植株 继续发育
这种单细胞细胞质丰富，液泡小而细胞核大， 这是胚性细胞的特征
还可以通过什么方式把植物细胞培养成植物体呢？
去壁
植物细胞
原生质体
植物细胞工程的应用：
1、培育抗性和优质高产作物新品种
2、原生质体的培养结合基因工程操作， 也为许多遗传学、植物生理学和细胞生物 学问题提供了良好的研究系统。
五、多途径的植物克隆实践
1、将外源遗传物质DNA导入宿主细胞，可以 培育出抗逆、高产及优质转基因植株 2、植物细胞培养的其他多种研究和应用广泛 开展 植物克隆实践的若干事例： 5点，见书本
例： 适当的生长素和细胞分裂素配比可以诱导 芽的分化； 适量的吲哚乙酸及适当减除其他某些激素， 则可以诱导生根
根据以上知识，请判断： 生长素 的比值与根芽分化有何关系 细胞分裂素
3、植物细胞培养和器官培养的主要意义：
（1）可以在实验室、试管等器皿中进行植物受 精过程和自受精卵进行的植物胚胎发育过程。以 及调节控制这些过程的环境因素、遗传基础和分 子及生理生化机理研究； （2）可以进行遗传工程的操作，完成与植物生 长发育有关的重要基因或影响因素的研究； （3）可以方便地通过实验手段培育植物新品种。
原生质体培养：
为什么？
0.5-0.6mol/L的甘露醇 原 根尖、叶片、（较高渗透压） 生 愈伤组织或悬 纤维素酶和果胶酶 球形的原生质体 质 浮培养细胞 体 培养 培 新植株 养 与 受体 外源基 转基因 植物 具有特定性 植 细胞 因导入 细胞 组培 状的新植株 物 细 植物细 与基因工程结合起 胞 胞工程 来 工 程 原生质 重组 植物 具有特定性 体融合 细胞 组培 状的新植株 （植物体细胞杂交）
适当的培养条件
芽和根的 分生组织
完整植株 完整 植株
单细胞 （胚性 细胞） 类似于受精卵发育成胚的过程
适当的液体 培养条件
细胞团、球形胚、 心形胚和胚状体
有的植物：愈伤组织 直接发育 花器官 （风信子）
2、如何诱导器官发生和组织分化呢？
2、如何诱导器官发生和组织分化呢？ 主要通过平衡的植物激素配比进行调控
4、长期培养中培养物胚胎发生和器官形成 能力下降的可能原因有哪些？ 见书本23页3点。 5、要获得植物克隆的成功需要什么条件？ （1）深入探讨特定植物细胞全能性的表达条 件；（满足相应的条件） （2）在植物克隆试验研究中，尽量选择性状 优良、细胞全能性表达充分的基因型。
三、细胞培养和器官培养 1、植物克隆的方法有哪几种？ 愈伤组织
完成课后练习
用适当方 法培养
新植株
用什么温和的方法去壁，不会伤害细胞 的活性？ 纤维素酶和果胶酶
二、植物细胞全能性的体现
1、植物体的每个生活细胞，都具有遗传上的 全能性吗？为什么？ 植物体的每个生活细胞，即使是已经高度 成熟和分化的细胞，都保持了恢复到分生 状态的能力，具有遗传上的全能性。 2、植物组织培养与动物比较哪个方便，为什么？ 由于植物细胞的全能性更容易体现，植物 组织培养比动物更方便。 3、不同种类植物或同种植物的不同基因型个 体之间细胞全能性的表达程度相同吗？请举例 说明。 大不相同，例子见书上。