人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt课件
2．1 植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
• 课程标准 • 简述植物的组织培养。 • 课标解读 • 1.了解细胞工程的含义。 • 2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。 • 3.理解植物体细胞杂交技术的过程。
植物组织培养技术
• 1．细胞工程的含义
原理和方法
细胞生物学
和 分子生物学
.
操作水平
细胞 水平或 细胞器 水平
目的
按照人的意愿来改变细胞内的 遗传物质 或
获得
细胞产品
.
分类
植物 细胞工程和 动物 细胞工程
• 2.细胞的全能性
•
(1)定义：具有某种全部生遗物传信息
的任何一个
细胞，都具有发育成
的潜能。
完整生物体
• (2)植物细胞全能性实现的条件：
、提供适宜
的营养条件。
离体
• (3)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间
• 1．植物细胞的全能性
• (1)原因：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个 体发育所需要的全部基因。
• (2)体现：在适合条件(如离体状态等)下，有些分 化的细胞能恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个 体。
• (3)全能性大小比较：
• ①受精卵(全能性最高)＞卵细胞(也具有较高的潜 在全能性)＞体细胞(全能性较低)。
• 答案 (1)细胞的全能性 基因选择性表达 (2)单
• (3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝” ②昆虫幼虫 ③甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活 甲植株上昆虫 幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活(②、③其他答 案合理也可)
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
，最终形成
• [思维激活1] 为什么在生物的生长发育过程中，细胞 并不会表现出全能性？植物的种子能发育成完整的植 株，是否体现了细胞的全能性？为什么？
• 提示 在特定的时间和空间条件下，细胞内的基 因进行选择性表达；植物的种子发育成完整植株并未 体现细胞的全能性，因为种子中的胚已完成了早期发 育，相当于新植物体的幼体，发育成完整植株的过程， 相当于植物的长大。
同时，大家要开动脑筋，思考老师是怎样提出问题、分析问题、解决问题的，要边听边想。为讲明一个定理，推出一个公式，老师讲解顺序是怎样的， 为什么这么安排？两个例题之间又有什么相同点和不同之处？特别要从中学习理科思维的方法，如观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。 • 作为实验科学的物理、化学和生物，就要特别重视实验和观察，并在获得感性知识的基础上，进一步通过思考来掌握科学的概念和规律，等等。 • 二、听文科课要注重在理解中记忆 • 文科多以记忆为主，比如政治，要注意哪些是观点，哪些是事例，哪些是用观点解释社会现象。听历史课时，首先要弄清楚本节教材的主要观点，然 后，弄清教材为了说明这一观点引用了哪些史实，这些史料涉及的时间、地点、人物、事件。最后，也是关键的一环，看你是否真正弄懂观点与史料间 的关系。最好还能进一步思索：这些史料能不能充分说明观点？是否还可以补充新的史料？有无相反的史料证明原观点不正确。 • 三、听英语课要注重实践 • 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
• A．② D．③④
B．②③
C．②④
• 解析 体细胞组织培养属于无性生殖，其后代能保持 亲本的性状，变异性小；体细胞不能进行减数分裂。
• 答案 B
植物体细胞杂交技术
• 1．概念
• 将 不 同 种 的 植 物 体 细 胞 ， 在 一 定 条杂件种细下胞 融 合
成
，并把杂种细胞培养成新的
的技术。
植物体
薯”杂种植株，实验过程如下图所示，遗憾的是该 杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃 薯的“超级作物”。
• (1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质 体融合和________技术，该技术的理论基础是 ____________________________________________。
• ②未分化或分化程度低的细胞＞分化程度高的体 细胞。
• ③植物细胞＞动物细胞；增殖细胞＞不增殖的细 胞。
• ④随着细胞分化的程度不断提高，细胞的全能性
2．植物组织培养的过程 外 植 体 ( 离 体 的 植 物 器 官 、 组 织 或 细 胞 ) ―脱―分――化→愈 伤 组 织
―再――分―化―→ 根、芽→植物体。
• (3)甲、乙两种细胞融合时，可能会出现三种情况：甲、 甲融合，乙、乙融合，甲、乙融合，其中甲、乙融合 类型的细胞才是最终需要的杂种细胞，植物组织培养 过程中需要的激素主要是生长素和细胞分裂素。
• (4)杂种细胞经脱分化和再分化过程形成完整植株，愈
• 答案 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)纤维 素酶和果胶酶 (3)3 细胞分裂素 生长素 (4)脱分 化
• (3)植物激素比值的控制
• 诱导分化的重要激素是细胞分裂素和生长素。细胞分 裂素与生长素的比值：小于1时：促进根的形成；大于 1时：促进芽的形成；等于1时：愈伤组织不分化，继 续形成新的愈伤组织。
• 特别提醒 在植物组织培养过程中，如果发现培养物 被污染，特别是真菌污染，不要直接打开瓶盖进行清 理，而要先经过高压蒸汽灭菌后，再打开培养瓶进行 清理。
• (2)植物体细胞杂交育种的优点是克服了远缘杂交不亲 和的种间或属间障碍，缺点是目前仍有许多理论与技 术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需 要的所有性状。
• (3)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生 殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应 是染色体数目的变异。
• 【巩固2】 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃
• (5)利用马铃薯和番茄的________得到单倍体植株，然 后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交，再用________ 处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
• 解析 (1)植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用 到植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能 性。
• (2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此除去细胞 壁时，为分离出有活力的原生质体，利用酶的专一性， 即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。
• 1．植物体细胞杂交的原理
• 细胞膜的流动性(植物体细胞杂交)、植物细胞的全 能性(植物组织培养)。
• 2．操作流程
步骤
图解
原生质体 的获得
杂种细胞 的形成
杂种植株 的产生
做法 酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除 细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电激、聚 乙二醇诱导等)进行人工诱导实 现原生质体的融合
电激 等 作诱导剂来诱导
(3)杂种细胞通过组织培养产生 杂种植株
。
• 3．意义
•
克服了远缘杂交不亲和
的障碍。
• [思维激活2] 科学家通过体细胞杂交培育而成的“白 菜—甘蓝”为什么能表现出两种植物的遗传性状？融 合成的杂种细胞内染色体组成有何特点？
• 提示 体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝”具有
两个亲本的遗传物质，因此能表现出两种植物的遗传 性状；植物体细胞杂交后，染色体组数是两个物种的 总和，形成异源多倍体。因为细胞内每条染色体仍然 有其同源染色体，因此从理论上讲均是可育的，但育 性会降低。
条件下，细胞选择中性的基因会有
地表达出各种蛋白
质，从而构成生物体的不同组织和器官。
• 3．植物组织培养
•
(1)理论基础植：物细胞的全能性
。
•
(2)前提离：体
的植物器官、组织、细胞。
•
(3)条件无：菌
和人工控制条件下、人工配制的
培养基上、适宜的营养条件。
• (4)结果：诱导产生
完整植株。
愈伤组织、丛芽
• 例2】 科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝” 杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题。
• (1)由D形成F过程所依据的原理是________，从本质上 讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________的 结果。
• (2)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的 花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
对杂种细胞，用植物组织培养 的方法进行培育
• 3.应用
• 植物体细胞杂交克服了植物远缘杂交不亲和的障 碍，在培育作物新品种方面具有广阔的应用前景。如 科学家已经培育出了白菜—甘蓝、烟草—海岛烟草等种 间杂种。
• 特别提醒 (1)植物体细胞杂交的目的是培育杂种植株； 细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。参与 细胞壁再生的细胞器有高尔基体、线粒体等。
• 2．过程
• (1)原生质体的制备：去除细胞壁
，分
离 胞出)。原有生目质活体前力最的常用的去除细胞(壁去的除方细法胞是壁酶后解的法植，物细即
用
、
等分纤解维素植酶物细胞果的胶酶细胞壁。
(2)原生质
原理： 细胞膜的流动性 体的融合方法化物学理法法：：用离心聚乙、二振醇动、
成功标志： 杂种细胞再生出细胞壁
• ②适宜条件下培养一段时间后，分别观察________的 生活情况。
• ③若____________________，说明甲植株的抗虫基因 未得到表达；若_________________，说明甲植株的抗 虫基因得到表达。
• 思维导图：
• 深度剖析 (1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种 植株具有的性状是基因选择性表达的结果。(2)凡是由 未受精的配子发育而成的个体都是单倍体。(3)应注意 实验设计的对照原则、等量原则及单一变量原则。
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
• 课程标准 • 简述植物的组织培养。 • 课标解读 • 1.了解细胞工程的含义。 • 2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。 • 3.理解植物体细胞杂交技术的过程。
植物组织培养技术
• 1．细胞工程的含义
原理和方法
细胞生物学
和 分子生物学
.
操作水平
细胞 水平或 细胞器 水平
目的
按照人的意愿来改变细胞内的 遗传物质 或
获得
细胞产品
.
分类
植物 细胞工程和 动物 细胞工程
• 2.细胞的全能性
•
(1)定义：具有某种全部生遗物传信息
的任何一个
细胞，都具有发育成
的潜能。
完整生物体
• (2)植物细胞全能性实现的条件：
、提供适宜
的营养条件。
离体
• (3)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间
• 1．植物细胞的全能性
• (1)原因：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个 体发育所需要的全部基因。
• (2)体现：在适合条件(如离体状态等)下，有些分 化的细胞能恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个 体。
• (3)全能性大小比较：
• ①受精卵(全能性最高)＞卵细胞(也具有较高的潜 在全能性)＞体细胞(全能性较低)。
• 答案 (1)细胞的全能性 基因选择性表达 (2)单
• (3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝” ②昆虫幼虫 ③甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活 甲植株上昆虫 幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活(②、③其他答 案合理也可)
编后语
• 同学们在听课的过程中，还要善于抓住各种课程的特点，运用相应的方法去听，这样才能达到最佳的学习效果。 • 一、听理科课重在理解基本概念和规律 • 数、理、化是逻辑性很强的学科，前面的知识没学懂，后面的学习就很难继续进行。因此，掌握基本概念是学习的关键。上课时要抓好概念的理解，
，最终形成
• [思维激活1] 为什么在生物的生长发育过程中，细胞 并不会表现出全能性？植物的种子能发育成完整的植 株，是否体现了细胞的全能性？为什么？
• 提示 在特定的时间和空间条件下，细胞内的基 因进行选择性表达；植物的种子发育成完整植株并未 体现细胞的全能性，因为种子中的胚已完成了早期发 育，相当于新植物体的幼体，发育成完整植株的过程， 相当于植物的长大。
同时，大家要开动脑筋，思考老师是怎样提出问题、分析问题、解决问题的，要边听边想。为讲明一个定理，推出一个公式，老师讲解顺序是怎样的， 为什么这么安排？两个例题之间又有什么相同点和不同之处？特别要从中学习理科思维的方法，如观察、比较、分析、综合、归纳、演绎等。 • 作为实验科学的物理、化学和生物，就要特别重视实验和观察，并在获得感性知识的基础上，进一步通过思考来掌握科学的概念和规律，等等。 • 二、听文科课要注重在理解中记忆 • 文科多以记忆为主，比如政治，要注意哪些是观点，哪些是事例，哪些是用观点解释社会现象。听历史课时，首先要弄清楚本节教材的主要观点，然 后，弄清教材为了说明这一观点引用了哪些史实，这些史料涉及的时间、地点、人物、事件。最后，也是关键的一环，看你是否真正弄懂观点与史料间 的关系。最好还能进一步思索：这些史料能不能充分说明观点？是否还可以补充新的史料？有无相反的史料证明原观点不正确。 • 三、听英语课要注重实践 • 英语课老师往往讲得不太多，在大部分的时间里，进行的师生之间、学生之间的大量语言实践练习。因此，要上好英语课，就应积极参加语言实践活 动，珍惜课堂上的每一个练习机会。
• A．② D．③④
B．②③
C．②④
• 解析 体细胞组织培养属于无性生殖，其后代能保持 亲本的性状，变异性小；体细胞不能进行减数分裂。
• 答案 B
植物体细胞杂交技术
• 1．概念
• 将 不 同 种 的 植 物 体 细 胞 ， 在 一 定 条杂件种细下胞 融 合
成
，并把杂种细胞培养成新的
的技术。
植物体
薯”杂种植株，实验过程如下图所示，遗憾的是该 杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃 薯的“超级作物”。
• (1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质 体融合和________技术，该技术的理论基础是 ____________________________________________。
• ②未分化或分化程度低的细胞＞分化程度高的体 细胞。
• ③植物细胞＞动物细胞；增殖细胞＞不增殖的细 胞。
• ④随着细胞分化的程度不断提高，细胞的全能性
2．植物组织培养的过程 外 植 体 ( 离 体 的 植 物 器 官 、 组 织 或 细 胞 ) ―脱―分――化→愈 伤 组 织
―再――分―化―→ 根、芽→植物体。
• (3)甲、乙两种细胞融合时，可能会出现三种情况：甲、 甲融合，乙、乙融合，甲、乙融合，其中甲、乙融合 类型的细胞才是最终需要的杂种细胞，植物组织培养 过程中需要的激素主要是生长素和细胞分裂素。
• (4)杂种细胞经脱分化和再分化过程形成完整植株，愈
• 答案 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)纤维 素酶和果胶酶 (3)3 细胞分裂素 生长素 (4)脱分 化
• (3)植物激素比值的控制
• 诱导分化的重要激素是细胞分裂素和生长素。细胞分 裂素与生长素的比值：小于1时：促进根的形成；大于 1时：促进芽的形成；等于1时：愈伤组织不分化，继 续形成新的愈伤组织。
• 特别提醒 在植物组织培养过程中，如果发现培养物 被污染，特别是真菌污染，不要直接打开瓶盖进行清 理，而要先经过高压蒸汽灭菌后，再打开培养瓶进行 清理。
• (2)植物体细胞杂交育种的优点是克服了远缘杂交不亲 和的种间或属间障碍，缺点是目前仍有许多理论与技 术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需 要的所有性状。
• (3)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生 殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应 是染色体数目的变异。
• 【巩固2】 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃
• (5)利用马铃薯和番茄的________得到单倍体植株，然 后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交，再用________ 处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
• 解析 (1)植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用 到植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能 性。
• (2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此除去细胞 壁时，为分离出有活力的原生质体，利用酶的专一性， 即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。
• 1．植物体细胞杂交的原理
• 细胞膜的流动性(植物体细胞杂交)、植物细胞的全 能性(植物组织培养)。
• 2．操作流程
步骤
图解
原生质体 的获得
杂种细胞 的形成
杂种植株 的产生
做法 酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除 细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电激、聚 乙二醇诱导等)进行人工诱导实 现原生质体的融合
电激 等 作诱导剂来诱导
(3)杂种细胞通过组织培养产生 杂种植株
。
• 3．意义
•
克服了远缘杂交不亲和
的障碍。
• [思维激活2] 科学家通过体细胞杂交培育而成的“白 菜—甘蓝”为什么能表现出两种植物的遗传性状？融 合成的杂种细胞内染色体组成有何特点？
• 提示 体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝”具有
两个亲本的遗传物质，因此能表现出两种植物的遗传 性状；植物体细胞杂交后，染色体组数是两个物种的 总和，形成异源多倍体。因为细胞内每条染色体仍然 有其同源染色体，因此从理论上讲均是可育的，但育 性会降低。
条件下，细胞选择中性的基因会有
地表达出各种蛋白
质，从而构成生物体的不同组织和器官。
• 3．植物组织培养
•
(1)理论基础植：物细胞的全能性
。
•
(2)前提离：体
的植物器官、组织、细胞。
•
(3)条件无：菌
和人工控制条件下、人工配制的
培养基上、适宜的营养条件。
• (4)结果：诱导产生
完整植株。
愈伤组织、丛芽
• 例2】 科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝” 杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题。
• (1)由D形成F过程所依据的原理是________，从本质上 讲，“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是________的 结果。
• (2)若“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的 花粉经离体培养得到的植株是________倍体。
对杂种细胞，用植物组织培养 的方法进行培育
• 3.应用
• 植物体细胞杂交克服了植物远缘杂交不亲和的障 碍，在培育作物新品种方面具有广阔的应用前景。如 科学家已经培育出了白菜—甘蓝、烟草—海岛烟草等种 间杂种。
• 特别提醒 (1)植物体细胞杂交的目的是培育杂种植株； 细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。参与 细胞壁再生的细胞器有高尔基体、线粒体等。
• 2．过程
• (1)原生质体的制备：去除细胞壁
，分
离 胞出)。原有生目质活体前力最的常用的去除细胞(壁去的除方细法胞是壁酶后解的法植，物细即
用
、
等分纤解维素植酶物细胞果的胶酶细胞壁。
(2)原生质
原理： 细胞膜的流动性 体的融合方法化物学理法法：：用离心聚乙、二振醇动、
成功标志： 杂种细胞再生出细胞壁
• ②适宜条件下培养一段时间后，分别观察________的 生活情况。
• ③若____________________，说明甲植株的抗虫基因 未得到表达；若_________________，说明甲植株的抗 虫基因得到表达。
• 思维导图：
• 深度剖析 (1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种 植株具有的性状是基因选择性表达的结果。(2)凡是由 未受精的配子发育而成的个体都是单倍体。(3)应注意 实验设计的对照原则、等量原则及单一变量原则。
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人教版高中生物学选择性必修3现代生物科技专题精品课件 2.1.1 植物细胞工程的基本技术
课前篇自主预习
一
二
三
四
课堂篇探究学习
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
细胞的全能性
问题导引
细胞表现出全能性的条件有哪些?标志是什么?
资料 科学家斯图尔德曾经应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝
卜韧皮部的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株(如
图)。
(1)这一科学实验证明了植物细胞具有
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
下图是利用植物体细胞杂交技术培育新植株的过程,植物细胞A 和B分别来源于二倍体植物甲和乙。下列有关分析正确的是( )
A.过程①需要将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 B.过程②要用聚乙二醇等诱导原生质体融合,主要依据是细胞膜 具有选择透过性 C.将杂种细胞培育成新植物体的过程中需要根据生长发育进程更 换培养基 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,不 可育
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟 草品种。下图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作不正确的是 ()
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁 B.原生质体先进行脱分化处理再融合 C.原生质体融合后筛选出杂种细胞继续培养 D.应先诱导杂种细胞形成愈伤组织再诱导分化
探究点一
探究点二
探究点三探究学习
类型二 植物体细胞杂交 例2科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯 的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过 程如下图所示,其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植 株。据图回答下列问题。
高中生物选修三2.1植物细胞工程的基本技术课件 共26张
保持优良性状繁殖
意义 速度快、大规模生
产提高经济效益
植物体细胞杂交技术
染色体变异
膜流动性、细胞全能性
①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养
克服不同种生物远缘 杂交不亲和的障碍
联系
杂交技术应用了组织培养
植 物
采用技术
细
胞
工
程 理论依据
组织培养 细胞杂交
细胞的全能性 细胞膜的流动性
1.下列属于组织培养的是（ A ）
5.下列植物细胞全能性最高的是（ A ）
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞
C.木质部细胞
D.叶肉细胞
6．下列细胞全能性最高的是（ C ）
A．植物的卵细胞
B．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
退
出
3、全能性的体现： 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 植物细胞 ＞ 动物细胞
不同植物或同一植物的不同基因型的个体， 细胞的全能性表达程度不同
为什么生物体细胞没有表现出全能性，而是 分化成为不同的组织、器官？
基因在特定空间和时间条件下选择性表达的 结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位 的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不 一样，从而形成了不同的组织和器官。
★植物细胞全能性的体现：几乎所有植物细胞都可 通过诱导再生新植株。
注：细胞全能性表达程度受植物种类和基因型的影响
细胞全能性成功的条件
1、深入探讨特定植物细胞全能性的表达条件 2、尽量选择性状优良、细胞全能性表达充分的 基因型
二、植物组织培养
★植物组织培养的一般程序：
诱导根、芽顶 端分生组织
脱
再
分
2.1.1 植物细胞工程的 基本技术
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt同步课件
(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体， 将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到 的后代应含________条染色体，还必须用________________来处 理幼苗，才能得到可育的番茄—马铃薯植株，此时体细胞中 含有________________条染色体。 (4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为 ________________倍体。
互动探究 (1)本题B项中要获得成功除了离体条件外， 还需要什么条件？ (2)结合本题D项，试分析在植物体上长出新 芽，并进一步发育成枝条，这是细胞全能性 的反映吗？
【提示】 (1)植物细胞全能性的条件，除 了离体外，还需要种类齐全、比例合适的 营养物质和一定植物激素，另外操作中还 要注意无菌、控制适宜温度和光等。
3.脱分化和再分化
(1)脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去 其特有的_结__构__和___功__能_而转变成未分化细胞的 过程。
(2)再分化：处于脱分化状态的愈伤组织在一 定的培养条件下，又可以__再__分__化___出幼根和 芽，形成完整的小植株。
想一想 1．诱导愈伤组织分化时需要的植物激素主 要有哪些？ 【提示】 生长素和细胞分裂素。
由实验结果，你能得出什么结论？ ____________________________________________ ____________________________________________ ____________________________________________ _________________________。
(1)过程①②是用________________处理细胞的细胞壁，后经③ 过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会 形成__________种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。④是 ______________的过程，与此过程密切相关的细胞器是 ________________。
人教版高中生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程的基本技术(共24张PPT)
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能实 现吗？为什么？
2020/6/12
19
种间杂交:烟草-海岛烟草、白菜-甘蓝 属间杂交:番茄-马铃薯、胡萝卜-羊角芹
白菜
甘蓝
2020/6/12
白菜－甘蓝
20
意义：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现 自然界没有的新品种。
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良性状。
专题2 细胞工程
2020/6/12
1
2.1 植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
2020/6/12
2
为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？
2020/6/12
3
细胞的全能性
1、概念： 2、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
2020/6/12
2020/6/12
21
主要原因:生物基因之间的表 达不是孤立的,它们之间是相 互调控、相互影响的。
2020/6/12
22
2020/6/12
23
请思考：
1．不同植物的体细胞融合，第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．原生质体发生融合，与细胞膜什么特性有关？ 4．原生质体融合成功的标志是什么？ 5．不同来源的原生质体融合后，下一步做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
2020/6/12
24
1 所有实验用具严格灭菌
2 接种过程必须严格的无菌操作
3 愈伤组织要避光培养 4 试管苗先进行生芽培养，再进行生根培养。
5 试管苗培养均需在光照条件下进行。
2020/6/12
9
用灭菌后的剪刀将烟草叶片剪成小
2020/6/12
19
种间杂交:烟草-海岛烟草、白菜-甘蓝 属间杂交:番茄-马铃薯、胡萝卜-羊角芹
白菜
甘蓝
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白菜－甘蓝
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意义：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现 自然界没有的新品种。
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良性状。
专题2 细胞工程
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2.1 植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
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为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢？
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细胞的全能性
1、概念： 2、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
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主要原因:生物基因之间的表 达不是孤立的,它们之间是相 互调控、相互影响的。
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请思考：
1．不同植物的体细胞融合，第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 3．原生质体发生融合，与细胞膜什么特性有关？ 4．原生质体融合成功的标志是什么？ 5．不同来源的原生质体融合后，下一步做何处理？ 6．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
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1 所有实验用具严格灭菌
2 接种过程必须严格的无菌操作
3 愈伤组织要避光培养 4 试管苗先进行生芽培养，再进行生根培养。
5 试管苗培养均需在光照条件下进行。
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用灭菌后的剪刀将烟草叶片剪成小
人教版高二选修三2.1植物细胞工程的基本技术 课件(共28张PPT)
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？
练习：为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育 成完整的植株呢？（ ）
Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失 ★Ｃ．细胞中的基因进行选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同
怎样才能由一块组织 通过培养得到一株完整 植株, 应该如何操作?
二、植物组织培养技术
胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组 织，其他部分如叶、花也能培养成小 植株，只是稍微困难些。
4、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，而不易形成愈伤组织。
5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养 技术的流程图，并与同学交流。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
一、细胞的全能性
1. 定义:生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体 的潜能的特性。
2. 原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有 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，从理论上讲，生物体的每一个活细 胞都应该具有全能性。
3. 差异:受精卵的全能性最高 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖 细胞的低。
A 3.人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（ ）
A、分离原生质体→诱导原生质体融合→ 组织培养 → 得到杂种植株
B、分离原生质体 → 原生质体融合→ 杂种植株 C、获取细胞 →原生质融合→ 组织培养→到杂种植株 D、获取细胞→原生质直接融合→组织培养
4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？
因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。
人教版高中生物选修3专题二2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课件(共28张PPT)
A、脱分化 B、去分化
C、再分化 D、脱分化或去分化
5、不能人工诱导原生质体融合的方 法是
A、振动 C、PEG试剂
B、电刺激 D、重压
6.植物细胞表现出全能性的必要条 件是
A. 给予适宜的营养和外界条件 B. 导入其他植物细胞的基因 C. 脱离母体后，给予适宜的营养 和外界条件
D. 将成熟筛管的细胞核移植到去 核的卵细胞内
3、激素的作用
生长素>细胞分裂素 诱导根的形成
生长素<细胞分裂素 诱导芽的形成
生长素=细胞分裂素 促进愈伤组织形成
促进芽的分化
促进根的分化
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 10:02:02 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
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再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
遮光
愈伤组织 再分化
光照
C、再分化 D、脱分化或去分化
5、不能人工诱导原生质体融合的方 法是
A、振动 C、PEG试剂
B、电刺激 D、重压
6.植物细胞表现出全能性的必要条 件是
A. 给予适宜的营养和外界条件 B. 导入其他植物细胞的基因 C. 脱离母体后，给予适宜的营养 和外界条件
D. 将成熟筛管的细胞核移植到去 核的卵细胞内
3、激素的作用
生长素>细胞分裂素 诱导根的形成
生长素<细胞分裂素 诱导芽的形成
生长素=细胞分裂素 促进愈伤组织形成
促进芽的分化
促进根的分化
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/8/122021/8/122021/8/128/12/2021 10:02:02 PM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/8/122021/8/122021/8/12Aug-2112-Aug-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/8/122021/8/122021/8/12Thursday, August 12, 2021
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再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
遮光
愈伤组织 再分化
光照
人教版高二生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》课件(共22张PPT)
例题： 请据图回答下列问题
番茄细胞
①
②
杂种植物幼苗
番茄—马铃薯细胞 马铃薯细胞
（4） ②过程培育的杂种植物幼苗含有的染色体组数 是 六组 ，该杂种植株为 六 倍体。 ②过程中细胞分 裂时期染色体数目最多时是 12 n。可能发生的可遗传 变异有 基因突变 染色体变异 。
课堂巩固练习：
在一个生物体内，细胞没有表现出全能 性，原因是 C Ａ．细胞失去了全能性 Ｂ．细胞中的基因部分丢失 Ｃ．细胞中的基因选择性表达 Ｄ．细胞中的基因变异不同
课堂小结
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技 术 手 段
植物组织培养
植物体细胞杂交
例题： 阅读下列材料，分析后简要回答问题： 材料1： 植物体 （A） 再分化 植物的器官 取下并 培养基 胚状体 B 组织或细胞 放入 中培养 材料2： 植 （ C ） 融合并再生 植物细胞a 细胞 杂种细胞 物 植物细胞b （D） 出细胞壁 分裂 体 （1）写出以上过程或结构的名称： A 脱分化 B 愈伤组织 C 原生质体a D 原生质体b （2）材料2中在获得杂种细胞的容器中还有其它 什么细胞？ aa型细胞 、bb型细胞 （3）（A）过程是否需要光照？ 否 再分化是否需要光照？ 需要 （4）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（ A、茎尖 B、子房壁 C、花粉粒 D、叶片
脱 分 化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
诱导融合 的方法？
二、植物体细胞杂交技术
概念： 将不同种的植物体细胞，在一定条件下 融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成 新的植物体的技术。
成果和未解决的问题
成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现 自然界没有的新品种。 未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良。
人教版高中生物选修三2.1.1《植物细胞工程的基本技术》ppt精讲课件
幼根和芽
三、植物组织培养技术
1.理论基础(原理):_植__物__细__胞__的__全__能__性__。 2.过程:
器官、组织或细胞
再分化
愈伤组织
四、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同种的植物_体__细__胞__,在一定条件下融合成_杂__种__
_____,并把杂种细胞培育成___________的技术。
【典例训练1】下列围绕有关细胞全能性的叙述,正确的是 ()
A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全 能性 C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因 不同 D.紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映植物种子具有全能性
形成体特点
脱分化
离体细胞→ 愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的 薄壁细胞团
再分化
愈伤组织→ 有根、芽或有生根发芽的 幼芽或胚状体 能力
【易错提醒】正确理解细胞的全能性 ①全能性表达的标志:已分化的细胞能形成完整的个体。若只是 形成某种组织或器官则不能体现全能性。 ②全能性的原理:细胞具有发育成完整个体所必需的“全套”基 因而不是“全部”基因,配子中有全套基因,因此同样具有全能 性。
3.植物体细胞杂交的原理: 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成 杂种植株利用了细胞的全能性。 4.该技术的目的和优点: (1)植物体细胞杂交的终点:是培育成杂种植株,而不是形成杂 种细胞就结束。 (2)在育种上应用时最大的优点:克服远缘杂交不亲和的障碍。
【易错提醒】植物细胞融合的三点提醒 (1)依据:植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性。 (2)融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。 (3)融合细胞类型:体细胞融合成功后,将得到AB型、AA型和BB 型三种细胞,但只有AB型是杂种细胞,因此,在细胞融合后还应有 一个筛选杂种细胞的过程。
人教版教学课件2[1].1.1《植物细胞工程的基本技术》
比较
植物组织培养
所属 范畴 原理状 繁殖速度快 大规模生产提高经济效益
植物体细胞杂交技术
染色体变异、基因重组 膜流动性 细胞全能性 ①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养
克服不同种生物远缘 杂交不亲和的障碍
步骤
意义 联系
杂交技术应用了组织培养
证明：分化的植物细胞，人具有形成完整植株所需要 的 全部基因 。
(1)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？
防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养 物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质， 导致培养物迅速死亡。 (2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含 有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤 组织。胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是 否也能培养成小植株？
1937年，怀特用烟草茎段形成层作材料，在试管中培 养出了烟草植株。
1958年，斯图尔德利用胡萝卜的组织培养再次证明了
植物细胞的全能性
1965年，沃索在一定培养基上由烟草的单细胞得到再
生植株 。 1970年，斯图尔德 用悬浮的单个细胞也培养出了可育 细胞的全能性 的新植株，进一步证明了 。 20世纪70年代以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生 。
克服植物远缘杂交不亲和性
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合 成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体 的技术。 结果
如 马、驴之间
三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
白 菜
甘 蓝
白菜－甘蓝 “白菜－甘蓝”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。
三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：
能。可以培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织 比较困难。
高中生物人教版选修3课件：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
目标导航
Z D 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
题型一 题型二 题型三
题型一 细胞的全能性 【例1】 以下不能说明细胞具有全能性的是( ) A.由玉米花粉粒培育出植株 B.由转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 C.由烧伤病人的健康细胞培养出皮肤 D.由胡萝卜根尖细胞培育出胡萝卜植株 解析:细胞的全能性是指生物体的细胞具有发育成完整个体的潜 能。由玉米花粉粒培育出植株、由向日葵细胞培育出植株、由胡 萝卜根尖细胞培育出胡萝卜植株都是细胞具有全能性的体现,只有 C选项没有得到完整个体,不能体现细胞的全能性。 答案:C
种融合细胞(只考虑两个细胞融合的情况)。
④是
的过程,与此过程密切相关的细胞器主
要是
。
-16-
2.1.1 植物细胞工程的基本技术 题型一 题型二 题型三
目标导航
Z D 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
(2)在⑤过程中,除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基
酸外,还需要在培养基中加入 。同时,在培养过程中,除必要的温
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
专题2 细胞工程
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
2.1 植物细胞工程
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
目标导航
Z D 重难聚焦 HONGNANJUJIAO
典例透析
IANLITOUXI
过程
形成体特点
条件