細(xì)胞工程2

1、專題2　細(xì)胞工程第1節(jié)　植物細(xì)胞工程第1課時(shí)　植物細(xì)胞工程的基本技術(shù),欄目鏈接,一、細(xì)胞工程的含義,細(xì)胞,分子,細(xì)胞,細(xì)胞器,遺傳物質(zhì),細(xì)胞產(chǎn)品,植物,動(dòng)物,欄目鏈接,二、植物細(xì)胞的全能性,1．含義：具有某種生物________________的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成______________的潛能。2．脫分化：讓__________的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的________________而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞，進(jìn)而形成

2、____________。3．再分化：____________在一定的培養(yǎng)條件下，分化出__________，進(jìn)而形成完整小植株。,全部遺傳信息,完整生物體,已分化,結(jié)構(gòu)和功能,愈傷組織,愈傷組織,根和芽,欄目鏈接,三、植物組織培養(yǎng)技術(shù),1．理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的__________。2．實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)。(1)原理。離體的植物組織、器官、 ____________

3、 胚狀體或叢芽―→試管苗。,全能性,愈傷組織,欄目鏈接,(2)過(guò)程。取材：消毒后選取根的____________部位，切取1 cm3 左右的小塊，因?yàn)樵摬课蝗菀渍T導(dǎo)形成愈傷組織接種：將組織塊接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)出________,有形成層,愈傷組織,欄目鏈接,培養(yǎng)：在23～26 ℃恒溫________條件下培養(yǎng)一段時(shí)間，

4、 再將愈傷組織轉(zhuǎn)接到________培養(yǎng)基上培養(yǎng)誘導(dǎo)出 試管苗移栽：將試管苗移栽到大田，培養(yǎng)成正常植株,避光,分化,欄目鏈接,3．概念：在________和____________條件下，將________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__________、__________，最終形成完整的植株。,無(wú)菌,人工控制,離體,愈傷組織,叢芽,欄目鏈接,四、植物體

5、細(xì)胞雜交,1．概念：將不同種的植物__________，在一定條件下融合成__________，并將其培育成____________的技術(shù)。2．過(guò)程。(1)制備原生質(zhì)體：用________酶和________酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的__________。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體間的融合。,體細(xì)胞,雜種細(xì)胞,新的植物體,纖維素,果膠,原生質(zhì)體,欄目鏈接,①誘導(dǎo)方法：物理法(______、______、______等)和化學(xué)法(用___

6、_____________誘導(dǎo))。②結(jié)束標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出________。(3)植物組織培養(yǎng)：人工培養(yǎng)雜種細(xì)胞，得到雜種植株。3．意義：克服不同生物____________________的障礙。,離心,振動(dòng),電激,聚乙二醇(PEG),細(xì)胞壁,遠(yuǎn)緣雜交不親和,欄目鏈接,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)1 細(xì)胞的全能性,1．概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物個(gè)體的潛能。2．物質(zhì)基礎(chǔ)：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本

7、物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因。3．細(xì)胞表現(xiàn)其全能性的條件。(1)離體狀態(tài)。,,欄目鏈接,(2)培養(yǎng)基中除含有一定的水分、無(wú)機(jī)鹽外，還要添加一定的植物激素(如生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素)，這有助于愈傷組織分化為不同組織、器官。(3)在植物組織培養(yǎng)的前期對(duì)光照無(wú)需求，在后期需要光照條件，這有利于細(xì)胞生長(zhǎng)、分化。4．各種細(xì)胞全能性的比較。(1)應(yīng)注意細(xì)胞的全能性與細(xì)胞的分化程度和分裂能力三者間的關(guān)系。一般來(lái)

8、說(shuō)，細(xì)胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表現(xiàn)出來(lái)。,欄目鏈接,(2)受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞。(3)體細(xì)胞中：植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞(只有細(xì)胞核才有全能性，分化程度低的＞分化程度高的；細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的＞細(xì)胞分裂能力弱的；幼嫩的細(xì)胞＞衰老的細(xì)胞)。,欄目鏈接,例1 以下關(guān)于細(xì)胞全能性的描述錯(cuò)誤的是(　　)A．利用海島煙草韌皮部細(xì)胞培育出植株體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性B．受精卵的全能性最高C．水稻種子培育出植株表現(xiàn)了細(xì)胞的全能性

9、D．只有在離體的條件下細(xì)胞的全能性才能得以體現(xiàn),欄目鏈接,解析：細(xì)胞的全能性是指高度分化的體細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。C選項(xiàng)中種子可看成一個(gè)個(gè)體，利用水稻種子培育出植株是一個(gè)完整的個(gè)體發(fā)育過(guò)程，不能說(shuō)明細(xì)胞的全能性。答案：C,欄目鏈接,1．細(xì)胞具有全能性的原因是(　　)A．體細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能B．生物體的每個(gè)細(xì)胞都具有全能性C．生物體的細(xì)胞一般都含有個(gè)體發(fā)育的全套基因D．生物體的每個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育成的

10、,變 式遷 移,,欄目鏈接,解析：A項(xiàng)中指的是細(xì)胞的全能性，并非細(xì)胞全能性的原因。細(xì)胞之所以具有全能性，是由于細(xì)胞中含有發(fā)育為完整個(gè)體所必需的遺傳物質(zhì)，所以從理論上說(shuō)，生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性。答案：C,變 式遷 移,,欄目鏈接,點(diǎn)評(píng)：(1)配子(如精子、卵子)亦具細(xì)胞全能性。因?yàn)榕渥又兄辽俸幸粋€(gè)完整的染色體組，根據(jù)染色體組概念，一個(gè)染色體組就含有該物種生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳變異所需的全部遺傳物質(zhì)。(2)動(dòng)物體細(xì)胞雖具細(xì)胞全能性

11、，但因其高度分化，目前其全能性還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)表達(dá)。(3)并不是每一個(gè)細(xì)胞均具全能性。如植物的篩管細(xì)胞、哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞等。,變 式遷 移,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)2 植物組織培養(yǎng),欄目鏈接,,(3)影響植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是植物激素，特別是當(dāng)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素共同使用時(shí)，根據(jù)誘導(dǎo)的需求，對(duì)二者要按一定比例合理使用。(4)愈傷組織：排列疏松、無(wú)規(guī)則，高度液泡化的無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。,欄目鏈接,例2 下圖所示為胡蘿卜的韌皮部

12、細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：,,欄目鏈接,(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括________和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和________兩類植物激素。(2)此過(guò)程依據(jù)的原理是________________。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是________________，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞________等。,,欄目鏈接,(3

13、)此過(guò)程要無(wú)菌操作，主要是指對(duì)________進(jìn)行滅菌、消毒。B階段需要光照，原因是________________________________________________________________________。(4)試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因____________的結(jié)果。,,欄目鏈接,解析：進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)將離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒、滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中含有

14、供組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所需要的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，還含有供調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉中葉綠素的合成需要光照條件。,欄目鏈接,答案：(1)無(wú)機(jī)物　生長(zhǎng)素　(2)植物細(xì)胞的全能性　有絲分裂　分化　(3)培養(yǎng)基　細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件　(4)選擇性表達(dá),欄目鏈接,2．下圖所示的是基因型為AaBb的水稻

15、的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過(guò)程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　),變 式遷 移,,欄目鏈接,A．愈傷組織是花粉細(xì)胞通過(guò)有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)B．在愈傷組織的形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無(wú)機(jī)鹽和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C．為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長(zhǎng)素等激素D．試管苗可能出現(xiàn)的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb,變 式遷 移,,欄目鏈接,解析：花粉是通

16、過(guò)減數(shù)分裂形成的，其基因型為AB或Ab或aB或ab，由花粉發(fā)育而來(lái)的個(gè)體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。答案：D.點(diǎn)評(píng)：(1)外植體最好選擇幼嫩部分的原因：幼嫩部分細(xì)胞全能性高。(2)植物組織培養(yǎng)有體細(xì)胞培養(yǎng)和有性生殖細(xì)胞培養(yǎng)之分：前者屬于無(wú)性繁殖，子代可基本保持母本的優(yōu)良性狀。,變 式遷 移,,欄目鏈接,知識(shí)點(diǎn)3 植物體細(xì)胞雜交,,1．步驟。,,欄目鏈接,2.原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。3．基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)

17、。4．成功標(biāo)志：獲得雜種植株，而不是獲得雜種細(xì)胞，但細(xì)胞融合完成的標(biāo)志則是形成新的細(xì)胞壁。5．植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)：克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可培育作物新品種。,欄目鏈接,例3 “白菜－甘藍(lán)”是用細(xì)胞工程的方法培育出來(lái)的蔬菜新品種，它具有生長(zhǎng)期短和耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)。下圖是“白菜－甘藍(lán)”的培育過(guò)程示意圖，下列描述錯(cuò)誤的是(　　),,欄目鏈接,A．培育過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)①②過(guò)程常用的物質(zhì)為纖維素酶和果膠酶B．過(guò)程③的誘導(dǎo)方法有物理法和

18、化學(xué)法兩種C．⑤過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是減數(shù)分裂，形成的雜種植物幼苗遺傳物質(zhì)發(fā)生改變D．植物體細(xì)胞雜交方法的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,,欄目鏈接,解析：根據(jù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以確定①②是利用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體，③是原生質(zhì)體融合形成融合的原生質(zhì)體，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，是白菜細(xì)胞和甘藍(lán)細(xì)胞遺傳物質(zhì)的集合，通過(guò)有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目；植物體細(xì)胞雜交克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。答案：C,欄目鏈接,3．有甲(基因

19、型為aaBB)和乙(基因型為AAbb)兩品種的植物，取其花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，該細(xì)胞的基因型是(　　)A．AaBbB．AAaaBBbbC．AAbbD．a(chǎn)aaaBBBB,變 式遷 移,欄目鏈接,變 式遷 移,解析：甲的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為aB，乙的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為Ab，二者融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)胞的基因組成是AaBb。答案：A,欄目鏈接,變 式遷 移,點(diǎn)評(píng)