第2章 第1节 植物细胞工程（课件）-【学而思·PPT课件分层练习】2024-2025学年高二生物选择性必修3（人教版2019）

1.细胞工程的概念剖析 必备知识 清单破 知识点 1 细胞工程及细胞全能性 第1节　植物细胞工程 原理和方法 应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的 原理和方法 操作水平 细胞器、细胞或组织水平 目的 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 分 类 植物细胞工程 涉及植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等 动物细 胞工程 涉及动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等 技术 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 2.细胞的全能性 (1)概念:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 (2)体细胞具有全能性的根本原因:每个完整的体细胞都含有该生物体全部的遗传信息。 (3)在生物体内细胞不能表现全能性的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选 择性地表达。 1.概念:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条 件,诱导其形成完整植株的技术。 2.原理:植物细胞的全能性。 知识点 2 植物组织培养技术 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念   (1)脱分化:在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的结构和功能, 转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织的过程。 (2)再分化:愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 特别提醒    生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓 度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 3.过程 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 4.实例——菊花的组织培养 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念   (1)实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每 次使用后的器械都要灭菌。 (2)接种时外植体不能倒插。 (3)诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照。 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 1.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植 物体的技术。 2.原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 知识点 3 植物体细胞杂交技术 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念   (1)人工诱导原生质体融合方法 ①物理法:电融合法、离心法等。 ②化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。 (2)诱导原生质体A、B融合,可得到三种类型的原生质体(只考虑两两融合):A+A、B+B、A+ 3.过程 B(杂种细胞),所以需要对融合后的原生质体进行筛选。 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 易错分析     (1)原生质体与原生质层辨析 ①原生质体是指植物细胞去除细胞壁后剩余的部分,包括细胞膜、细胞质和细胞核。 ②原生质层是指成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。 (2)植物体细胞杂交的结果不只是形成杂种细胞,最终要经过植物组织培养形成杂种植株。 (3)植物体细胞杂交过程中没有雌雄配子的结合,属于无性生殖。 4.意义:在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 5.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草。 6.局限性:目前有许多理论和技术未解决,不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性 状。 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 1.植物繁殖的新途径 (1)快速繁殖 ①技术:快速繁殖技术(微型繁殖技术)。 ②优点:高效、快速地实现种苗的大量繁殖,保持优良品种的遗传特性。 ③实例:甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产。 (2)作物脱毒 ①选材部位:植物顶端分生区附近(如茎尖),因为此处的病毒极少,甚至无病毒。 ②优点:提高作物的产量和品质。 ③实例:脱毒马铃薯、脱毒草莓。 知识点 4 植物细胞工程的应用 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 特别提醒    获得的脱毒苗病毒极少,甚至无病毒,但不抗病毒。 2.作物新品种的培育 单倍体育种 突变体的利用 原理 细胞的全能性、染色体变异 细胞的全能性、突变 优点 后代都是纯合子,能稳定遗传; 明显缩短育种年限 大幅度改良某些性状 过程     实例 单育1号烟草 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱 的烟草 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 3.细胞产物的工厂化生产 (1)概念:利用植物细胞培养获得次生代谢物等目标产物的过程。 (2)初生代谢和次生代谢 初生代谢 次生代谢 概念 生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行 不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才 进行 产物 糖类、脂质、蛋白质和核酸等 一类小分子有机化合物,(在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和 色素等的重要来源) 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 (3)技术——植物细胞培养 ①概念:在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 ②优点:不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制。 ③实例:紫草宁、紫杉醇、人参皂苷。 特别提醒　植物组织培养与植物细胞培养的比较 项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 培养基 固体培养基 液体培养基 过程   第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 知识辨析 1.没有离体的成熟叶肉细胞能表现出全能性吗? 　　不能。离体的植物细胞在适宜的条件下可表现出全能性;没有离体的成熟叶肉细胞由于 基因的选择性表达,不能表现出全能性。 2.利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合,是否正确? 　　不正确。植物细胞融合需要先通过酶解法去除细胞壁,再诱导融合。 3.无论脱分化还是再分化,过程中均需提供光照,是否正确? 　　不正确。脱分化形成愈伤组织的过程一般在遮光条件下进行,再分化需要光照。 4.形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程,是否正确? 　　不正确。植物体细胞杂交包括原生质体制备、原生质体融合和植物组织培养过程,最终 培育成杂种植株。 提示 提示 提示 提示 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 5.再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志,是否正确? 　　正确。融合的原生质体再生出细胞壁标志着融合的完成。 6.在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是DNA复制容易受到抑制,是否正确? 　　不正确。在植物组织培养过程中形成的愈伤组织,分裂能力强,发生DNA复制,容易受到 诱变因素的影响而产生突变。 提示 提示 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 　　设白菜细胞含2x条染色体,2个染色体组;甘蓝细胞含2y条染色体,2个染色体组。 关键能力 定点破 定点 植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化分析 项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交 过程       子代细胞染色体数目 2x+2y x+y 2x 子代细胞染色体组数 4 2 2 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交 子代是几倍体 异源四倍体 异源二倍体 同源二倍体 子代是否可育 可育 不可育 可育 繁殖方式 无性繁殖 有性繁殖 有性繁殖 变异类型 染色体变异 染色体变异 基因重组 续表 第2章　细胞工程 第1讲　描述运动的基本概念 $$