高中生物一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)精品課件ppt

這是一份高中生物一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)精品課件ppt，共40頁。PPT課件主要包含了細(xì)胞工程，學(xué)習(xí)目標(biāo)，植物組織培養(yǎng)過程小結(jié)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。
結(jié)合“菊花的組織培養(yǎng)”的實(shí)驗(yàn)操作，嘗試設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖（科學(xué)探究）
簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的原理和過程（生命觀念）
查閱資料，嘗試探究植物生長素和細(xì)胞分裂素使用比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響（社會(huì)責(zé)任、科學(xué)探究）
哈伯蘭特提出了細(xì)胞全能性的理論，但相關(guān)的實(shí)驗(yàn)嘗試沒有成功。
斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持。
科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。
古哈等在培養(yǎng)毛曼陀羅的花藥時(shí)，首次得到了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的胚。
卡爾森誘導(dǎo)煙草種間原生質(zhì)體融合，獲得了第一株體細(xì)胞種間雜種植株。
土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒被發(fā)現(xiàn)。之后，該質(zhì)粒應(yīng)用于植物分子生物學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)了植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。
植物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程
情景材料一：從社會(huì)中來
“其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨(dú)立，可敬可慕。迨夫花開,凝晴瀼露,萬態(tài)千妍,薰風(fēng)自來,四坐芬郁,豈非入蘭室乎!豈非有國香乎!”這是我國歷史上第一部蘭譜——《金漳蘭譜》（宋·趙時(shí)庚）中對(duì)蘭花的一段描述。從古至今，我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡蘭花。但是蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長，繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價(jià)格可想而知了。
問題1:你知道世界上最貴的蘭花嗎？如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？
世界上最貴的蘭花1500萬/株——幽靈蘭（視頻）
I have a dream!
利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以大量、快速地培育蘭花。
一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
問題2:為什么植物組織或細(xì)胞能培養(yǎng)成完整植物體？
細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能，即細(xì)胞的全能性。
植物組織培養(yǎng)的基本原理
在生物的生長發(fā)育過程中，為什么不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性？
生物體所有細(xì)胞全能性大小都一致嗎？全能性與細(xì)胞分化的關(guān)系？
體細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么？
細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件有哪些？
合作探究一：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P34-35，小組合作思考討論完成問題。
高度分化的細(xì)胞仍含有該物種的全部遺傳信息，具有發(fā)育成完整個(gè)體所需要的全套基因。
（1）受精卵＞胚胎干細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞（2）植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞
一般情況下，隨著細(xì)胞分化程度的不斷提高，細(xì)胞的全能性逐漸降低。
（3）生物體內(nèi)細(xì)胞并不都表現(xiàn)全能性原因：
生物體內(nèi)的細(xì)胞在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性的表達(dá)，即發(fā)生細(xì)胞分化。如芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉。
問題3:如何才能讓細(xì)胞表現(xiàn)出全能性？
（4）表現(xiàn)出全能性的條件：
1958年Steward利用胡蘿卜韌皮部誘導(dǎo)分化產(chǎn)生了胚狀體，這是人類第一次獲得了人工胚狀體，并獲得個(gè)體植株。
（必修一 P118-121）
1.以下不能說明細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是( ) A.菊花花瓣細(xì)胞培育出菊花新植株 B.紫色糯性玉米種子培育出植株 C.轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細(xì)胞培育出植株 D.番茄與馬鈴薯體細(xì)胞雜交后培育出植株
2.下列實(shí)例中，能體現(xiàn)體細(xì)胞全能性的是( ) A.壁虎的斷尾重生 B.植物體用種子繁殖后代 C.嬰兒長成大人 D.蘭花莖尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗
3.下列關(guān)于細(xì)胞全能性的敘述，錯(cuò)誤的是（ ） A.玉米種子萌發(fā)長成新植株體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 B.細(xì)胞的全能性一般隨著細(xì)胞分化程度升高而降低 C.受精卵能在自然狀態(tài)下發(fā)育成個(gè)體，因此全能性最高 D.細(xì)胞全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整個(gè)體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能
問題4:研究表明高度分化的植物組織細(xì)胞在適宜的條件下表現(xiàn)出的全能性，科學(xué)家們是如何做到的呢？
合作探究二：請(qǐng)同學(xué)們自主閱讀教材P35-36，小組合作思考討論完成問題。
1.概述植物組織培養(yǎng)的概念及基本過程（用文字和箭頭表示植物組織培養(yǎng)的流程）？2.什么是脫分化?再分化?愈傷組織？3.請(qǐng)從條件、關(guān)鍵因素、產(chǎn)物等方面比較脫分化和再分化異同。4.在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？
指 的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其分化為 的技術(shù)。
已分化細(xì)胞，失去其特有結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程。
細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、不定形的薄壁組織團(tuán)塊。
愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。
生長素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。它們的濃度、比例都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。
（4）脫分化與再分化的比較：
（5）決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素：
巧記：高根低芽中愈傷
（1）了解植物組織培養(yǎng)的基本原理（2）了解生長素和細(xì)胞分裂素的濃度、用量比例對(duì)菊花愈傷組織形成和分化的影響（3）嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)
離體的莖尖、根尖、葉片、花藥等（外植體）。
水（去離子水）、無機(jī)營養(yǎng)（大量元素、微量元素）、有機(jī)營養(yǎng)（蔗糖、維生素、氨基酸）、天然附加物、植物激素（生長素、細(xì)胞分裂素等）
①接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基形成愈傷組織培養(yǎng)溫度：18-220C、避光
有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。
②接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基
③接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基
若先生根后面就不易生芽
移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將 幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長情 況，適時(shí)澆水、施肥，直至開花。
培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境條件（溫度、PH、光等）④植物激素： 細(xì)胞分裂素 生長素
離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）
芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照
4.下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是( )A．菊花的組織培養(yǎng)需要經(jīng)過細(xì)胞的脫分化和再分化過程B．要控制好培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的濃度及比例C．為避免環(huán)境中微生物的污染，要對(duì)外植體進(jìn)行滅菌處理D．接種外植體到培養(yǎng)基時(shí)，需要注意形態(tài)學(xué)方向，不可倒插
5.鐵皮石斛是一種名貴中藥，野生資源十分稀少，其繁殖主要通過植物組織培養(yǎng)實(shí)現(xiàn)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（ ） A.用植物組織培養(yǎng)的方法繁殖藥材表明在一定條件下，細(xì)胞分化是可以逆轉(zhuǎn)的 B.植物細(xì)胞的全能性得以表達(dá)需要離開母體 C.新植株的形成是細(xì)胞分裂和分化的結(jié)果 D.高度分化的植物細(xì)胞不具有全能性
6.如圖為由矮牽牛原生質(zhì)體形成再生植株的過程，錯(cuò)誤的是(　　)
A.過程①用纖維素酶和果膠酶獲得原生質(zhì)體B.過程②是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果C.過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生D.原生質(zhì)體無細(xì)胞壁但仍保持細(xì)胞的全能性
7.植物組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列有關(guān)愈傷組織的敘述錯(cuò)誤的是(　)A.愈傷組織是離體細(xì)胞經(jīng)過脫分化形成的B.形成愈傷組織的培養(yǎng)基不含有機(jī)分子C.愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)D.愈傷組織細(xì)胞的線粒體和核糖體中可能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)
8.某課外活動(dòng)小組獲得了一株性狀優(yōu)良的結(jié)球生菜，并利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行快速繁殖。下列敘述正確的是A.外植體消毒的過程：酒精消毒30 s→次氯酸鈉溶液處理30 min→無菌水清洗 2～3次B.愈傷組織是一種不定形的薄壁組織團(tuán)塊，誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織時(shí)每日應(yīng)給予 適時(shí)光照C.誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基與誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基相比，前者中細(xì)胞分裂素所占的比 例和用量更高D.打開封口膜后直接用流水沖洗掉幼苗根部培養(yǎng)基，再移植到消毒的蛭石環(huán) 境中煉苗處理
9.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，正確的是（　?。倥囵B(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓②培養(yǎng)時(shí)先使用生長素后使用細(xì)胞分裂素③離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織④花藥離體培養(yǎng)時(shí)需要使用秋水仙素誘導(dǎo)形成多倍體． A．①②B．③④C．①③ D．②④
10.藍(lán)莓細(xì)胞富含花青素等多酚類化合物。在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中，外植體切口處細(xì)胞被破壞，多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物，這一過程稱為褐變。褐變會(huì)引起細(xì)胞生長停滯甚至死亡，導(dǎo)致藍(lán)莓組織培養(yǎng)失敗。下列敘述錯(cuò)誤的是（????） A．花青素通常存在于藍(lán)莓細(xì)胞的液泡中 B．適當(dāng)增加培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率以減少褐變 C．在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑以減少褐變 D．宜選用藍(lán)莓成熟葉片為材料制備外植體
11.玉米是一種主要的農(nóng)作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，科學(xué)家在玉米育種和栽培中作了大量的研究。如圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過程，據(jù)圖判斷下列說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A.從繁殖原理上分析，A→D屬于無性生殖B.植株D和G中的染色體組數(shù)不同C.E→G不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性D.E→F過程中獲得的植株一般不用于大田生產(chǎn)
12.關(guān)于植物組織培養(yǎng)的再分化過程，說法錯(cuò)誤的是(　　)A.再分化過程中，不同細(xì)胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)B.脫分化與再分化過程所使用的培養(yǎng)基主要是激素濃度及用量比例的不同C.再分化過程在實(shí)驗(yàn)室或植物組織培養(yǎng)車間進(jìn)行，需要避光處理D.再分化過程中，核遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，但mRNA有變化
13.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)過程中細(xì)胞脫分化的說法，不正確的是（ ）A.已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。B.已經(jīng)分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織的過程。C.愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程。D.離體的植物組織經(jīng)脫分化形成愈傷組織的過程中必須經(jīng)過有關(guān)激素的誘導(dǎo)。