細胞工程2

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

2、____________。3．再分化：____________在一定的培養(yǎng)條件下，分化出__________，進而形成完整小植株。,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)：植物細胞的__________。2．實驗：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)過程。取材：消毒后選取根的____________部位，切取1 cm3 左右的小塊，因為該部位容易誘導形成愈傷組織接種：將組織塊接種到誘導培養(yǎng)基上，誘導出________,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)一段時間，

4、 再將愈傷組織轉(zhuǎn)接到________培養(yǎng)基上培養(yǎng)誘導出 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，誘導其產(chǎn)生__________、__________，最終形成完整的植株。,無菌,人工控制,離體,愈傷組織,叢芽,欄目鏈接,四、植物體

5、細胞雜交,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．過程。(1)制備原生質(zhì)體：用________酶和________酶去除細胞壁，獲得具有活力的__________。(2)誘導原生質(zhì)體間的融合。,體細胞,雜種細胞,新的植物體,纖維素,果膠,原生質(zhì)體,欄目鏈接,①誘導方法：物理法(______、______、______等)和化學法(用___

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

7、物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。3．細胞表現(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、無機鹽外，還要添加一定的植物激素(如生長素、細胞分裂素)，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)的前期對光照無需求，在后期需要光照條件，這有利于細胞生長、分化。4．各種細胞全能性的比較。(1)應(yīng)注意細胞的全能性與細胞的分化程度和分裂能力三者間的關(guān)系。一般來

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

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

10、,變 式遷 移,,欄目鏈接,解析：A項中指的是細胞的全能性，并非細胞全能性的原因。細胞之所以具有全能性，是由于細胞中含有發(fā)育為完整個體所必需的遺傳物質(zhì)，所以從理論上說，生物體的每一個細胞都具有全能性。答案：C,變 式遷 移,,欄目鏈接,點評：(1)配子(如精子、卵子)亦具細胞全能性。因為配子中至少含有一個完整的染色體組，根據(jù)染色體組概念，一個染色體組就含有該物種生長發(fā)育、遺傳變異所需的全部遺傳物質(zhì)。(2)動物體細胞雖具細胞全能性

11、，但因其高度分化，目前其全能性還沒有實現(xiàn)表達。(3)并不是每一個細胞均具全能性。如植物的篩管細胞、哺乳動物的成熟的紅細胞等。,變 式遷 移,欄目鏈接,知識點2 植物組織培養(yǎng),欄目鏈接,,(3)影響植物細胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是植物激素，特別是當細胞分裂素和生長素共同使用時，根據(jù)誘導的需求，對二者要按一定比例合理使用。(4)愈傷組織：排列疏松、無規(guī)則，高度液泡化的無定形狀態(tài)的薄壁細胞。,欄目鏈接,例2 下圖所示為胡蘿卜的韌皮部

12、細胞通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題：,,欄目鏈接,(1)要促進細胞分裂、生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括________和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和________兩類植物激素。(2)此過程依據(jù)的原理是________________。A和B階段主要進行的分裂方式是________________，B階段除了細胞分裂外，還進行細胞________等。,,欄目鏈接,(3

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

14、供組織細胞生長發(fā)育所需要的無機物和小分子有機物，還含有供調(diào)節(jié)細胞脫分化和再分化的細胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細胞進行分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細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)無機物　生長素　(2)植物細胞的全能性　有絲分裂　分化　(3)培養(yǎng)基　細胞中葉綠素的合成需要光照條件　(4)選擇性表達,欄目鏈接,2．下圖所示的是基因型為AaBb的水稻

15、的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是(　　),變 式遷 移,,欄目鏈接,A．愈傷組織是花粉細胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細胞團B．在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無機鹽和小分子有機物等營養(yǎng)物質(zhì)C．為促進花粉細胞分裂生長，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長素等激素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)育而來的個體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。答案：D.點評：(1)外植體最好選擇幼嫩部分的原因：幼嫩部分細胞全能性高。(2)植物組織培養(yǎng)有體細胞培養(yǎng)和有性生殖細胞培養(yǎng)之分：前者屬于無性繁殖，子代可基本保持母本的優(yōu)良性狀。,變 式遷 移,,欄目鏈接,知識點3 植物體細胞雜交,,1．步驟。,,欄目鏈接,2.原理：細胞膜的流動性和植物細胞的全能性。3．基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)

17、。4．成功標志：獲得雜種植株，而不是獲得雜種細胞，但細胞融合完成的標志則是形成新的細胞壁。5．植物體細胞雜交的優(yōu)點：克服了不同生物遠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”是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短和耐儲藏等優(yōu)點。下圖是“白菜－甘藍”的培育過程示意圖，下列描述錯誤的是(　　),,欄目鏈接,A．培育過程中，實現(xiàn)①②過程常用的物質(zhì)為纖維素酶和果膠酶B．過程③的誘導方法有物理法和

18、化學法兩種C．⑤過程中進行的細胞分裂方式是減數(shù)分裂，形成的雜種植物幼苗遺傳物質(zhì)發(fā)生改變D．植物體細胞雜交方法的優(yōu)點是克服遠緣雜交不親和的障礙,,欄目鏈接,解析：根據(jù)植物體細胞雜交技術(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，是白菜細胞和甘藍細胞遺傳物質(zhì)的集合，通過有絲分裂增加細胞數(shù)目；植物體細胞雜交克服了遠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，將它們的葉肉細胞制成原生質(zhì)體，在一定條件下融合成雜種細胞，該細胞的基因型是(　　)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)生的雜種細胞的基因組成是AaBb。答案：A,欄目鏈接,變 式遷 移,點評