蘇教版選修三 2.1 細(xì)胞工程概述 課件（49張）.pptx

第一節(jié)細(xì)胞工程概述 第二章細(xì)胞工程 學(xué)習(xí)導(dǎo)航1 結(jié)合教材p45 了解細(xì)胞工程的發(fā)展歷程 2 簡(jiǎn)述細(xì)胞工程的基本技術(shù) 重難點(diǎn)擊細(xì)胞工程的基本技術(shù) 課堂導(dǎo)入方式一 君子 蘭的快速繁殖 春風(fēng)欲擅秋風(fēng)巧 催吐幽蘭繼落梅 素有 天下第一香 之稱的蘭花 以其優(yōu)美高雅的葉片和芳香艷麗的花朵 成為自古以來(lái)文人墨客吟詩(shī)作賦的對(duì)象 但是 蘭花在自然條件下播種繁殖的難度很大 需要較長(zhǎng)時(shí)間才能獲得少量幼苗 如何才能滿足人們對(duì)蘭花的需求呢 科學(xué)家在細(xì)胞全能性的理論基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了蘭花快速繁殖的技術(shù) 植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程的核心技術(shù) 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)還有哪些 這些基本技術(shù)的一般操作程序是怎樣的 讓我們通過(guò)本節(jié)來(lái)學(xué)習(xí)探討吧 方式二山東省金鄉(xiāng)縣是全國(guó)聞名的大蒜之鄉(xiāng) 該縣農(nóng)科所與中國(guó)農(nóng)科院聯(lián)合成功開發(fā)和培育出的品質(zhì)好 產(chǎn)量高的新品種 脫毒大蒜 是植物細(xì)胞工程的又一成果 什么是細(xì)胞工程 細(xì)胞工程是如何發(fā)展起來(lái)的 包括哪些基本技術(shù) 在哪些方面得到了應(yīng)用 一 細(xì)胞工程的發(fā)展和基本技術(shù) 內(nèi)容索引 當(dāng)堂檢測(cè) 二 細(xì)胞融合技術(shù)和細(xì)胞核移植技術(shù) 一 細(xì)胞工程的發(fā)展和基本技術(shù) 基礎(chǔ)梳理 1 細(xì)胞工程的發(fā)展 植物組織 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 體細(xì)胞雜交 克隆 2 細(xì)胞工程的基本技術(shù) 1 細(xì)胞工程的概念 應(yīng)用原理 生物學(xué)和生物學(xué) 操作水平 水平或水平 操作目的 按照人的意愿去改變細(xì)胞內(nèi)的或獲得 2 細(xì)胞工程的分類 根據(jù)操作對(duì)象不同 分為工程和工程等 根據(jù)所使用技術(shù)不同 分為 細(xì)胞融合技術(shù)和等 細(xì)胞 分子 細(xì)胞 細(xì)胞器 遺傳物質(zhì) 植物細(xì)胞 細(xì)胞產(chǎn)品 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 動(dòng)物細(xì)胞 細(xì)胞核移植技術(shù) 3 植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1 細(xì)胞的全能性 具有某物種全套的細(xì)胞都具有發(fā)育成為一個(gè)的潛能 2 植物組織培養(yǎng)技術(shù)概念分析 條件 a 無(wú)菌和人工培養(yǎng) b 離體 過(guò)程 a 脫分化 b 再分化 目的 a 獲得細(xì)胞產(chǎn)品 b 形成完整的植株 3 原理 細(xì)胞 4 最常用的材料 幼嫩的葉片和花藥等 遺傳物質(zhì) 新的生物個(gè)體 全能性 根尖 莖尖 5 過(guò)程 器官 原生質(zhì)體 已分化 愈傷組織 功能 薄壁細(xì)胞 再分化 胚芽 問(wèn)題探究 1 分析下述資料 回答相關(guān)問(wèn)題 資料美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德曾經(jīng)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù) 將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng) 最終發(fā)育成完整的新植株 如圖 1 這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明什么 2 理論上每種植物的活細(xì)胞都具有全能性 原因是什么 答案 答案證明胡蘿卜韌皮部細(xì)胞具有全能性 答案正常的植物細(xì)胞具有發(fā)育成該物種個(gè)體所需的全部遺傳物質(zhì) 3 配子 卵和精子 中染色體數(shù)比正常體細(xì)胞減少了一半 配子是否還有全能性 為什么 答案 答案有 因?yàn)轶w細(xì)胞中染色體成對(duì)存在 配子中染色體數(shù)雖減半 但仍含有完整的染色體組 具有控制生物性狀的全部基因 2 細(xì)胞全能性大小分析 1 受精卵和體細(xì)胞相比 哪一個(gè)的全能性更容易體現(xiàn) 為什么 2 分析下列實(shí)例是否體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性并給出原因 植物花藥離體培養(yǎng)獲得植株 利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物如紫草素 種子培育成植株 答案受精卵 受精卵可以在自然條件下發(fā)育成新個(gè)體 答案是 花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株 體現(xiàn)了花藥細(xì)胞的全能性 答案否 發(fā)育成完整生物個(gè)體才能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 而生產(chǎn)紫草素等細(xì)胞產(chǎn)物只是將紫草細(xì)胞等培養(yǎng)成愈傷組織 答案否 種子的胚已是新植物的幼體 其發(fā)育成完整植株的過(guò)程相當(dāng)于植物長(zhǎng)大 答案 3 以下是植物組織培養(yǎng)的過(guò)程 試回答 1 分別是什么過(guò)程 2 在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中 為什么要進(jìn)行一系列的消毒 滅菌 并且要求無(wú)菌操作 答案脫分化 再分化 答案避免雜菌在培養(yǎng)基上迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng) 且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng) 答案 3 若培養(yǎng)物取自植物的幼莖 葉片等含有葉綠體的部位 愈傷組織中是否會(huì)含有葉綠體 答案培養(yǎng)物經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后 失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞 故愈傷組織中不會(huì)含有葉綠體 答案 4 植物組織培養(yǎng)中的脫分化階段 培養(yǎng)的組織細(xì)胞是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型 為什么 答案脫分化過(guò)程中細(xì)胞營(yíng)異養(yǎng)生活 因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞沒有葉綠體 并且一般要避光培養(yǎng) 無(wú)法進(jìn)行光合作用 答案 4 培養(yǎng)基中的激素配比 1 植物組織培養(yǎng)所用的培養(yǎng)基中 在脫分化和再分化過(guò)程中起關(guān)鍵作用的激素是什么 答案生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 答案 2 生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值高低對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響不同 探討比值不同時(shí)所產(chǎn)生的影響 促進(jìn)根分化 抑制芽形成 促進(jìn)芽分化 抑制根形成 促進(jìn)愈傷組織形成 5 植物組織培養(yǎng)的結(jié)果為什么說(shuō)從繁殖方式上看 植物組織培養(yǎng)的繁殖方式是無(wú)性繁殖 答案 答案植物組織培養(yǎng)是在細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞分化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的 此過(guò)程并沒有生殖細(xì)胞的產(chǎn)生 所以是無(wú)性繁殖 1 植物組織培養(yǎng)過(guò)程 培養(yǎng)條件 無(wú)菌和人工培養(yǎng) 離體 過(guò)程 脫分化 再分化 目的 獲得細(xì)胞產(chǎn)品 形成完整的植株 歸納總結(jié) 脫分化和再分化的比較 2 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量及比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響 比值高 根分化 比值低 芽分化 比值適中 不分化 即 高根低芽中愈傷 拓展應(yīng)用 1 植物細(xì)胞的全能性是指a 具有核 膜 質(zhì) 細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整 能進(jìn)行各種生理活動(dòng)b 只具有膜和質(zhì) 同樣能進(jìn)行各種生理活動(dòng)c 植物體細(xì)胞所具有的發(fā)育成完整個(gè)體的潛能d 具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細(xì)胞 解析具有某種植物全套遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞 都有發(fā)育成完整新植物體的潛能 也就是說(shuō) 每個(gè)植物的活細(xì)胞都具有全能性 解析 答案 解析受精卵發(fā)育成完整個(gè)體的能力最強(qiáng) 全能性最高 a正確 生物體內(nèi)的細(xì)胞由于分化 基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá) 因而體內(nèi)細(xì)胞并沒有表達(dá)出全能性 b正確 卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞 c錯(cuò)誤 離體的植物細(xì)胞可以通過(guò)組織培養(yǎng)表達(dá)出全能性 d正確 2 下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述中 不正確的是a 受精卵在自然條件下能形成完整個(gè)體 因此全能性最高b 生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化 全能性不能表達(dá)c 卵細(xì)胞與受精卵一樣 細(xì)胞未分化 全能性很高d 植物細(xì)胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 解析 答案 明辨植物細(xì)胞全能性的2個(gè)易誤點(diǎn) 1 植物的種子發(fā)育成完整植株 不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 因?yàn)榉N子中的胚已完成了早期發(fā)育 相當(dāng)于新植物的幼體 而沒有體現(xiàn)出細(xì)胞具有發(fā)育成完整植物體的潛能 2 細(xì)胞表達(dá)全能性的標(biāo)志是發(fā)育成完整個(gè)體而不是形成某種組織或者器官 解析將花粉培養(yǎng)成單倍體植株 即花藥離體培養(yǎng) 屬于植物組織培養(yǎng) a正確 芽發(fā)育成枝條是自然生長(zhǎng)過(guò)程 不屬于植物組織培養(yǎng) b錯(cuò)誤 根尖分生區(qū)發(fā)育為成熟區(qū)是自然生長(zhǎng)過(guò)程 不屬于植物組織培養(yǎng) c錯(cuò)誤 植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化等過(guò)程 而受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn) 發(fā)育成植株無(wú)脫分化等過(guò)程 d錯(cuò)誤 3 下列屬于植物組織培養(yǎng)的是a 花粉培養(yǎng)成單倍體植株b 芽發(fā)育成枝條c 根尖分生區(qū)發(fā)育為成熟區(qū)d 受精卵發(fā)育成植株 解析 答案 4 下圖表示四倍體蘭花葉片通過(guò)植物組織培養(yǎng)形成植株的過(guò)程 下列相關(guān)敘述中正確的是a 和 階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂b 階段需生長(zhǎng)素而 階段需細(xì)胞分裂素c 階段有細(xì)胞增殖但無(wú)細(xì)胞分化d 此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體 問(wèn)題導(dǎo)析 答案 問(wèn)題導(dǎo)析 1 圖中 是 是 和 階段會(huì)發(fā)生分裂 2 階段和 階段都需要 只是二者比例不同 3 此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為 答案 返回上頁(yè) 脫分化 再分化 有絲 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 單倍體 二 細(xì)胞融合技術(shù)和細(xì)胞核移植技術(shù) 1 細(xì)胞融合技術(shù) 1 概念 采用自發(fā)或人工的方法使細(xì)胞融合為一個(gè)細(xì)胞的技術(shù) 2 促融合方法 生物法 如病毒誘導(dǎo)融合法 化學(xué)法 如聚乙二醇誘導(dǎo)融合法 物理法 如 等 3 基本流程 在促融因子的作用下 發(fā)生粘連 破裂 發(fā)生融合 發(fā)生融合 形成細(xì)胞 基礎(chǔ)梳理 兩個(gè)或多個(gè) 電場(chǎng)誘導(dǎo)融合法 細(xì)胞膜 細(xì)胞質(zhì) 核 雜種 4 應(yīng)用 白菜 甘藍(lán) 的培育過(guò)程 分離的原生質(zhì)體 分離的原生質(zhì)體 再分化 脫分化 酶解法 去除細(xì)胞壁的酶解法中用到的酶是 植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中還用到的細(xì)胞工程技術(shù)有技術(shù) 植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服了不同植物之間的 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣物種之間的核質(zhì)組合 2 細(xì)胞核移植技術(shù) 1 概念 把一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞的移入一個(gè)已經(jīng)去除細(xì)胞核的細(xì)胞中 使其并發(fā)育為一個(gè)新的胚胎 最終發(fā)育為一個(gè)動(dòng)物個(gè)體的技術(shù) 2 常用方法 技術(shù) 答案 纖維素酶和果膠酶 新細(xì)胞壁的形成 雜交屏障 植物組織培養(yǎng) 細(xì)胞核 卵母 重組 顯微操作 問(wèn)題探究 1 植物體細(xì)胞雜交的原理和過(guò)程 1 將來(lái)自不同植物的兩個(gè)體細(xì)胞融合時(shí) 首先遇到的障礙是什么 怎樣解除此障礙 2 將兩個(gè)不同種的植物細(xì)胞a和b去除細(xì)胞壁后 經(jīng)一定的方法促融 只考慮兩兩融合 可以形成幾種融合細(xì)胞 哪種融合細(xì)胞才是符合要求的 答案細(xì)胞壁阻礙細(xì)胞間的融合 用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁 答案三種 aa bb ab ab融合細(xì)胞才是符合要求的 答案 3 雜交過(guò)程中細(xì)胞融合及雜交完成的標(biāo)志分別是什么 4 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程體現(xiàn)了哪些原理 答案雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁 培育成雜種植株 答案 植物體細(xì)胞雜交實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ) 細(xì)胞膜的流動(dòng)性 植物組織培養(yǎng)的基礎(chǔ) 植物細(xì)胞的全能性 答案 2 雜交的結(jié)果和意義 1 雜種植物在遺傳上有何特點(diǎn) 從染色體組成上看雜種植株的變異屬于哪一種 2 與傳統(tǒng)有性雜交相比 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是什么 答案遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)親本 具有雙親的遺傳性狀 染色體數(shù)目變異 答案克服了植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 打破了物種之間的生殖隔離 答案 1 植物體細(xì)胞雜交過(guò)程 歸納總結(jié) 2 細(xì)胞工程能夠在不同生物之間進(jìn)行物種間的雜交 形成前所未有的新物種 3 細(xì)胞工程的所有實(shí)驗(yàn)都要求在無(wú)菌條件下進(jìn)行 常用的措施有 用紫外線 化學(xué)試劑對(duì)實(shí)驗(yàn)室消毒 使用超凈工作臺(tái) 生物材料要徹底的消毒 實(shí)驗(yàn)用的器械 器皿等應(yīng)進(jìn)行滅菌 拓展應(yīng)用 5 下圖為 番茄 馬鈴薯 的培育過(guò)程示意圖 有關(guān)敘述正確的是a 獲得a b細(xì)胞需要用胰蛋白酶和果膠酶處理b 誘導(dǎo)a b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素c a b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是生物膜具有流動(dòng)性d d e f過(guò)程表示植物的組織培養(yǎng)過(guò)程 e f分別為脫分化和再分化 解析 答案 解析植物體細(xì)胞在雜交之前 必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁 獲得具有活力的原生質(zhì)體 a b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性 誘導(dǎo)a b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般是聚乙二醇 d e分別為脫分化和再分化 6 a種植物細(xì)胞 基因型為aa 和b種植物細(xì)胞 基因型為bb 去掉細(xì)胞壁后 誘導(dǎo)兩種細(xì)胞的原生質(zhì)體融合 形成單核的雜種細(xì)胞 則經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)得到的雜種植株是a 二倍體 基因型為aabbb 二倍體 基因型為aaaabbbbc 四倍體 基因型為aabbd 四倍體 基因型為aaaabbbb 解析雜種植株為四倍體 基因型為aabb 解析 答案 植物體細(xì)胞雜交后的植物染色體組數(shù) 1 染色體組數(shù)目 a b兩個(gè)細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和 2 植物體細(xì)胞雜交后的植物 有幾個(gè)染色體組就稱為幾倍體 例如 二倍體白菜和二倍體甘藍(lán)體細(xì)胞雜交得到的白菜 甘藍(lán)有四個(gè)染色體組 為四倍體 課堂小結(jié) 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng) 雜交植株 克隆 細(xì)胞融合 細(xì)胞核 當(dāng)堂檢測(cè) 1 下列哪種細(xì)胞的全能性最容易得到表達(dá)a 青蛙的皮膚細(xì)胞b 胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞c 小白鼠的肝臟細(xì)胞d 人皮膚的生發(fā)層細(xì)胞 2 3 4 5 1 解析細(xì)胞分化程度越高 全能性越低 皮膚細(xì)胞和生發(fā)層細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞 全能性較低 動(dòng)物細(xì)胞實(shí)現(xiàn)全能性的能力比植物細(xì)胞低 所以全能性最高的細(xì)胞是胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞 答案 解析 2 如圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程 有關(guān)說(shuō)法不正確的是a b試管中細(xì)胞全能性最高b d試管中培育出的個(gè)體都是純合子c a b的過(guò)程不需要光照d a d的細(xì)胞分裂方式都是有絲分裂 答案 2 3 4 1 5 解析試管中的試管苗來(lái)源相同 都是通過(guò)植物組織培養(yǎng)發(fā)育而成的 植株的基因型相同 但不一定是純合子 解析 2 3 4 1 5 3 1958年 美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù) 將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng) 最終發(fā)育成完整的新植株 下列關(guān)于這一科學(xué)事實(shí)的敘述中 錯(cuò)誤的是 該實(shí)驗(yàn)證明了植物細(xì)胞具有全能性 此種生殖產(chǎn)生的后代有廣泛的變異 韌皮部細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂增加細(xì)胞數(shù)目 此種生殖產(chǎn)生的后代能保持親本的性狀a b c d 答案 解析 解析體細(xì)胞組織培養(yǎng)屬于無(wú)性繁殖 其后代能保持親本的性狀 變異性小 體細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂 4 植株甲是二倍體水稻 利用植株甲獲得了植株乙 而后利用植株甲和乙又獲得了植株丙和丁 培養(yǎng)過(guò)程如圖所示 下列有關(guān)敘述正確的是a 用秋水仙素處理植株甲的雌蕊柱頭可獲得植株乙b 植株丙與植株丁的體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目相同c 植株甲與植株乙正交和反交所得種子的胚乳的基因型不同d 獲得植株丙和植株丁的過(guò)程都屬于有性繁殖 2 3 4 1 答案 5 解析用秋水仙素處理植株甲萌發(fā)的種子或幼苗可得到植株乙 圖示丙植株體細(xì)胞中染色體組數(shù)應(yīng)為3 而丁植株體細(xì)胞中染色體組數(shù)應(yīng)為6 獲得植株丙的過(guò)程為有性繁殖 獲得植株丁的過(guò)程為無(wú)性繁殖 解析 5 科學(xué)家利用細(xì)胞工程培育了 白菜 甘藍(lán) 雜種植株 如圖所示 請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題 1 由d形成f過(guò)程所依據(jù)的原理是 從本質(zhì)上講 白菜 甘藍(lán) 雜種植株具有的性狀是 的結(jié)果 2 3 4 1 5 細(xì)胞的全能性 基因選擇性表達(dá) 答案 解析d f的過(guò)程說(shuō)明細(xì)胞具有全能性 雜種植株具有的性狀是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果 解析 2 若 白菜 甘藍(lán) 雜種植株為四倍體 則該植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株是 倍體 單 答案 2 3 4 1 5 解析凡是由未受精的配子發(fā)育而成的個(gè)體都是單倍體 解析 3 白菜 甘藍(lán) 雜種植株的