1、專題2 細(xì)胞工程專題2 細(xì)胞工程21植物細(xì)胞工程21.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)學(xué)習(xí)導(dǎo)航1.了解細(xì)胞工程的含義。2.掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過程及用途。 重點(diǎn)3.理解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程。 重點(diǎn)新知初探思維啟動(dòng)一、細(xì)胞工程的含義1.原理和方法：_和分子生物學(xué)。2.操作水平：_或細(xì)胞器水平。3.目的：按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的_或獲得細(xì)胞產(chǎn)品。4.分類：_和動(dòng)物細(xì)胞工程。細(xì)胞生物學(xué)細(xì)胞水平遺傳物質(zhì)植物細(xì)胞工程二、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)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個(gè)生物細(xì)胞都具有_的特點(diǎn)。2.現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)：在生物的生長發(fā)育過程中,細(xì)胞并不會(huì)表現(xiàn)全能性,而是分

2、化成各種_。全部遺傳信息全能性組織3.原因：在特定時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)_地表達(dá)出各種_，分化形成不同的細(xì)胞，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.原理：植物細(xì)胞具有_，理論上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_的潛能。選擇性蛋白質(zhì)全能性完整個(gè)體愈傷組織器官無菌愈傷組織3.脫分化和再分化(1)脫分化：已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的_而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。(2)再分化：處于脫分化狀態(tài)的愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，又可以_出幼根和芽，形成完整的小植株。結(jié)構(gòu)和功能再分化想一想1誘導(dǎo)愈傷組織分化時(shí)需要的植物激素主要有哪些？【提示】生長素和細(xì)胞分裂

3、素。原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合3.融合成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出_。4.意義：克服不同種生物_的不親和性。想一想2植物細(xì)胞A和B去除細(xì)胞壁后的原生質(zhì)體融合就有幾種？【提示】三種，AA、BB、AB。細(xì)胞壁遠(yuǎn)緣雜交要點(diǎn)突破講練互動(dòng)要點(diǎn)一植物細(xì)胞的全能性1.原因：分化的體細(xì)胞(或細(xì)胞核)具有本物種個(gè)體發(fā)育所需要的全部基因。2.體現(xiàn)：在適合條件(如離體狀態(tài)等)下，有些分化的細(xì)胞能恢復(fù)分裂、重新分化并發(fā)育成完整的新個(gè)體。3.全能性大小比較：(1)受精卵(最高)卵細(xì)胞(精子)體細(xì)胞；(2)植物體細(xì)胞動(dòng)物體細(xì)胞；(3)胚胎干細(xì)胞其他干細(xì)胞體細(xì)胞。4.植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件(1)離體條件。(2)無菌操作(防止雜菌

4、污染)。(3)種類齊全、比例適當(dāng)?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)。(4)適宜物質(zhì)的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)(激素主要是生長素、細(xì)胞分裂素等)。(5)溫度、酸堿度、光照的控制等。特別提醒細(xì)胞全能性是指細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，只有形成了完整個(gè)體才是細(xì)胞全能性的表現(xiàn)。細(xì)胞全能性的表現(xiàn)或證明，必須同時(shí)具備“高度分化”、“離體”和“完整個(gè)體”三個(gè)條件。 下列圍繞有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是()A植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因B高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時(shí)才有可能表現(xiàn)出全能性C植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同D紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性例1【解析】A項(xiàng)，

5、細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因，而配子也具有這樣的全套基因，同樣具有全能性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，植物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，這是細(xì)胞內(nèi)基因在特定時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng),種子發(fā)育成植株,是正常生命歷程，不屬于全能性。只有B項(xiàng)是正確的，細(xì)胞全能性的表達(dá)前提是離體培養(yǎng)的細(xì)胞、組織或器官?！敬鸢浮緽互動(dòng)探究(1)本題B項(xiàng)中要獲得成功除了離體條件外，還需要什么條件？(2)結(jié)合本題D項(xiàng)，試分析在植物體上長出新芽，并進(jìn)一步發(fā)育成枝條，這是細(xì)胞全能性的反映嗎？【提示】(1)植物細(xì)胞全能性的條件，除了離體外，還需要種類齊全、比例合適的營養(yǎng)物質(zhì)和一定植物激素，

6、另外操作中還要注意無菌、控制適宜溫度和光等。(2)這不是全能性的反映，植物體上長出新芽，這是細(xì)胞分化的結(jié)果(基因選擇性表達(dá)的結(jié)果)?！咎揭?guī)尋律】(1)全能性一定是在一個(gè)細(xì)胞(或細(xì)胞核)發(fā)育成完整個(gè)體中體現(xiàn)出來，反之，不能稱為全能性。如用干細(xì)胞培育成某一器官，其過程不屬于細(xì)胞的全能性。(2)全能性的原理是細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的“全套”基因而不是“全部”基因,因此生物的配子中有全套基因，同樣具有全能性。要點(diǎn)二植物的組織培養(yǎng)1.植物組織培養(yǎng)中脫分化與再分化過程的比較名稱過程形成體特點(diǎn)條件脫分化離體器官、組織、細(xì)胞成為愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán)離體；提供營養(yǎng)物質(zhì)(有機(jī)物、無機(jī)物)

7、；提供激素(生長素、細(xì)胞分裂素等)；提供其他適宜條件(溫度、無菌等)再分化愈傷組織成為幼苗或胚狀體結(jié)構(gòu)有根、芽或有生根發(fā)芽的能力2.植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用生長素/細(xì)胞分裂素的比值作用效果比值高時(shí)促進(jìn)根分化、抑制芽形成比值低時(shí)促進(jìn)芽分化、抑制根形成比值適中促進(jìn)愈傷組織形成特別提醒(1)植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染，所有實(shí)驗(yàn)用具都必須嚴(yán)格滅菌，接種過程要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。(2)脫分化培養(yǎng)愈傷組織時(shí)要避光(如果此時(shí)進(jìn)行光照，容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織)，但再分化過程要有光照，這樣有利于誘導(dǎo)形成葉綠素。 如圖表示植物組織培養(yǎng)過程： 例2(1)圖中過程獲得的細(xì)

8、胞是正常植物體經(jīng)_形成的，在這一過程中染色體的變化是_。(2)要順利完成過程，除了需要各種無機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)外,還需要在培養(yǎng)基中加入_、_(兩類不同功能的物質(zhì))。該過程形成的細(xì)胞與正常體細(xì)胞相比，具有_的特點(diǎn)。(3)從過程的結(jié)果看，它的實(shí)質(zhì)是_。(4)某人在探究細(xì)胞脫分化和再分化的實(shí)驗(yàn)中,得到了如下結(jié)果：只有細(xì)胞分裂素時(shí)，組織塊產(chǎn)生愈傷組織細(xì)胞分裂素生長素時(shí)，愈傷組織不分化細(xì)胞分裂素生長素時(shí)，愈傷組織分化出芽細(xì)胞分裂素生長素時(shí)，愈傷組織分化出根由實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你能得出什么結(jié)論？_?！敬鸢浮?1)減數(shù)分裂染色體復(fù)制一次，細(xì)胞分裂兩次，子細(xì)胞中染色體數(shù)目是親代細(xì)胞中的一半(2)有機(jī)營養(yǎng)物質(zhì)植物激素排列疏松、

9、高度液泡化、細(xì)胞壁薄(3)基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果(4)植物激素的種類和含量不同，對愈傷組織的形成和分化的影響不同【易誤警示】脫分化和再分化不能在同一培養(yǎng)基上完成，需配制三種生長素、細(xì)胞分裂素不同濃度的培養(yǎng)基，中間經(jīng)過兩次轉(zhuǎn)接,才可順利完成脫分化和再分化過程。一般過程是：在脫分化培養(yǎng)基上形成的愈傷組織，轉(zhuǎn)接到生芽培養(yǎng)基上，待長出叢芽后，再轉(zhuǎn)接到生根培養(yǎng)基上，促其生根。變式訓(xùn)練(2012太原五中高二檢測)下圖表示基因型為AaBb的水稻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(cuò)誤的是()A愈傷組織是花粉細(xì)胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)

10、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(jī)鹽和小分子的有機(jī)物等營養(yǎng)物質(zhì)C為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長素等植物激素D試管苗可能出現(xiàn)的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb解析：選D?；ǚ凼峭ㄟ^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(gè)體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。要點(diǎn)三植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性(植物體細(xì)胞雜交)、植物細(xì)胞的全能性(植物組織培養(yǎng))。步驟圖解做法原生質(zhì)體的獲得酶解法(纖維素酶、果膠酶)去除細(xì)胞壁，得到原生質(zhì)體雜種細(xì)胞的形成通過一定的技術(shù)手段(電刺激，聚乙二醇誘導(dǎo)等)進(jìn)行人工誘導(dǎo)實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合雜

11、種植株的產(chǎn)生對雜種細(xì)胞，用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育2.操作流程3.應(yīng)用：植物體細(xì)胞雜交克服了植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，在培育作物新品種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如科學(xué)家已經(jīng)培育出了白菜甘藍(lán)等種間雜種。特別提醒(1)雜種細(xì)胞產(chǎn)生的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的形成，植物體細(xì)胞雜交技術(shù)完成的標(biāo)志是得到雜種植株。(2)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)包括植物細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩個(gè)過程。(3)從生殖類型上看，植物體細(xì)胞雜交技術(shù)沒有有性生殖細(xì)胞的形成和結(jié)合，應(yīng)屬于無性生殖，變異類型應(yīng)是染色體數(shù)目的變異。 據(jù)圖回答下列問題：例3(1)過程是用_處理細(xì)胞的細(xì)胞壁，后經(jīng)過程誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，實(shí)際融合的過程中原生質(zhì)體可能會(huì)形成_種細(xì)胞

12、團(tuán)(只考慮兩個(gè)細(xì)胞融合的情況)。是_的過程，與此過程密切相關(guān)的細(xì)胞器是_。(2)在過程培養(yǎng)中,除了提供水分、無機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入_。同時(shí)，在培養(yǎng)過程中，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個(gè)關(guān)鍵是操作過程中必須保證_。(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體，將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培育(假設(shè)能成功)，得到的后代應(yīng)含_條染色體，還必須用_來處理幼苗，才能得到可育的番茄馬鈴薯植株，此時(shí)體細(xì)胞中含有_條染色體。(4)若番茄是二倍體，馬鈴薯是四倍體，則雜種植株為_倍體。解析：(1)分析題圖已知，圖中表示酶解法去除細(xì)胞壁的過程，此過程

13、中所用的酶是纖維素酶和果膠酶。過程是人工誘導(dǎo)細(xì)胞融合的過程，如果只考慮兩個(gè)細(xì)胞融合的情況，則會(huì)有番茄細(xì)胞番茄細(xì)胞、番茄細(xì)胞馬鈴薯細(xì)胞、馬鈴薯細(xì)胞馬鈴薯細(xì)胞三種細(xì)胞團(tuán)；是融合后的原生質(zhì)體重新生出細(xì)胞壁的過程，植物細(xì)胞中的高爾基體與細(xì)胞壁的形成關(guān)系密切。(4)二倍體番茄和四倍體馬鈴薯體細(xì)胞雜交得到的是異源六倍體。變式訓(xùn)練(2012北京海淀區(qū)高二檢測)下圖為“番茄馬鈴薯”的培育過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是()A獲得a、b細(xì)胞需要胰蛋白酶和果膠酶B誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素Ca、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是生物膜具有流動(dòng)性Dd、e、f過程表示植物的組織培養(yǎng)過程,e、f分別為脫分化和再分化

14、解析：選C。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)試劑一般用聚乙二醇，d、e分別為脫分化和再分化。編后語 同學(xué)們在聽課的過程中，還要善于抓住各種課程的特點(diǎn)，運(yùn)用相應(yīng)的方法去聽，這樣才能達(dá)到最佳的學(xué)習(xí)效果。 一、聽理科課重在理解基本概念和規(guī)律 數(shù)、理、化是邏輯性很強(qiáng)的學(xué)科，前面的知識(shí)沒學(xué)懂，后面的學(xué)習(xí)就很難繼續(xù)進(jìn)行。因此，掌握基本概念是學(xué)習(xí)的關(guān)鍵。上課時(shí)要抓好概念的理解，同時(shí)，大家要開動(dòng)腦筋，思考老師是怎樣提出問題、分析問題、解決問題的，要邊聽邊想。為講明一個(gè)定理，推出一個(gè)公式，老師講解順序是怎樣的，為什么這么安排？兩個(gè)例題之間又有什么相同點(diǎn)和不同之處？特別要從中學(xué)習(xí)理科思維的方法，如觀察、比較、分析、綜合、歸納、演繹等。 作為實(shí)驗(yàn)科學(xué)的物理、化學(xué)和生物，就要特別重視實(shí)驗(yàn)和觀察，并在獲得感性知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步通過思考來掌握科學(xué)的概念和規(guī)律，等等。 二、聽文科課要注重在理解中記憶 文科多以記憶為主，比如政治，要注意哪些是觀點(diǎn)，哪些是事例，哪些是用觀點(diǎn)解釋社會(huì)現(xiàn)象。聽歷史課時(shí)，首先要弄清楚本節(jié)教材的主要觀點(diǎn)，然后，弄清教材為了說明這一觀點(diǎn)引用了哪些史實(shí)，這些史料涉及的時(shí)間、