1、專題2 細(xì)胞工程,2.1 植物細(xì)胞工程,基礎(chǔ)知識梳理,一、植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1原理 植物細(xì)胞的 ，即具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。,全能性,高度分化,愈傷組織,基礎(chǔ)知識梳理,(1)細(xì)胞脫分化：已 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)生物的體細(xì)胞不能表達(dá)全能性的原因 植物體細(xì)胞內(nèi)的 。,分化,結(jié)構(gòu)和功能,基因選擇性表達(dá),基礎(chǔ)知識梳理,3植物組織培養(yǎng)的概念：在 和人工控制的條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)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(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、 ，最終形成完整的植株。,叢芽,無菌,基礎(chǔ)知識梳理,

2、二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1概念 將不同種植物的 ，在一定條件下融合成 ，并把 培育成新的植物體的技術(shù)。,雜種細(xì)胞,雜種細(xì)胞,原生質(zhì)體,不同種植物,體細(xì)胞,基礎(chǔ)知識梳理,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。,細(xì)胞壁,遠(yuǎn)緣雜交,基礎(chǔ)知識梳理,三、植物繁殖的新途徑 1微型繁殖 (1)概念：快速 優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (2)特點(diǎn)：保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 (3)意義：高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的 。,繁殖,大量繁殖,基礎(chǔ)知識梳理,2作物脫毒 (1)選材：無病毒的莖尖。 (2)結(jié)果：高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的 。 3人工種子 (1)特點(diǎn) 后代無 。 不受氣候、季節(jié)和地域限制。 (2

3、)結(jié)構(gòu)：人工薄膜 或不定芽或頂芽或腋芽。 (3)獲得方法：植物 。,脫毒苗,性狀分離,胚狀體,組織培養(yǎng),基礎(chǔ)知識梳理,四、作物新品種的培育 1單倍體育種 (1)方法： 的離體培養(yǎng)。 (2)優(yōu)點(diǎn) 后代穩(wěn)定遺傳，都是 。 明顯 育種年限。 2突變體的利用 (1)產(chǎn)生：植物組織培養(yǎng)過程中。 (2)利用：篩選 進(jìn)而培育新品種。,花藥,純合子,縮短,對人們有利的突變體,基礎(chǔ)知識梳理,3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) (1)產(chǎn)物種類： 、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 (2)生產(chǎn)技術(shù)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。,蛋白質(zhì),核心要點(diǎn)突破,一、植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交,核心要點(diǎn)突破,核心要點(diǎn)突破,【易誤警示】(1)細(xì)胞全

4、能性表達(dá)的條件： 離體、無菌； 一定的營養(yǎng)物質(zhì)：水、無機(jī)鹽、蔗糖、維生素等； 激素：主要是細(xì)胞分裂素和生長素； 適宜的溫度和光照(培養(yǎng)后期)。 (2)植物細(xì)胞融合的標(biāo)志為產(chǎn)生新的細(xì)胞壁，本過程的目的是為了獲取雜種植株。,核心要點(diǎn)突破,即時應(yīng)用,1.要想通過體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植物，下列各套步驟中正確的是() A分離原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合再生細(xì)胞壁組織培養(yǎng)雜種植株 B分離原生質(zhì)體原生質(zhì)體自然融合再生細(xì)胞壁組織培養(yǎng)雜種植株 C病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合組織培養(yǎng)雜種植株 D分離原生質(zhì)體脫分化再分化雜種植株 答案：A,核心要點(diǎn)突破,二、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 1植物繁殖的新途徑 (1)微型繁殖：用于快速

5、繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 特點(diǎn)有： 保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。,核心要點(diǎn)突破,(2)作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。 (3)人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。,核心要點(diǎn)突破,2作物新品種的培育：單倍體育種和突變體的利用 突變體Aa中A為突變新基因，并控制著優(yōu)良性狀，利用單倍體育種方法步驟如下：,核心要點(diǎn)突破,優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定遺傳，縮短育種年限。 3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：細(xì)胞產(chǎn)物有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。,核心要點(diǎn)突破,即時應(yīng)用,2.在下列選項(xiàng)中，不需

6、要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是() A利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株 B利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 C利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的棉花植株 D利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄馬鈴薯”雜種植株 答案：A,(2009年高考福建卷)轉(zhuǎn)基因抗病香蕉的培育過程如圖所示。質(zhì)粒上有Pst 、Sma 、Eco R、Apa 等四種限制酶切割位點(diǎn)。請回答：,高頻考點(diǎn)例析,考點(diǎn)一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)分析,例1,高頻考點(diǎn)例析,(1)構(gòu)建含抗病基因的表達(dá)載體A時，應(yīng)選用限制酶_，對_進(jìn)行切割。 (2)培養(yǎng)板中的卡那霉素會抑制香蕉愈傷組織細(xì)胞的生長，欲利用該培養(yǎng)基篩選已導(dǎo)入抗病基因的香蕉細(xì)胞，應(yīng)使基因表達(dá)載體A中含有

7、_，作為標(biāo)記基因。,高頻考點(diǎn)例析,(3)香蕉組織細(xì)胞具有_，因此，可以利用組織培養(yǎng)技術(shù)將導(dǎo)入抗病基因的香蕉組織細(xì)胞培育成植株。圖中、依次表示組織培養(yǎng)過程中香蕉組織細(xì)胞的_。,高頻考點(diǎn)例析,【解析】(1)構(gòu)建基因表達(dá)載體時，必須要用同一種限制性內(nèi)切酶切割目的基因和載體，據(jù)圖分析可知抗病基因與載體質(zhì)粒共有酶切位點(diǎn)Pst 、Sma 、EcoR ，但Sma 切割位點(diǎn)在抗病基因上，用其切割會破壞抗病基因的結(jié)構(gòu)而影響其功能，所以只能用限制酶Pst、EcoR對抗病基因和質(zhì)粒進(jìn)行切割。,高頻考點(diǎn)例析,(2)對導(dǎo)入重組DNA的受體細(xì)胞的篩選，應(yīng)該利用載體上特有的標(biāo)記基因，結(jié)合題意可知此基因?yàn)榭箍敲顾鼗颉?(

8、3)利用組織培養(yǎng)技術(shù)將離體組織細(xì)胞培育成完整植株利用了細(xì)胞的全能性，此過程中涉及細(xì)胞的脫分化和再分化兩個過程。 【答案】(1)Pst 、EcoR 含抗病基因的DNA、質(zhì)粒 (2)抗卡那霉素基因 (3)全能性脫分化、再分化,高頻考點(diǎn)例析,【歸納提升】利用植物細(xì)胞工程技術(shù)進(jìn)行單倍體育種流程(以小麥為例),高頻考點(diǎn)例析,植物雜交育種得到的后代往往會發(fā)生性狀分離。利用常規(guī)育種方法選育出能夠穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種一般要經(jīng)過78年的時間。如果利用花粉和花藥培養(yǎng)技術(shù)，在一年時間里就可以選育出能穩(wěn)定遺傳的植株。,高頻考點(diǎn)例析,考點(diǎn)二 植物體細(xì)胞的雜交,例2,圖示為植物體細(xì)胞雜交過程。據(jù)圖回答：,高頻考點(diǎn)例析,高頻考點(diǎn)例析,(1)過程是，目前最常用的方法是，需要的酶有和等。 (2)過程的發(fā)生需要進(jìn)行，通常利用顯微操作、離心、振動、電刺激等法，而化學(xué)法常用作誘導(dǎo)劑。 (3)原生質(zhì)體融合的關(guān)鍵是融合，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是。,高頻考點(diǎn)例析,(4)融合后的原生質(zhì)體會生出細(xì)胞壁，新細(xì)胞壁的產(chǎn)生與細(xì)胞內(nèi)(細(xì)胞器)有關(guān)。 【解析】本題考查植物體細(xì)胞雜交的過程以及此過程中的關(guān)鍵條件。植物細(xì)胞由于外部具有細(xì)胞壁，因此融合過程難度較大，需要首先去掉細(xì)胞壁，形成原生質(zhì)體，即過程。過程為原生質(zhì)體融合，需要進(jìn)行人工誘導(dǎo)，人工誘導(dǎo)有兩種方法物理法和化學(xué)法。在化學(xué)法中常