《植物的克隆》-課件

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1、第二節(jié)植物的克隆考綱要求 四年考情 植物的克隆 20102010浙江選擇題 T6 T620092009浙江選擇題 T1 T1一、植物細(xì)胞全能性1 1、含義植物體的每個生活細(xì)胞都具有_,_,因而都具有發(fā)育成_的潛能。2 2、特點_或同種植物的_的細(xì)胞全能性的表達(dá)程度不同。遺傳上的全能性完整植株不同種類植物不同基因型個體二、植物克隆方法1 1、植物組織培養(yǎng)程序配制培養(yǎng)基:配制含有適當(dāng)_和_的 半固體培養(yǎng)基 切取消毒的組織塊 獲得愈傷組織:由_的活的薄壁細(xì)胞團(tuán)組成的 新生組織營養(yǎng)物質(zhì)植物生長調(diào)節(jié)劑相對沒有分化誘導(dǎo)新植株興奮素細(xì)胞分裂素吲哚乙酸其他某些激素誘導(dǎo)芽的分化:適量的_和_配比誘導(dǎo)生根:適量的

2、_及適當(dāng)減除_2 2、通過獲得胚性細(xì)胞和胚狀體產(chǎn)生植株 愈傷組織 _ _培養(yǎng)分散成_(_(胚性細(xì)胞)_)_植株3 3、原生質(zhì)體培養(yǎng)植物細(xì)胞 _ _ 新植株 放置于搖床 纖維素酶、果膠酶 培養(yǎng) 0 0、5 50 0、6 mol/L 6 mol/L的甘露醇液體懸浮單細(xì)胞胚狀體原生質(zhì)體三、植物克隆實踐1 1、_ _培育2 2、細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)3 3、_ _育種4 4、誘發(fā)、篩選_轉(zhuǎn)基因植株單倍體突變體1 1、植物的種子在適宜的條件下發(fā)育成新個體說明了植物細(xì)胞的全能性。()()【分析】植物的種子不是一個細(xì)胞,而細(xì)胞的全能性是指一個細(xì)胞具有發(fā)育成完整植株的潛能。2 2、植物組織培養(yǎng)的整個過程中均需

3、要給予一定強(qiáng)度的光照。()()【分析】在脫分化形成愈傷組織時需要避光處理,在愈傷組織再分化形成試管苗的過程中,需要給予一定強(qiáng)度的光照,以利于葉綠素的形成。3 3、植物細(xì)胞均具有全能性,且表達(dá)細(xì)胞全能性的難易程度相同。()()【分析】不同植物細(xì)胞表達(dá)全能性的難易程度不同,受精卵的全能性最容易表達(dá)。4 4、通過植物組織培養(yǎng)獲得的新植株遺傳性狀基本不變。()()【分析】植物組織培養(yǎng)過程中通過有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目,遺傳物質(zhì)基本不變。5 5、(2010(2010廣東T22D)T22D)通過花粉離體培養(yǎng)能夠獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。()()【分析】通過花粉離體培養(yǎng)能夠獲得單倍體,經(jīng)秋水仙素處理后能夠獲得穩(wěn)定遺

4、傳的純合子?？键c 一 細(xì)胞的全能性1.1.理論依據(jù)生物體的每一個細(xì)胞都包含有該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,從理論上講,生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。2 2、全能性表達(dá)的難易程度(1)(1)分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞。(2)(2)受精卵配子體細(xì)胞。(3)(3)植物細(xì)胞動物細(xì)胞。3 3、體細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因基因的表達(dá)具有選擇性。4 4、全能性表達(dá)的條件(1)(1)離體、無菌。(2)(2)一定的營養(yǎng)物質(zhì)。(3)(3)植物生長調(diào)節(jié)劑。5 5、培養(yǎng)物的胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的原因(1)(1)染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等,而且其結(jié)果是不可

5、逆的。(2)(2)細(xì)胞或組織中激素平衡被打破,或細(xì)胞對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變。(3)(3)隨著時間的推移,由于其他各種原因產(chǎn)生缺乏成胚性的細(xì)胞系?！靖呖季尽?1)(1)植物細(xì)胞表達(dá)全能性所需要的營養(yǎng)物質(zhì)不僅包括水、無機(jī)鹽等無機(jī)物,還包括葡萄糖、氨基酸等有機(jī)物。(2)(2)獲取細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物時,只需要將離體細(xì)胞培養(yǎng)為愈傷組織,此時不能表現(xiàn)細(xì)胞的全能性。【典例1 1】下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述,不正確的是()()A A、受精卵在自然條件下能形成完整個體,因此全能性最高B B、生物體內(nèi)的體細(xì)胞由于細(xì)胞分化,全能性不能表達(dá)C C、卵細(xì)胞與受精卵一樣,細(xì)胞未分化,全能性最高D D、植物細(xì)胞在一定

6、條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性【解析】選C C。受精卵是個體發(fā)育的起點,在自然條件下,通過細(xì)胞的分裂、分化形成完整的個體,因此全能性最高;體細(xì)胞都是由受精卵通過有絲分裂形成的,都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因,理論上講都應(yīng)該具有全能性,但由于細(xì)胞分化,基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá),因而體細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性;卵細(xì)胞在一定條件下,能夠發(fā)育成新個體,但與受精卵不同,卵細(xì)胞的分化程度特別高;分化的植物細(xì)胞盡管具有全能性,但必須在一定條件下離體培養(yǎng)才能表達(dá)。【互動探究】(1)(1)植物體細(xì)胞表達(dá)全能性除了需要離體以外,還需要什么條件？提示:一定的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素等。(2)(2)試舉出卵細(xì)胞表達(dá)全

7、能性的具體例證。提示:植物的卵細(xì)胞可培育為單倍體;蜜蜂的卵細(xì)胞能夠不經(jīng)過受精直截了當(dāng)發(fā)育為雄蜂?？键c 二 植物克隆方法1.1.原理植物細(xì)胞的全能性。2 2、過程 離體的植物組織、器官、細(xì)胞一定的營養(yǎng)、激素脫分化含有不同激素成分的培養(yǎng)基再分化試管苗胚狀體或叢芽愈傷組織3 3、脫分化和再分化過程的比較過程名稱 過程 形成體特點條件 脫分化由離體細(xì)胞發(fā)育成愈傷組織排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán) 離體提供營養(yǎng)物質(zhì)提供激素提供其他適宜條件再分化 由愈傷組織發(fā)育成叢芽、根或胚狀體 有根、芽或有生根發(fā)芽的能力 生長素/細(xì)胞分裂素的值 作 用 效 果 比值高時 促進(jìn)根分化、抑制芽形成 比值低時 促進(jìn)芽分化、

8、抑制根形成 比值適中 促進(jìn)愈傷組織形成 4 4、植物組織培養(yǎng)中激素的作用【高考警示】(1)(1)植物組織培養(yǎng)并不是整個過程都需要光照。脫分化形成愈傷組織的過程不需要光,再分化過程需要光。因為愈傷組織利用的是培養(yǎng)基中有機(jī)營養(yǎng)成分,而試管苗需要進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物。(2)(2)用鹽酸也能夠破壞細(xì)胞壁,但由于鹽酸會對細(xì)胞造成傷害,因此不能用于獲得原生質(zhì)體。【典例2 2】如圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育成試管苗的過程示意圖。有關(guān)敘述正確的是()()A A、利用此過程獲得的試管苗估計為雜合子B B、過程中都會發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化C C、多倍體植株的培育需經(jīng)過如圖所示過程D D、此過程依據(jù)的生物

9、學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動性【解析】選A A。植物的組織培養(yǎng)過程是無性繁殖的過程,假如離體的組織來自雜合子,得到的試管苗是雜合子;為脫分化,為再分化,脫分化過程沒有細(xì)胞的分化;用秋水仙素處理萌發(fā)的種子和幼苗可獲得多倍體植株,不需組織培養(yǎng)過程;植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性而不是細(xì)胞膜的流動性?！净犹骄俊?1)(1)圖中過程所需要培養(yǎng)基的化學(xué)成分是否相同？提示:不相同。例如,細(xì)胞分裂素和興奮素的比例就不相同。(2)(2)圖中形成試管苗的過程屬于哪種繁殖方式？提示:無性繁殖。【變式訓(xùn)練】下面為植物組織培養(yǎng)流程圖解,以下相關(guān)敘述中錯誤的是()()植物葉片 a a 葉組織塊 愈傷組織 b b 有

10、生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu) c c d d 人工種子 種苗 e e A A、上述過程中脫分化發(fā)生在b b步驟,形成愈傷組織,此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用B B、再分化發(fā)生在d d步驟,是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C C、從葉組織塊到種苗形成的過程說明植物葉片細(xì)胞具有全能性D D、c c過程中適量的吲哚乙酸能夠誘導(dǎo)根的生成 【解析】選B B。b b是脫分化,c,c是再分化,脫分化過程需要植物激素誘導(dǎo)生根和生芽;c;c是再分化,是愈傷組織生成根和芽的過程;細(xì)胞全能性是指離體細(xì)胞、組織等發(fā)育成完整個體的能力,從葉組織塊到種苗形成過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性;c;c過程中適量的吲哚乙酸能夠誘導(dǎo)根的生

11、成。1 1、有關(guān)植物組織培養(yǎng)過程中的細(xì)胞脫分化的說法,不正確的是()()A A、差不多分化的細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程B B、差不多分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的薄壁細(xì)胞,進(jìn)而形成植物的愈傷組織的過程C C、離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程D D、離體的植物組織在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)【解析】選C C。離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下,先脫分化形成植物的愈傷組織,然后再分化出根和芽,進(jìn)而形成完整的小植株。分化出根和芽的過程屬于再分化。2 2、用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)能夠形成愈傷組織。關(guān)于該愈傷組織的說法錯

12、誤的是()()A A、是細(xì)胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的B B、細(xì)胞沒有全能性C C、由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成D D、能夠形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)【解析】選B B。愈傷組織是經(jīng)脫分化形成的高度液泡化、無定形的薄壁細(xì)胞,具有全能性,能夠再分化為根、芽,進(jìn)而形成新植株。3 3、下列關(guān)于植物克隆的敘述,錯誤的是()()A A、能夠用鹽酸處理植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁B B、用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁利用了酶的專一性C C、植物細(xì)胞壁的再生與高爾基體緊密相關(guān)D D、能夠在較高滲透壓的溶液中獲得球形的原生質(zhì)體【解析】選A A。鹽酸能夠用于植物組織細(xì)胞的解離,但由于酸性較大,會對原生質(zhì)體造成傷害,因而不能用于獲

13、得原生質(zhì)體。4 4、培育草莓脫毒苗所采納的主要技術(shù)是()()A A、組織培養(yǎng)B B、細(xì)胞雜交C C、顯微注射D D、核移植【解析】選A A。草莓植株分生區(qū)細(xì)胞含病毒比較少甚至無病毒,能夠利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出脫毒幼苗;細(xì)胞雜交是培育存在生殖隔離的雜種生物的技術(shù);顯微注射常用于外源基因?qū)雱游锛?xì)胞;核移植技術(shù)則用于動物的克隆培養(yǎng)。5 5、植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式是()()A A、脫離母體后,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件;減數(shù)分裂B B、導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因;有絲分裂C C、將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi);減數(shù)分裂D D、脫離母體后,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件;有絲分裂【解

14、析】選D D。植物脫分化過程中僅涉及有絲分裂,減數(shù)分裂發(fā)生在有性生殖過程中;植物的體細(xì)胞由于基因的選擇性表達(dá)沒有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性,只有脫離母體后,給予適宜的營養(yǎng)和外界條件,才能表達(dá)全能性。6 6、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)家做了大量的研究工作。如圖是關(guān)于玉米培育的過程示意圖,請據(jù)圖回答:(1)(1)從繁殖方式上分析,AD,AD屬于_繁殖;從細(xì)胞分裂方式上分析,EF,EF過程中進(jìn)行_分裂。(2)(2)取莖尖進(jìn)行培養(yǎng)的原因是_。(3)AC(3)AC、EFEF的過程要嚴(yán)格控制_。(4)(4)用EGEG途徑育種能否獲得穩(wěn)定遺傳的純合子？_。(5)(5)若想培育出一種新的玉米品種,

15、能夠采納_育種方式;若想培育出一種能抗蟲的玉米新品種,能夠采納_育種;若想培育出一種地上結(jié)玉米,地下結(jié)馬鈴薯的植株,能夠利用_技術(shù)?！窘馕觥勘绢}綜合考查了植物克隆及應(yīng)用、基因工程等知識。(1)(1)取玉米的分生組織,經(jīng)過組織培養(yǎng)獲得玉米植株,屬于無性繁殖,而單倍體育種屬于有性繁殖過程。(2)(2)分生區(qū)病毒極少,甚至無病毒,能夠用于脫毒苗的培育。(3)(3)在組織培養(yǎng)的過程中,要嚴(yán)格控制無菌狀態(tài)。(4)(4)花藥離體培養(yǎng)只能獲得單倍體,經(jīng)秋水仙素處理后可獲得穩(wěn)定遺傳的純合子。(5)(5)若想獲取新的品種,可采取誘變育種、基因工程育種和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)等。答案:(1):(1)無性 有絲(2)(

16、2)分生區(qū)附近病毒極少,甚至無病毒(3)(3)無菌狀態(tài)(4)(4)不能(5)(5)誘變 基因工程 植物體細(xì)胞雜交7 7、(2011(2011江蘇高考)下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述,正確的是()()A A、愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞B B、二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C C、用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D D、植物耐鹽突變體可通過添加適量NaClNaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得【解析】選D D。A A項,愈傷組織細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則,是一團(tuán)無定形的薄壁細(xì)胞。B B項,二倍體植株花粉經(jīng)脫分化和再分化后形成單倍體植株,要得到穩(wěn)定遺傳的個體要用

17、秋水仙素處理單倍體幼苗。C C項,用人工薄膜將胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽分別包裝可制成人工種子。D D項,加適量NaClNaCl的培養(yǎng)基是選擇培養(yǎng)基。8 8、(2011(2011上海高考)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的表述,錯誤的是()A A、外植體能夠來自于植物的任何細(xì)胞B B、培養(yǎng)應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行C C、以花粉作為外植體可得到單倍體植株D D、不同時期的培養(yǎng)基中細(xì)胞分裂素和生長素的比例不同【解析】選A A。植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性,因此作為植物組織培養(yǎng)的細(xì)胞必須具有細(xì)胞核。9 9、(2010(2010浙江高考)將無根的非洲菊幼苗轉(zhuǎn)入無植物激素的培養(yǎng)基中,在適宜的溫度和光照等條件下培養(yǎng)一段

18、時間后,應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象是()()【解析】選B B。題中培養(yǎng)的雖是無根的幼苗且培養(yǎng)基中無植物激素,然而幼苗本身在適宜的溫度和光照條件下仍然能夠產(chǎn)生生長素等植物激素,從而促進(jìn)幼苗生根,故選B B。1010、(2012(2012新課標(biāo)全國卷)為了探究6-BA6-BA和IAAIAA對某菊花品種莖尖外植體再生叢芽的影響,其研究小組在MSMS培養(yǎng)基中加入6-BA6-BA和IAA,IAA,配制成四種培養(yǎng)基(見下表),),滅菌后分別接種數(shù)量相同、生長狀態(tài)一致、消毒后的莖尖外植體,在適宜條件下培養(yǎng)一段時間后,統(tǒng)計再生叢芽外植體的比率(m),(m),以及再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n),(n),結(jié)果如下表。培養(yǎng)基

19、編號濃度mgmgLL-1-1m/%m/%n/n/個 6-BA IAA 6-BA IAA1 1 0 0、5 50 07676、7 73 3、1 12 20 0、1 17777、4 46 6、1 13 30 0、2 26666、7 75 5、3 34 40 0、5 56060、0 05 5、0 0回答下列問題:(1)(1)依照植物的需求量,培養(yǎng)基中無機(jī)鹽的元素可分為_和_兩類。上述培養(yǎng)基中,6-BA,6-BA屬于_類生長調(diào)節(jié)劑。(2)(2)在該實驗中,自變量是_,_,因變量是_,_,自變量的取值范圍是_。(3)(3)從實驗結(jié)果可知,誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是_號培養(yǎng)基。(4)(4)為了誘導(dǎo)該菊花試

20、管苗生根,培養(yǎng)基中一般不加入_ _(填“6-BA”“6-BA”或“IAA”)“IAA”)?！窘馕觥?1)(1)依照植物的需求量,組成生物體的元素能夠分為大量元素和微量元素,6-BA,6-BA屬于細(xì)胞分裂素類生長調(diào)節(jié)劑。(2)(2)依照實驗?zāi)康暮蛯嶒灢襟E中的數(shù)據(jù),能夠得出IAAIAA的濃度是自變量,菊花再生叢芽外植體的比率和外植體上的叢芽平均數(shù)是因變量。由表中數(shù)據(jù)能夠看出IAAIAA的濃度范圍是 0 00 0、5 mg 5 mg L L-1-1。(3)(3)再生叢芽的外植體數(shù)乘以外植體上叢芽平均數(shù)即為叢芽總數(shù),誘導(dǎo)叢芽總數(shù)最少的培養(yǎng)基是1 1號培養(yǎng)基。(4)(4)當(dāng)生長素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值較高時,容易誘導(dǎo)試管苗生根,因此培養(yǎng)基中一般加入IAA,IAA,而不加入 6-BA 6-BA。答案:(1):(1)大量元素 微量元素 細(xì)胞分裂素(2)IAA(2)IAA濃度 再生叢芽外植體的比率(m)(m)和再生叢芽外植體上的叢芽平均數(shù)(n)0(n)00 0、5 5(3)1 (4)6-BA(3)1 (4)6-BA感謝您的聆聽！感謝您的聆聽！