第二节 植物的克隆
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生物植物细胞工程的知识点总结生物植物细胞工程的知识(一)克隆1.克隆clone:无性繁殖系(只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代…)2.克隆技术cloning:从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3.内容:(1)分子水平:基因克隆即目的基因的复制(受体细胞的无性繁殖)、分离(特定基因探针选择、钓取目的基因)过程(2)细胞水平:杂交瘤制备单克隆抗体(3)个体水平:不通过两性细胞的结合,从一个单一(体)细胞繁殖出生物个体——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、利用核移植,不是严格意义上的动物个体克隆4.条件:(1)理论条件:细胞全能性/有发育成完整新个体的全套遗传物质(根本原因)(2)基本条件:①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g去核卵细胞③完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g胚胎早期培养环境/子宫5.非正面影响:丰富生物多样性,促进生物进化,维护生态平衡(二)植物克隆1.全能性表达的难易程度:(1)受精卵>生殖细胞>胚胎/全能干细胞>多能(干)细胞>专能(干)细胞>体细胞;PS生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍;一些动物存在孤雌生殖(2)植物细胞>动物细胞;低等动物>高等动物PS不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同2.植物组织培养(植物克隆的技术基础)(1)理论基础:植物细胞全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能(2)过程:①离体植物细胞、组织或器官(外植体)→获得愈伤组织→诱导形成试管苗→新植株PS外植体选取形成层(分生组织)部分易于诱导形成愈伤组织A.培养条件:首先是离体培养(生物体内细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同组织、器官,故无法表现出全能性)半/固体培养基(固体为例)a.营养物质:水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂(氨基酸、琼脂凝固剂等)b.植物激素/生长调节剂(适当浓度配比诱导分化出芽/根的顶端分生组织/花)——CTK中等量IAA少量诱导脱分化,CTK、IAA比例合适诱导根芽分化c.无菌条件(外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌)——杂菌争夺产毒d.适宜的pH、温度和渗透压B.光照:若外植体是(带叶)茎段,不经历脱分化再分化,组培全过程均需要光照;若外植体是非光合作用部位(如胡萝卜块根),再分化成芽后光照C.试管苗移栽前需炼苗(草炭土/蛭石,逐渐降湿)D.愈伤组织:排列疏松的高度液泡化的活的薄壁细胞团②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子PS 单细胞植物克隆,类似受精卵的卵裂、分化、器官发生、形态建成单细胞:细胞质丰富、液泡小、细胞核大(胚性细胞特征)③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株(2)用途:微型繁殖、制造人工种子(胚状体阶段)、单倍体育种、作物脱毒(植物分生组织细胞,分裂旺盛病毒极少Cf抗病毒)、在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液,可诱发和筛选抗盐植株细胞产物工厂化生产(愈伤组织阶段已可,试管培养苗、细胞培养反应器也可)(3)长期培养后的全能性下降原因:染色体畸变、核变异、非整倍体产生;细胞或组织中激素平衡被打破;细胞对外源生长物质的敏感性改变;形成缺乏成胚性的细胞系——植株在多次继代培养后,会逐渐丧失细胞全能性的表达能力3.原生质体融合/植物体细胞杂交(不同植物)获得原生质体:在甘露醇溶液环境(较高渗透压)中用纤维素酶和果胶酶混合液处理用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,用等渗溶液洗涤;检验原生质体是否符合要求:依据渗透作用原理,采用低渗胀破法(见比较表格)4.植物细胞工程:培养植物细胞(包括原生质体),借用基因工程技术将外源DNA导入受体细胞或通过细胞融合将不同源的遗传物质重新组合,再通过细胞培养,获得具有特定性状的植株C细胞工程:细胞培养和细胞融合(若基因型不同为细胞杂交)——基因定位:利用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物的对应关系生物动物细胞工程的知识动物细胞工程1. 动物细胞培养指明“动物”细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
第二节克隆技术一、【教材分析】前面学习了动植物的生殖和生物的遗传和变异的特征。
本课是以此为基础,在学生已有的认知和经验基础上,进一步引领学生感悟生命过程的复杂多样,讨论克隆技术给人类带来的影响,思考科学技术的双面性。
二、【教学目标】(一)知识目标:1、能通过讨论等方式探究克隆技术带来的影响;能将所收集的资料进行整理,设计成有条理的讲演稿向其他人介绍;能有一定根据地提出自己的观点,并能对其他同学的观点进行评价。
2、能体会到科学技术的“双刃剑”含义。
(难点)3、能用自己的话解释克隆技术。
4、能从正反两个方面说出克隆技术给人类带来的影响。
(重点)(二)能力目标:1.学会收集资料,能通过各种方法和途径收集到有关克隆技术的发展的资料。
2.学会交流和汇报,能够将自己的收获展示给大家,并能够在交流活动中获得他人的信息。
(三)情感目标:1.通过收集有关克隆人方面的信息,增强关注社会热点问题的意识;2.通过分工合作,培养团结互助的协作精神;3.激发对生物技术发展研究的兴趣和探究的欲望。
四、【教学准备】教师准备:收集相关的资料和图片作成多媒体课件;学生准备:1、准备“假设我会克隆”小作文;2、收集有关克隆人方面的信息和资料,为“关于是否应该禁止克隆人的辩论”做准备。
五、【教学过程】教学环节及时间安排教师活动学生活动设计意图一、创设情景,激发兴趣:(3分钟)1、【展示】孙悟空图片或视频:2、【提问】你喜欢孙悟空吗?他有哪些本领?3、【过渡】孙悟空拔出一根毫毛能变出千万个一样的自己来。
这个神话引发人类复制自身的幻想,用现代的眼光看就是“克隆”。
今天我们学习第二节克隆技术。
回答孙悟空会:①七十二变;②腾云驾雾;③有一双火眼金睛,能看穿妖魔鬼怪的伪装;④一个筋斗能翻十万八千里;⑤拔一根毫毛变出一样的自己等。
孙悟空形象和故事,家喻户晓。
易于激发学生学习兴趣。
二、知识回顾: (4分钟)1、【展示图片过渡】植物的“克隆”,老百姓可能每天都在做。
第二节克隆技术【教材分析】前面学生学习了植物的营养繁殖和组织培养技术,但往往不认为它们属于克隆技术,大多数学生认为克隆羊“多莉〞为代表的动物克隆才属于克隆技术。
在本节课中,通过植物克隆的实例引入新课,能够帮助学生全面认识克隆技术,有助于学生理解克隆技术的实质。
本课是以生物的遗传为根底,在学生已有的认知和经历根底上,进一步引领学生感悟生命过程的复杂多样,讨论克隆技术给人类带来的影响,思考科学技术的双面性。
教材主要包括“克隆技术及其应用〞和“克隆技术与伦理〞。
【教学目标】1、说出克隆技术的实质及应用。
〔重点〕2、概述克隆羊多莉的培养过程。
〔重点〕3、分析克隆技术与伦理。
〔难点〕4、通过辩论活动,培养学生批判性思维能力和信息交流能力,确立正确的伦理观和价值观。
5、通过学习克隆技术的开展过程,感受科学探究的曲折,感悟科学家在探究过程中敢于质疑、勇于探索的精神以及严谨、持之以恒的科学态度。
6、通过讨论克隆技术的利与弊,确立正确的伦理观和价值观。
【教学方法及学法指导】本节课在学习植物的无性生殖的根底上,通过自主学习理解高等动物的无性生殖——克隆,运用多媒体展示克隆技术这一现代生物技术的操作过程,引导学生积极参与“生物技术利与弊〞的大讨论,同时提出了克隆技术所引发的一系列社会伦理、道德和法律方面的问题。
【课前准备】多媒体,搜集关于“克隆技术〞的资料。
教学过程:5分钟2、基因工程都应用于哪些方面?等,要给出准确、标准的答案,必要的要进展板演。
化,从而强化知识的识记和落实。
创设情景激发兴趣3分钟大家听说过这样一句诗“有心栽花花不开,无心插柳柳成荫〞,谁能用我们生物学的知识解释一下这句话的含义?它是怎样的生殖方式?总结:这种无性生殖现象在生物学上叫做克隆。
植物能通过无性生殖能够培育出下一代,那高等动物是不是也能通过克隆技术繁育后代呢?自然引入本节课题学生按照教师的指令进展思考答复学生在教材上找到克隆的概念用诗句引入,增强生物学与生活的关系,激发学生的求知欲,为学生的探究学习进展了铺垫。
植物的克隆与繁殖方式植物的克隆与繁殖方式是植物生命力的表现,也是植物生物学中的重要研究领域。
通过克隆与繁殖,植物可以迅速繁衍后代,适应环境变化,增强种群的竞争力和适应性。
本文将从植物克隆的定义、克隆的基本原理、植物的主要克隆方式以及植物的其他繁殖方式等方面进行探讨。
一、植物克隆的定义植物克隆是指通过非性别繁殖产生的新个体与母体具有相同的基因组合,并且不依赖于花粉和卵细胞的结合。
克隆可分为无性生殖和有性生殖两类。
无性生殖是指植物通过无性生殖器官繁殖,如植物的根茎、克隆体和萌芽等;有性生殖是指植物通过有性生殖器官如花粉和卵细胞结合繁殖。
二、克隆的基本原理植物克隆的基本原理是植物体内存在具有分裂能力的组织细胞,通过细胞分裂和器官发生的过程,可以形成独立的个体。
这些组织细胞具有相同的遗传信息,随着细胞的分裂,新的个体逐渐形成。
三、植物的主要克隆方式1.根茎克隆:根茎克隆是指植物的根部发育成为具有克隆能力的结构,从而形成新的个体。
例如,竹子的地下茎是一种常见的根茎克隆结构,它们能够长时间地存活并产生新的竹笋。
2.萌芽克隆:萌芽克隆是指植物通过侧芽或顶芽的发育形成新的个体。
例如,土豆植物的根茎部分会产生新的侧芽,这些侧芽可以长成新的土豆植株。
3.离体培养:离体培养是一种人工的植物克隆方法,通过将植物的组织切割并培养在适宜的培养基上,可以形成新的植株。
这种克隆方式常用于研究和生产中,例如繁殖珍贵的植物品种或进行基因工程实验等。
四、植物的其他繁殖方式除了克隆方式,植物还可以通过其他的繁殖方式进行生殖。
这些方式包括:1.有性生殖:有性生殖是指植物通过花粉和卵细胞的结合形成种子。
这种方式包括传粉、授粉和花粉管的生长等过程。
有性生殖能够产生具有遗传多样性的后代,提高物种的适应性。
2.孢子繁殖:孢子繁殖是植物通过孢子产生新个体的繁殖方式。
植物的孢子是通过间接发育形成新的个体,例如苔藓植物的孢子会发育成为新的苔藓植株。
五、总结植物的克隆与繁殖方式是植物生物学的重要研究内容,也是植物生存和适应环境变化的一种重要方式。