高中生物选修三 植物细胞工程
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生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分,涵盖了现代生物技术的多个方面。
以下是对生物选修三知识点的详细总结。
一、基因工程基因工程,又称为 DNA 重组技术,是按照人们的意愿,把一种生物的某种基因提取出来,加以修饰改造,然后放到另一种生物的细胞里,定向地改造生物的遗传性状。
(一)工具1、限制性核酸内切酶(简称限制酶):能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
2、 DNA 连接酶:连接两个 DNA 片段,恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
3、载体:常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
载体需要具备的条件有:能在受体细胞中复制并稳定保存;具有一至多个限制酶切点,供外源 DNA 片段插入;具有标记基因,便于重组DNA 的筛选。
(二)基本操作步骤1、目的基因的获取:从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、人工合成。
2、基因表达载体的构建:这是基因工程的核心步骤,目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在,并且可以遗传给下一代,同时使目的基因能够表达和发挥作用。
3、将目的基因导入受体细胞:导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法;导入动物细胞常用显微注射法;导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定:分子水平的检测包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质;个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。
二、细胞工程(一)植物细胞工程1、植物组织培养:在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
(二)动物细胞工程1、动物细胞培养: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,让这些细胞生长和增殖。
精品文档用心整理人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习常考知识点植物细胞工程(植物克隆技术)【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、体验植物组织培养技术。
3、列举植物细胞工程的实际应用。
【要点梳理】要点一:克隆——无性繁殖系【植物细胞工程(植物克隆技术)369167 克隆】1.分子水平的克隆:DNA 复制上很多碱基序列相同的DNA2.细胞水平的克隆细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞3.个体水平的克隆组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体要点二:植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性(1)遗传基础生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的,因而都含有生物体的一整套遗传物质,都具有发育成完整个体的潜能。
(2)不能表现的原因在生物体上不能表现出其全能性,只能通过细胞分化形成不同的组织、器官,这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。
2.植物细胞表现其全能性的条件(1)脱离母体。
(2)植物组织培养时,培养基中除含有一定的水分、无机盐外,还要添加一定的植物激素(如生长素、细胞分裂素),这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。
(3)在植物组织培养的前期对光照无需求,在后期需要光照条件,这有利于细胞生长、分化。
3.植物组织培养(1)过程:在无菌条件下,将植物体的器官或组织片段(如芽、根尖或花药)切下来,放在适当的人工培养基上进行离体培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。
这种组织的细胞排列疏松而无规则,是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。
原来已经分化,并且具有一定功能的体细胞(或性细胞),丧失了原有的结构和功能,又重新恢复了分裂功能,叫做细胞的脱分化。
将处于脱分化状态的愈伤组织,移植到合适的培养基上继续培养(在适当的光照、温度等条件下)愈伤组织就会重新进行分化,产生出植物的各种组织和器官(如根、茎、叶等),进而发育成一棵完整的植株,这个过程叫做植物细胞的再分化。
第二章细胞工程第一节植物细胞工程细胞工程:细胞工程是指应用细胞生物学、分子生和生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。
1.原理和方法:细胞生物学和分子生物学。
2.操作水平:细水平或细胞器水平。
3.目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品一、植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的_ 潜能,即细胞具有全能性。
2.细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达2.全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞受精卵〉生殖细胞>体细胞(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞分化程度低的细胞>分化程度高的细胞(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞(4)植物细胞、动物细胞植物细胞>动物细胞(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞幼嫩的细胞〉衰老的细胞(一)植物组织培养技术1.概念:植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成整植株的技术。
2,原理:植物细胞的全能性3.生殖方式:无性生殖4.分裂方式:有丝分裂5.过程:|外植体|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—育-[植株脱分化:在一定的—激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞的过程。
再分化:愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
探究.实践:菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性;口在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_;口植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
《植物细胞工程的基本技术》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《植物细胞工程的基本技术》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修 3《现代生物科技专题》专题 2 细胞工程中的第一节内容。
细胞工程是现代生物技术的重要组成部分,而植物细胞工程又是细胞工程的基础。
通过学习植物细胞工程的基本技术,学生能够了解细胞全能性的原理,掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的技术流程,为后续学习动物细胞工程以及生物技术在生产生活中的应用奠定基础。
本节课在教材中的地位十分重要,它不仅是对细胞结构、细胞分裂和分化等知识的延伸和拓展,也是培养学生科学思维和创新能力的重要载体。
二、学情分析授课对象为高二年级的学生,他们已经在必修 1 中学习了细胞的结构和功能、细胞的分裂和分化等相关知识,具备了一定的生物学基础。
同时,高二学生已经具备了较强的逻辑思维能力和实验探究能力,但对于抽象的生物技术原理和复杂的实验流程,理解和掌握起来可能会有一定的难度。
此外,学生对生物技术在农业、医药等领域的应用充满了好奇和兴趣,这为教学活动的开展提供了良好的契机。
三、教学目标基于对教材和学情的分析,我确定了以下教学目标:1、知识目标(1)简述细胞全能性的概念和原因。
(2)说出植物组织培养的原理、过程和意义。
(3)概述植物体细胞杂交的原理、过程和意义。
2、能力目标(1)尝试进行植物组织培养的实验操作,培养学生的动手实践能力。
(2)通过对植物细胞工程基本技术流程的分析,培养学生的逻辑思维能力和信息处理能力。
3、情感态度与价值观目标(1)体验植物组织培养技术在生产实践中的应用,感受生物技术给人类生活带来的变化。
(2)关注生物技术的发展,培养学生勇于探索、创新的科学精神。
四、教学重难点1、教学重点(1)植物组织培养的原理和过程。
2.1 植物细胞工程(第1课时)一、单选题1.下列有关植物细胞工程的叙述,正确的是()A.外植体选择马铃薯的叶肉组织更易获得脱毒苗B.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种C.植物组织培养能实现马铃薯的快速繁殖从而提高产量D.再分化过程用天然的植物激素比人工合成的激素类似物效果更好2.关于“菊花的组织培养”实验,下列说法正确的是()A.菊花外植体需要用乙醇和次氯酸钠混合液进行消毒B.诱导脱分化和再分化的培养基可以混用C.脱分化和再分化过程都存在基因的选择性表达D.幼苗移栽时,根部带有少量培养基可以提高存活率3.某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗,其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”,下列相关叙述错误的是()A.取材部位应选择植物顶端分生区附近,因其分裂旺盛且病毒少B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施C.接种时,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基4.科学家采用体细胞杂交技术得到了“番茄—马铃薯”杂种植株,但该植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。
下列有关叙述错误的是()A.体细胞杂交之前用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞B.番茄和马铃薯的原生质体可采用聚乙二醇融合法得到杂种细胞C.杂种细胞需经过诱导形成愈伤组织后再发育成完整的杂种植株D.“番茄—马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关5.下图为植物体细胞杂交技术流程图,据图分析不正确的是()A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B.上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性C.过程②常使用灭活的病毒作为诱导剂诱导原生质体融合D.该技术打破了生殖隔离,实现了远缘杂交育种6.甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于胞质雄性不育品种。
通过体细胞杂交,成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。
2024年高中生物选修知识点总结植物组织培养技术是现代生物技术的重要组成部分,以下是对相关内容的官方语言改写:一、植物组织培养基本原理植物细胞分化是指细胞在生物个体发育过程中,在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
在离体条件下,植物组织或细胞经过一段时间的培养,通过细胞分裂形成愈伤组织。
这种愈伤组织由高度液泡化的、无定形状态的薄壁细胞组成,细胞排列疏松而无规则。
这一过程被称为植物细胞的脱分化,或称去分化。
脱分化产生的愈伤组织在适宜的培养条件下,可以进一步分化形成根或芽等器官,即再分化。
经过再分化的试管苗移植到土壤中,能够发育成完整的植物体。
二、植物细胞工程植物细胞具有全能性,即任何一个含有完整遗传信息的活细胞都有发育成完整个体的潜能。
这一特性在植物组织培养中得以利用,以实现优良品种的快速繁殖、脱毒作物的培育、人工种子的制作、作物新品种的培育以及细胞产物的工厂化生产等。
三、植物组织培养技术应用细胞分化的生理意义在于促进多细胞生物体中细胞结构和功能的专门化,从而提高生理功能的效率。
植物组织培养的成功与否受到多种因素的影响,包括材料的选择、营养供应、激素使用等。
1. 材料选择:不同植物组织的培养难度差异较大。
选择生长旺盛的嫩枝作为培养材料,尤其是未开花植物的茎上部新萌生的侧枝,有助于诱导脱分化和再分化。
2. 营养供应:离体植物组织和细胞对营养和环境条件有特殊要求,需要配制含有适宜营养的培养基。
常用的MS培养基中含有大量元素如氮、磷、硫、钾、钙、镁,以及微量元素铁、锰、硼、锌、铜、钼、碘、钴等,还包含有机物质如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素和蔗糖等。
3. 激素使用:生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
培养基中添加这些激素的浓度、使用顺序和比例都会影响培养结果。
四、微生物学知识点整理尿素作为一种重要的农业氮肥,需经土壤中细菌分解为氨后才能被植物吸收。
细菌分解尿素的能力源于其合成的脲酶。
第1节植物细胞工程1植物细胞工程的基本技术 (1)2植物细胞工程的应用 (7)1植物细胞工程的基本技术[基础达标]题组一细胞的全能性1.下列最容易表达出细胞的全能性的是( )A.人的口腔上皮细胞B.葡萄枝韧皮部细胞C.兔的肝脏细胞D.鼠的神经细胞【答案】B【解析】由于人的口腔上皮细胞、兔的肝脏细胞和鼠的神经细胞都是动物细胞,而葡萄枝韧皮部细胞为植物细胞。
植物细胞的全能性比动物细胞的全能性高,容易表达出全能性。
综上所述,B正确,A、C、D错误。
2.下列实例中,能够体现细胞全能性的是( )A.小鼠腺细胞的自我复制B.克隆羊多莉的获得C.壁虎断尾后重新长出尾部D.胡萝卜韧皮部细胞经植物组织培养产生完整植株【答案】D【解析】小鼠腺细胞的自我复制的结果是细胞数量的增多,不是完整生物体(或分化成其他各种细胞),不能体现出细胞的全能性,A错误;克隆羊多莉的诞生说明已分化的动物体细胞的细胞核是具有全能性的,B错误;壁虎断尾后重新长出尾部属于器官的再生,是细胞的分裂和分化能力,并没有体现细胞的全能性,C错误;胡萝卜韧皮部细胞培育出植株属于植物组织培养过程,体现了植物细胞的全能性,D正确。
3.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( )A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因不同D.紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映植物种子具有全能性【答案】B【解析】植物体中,体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因,A错误;高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性,B正确;植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是基因的选择性表达,而不是所含基因不同,C错误;紫色糯性玉米种子培育成植株,这属于自然生长过程,不能反映全能性,D错误。
题组二植物组织培养4.影响植物组织培养的因素包括( )①培养基的配制②外植体的选取③激素的运用④消毒⑤温度、pH、光照A.①②③④⑤B.①②③C.①②③④D.①②③⑤【答案】A【解析】离体的植物组织和细胞,对营养、环境条件要求相对特殊,需要配制适宜的培养基,①正确;不同植物组织培养的难易程度差别很大,即使是同一种植物材料,因器官来源及其生理状况、材料的年龄、保存时间的长短等不同也会影响实验结果,②正确;植物激素中,生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,③正确;植物组织培养需要在无菌条件下进行,因此要对外植体进行消毒,④正确;植物组织培养需要适宜的温度、pH,还需要适时的光照(脱分化避光,再分化需要光),⑤正确,故A正确。
第2章细胞工程第1节植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术必备知识基础练1.下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是()A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因B.植物体细胞全能性是植物体细胞杂交的理论基础C.高度分化的植物体细胞只有在离体状态下才有可能表现出全能性D.植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,A项错误;植物体细胞杂交的结果是培养出杂种植株,因此植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础,B项正确;植物体细胞表现出全能性的前提条件是植物的器官、组织或细胞为离体状态,C项正确;植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,D项正确。
2.某兴趣小组研究了培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值对烟草愈伤组织分化的影响,得到如下表所示结果。
下列叙述不正确的是()A.愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化B.培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织细胞丧失了细胞全能性C.两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织细胞出现稳定性差异D.生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,能够继续进行有丝分裂,所以愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化,A项正确;培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织虽然不分化,但没有丧失细胞全能性,条件适合的情况下仍然可以发育为一个完整的新个体,B项错误;据表分析,两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织出现不同的分化方向,即细胞出现稳定性差异,C项正确;从题表数据可知,生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,D项正确。
3.菊花的组织培养需要严格的无菌操作,下列有关叙述错误的是()A.外植体首先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后转接到诱导生根的培养基上,长出根后再将其转接到诱导生芽的培养基上,进一步形成试管苗B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间C.材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果D.将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,再诱导生根,因此是先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后转接到诱导生芽的培养基上,长出芽后再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步形成试管苗,A项错误;植物组织培养形成的幼苗光合能力较弱,需先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间,待其长壮后再移栽到土壤中,B项正确;植物材料的选择直接关系到实验的成功,材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果,C项正确;将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了生长素能够进行极性运输,保证成活率,D项正确。