植物基因工程课件
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篇1:植物基因工程课件
植物基因工程课件
植物基因工程课件
(1)植物基因转化受体系统的条件
(2)植物基因转化受体系统的类型和特性。
(3)植物基因工程载体的种类和特性
(4)根癌农杆菌Ti质粒的结构与功能:T-DNA、Vir区操纵子的基因结构与功能。
(5)农杆菌Ti质粒基因转化机理
(6)农杆菌Ti质粒的改造及载体构建
(7)载体构建中常用的选择标记及报告基因
(8)根癌农杆菌的转化程序及操作原理
(9)外源基因在植物中的表达
了解植物基因转化受体系统的类型、特性掌握Ti质粒的结构与功能,植物载体构建原理,植物基因工程常用的载体类型。
重点
根癌农杆菌Ti质粒介导的基因转化的原理和方法
难点
植物载体构建原理
关键点
转基因植物的获取和检测
教学目的和要求
教材分析
主要教具和设备材料
投影仪、电脑、常规教学设备板书与多媒体授课相结合
教法 思考题
1. 植物基因工程载体种类?
2. 根癌农杆菌转化程序?
心得
在自然界的许多双子叶植物中,常常发生一种严重危害植物生长的病害——冠瘿。已知90多科,600多种双子叶植物都能感染这种病。一般认为单子叶植物和裸子植物对此病不敏感。70年代中期,世界上几个实验室发现诱发肿瘤的根癌农杆菌中含有大量的诱瘤质粒Ti(tumor-inducing plasmid),且证实了肿瘤的形成正是由于pTi中的特定片段——T-DNA转移并稳定地整合进植物细胞核基因组中的结果;由于其上载着的冠瘿碱合成基因和激素合成基因表达,因此分泌冠瘿碱并形成肿瘤。人们就把这种冠瘿的形成过程称作天然的植物细胞转化系统。
农杆菌将自身的DNA插入植物细胞诱发肿瘤只对其本身是有益的,重要原因之一是因为农杆菌诱发植物细胞合成冠瘿碱为自己提供食物。植物自身不能利用这种物质,只能为它的合成付出代价,别的细菌也不能利用它,在自然条件下,只有农杆菌能分泌分解冠瘿碱的酶,将这些特异产物作为唯一的碳源和氮源来利用。
肿瘤的产生是由于T-DNA上的激素合成基因所致,刺激细胞生长而产生肿瘤,这是T-DNA转入的一个副产品。
Ti质粒给自己设计出一套为其自身存活的非常优秀的进化格局:它感染植物细胞,使之出现愈伤组织增生,后者便产生出供带有Ti质粒的细菌用作能源、碳源和氮源的冠瘿碱;而冠瘿碱的产生又可激发Ti质粒转移到原先没有存在这种质粒的土壤农杆菌中去,如此周而复始得到不断发展。
Ti质粒是一类理想的植物基因工程载体,通过它们可以将外源DNA转移到植物细胞,并再生出能够表达外源基因的转基因植物。 Ti质粒还具有若干其他载体所不具备的优点:
(1)T-DNA能够进行高频的转移,而且这种转移的DNA通常是以未发生变化的完整形式整合到植物的核基因组上。
(2)Ti质粒不存在包装限制问题,大到50kb的外源DNA也能顺利地包装与转移。
一、植物基因工程载体种类
据载体的功能和构建过程,可把有关载体分为四大类型(九种载体)。 克隆载体、中间载体、卸甲载体、转化载体
据载体的功能和构建过程,可把有关载体分为四大类型,九种载体。
1、克隆载体(目的基因的克隆载体)
通常由多拷贝的E.coli小质粒为载体 功能:保存和克隆目的基因。
2、中间载体又分为中间克隆载体和中间表达载体。
中间克隆载体:由大肠杆菌质粒插入T-DN段及目的基因、标记基因等构建而成。
功能:构建中间表达载体的基础。
分为:中间粘粒载体、质粒粘粒愈合载体、基因标记载体。 中间表达载体:含有植物特异启动子的中间载体
功能:作为构建转化载体的质粒。
3、卸甲载体
解除武装的Ti质粒或Ri质粒。(onc+ -------- onc-) 功能:作为转化载体的受体质粒
4、转化载体
最后用于目的基因导入植物细胞的载体,亦称工程载体。 它是由中间表达载体和卸甲载体构建而成。
分为一元载体系统(顺式载体)和双元转化载体系统(反式载体)。 一元载体系统包括共整合载体和拼接末端载体(SEV)。
二、根癌农杆菌Ti质粒
1、Ti质粒的类型、结构与功能
(1)类型
Ti质粒是根癌农杆菌染色体以外的遗传物质,为双股共价闭合的环状DNA分子,分子量为95~156 x 106D,约150 ~ 200 Kb长。根据其诱导的冠瘿碱种类不同,Ti质粒可分为三类: 章鱼碱型(octopine):pTiAch5, pTiA6NC, pTiB653, pTiAg162 胭脂碱型(nopaline):pTiT37, pTiT38, pTiC58
农杆碱型(agropine)和农杆碱素型(agrocinopine)或琥珀碱型(succinamopine)
(2)结构和功能
各种Ti质粒都可分为四个区:
①T-DNA区(transferred-DNA regions):是农杆菌侵染植物细胞时,从Ti质粒上切割下来转移到植物细胞的一段DNA。该DN段上的基因与肿瘤的形成有关。
②Vir区(Virulence region):该区段上的基因能激活T-DNA转移,使农杆菌表现出毒性,故称之为毒性区。T-DNA区与vir区在质粒上彼此相邻,合起来约占Ti质粒DNA的1/3。
③Con区(region of replication):质粒结合转移位点编码区,该区段上存在着与细菌间接合转移的有关基因(tra),调控Ti质粒在农杆菌之间的转移。冠瘿碱能激活tra基因,诱导Ti质粒转移,因此,称之为接合转移编码区。
④Ori区(origin of replication):该区段基因调控Ti质粒的自我复制,称之为复制起始区。
3种成分与Ti质粒肿瘤诱导有关:
T-DNA:它可转移至宿主细胞,是一种可移动因子。
毒性区:vir基因可产生转移活动蛋白,对增强植物细胞的转化是必须的。 土壤农癌杆菌染色体基因:间接参与转化,负责将细菌细胞接合于植物上。
2、T-DNA的基因结构和功能
(1)T-DNA的结构特点 长约23Kb
在T-DNA的5’和3’端都有真核表达信号,如TATAbox,AATAAbox及polyA等。
T-DNA的两端左右边界各为25bp的重复序列,即边界序列,分别称之为左边界(BL或TL)和右边界(BR或TR)。该25bp边界序列属保守序列(TGACACGATATAT TGGCGGGTAAAC)。通常右边界序列更为保守,左边界在某些情况下有所变化。左边界的缺失突变仍能致瘤,但右边界缺失则不致瘤,这时几乎完全没有T-DNA的转移,这说明右边界在T-DNA的转移中的重要性。
胭脂碱型肿瘤,为一连续的一段序列,长约23.4Kb,有肿瘤系,仅一个拷贝,有的T-DNA是多拷贝的。
章鱼碱型肿瘤:T-DNA分左右两部分(TL-DNA和TR-DNA),各自带有左右边界序列。左区的顺序变化不大,长度约13Kb,通常一个拷贝,但也有几个拷贝首尾相连排列。含章鱼碱合成酶基因和致瘤基因。TR-DNA较短,长约6-7Kb,拷贝数达数个 或数十个,有的肿瘤系中没有TR-DNA。TR-DNA编码5个基因,如甘露碱和冠瘿碱合成酶基因。
(2)T-DNA上的编码基因及功能
章鱼碱型和胭脂碱型T-DNA的转录有下述共同特点: T-DNA的两条链都是有意义链;
T-DNA上每个基因都有各自的启动子; 基因的转录由植物细胞RNA聚合酶II完成;
T-DNA具典型的真核生物RNA合成起始和终止的调节信号,在其5’端转录起始处有TATA和CAAT盒。另外,至少在5个T-DNA基因中发现有一个8bp的相同顺序(TTTCAA GA),同时AATAAA加尾信号也在同一条链上发现。
植物或农杆菌中可能有甲基化或去甲基化的调节基因活性。 3、Vir区操纵子的基因结构与功能
毒性区的大多数基因产物都控制T-DNA的转移,这个区域的突变往往导致农杆菌感染植物能力的下降。
(1)Vir区操纵子的基因结构
章鱼碱型Ti质粒:Vir区大小为40kb,含有VirA、B、C、D、E、F、G、H(PinF)等8个操纵子,共24个基因。大多数操纵子含有多个基因VirA(1)、VirB(11)、VirC(2)、VirD(4)VirE(2)、VirF(1)、VirH(2)。
胭脂碱型Ti:有7个操纵子,少一个VirF,它们的第一个操纵子也不同,章鱼碱型Ti是VirH,而胭脂碱型Ti是Tzs,其功能也不同。 Vir区基因的表达有两种方式:
组成型表达;在无植物诱导分子存在下依然保持一定的表达水平,virA,virG、virH 诱导型表达:这些基因的表达必须在土壤农杆菌感染植物时,在植物受伤组织分泌的信号分子作用下才能启动表达,如virB、C、D、E
virG虽属于组成型表达,但有植物信号分子存在下表达量提高10倍,也具诱导表达特性。
(2)Vir区操纵子的基因的功能
①Vir A 单个基因,2.4kb,仅编码一条多肽。Vir A编码一种结合在膜上的化学受体蛋白(92KD),可直接对植物产生的酚类化合物感应,是一种感应蛋白。
Vir A的活化:当AS与Vir A的受体部分结合后,会使整个Vir A蛋白构象发生变化,其C端活化。Vir A蛋白的胞质区有自激酶的功能,可在保守的组氨酸残基上磷酸化,从而Vir A蛋白被激活。激活后的Vir A具有转移其磷酸基至Vir G蛋白的一个宿存的天冬氨酸残基的能力,使Vir G蛋白激活。
②Vir G Vir G ,只有1Kb,单基因,编码DNA结合蛋白,其C端有DNA结合活性,N端具有磷酸化的酸性结构。
从总体效应讲,Vir G基因是属于组成型表达的,这对于细菌迅速地将外部环境信号传递到细胞内十分有利。
当磷酸化的A蛋白将其磷酸基转到Vir G保守的天冬氨酸残基上时,使Vir G蛋白活化,活化Vir G蛋白可以二体或多体形式结合到Vir启动子的特定区,从而成为其它Vir 基因转录的激活因 子,打开Vir B、C、D、E、H等几个基因。Vir A或G突变后会减弱或完全失去对其他Vir 位点活化的诱导,VirA及 Vir G 的这种调控作用被称为双因子调控体系。 ?Vir H、Vir F及Tzs
这些基因对质粒是特异的,在章鱼碱型中有Vir F、Vir H,在胭脂碱型中有Tzs。
Vir H:对植物产生的某些杀菌或抑菌化合物起解毒作用,从而使自身生不受抑制,可增强致瘤能力。
Vir F:编码一个23KD蛋白,通过Vir 系统传递到植物细胞中,对T-DNA起运输作用。
Tzs:大部分胭脂碱型菌株的Ti质粒上均有Tzs基因,转运玉米素合成酶基因,在细菌中表达后将玉米素分泌到细胞外。该细胞分裂素被植物吸收后,能促进农杆菌感染部位的植物组织脱分化和细胞分裂,提高植物对农杆菌转化的感受性。
三、农杆菌Ti质粒基因转化机理
1. T-DNA的加工及转移
首先在下链25bp重复序列的右边界左起第3和第4碱基间剪切,从缺口的3’端开始合成新的DNA链,并一直延伸到左边界第22bp处。置换出原来的下链,形成ssDNA,即T链。
VirD蛋白的功能:VirD1及 VirD2分别编码16KD和47KD蛋白,与T-DNA的加工有关,决定在边界重复序列的特定位点上形成切口,产生T链断裂。 VirD2蛋白的功能:①特异剪切,并与T链的5’端共价结合。②导向功能;
2.T链蛋白复合体的形成及VirE的功能
T链必须横向跨越细菌细胞膜、细菌细胞壁、植物细胞壁、植物细胞膜及核膜才能整合进植物基因组。
T链以一种DNA-蛋白复合体(T复合体)的形式存在。
目前已知至少两种Vir特异蛋白即VirE2和VirD2与T链蛋白复合体的形成有关。
VirE2的功能:编码ssDNA结合蛋白,该蛋白可非特异地一与任何ssDNA结合,通过与T链非共价结合,VirE2可包被T链形成细长的核-蛋白丝,使ssDNA抗3’和5’外切核酸酶和内切核酸酶。
3、T链复合体通过细菌细胞膜的转运及VirB的功能
(1)VirB的功能
VirB启动子有11个基因,大多数编码跨膜蛋白或膜结合蛋白,能在膜上形成一种类似细菌接合转移时从供体菌转至受体菌所必须的结构——接合孔或性毛。T-DNA通过这种孔由细菌进入植物细胞。同时,VirB也可能起运输和提供能量的作用。 按功能,可将VirB蛋白分成五类:
R:在内膜上或内膜内的某些蛋白,可能作为T复合体的受体;
A:此类蛋白可能作为能源,作为一种ATP酶促进T复合体被泵出细菌细胞,VirB11可能是这种A类蛋白。
C:形成通道的作用,如:VirB4是一种富集蛋白,无疏水区,无信号肽,可能在T链转运中起一种结构作用,形成至少一部分特殊的通道结构。
S:载体蛋白,起运载T 复合体穿过通道的作用,这类蛋白可能与所有膜成分(内膜、外膜及周膜)有关。
P:位于外膜上,可能作为结合植物细胞膜的一种受体。
(2)T复合体向植物细胞核的转运
VirD2可能以一种极性方向,将T复合体定向至核孔,而VirE2则作为一种促进因子,保证很长的T复合体在进入核孔时不受干扰。 在T-DNA转移过程中,VirD2具有火车头的作用,牵制T复合体以5’端到3’端的方向向核迁移,而VirE2则只助推器的角色,帮助未折叠的长形T复合物不被打断,并方便其向核运动。 已知VirE2-ssDNA可以抗拒内切酶的作用,如核酸外切酶VII对VirE2-ssDNA降解能力将相当于对ssDNA的6%,对S1核酸酶的效果也相似。
4、细菌染色体上与T-DNA转移有关的基因
目前已知农杆菌染色体上有10个基因与T-DNA转移有关,它们主要涉及细菌与植物细胞的接触和细菌向植物伤口的趋化性。
chvE——编码一个葡萄糖和半乳糖结合蛋白,主要结合组成植物细胞壁的单糖;可能由于识别植物受伤产生的糖单体,导致细菌向植物伤口的趋化性;在低pH值、磷酸饥饿条件下启动VirG表达。
chvD——编码一种细菌ATP结合蛋白,在低pH值、磷酸饥饿条件下诱导VirG蛋白含量升高,然后VirA接受AS信号,刺激VirG转化成活性形式,启动其他VirG 基因表达。
chvA 、chvB、chvC——与环状?-1,2-葡聚糖的合成和运输有关; chvB产物催化合成葡聚糖, chvA产物将多糖从胞质运到胞外,影响农杆菌对植物细胞的附着能力。
pscA和Exoc——与多糖的合成有关,并影响农杆菌对植物细胞的附着能力。
四、农杆菌Ti质粒的改造及载体构建
1、野生型Ti质粒直接作为基因工程载体的障碍:
(1)分子量大,160~240Kb;
(2)有各种限制性内切酶的多个切点;
(3)T-DNA区中含有许多编码基因与基因转移无关,如致瘤基因,其存在还会导致植物体丧失形态发生能力;
(4)Ti质粒不能在大肠杆菌中复制。
2、Ti质粒构建的几个重要因素
(1)右边界序列;
(2)完整的Vir基因群;
(3)有独特的酶切点;
(4)有在植物中可表达的选择性基因;
(5)有在细菌中可表达的选择性基因;
(6)章鱼碱型农杆菌品系需要独特的增强子。
3、载体构建
先将T-DN段克隆到大肠杆菌质粒中,并插入外源基因,最后通过三亲交配或接合转
移把外源基因引入农杆菌Ti质粒上。
Ti质粒的载体系统分两类:一元载体和双元载体
例:双元载体的构建
双元载体系统由两个分别含T-DNA和Vir区的相容质粒构成。
(1)构建原理
Ti质粒上的Vir基因可以反式激活T-DNA的转移,T-DNA和Vir区处于不同的Ti质粒上同样能起到转移T-DNA的作用。
双元载体含有广泛寄主范围质粒的复制起点(oriv),从而代替了在共整合载体中用以重组的同源区,它们能在任何农杆菌寄主里自发复制。所以寄主仅需一套完整的vir质粒就可。主要的转移区载在小重组Ti质粒上。
(2)微型Ti质粒(mini-Ti plasmid)
含有T-DNA边界,缺失Vir基因的质粒;含广谱质粒的复制位点OriV及选择标记基因。
(3)辅助Ti质粒
含Vir区段的Ti质粒,helper Ti,是T-DNA缺失的突变型Ti(卸甲Ti),提供Vir基因功能,反式激活T-DNA的转移。
LBA4404中含有pAL4404(pTiAch5的衍生质粒),野生型Ti也可做Helper Ti,有更强的毒性。
五、根癌农杆菌侵染植物细胞的机理
1、根癌农杆菌的生物学特性
分类
农杆菌属,也称土壤杆菌属和根瘤菌属,是同属于根瘤科的革兰氏阴性菌。
土壤杆菌属有4 个种:根癌农杆菌、放射形农杆菌、毛根农杆菌和悬钩子农杆菌。
根癌农杆菌,根据其诱导植物细胞产生的冠瘿碱种类不同可分为三种类型即章鱼碱型、胭脂碱型和农杆碱型。
生活习性
土壤杆菌属都是土壤习居菌,主要生活在曾被多种植物生活过的土壤中,好氧,但也能在低氧压的植物组织中生长,最适温25~30℃,pH4.0~12.0,最适pH6.0~9.0。 形态结构
农杆菌细胞呈杆形,0.8x1.5~3.0μm,以1~4根周生鞭毛运动,不形成芽孢,菌落无色,随菌龄增加,光滑的菌落逐渐变成有条纹,但也有许多菌株生成的菌落呈粗糙型。 寄主范围
根癌农杆菌广泛存在于双子叶植物中,根据不完全统计,约有93属643种双子叶植物对根癌农杆菌敏感。裸子植物对该菌同样具敏感性,能诱发肿瘤,对绝大多数单子叶植物无侵染能力。
2、根癌农杆菌侵染的诱导信号及作用机理
(1)酚类化合物
酚类物质——农杆菌浸染植物细胞所必需的诱导物,同时将其作为趋化物来识别。 实验证明,一些植物中常见的酚类化合物的混合物都可激活Vir区基因。如:儿茶酚、没食子酸、焦性没食子酸、β-羟基苯甲酸、原儿茶酸、香草醛。
Stachel等在烟草叶片的伤口诱出液中确认了两种主要的Vir区基因诱导物:乙酰丁香酮AS和羟基乙酰丁香酮OH-AS。AS效果最好,0.5~1.0μmol/L即可诱导Vir活化。
(2)中性糖和酸性糖
中性糖在Vir基因诱导和致病毒力中也起重要作用。Shimoda等人,在限定AS诱导条件下,
发现许多中性糖(L-阿拉伯糖、D-木糖、D-葡萄糖、D-甘露糖、D-艾杜糖、D-半乳糖、D-塔罗糖、2-脱氧-D-葡萄糖)都可增强一些Vir区基因的诱导。这些中性糖是通过chvE和VirA起作用,chvE编码葡萄糖和半乳糖结合蛋白,识别伤口产生的糖单体,导致农杆菌的趋化作用。
酸性多糖是组成植物细胞壁中果胶质的主要成分。最近的实验证明,酸性糖(胡萝卜根提取物中蒸馏出来)可改变农杆菌基因的表达。蛋白质标记实验表明,至少有10种蛋白质合成被其诱导,一种被阻遏。
(3)pH值
5.0~5.5的低pH值。诱导物对pH的要求是<.6.0, 在农杆菌培养在含有酚类化合物(AS)的培养基中时,pH5.0 ~5.8Vir的诱导达到一个最高水平
3、根癌农杆菌的侵染能力及其特异性
(1)常用的根癌农杆菌
胭脂碱型(Nop)菌株:染色体背景为C58,生长快,不结球,转化中容易操作,常用的菌株有C58、pGV3850、A208SE等。
章鱼碱型(Oct)菌株:染色体背景为Ach5,生长慢,结球,转化中难操作,培养后不易洗掉,常用的菌株有LBA4404,LBA1010,GV2260,GV3111SE,K61等。
农杆碱型(Agr)菌株,也称琥珀碱型(Suc):染色体背景为A281或A136,具有胭脂碱型菌株的特点,以A136为染色体背景的常用菌株是EHA101,生长快,不结球,侵染能力强,常用的菌株有A281、EHA101、EHA105等。
(2)、根癌农杆菌的侵染能力差异
根据侵染能力大小将农杆菌分为:
广宿主菌株:大多数双子叶、若干裸子植物、少量单子叶植物;如:pTiB0542、pTiA6; 窄宿主菌株:有限的几种植物上诱发肿瘤,如pTiAg162,仅能在葡萄的几个品种上诱发肿瘤。 不同植物对农杆菌侵染的敏感性不同,在转化中,二者的选配十分重要,要选农杆菌与植物之间有高侵染力的配合。如:杨树茎,用C58优于LBA4404;苹果,6种基因型比较,叶:EHA101(pEHA101)优于LBA4404,C58;茎:A281优于C58,ACH5,A348。
农杆菌的染色体背景对宿主范围同样有着重要作用。因为除Vir区功能外,农杆菌对植物表面识别与结合有关的功能还取决于农杆菌染色体上基因位点。农杆菌所展示出不同的生长速率、多糖产生和对植物细胞的毒力都会影响转化率和宿主范围。
六、根癌农杆菌转化程序及操作原理
1、根癌农杆菌Ti质粒转化的基本程序
(1) 选择适宜的培养基,使创伤部位能产生尽可能多的再生植株。
(2) 确定供体植物最适的培养条件。
(3) 确定最佳外植体类型、大小、部位等:再生途径,愈伤组织起源(细胞类型、层次),
保证转化愈伤组织和芽原基由创伤部位的浅层细胞发育而来。
(4) 确定适宜的抗生素水平:抑菌抗生素Cef ,Cb ,能抑制细菌生长,还能保证愈伤组
织正常生长和分化。
(5) 确定选择压力的最低水平。
(6) 优化农杆菌接种和共培养条件改进筛选条件,促进抗性细胞恢复再生能力:采用无毒的生化物质。
2、根癌农杆菌的培养、纯化、保存及工程菌液的制备
(1)农杆菌的培养
常用的农杆菌培养基有 LB、YEM、YEB、TY、523、PA及 MinA等培养基。
这些培养基中,LB、YEB、YEM及523属富集培养基,其营养成分丰富,包括有各种有机成分。在这些培养基中农杆菌生长快,分裂旺盛,它们是常用 制备工程菌液的培养基。 ? PA和 TY培养基是属营养较好的培养基,氨基酸及碳源、氮源都很丰富。农杆菌在这些培养基上生长也很快,是常用的农杆菌选择培养时的培养基。
MinA培养基与前几种培养基有明显差异:只提供必要的无机盐,并用葡萄糖和(NH4)2SO4 提供碳源和氮源。
Minimal只用相应的冠瘿碱如 NOpaline、Octopine等取代蔗糖、氨基酸和无机氮作为农杆菌的碳源和氮源。
农杆菌在MinA和Minimal培养基上生长较慢。在进行三亲杂交时通常用这两种培养基,并加相应的抗生素选择转化的农杆菌。含重组质粒的大肠杆菌及含辅助质粒 pRK20 13的HB101因不能利用冠瘿碱作为碳源和氮源而不能生长,同时还存在抗生素的选择,因此有利于选择转化的农杆菌的`生长。
农杆菌的生长周期
农杆菌培养方式:分为固体平板培养和液体振荡培养,
固体培养一般需2~3d,液体培养生长更快,一般需1~2d。
农杆菌接种在培养液后,并不立即开始增殖。一般在25~30℃时,需1~2 h细菌才开始分裂。
当生长开始后,细菌数目以一恒定的指数速率倍增,直至培养基成分改变和供氧缺乏时才停止增殖。当细菌增长速率达到对数指数时称之为对数生长状态。
当细菌密度达到 177/ml时,空气中的氧气便难以很快地扩散到细胞内。在振荡或通气条件下培养,细菌浓度也很少超过 2~3 X 109/ml。
测定农杆菌浓度的方法:最简单的方法是光密度测定法。将菌液装入比色杯汽在分光光度计上选用600nm波长测定其OD值。光密度与浓度换算公式是1OD约等于 8 X 108/ml。
(2)工程菌的纯化
纯化菌种的方法主要采用常规的微生物纯化方法,即划线法。用接种针划线,然后用石蜡膜封口,将平皿倒置放恒温箱内,在25~28℃条件下培养过夜,次日或即日看到分离的单菌落。挑取单菌落接种在液体培养基内进行液体振荡培养。
(3)工程菌侵染悬浮液的制备
液体振荡培养的工程菌,通常培养 12~24 h后即可达到对数生长期。用离心管取一定数量的菌液进行4000r/min离心,倒掉上清液,再加入植物外值体诱导愈伤组织或分芽的液体培养基,使其光密度OD值达到0.5,即可用作接种外植体的工程菌液。
注意:因为农杆菌培养基中通常含有抗生素,它对外植体的生长、脱分化或分化有不良影响,放需通过离心除去细菌培养基,加入植物培养基。也有的做法是,将农杆菌加入植物培养基后再振荡培养 12 h,当细菌生长达到对数生长期后再离心,倒掉上清液,用新的植物液体培养基稀释至一定OD值,再作为工程菌液使用。
(4)工程菌的保存
菌种的保存的目的是创造一个适合细菌休眠的环境(低温、干燥、缺氧),使其得以长期保存。其功能在于尽量减少菌株的传代次数;使菌种经保存后不死亡、不污染杂菌,并保持其原有性状,降低菌种的变异率;最终目的是的基因不能丢失。
菌种保存的方法根据其保存时间长短可分为三种方法:
短期保存〔数月):采用斜面或平板保存法。斜面菌种置于4℃可保存数月,平板用石蜡膜密封后也可在低温0~4℃下放置数月。
中长期保存(数年):中长期保存采用穿刺法,这是一种菌种接入柱状培养基的方法。经常应用的是半固体柱状培养基,用接种针沾取少量问后直接插入柱状培养基中。需注意的是,要从培养基中间插入,直插到接近管底,但不要穿透培养基,再慢慢按原途径拔出接种针,切勿搅动,以免使接种线不整齐而影响观察,甚至会因用力搅动造成空隙太大进入空气,而影响保存效果。穿刺培养的菌种用蜡封口,在室温下可保存数年。
长期保存菌种:主要采用甘油保存法。在7%二甲基亚(DMSO)或 15%甘油中,菌种可于- 70℃冰箱或液氮中长期保存。当甘油含量增加40~ 50%时,细菌可在- 20℃或- 70℃条件下,保存若干年而不失活。将冰冻菌种从冰柜中取出时,应当放在冰浴上慢慢融化,不可直接将其放室温下,否则会导致菌体失活,更不能直接接种至液体培养基内28℃振荡培养。
3、Vir基因活化诱导物的使用
(1)诱导物:
常用诱导物是乙酰丁香酮(AS)和羟基乙酰丁香酮(OH-AS),其中效果优是AS。但最近又有新的发现,有两种特殊化合物比AS的诱导活性高10~100倍。
(2)诱导物的使用方法
在农杆菌液体培养时加 AS,加入时间-般在制备工程菌浸染液使用前4~6 h加入。使农杆菌既处于对数生长期,又处于vir基因高度活化状态,从而提高侵染能力。也有的在农杆菌悬浮液离心后用植物外植体培养基稀释成侵染液时加入。
AS加在农杆菌和外植体共培养的培养基中。共培养的过程是Ti质粒实现 T-DNA转化时期。一般农杆菌附着 16 h后才能进行转化,这时需要vir基因的高度活化。因此,许多科学家赞成这种使用方法。
在农杆菌液体培养基中及共培养基中都加入AS。这种方法似乎最牢靠,只不过是使用的AS诱导剂太多了。
(3)诱导物使用的pH值
pH值对vir区的活化有着明显的影响,从理论上讲含AS的培养基pH值为5.0~5.6时, Vir区基因的诱导达到最高水平。
pH值改变 0.3,即对多种植物的转化率有明显影响。
章鱼碱型和农杆碱型菌系比胭脂碱型和琥珀碱型需要更低的pH值。
通常农杆菌培养时pH值为7.2。这种生长旺盛的菌株的vir基因均处于不活化状态。而组织培养基中的pH值常为5.8,有利于vir基因的活化。在vir基因活化诱导中应调整培养基的pH值。
4、外植体的选择
Mayer等指出,转化只发生在细胞分裂的一个较短的时期内,可能只有处于细胞分裂周期的S期才具有外源基因的转化能力,因为核基因组DNA正在复制时才能使外源DNA整合。因此细胞具有分裂能力是转化的基本条件。
(1)外植体的种类
叶片、叶柄、子叶、子叶柄、下胚轴、茎、花茎、匍匐茎、块;茎尖分生组织、芽、根、合子胚或体细胞胚,以至成熟的种子等都可作为外植体转化。但各种外植体材料的转化率有明显差异。
最佳共培养的时间:
农杆菌转化时,并不“侵入”到植物细胞中去,而是把T-DNA转移到植物细胞。农杆菌附着后不能立即转化,只有在创伤部位生存16h之后的菌株才能诱发肿瘤,这一段时间称为“细胞调节期”。因此,共培养时间必须长于 16h。共培养时间太长,由于农杆菌的过度生长,植物细胞因受到毒害而死亡。共培养时间对转化率有着很大影响,而且不同物种、外植体种类、农杆菌菌株的最佳共培养时间不同。
确定最佳共培养时间的方法主要采用gus基因瞬时表达测定法,即共培养后定时测定外植体的gus基因颜色反应,统计瞬时表达率及表达面积,以表达率高,表达面积大为优。同时还要考虑外植体的受损害程度,以保证外植体的旺盛生长为直。最后还要以获得的转化愈伤组织频率或转化不定芽频率为最终依据。
农杆菌的增殖适度
在共培养时农杆菌增殖生长不良,外植体切口边缘只有很少的农杆菌生长,则转化的机率很小。反之,农杆菌在外值体四周过度增殖,可引起对外植体的毒害,致使其褐化死亡。 控制农杆菌增殖适度的原则是既要使菌株在外植体边缘特别是切口面旺盛增殖生长,又不应过度,一般以覆盖切口面为适度。 控制农杆菌增殖的方法有以下几种:
1)调整工程菌液的浓度,生长太快则应降低菌液浓度。
2)控制共培养时间,农杆菌的增殖生长适度也是确定共培养最佳时间的指标,共培养时间太长可造成农杆菌过度生长。
3)使用抗生素调控农杆菌的增殖生长。一种方法是在共培养基中加入适量的抗生素如羧苄青霉素或头孢霉素。另一种方法是共培养2~3d后的外植体需用含抗生素的液体共培养基充分洗涤,以除去过量的农杆菌,然后转到新鲜的共培养基上继续共培养。共培养结束时若仍存在农杆菌过度增殖,则可再用上述洗涤培养基充分洗涤后进行愈伤组织诱导或不定芽分化培养 。 共培养中激素的影响
共培养时培养基中是否加激素,文献报道不一,有的不加激素,有的则认为加激素后促进外植体细胞分裂,保持细胞活力,也有利于转化后细胞的生长,从而提高转化率。
如 Mansur等(1993)用 A281菌株与花生叶片外植体共培养时,加激素比不加激素的肿瘤诱导率提高约 30%。
目前大多数研究者采用加激素的方法,而且共培养基与愈伤组织诱导或不定芽诱导培养基相同。
(4)外植体脱菌及选择培养 外植体的脱菌培养 脱菌培养,即把共培养外植体转移到含有抗生素的培养基上。常用的脱菌抗生素有羧苄青霉素(Carb)、头孢霉素(Cef) 等。这些抗生素不仅对农杆菌有杀伤或抑菌作用,而且对植物细胞同样有一定的生物效但对不同植物的不同外植体产生的影响不同。
Holford 等(1 992 )指出,Carb 的分解物为生长素及苯乙酸,因此 Carb 可刺激愈伤组织的增殖。Howe 等( 1994 )观察到对杨树的愈伤组织诱导有抑制作用。在甘蓝研究中发现,Carb 抑制根分化,Cef 抑制芽分化,因此芽分化阶段需用Carb, 生根阶段则用Cef。 抗生素的使用浓度一般为500mg/L 左右。其使用原则是在达到抑制农杆菌生长的目的后,尽量降低其浓度。
脱菌培养的时间:脱菌培养的时间,一般需5~6次继代培养,但仍然不能把残留的农杆菌杀死,特别是共生在维管束和细胞间隙中的农杆菌。如果停止使用抗生素后的外植体又有农杆菌可再使用抗生素脱菌。也有的植物一直使用抗生素,直到试管苗形成。
(5)转化体的选择培养
?选择压: 选择抗生素如 Km,加入选择培养基后,对细胞的生长产生一种选择作用,
称之为选择压。加入的抗生素浓度愈大,选择压也愈大。选择培养基中抗生素的浓度,即选择压的强度,也要根据植物的特性而定,较敏感的植物要用较低的 Km浓度。一般浓度范围是 Km 50~ 100mg/L, hpt 10~20mg/L, ppt 5~20mg/L。
?选择的方法:前期选择、延迟选择和后期选择。
前期选择:就是外植体共培养后,在转入愈伤组织或不定芽诱导的一开始就加入选择压,相当于前面讲到的先选择后再生。
延迟选择:当愈伤组织和不定芽诱导培养时开始不加选择压,过一周或一定时间后再加入选择压,这样既有利于转化细胞生长又不会产生更多的嵌合体 后期选择:即相当于前面说的先再生后选择,有利于提高转化率。
选择培养过程中转化和再生细胞的一致性
在选择培养条件下再生细胞和转化细胞是否一致,关系到能否得到真正的转化,只有同时具有再生和转化潜力的细胞才有可能分化成转基因植株。因此再生部位和可被转化的细胞部位应该发源一致,反之得到的可能是假转化体。假转化体在继代选择培养基上生长不良而死亡,或呈白化。
七、根癌农杆菌Ti质粒转化的方法
1、整体植株接种共感染法
该途径是模仿农杆菌天然的感染过程,人为地在整体植株成创伤部位,然后把农杆菌接种在创伤面上,或用针头把农杆菌注射到植株体内,杆菌在植株体内进行侵染实现转化,获得转化的植物细胞,因此也称之为体内转化。为了获得更高的转化频率,一般采用无菌的种子实生苗或试管苗。它是最简便的转化法。
优点:
实验周期短;
充分利用了这些无菌实生苗的生长潜力;避免在转化中其他细菌的污染;菌株接种的伤口与培养基分离,以免农杆菌在培养基上过度生长,允许在无抗生素的培养基上进行;
具有较高的转化成功率。
缺点:
转化组织中常混有较多未转化的正常细胞,即形成严重的嵌合体; 需要大量的无菌苗材料; 转化细胞的筛选比较困难。
2、叶盘转化法
(1)叶盘法转化的操作
打孔器从消毒叶片上取得叶圆片
叶盘在过夜培养的对数生长期的农杆菌的菌液中浸数秒种后,置于培养基上共培养 待菌株在叶盘周围生长至肉眼可见菌落时再转移到含有抑菌剂的培养基中除去农杆菌。
同时在该培养基中加入抗生素进行转化体选择,3~4周培养可获得转化的再生植株。
优点:操作简单、重复性高、适用性广 (2)转化苗的保持与繁殖
主要采用两条途径实现转化苗的保持与繁殖。
营养繁殖途径,它包括试管苗的无性快速繁殖及嫁接、扦插等田间的无性繁殖方式。 该途径保持繁殖转化苗时应注意如下:
①正确使用激素浓度,低水平的激素能有利于保持外植体活力,并刺激休眠侧生分生组织的发育及侧枝形成。适当提高分裂素浓度有利于芽的分化,形成原始转化苗的无性系克隆。因此可根据实验目的选择细胞分裂的浓度。
②为消除残留的农杆菌在繁殖培养基中加入抑菌抗生素是明智的种子繁殖:
这对于转基因植株的正常表达、遗传特性及向生产化过渡具有重要作用。该途径的主要操作是将转化试管苗在小花盆中移栽成活,然后转入田间,开花时套袋隔离防止杂交授粉及向环境中释放转化的花粉。结种后注意收割种子,保存。
3、原生质体共培养转化方法
(1)操作步骤:
①从叶片分离原生质体,在26t下暗培养24 h,然后转移到lX下继续培养48h;
②在细胞即将分裂,新的细胞壁物质已经形成时,加入活化的农杆菌悬浮液。农杆部原生质体的比例以1:1000左右为宜。共培养约2~3 d;
③再加入选择标记的抗生素对转化体进行选择培养约3~4周后可产生肉眼可见的小块转化愈伤组织;
④将小块愈伤组织转移到固体培养基上再生愈伤组织,此时继续保持选择压力,以便保证只有转化愈伤组织才能不断生长;
⑤将转化愈伤组织转入固体分化培养基,获得转化再生植株。其他步骤与叶盘法相同。
(2)原生质体共培养法的优点及一些技术问题原生质体的密度一般以105~106个/ml为宜。
在农杆菌和原生质体共培养期民农杆菌附着在原生质体上,超过32小时之后方可除菌洗涤,也就是要有一定的附着时间。
原生质体出现新形成的细胞壁物质是农杆菌转化的基本条件,这是因为细胞壁物质与农杆菌的附着有关。未形成新细胞壁物质的原生质体没有农杆菌的附着,也没有转化进行。 在共培养过程中,某些二价阳离子(Mg2+)为农杆菌的附着和转化所必需。二价离子的整合物EDTA可以抑制农杆菌对植物细胞壁的吸附及转化作用,因为上述 Mg2+(不是 Ca2+)与农杆菌附着到植物细胞壁有关。 共培养转化似乎是在单细胞或二细胞阶段发生,因此获得的转化愈伤组织大部分是来自一个细胞。
八、癌农杆菌转化系统的评述
优点:
成功率高,效果好。该转化系统是模仿或称之为利用天然的转化载体系统,不管是用菌株接种整体植物的伤口,还是直接侵染离体培养细胞,通常都可以获得满意的转化频率。
在所有的转化系统中,Ti质粒转化系统是机理研究得最清楚的,方法最成熟,应用也最广泛。
Ti质粒的T-DNA区可以容纳相当大的DN段插入,目前已把长达50kb的异源DNA序列通过T-DNA完整地转移到植物细胞中。
T-DNA上含有引导DNA转移和整合的序列,以及能够被高等植物细胞转录系统识别的功能启动子和转录信号,使插入到T-DNA区的外源基因能够随同T-DNA一道在植物细胞中表达。
可根据人们的需要连接不同的启动子,使外源基因能够在再生植株的各种测器官中特异性表达,例如在果实中表达,在叶中表达,甚至仅在根中表达,即可进行人为地控制。
农杆菌Ti质粒转化系统转化的外源基因以单拷贝为多数,遗传稳定性好,并且多数符合孟德尔遗传规律,因此转基因植株能较好地为育种提供了中间选育材料。
缺点:根癌农杆菌Ti质粒载体系统作为一个植物基因转化载体系统的不足之处是它主要用于双子叶植物,如何扩大其应用范围如禾谷类、裸子植物等,一直是人们所关心问题。
篇2:植物基因工程疫苗研究进展
植物基因工程疫苗研究进展
近年来的`许多研究已经显示,动物和人体摄取表达抗原的转基因植物能激发机体的血清和黏膜产生特异性抗体,植物口服疫苗的研究是当今疫苗研究领域的热点之一.文章综述亚单位抗原在转基因植物中的表达水平及方式、基于植物口服递送疫苗的免疫原性及免疫保护、转基因植物疫苗面临的问题等,并展望其研究趋势和应用前景.
作 者:顾青 GU Qing 作者单位:浙江工商大学,生物工程系,浙江,杭州,310035 刊 名:浙江农业学报 ISTIC PKU英文刊名:ACTA AGRICULTURAE ZHEJIANGENSIS 年,卷(期): 18(1) 分类号:Q789 关键词:植物疫苗 基因工程 免疫篇3:植物基因工程的应用及其发展
植物基因工程的应用及其发展
植物基因工程是指在生物体外,通过对DNA分子进行人工“剪切”和“拼接”对生物的基因进行改造和重新组合,然后导人植物体细胞内进行天然繁殖,使重组基因在受体细胞内表达,产生出人们所需要的基因产物.通过一学期研究性学习的时间,结合我们所学习的知识及其对植物基因工程的'了解,我们主要从以下几个方面介绍我们对植物基因工程的现状对其发展.
作 者:焦太和 作者单位:江苏省兴化市获垛初级中学 刊 名:魅力中国 英文刊名:CHARMING CHINA 年,卷(期): “”(26) 分类号:Q94 关键词:篇4:植物课件小学
植物课件小学
小学植物教案
教学目标:
1.掌握花的结构。
2.初步学会花的解剖。
3.通过对花结构的探索活动,培养自主解决问题的能力和自信心
教学重点:
通过解剖、观察花,使学生知道花的构造。
教学难点:
解剖的过程。
教学用具:
花、镊子、白纸、课件
教学过程:
(一)新课导入:
师:同学们,最近你们再上学和放学的路上,有没有发现周围的景色有什么变化?
生:草绿了,树绿了,花也开了……
师:那为什么呢?
生:春天来了。
师:你认为春天什么事最美丽的。
生:……
师:今天,我们就一起来探究植物的花。
(板书课题:植物的花)
(二)新课过程
师:关于花你们想探究些什么问题?
生:……
师:同学们提出的问题可真多!我们要想研究这些问题,先要从花的构造入手进行研究。
活动一:花的构造一样吗?
师:刚才同学们都已经把自己喜欢的花带来了,你现在想怎么研究它们呢?
小组讨论并交流汇报实验设计。
(出示课件:实验步骤)
师:下面我们就以迎春花为例进行研究。开始实验之前,老师还要补充几点(出示课件):
1、解剖要求:解剖时要按由外到里的顺序撕下各部分,解剖操作中要细心,不要损伤了被解剖部分,要把撕下的各部分分行、分类摆好、摆齐。并且填好表格。
2、镊子的使用方法:用大姆指和食指控制镊子的松紧,要夹住被撕部分的基部而不是上部。注意安全,不要被镊子夹着手。
3、花萼————由许多萼片组成,花开放前保护花的内部结构。
花冠————花开放以后靠美丽的颜色招引昆虫传粉,许多片花瓣组成花冠,花萼和花冠合称花被。
雄蕊————由花药(里面有花粉)和花丝(支持着花药)组成。
雌蕊————由柱头、花柱和子房组成。
小组动手解剖。(师巡视,并参与到学生的解剖活动中,适时进行指导。)
汇报成果。师将各组的研究结果投影出来,同时加以补充说明。
师生总结。
活动二:根据花的构造给花分类。
师:自然界中花的结构是不一样的,如果我们给这些花来分类,你们认为怎么分好。<小组讨论>
生:按颜色分,
生:按花瓣的数量分,
生:按雄蕊的数量分
生:……
师:老师这里有一种最科学最简单的分类方法(出示课件)
一株花由花萼、花冠、雄蕊、雌蕊四部分组成的花叫做完全花。
缺少其中一部分,两部分或三部分的花,叫做不完全花。
师:下面请同学们分辨一下,哪些是完全花,哪些是不完全花。(出示课件)
师补充说明:在不完全花中,只有雄蕊的花叫雌花;只有雄蕊的花叫雄花。
很高兴同学们掌握了花的构造,并能轻松就分辨出不同种类的花。下面听一首歌曲《茉莉花》,
音乐听完了,同学们你们想采用什么样的方式来赞美鲜花呢?
(播放音乐)
(三)回顾总结
师:这节课我们共同学习了花的构造,你们都有哪些收获?
(四)课外拓展
师:我发现同学们都非常喜欢鲜花,但是好花不常开,那么怎样做才能把你喜欢的鲜花永久的保留下来做纪念呢?
生:……
师:把花制作成标本,能够长期保存。下课后同学们根据资料卡的提示,制作一种花的标本,下节课我们进行一次作品展评,看看那位同学的标本制作的最漂亮。
板书设计:
植物的花
完全花:由花萼、花冠、雄蕊、雌蕊四部分组成的花
不完全花:缺少其中一部分,两部分或三部分的花
教学反思:
通过本节课的'学习,让学生掌握以下内容
1.掌握花的结构。
2.初步学会花的解剖。
3.通过对花结构的探索活动,培养自主解决问题的能力和自信心。
本节课共分为三个环节,课前观察采集活动,学生课前去观察采集各种各样的花朵,感受花的种类繁多,课堂上学生把自己带来的鲜花解剖,认识花各部分的名称,给花分类。学生的课前准备充分,都采集了不同种类的花,课上也 能按照 老师的要求其做实验,在整个实验的过程中,学生能够积极配合,按照小组合作来学习。最终能够掌握花的结构和分类。在这节课中也存在很多的不足,整堂课设计的过程中,实验的部分占用的时间太长,忽略了对学生的评价部分。
篇5:幼儿园植物课件
幼儿园植物课件
认识植物的美
活动目标
认知目标
让幼儿感知绿色植物可以美化和清新环境技能目标 激发幼儿创造美,表现美的欲望情感目标 幼儿以自身的肢体语言体现绿色植物的美,体验快乐的情绪
活动重点通过看绿色、亲绿色、种绿色让幼儿感知绿色植物可以美化和清新环境活动难点激发幼儿创造美,表现美的欲望,培养幼儿亲近自然参与环保的意识
物质准备各类绿色植物、绿色背景、绿色地毯彩色种植泥、柳枝、透明杯子若干
活动过程导入:
1、看绿色老师:今天,老师带你们去一个美丽的地方玩一玩!
老师:啊,这儿的空气真新鲜呀,原来这儿有那么多的绿色植物!有绿色的-,有绿色的-,让我们在这儿玩一玩吧!幼儿自由玩耍。
2、亲绿色老师:玩得真开心呀,我和小草、小树成了好朋友,我也想变成一棵小草,你想变成小草、小树吗?
小草、小树们一起来跳舞。
3、种绿色老师:小草、小树们有点累了,休息一下吧,咦,这儿有一座动物新村,让我们来看一看吧!
老师:这只小鸭告诉老师这儿什么都好就是没有绿色,那怎么办呢?我们来为它们栽些小树、小草吧。
教师与幼儿一起栽树。
4、结束活动和小动物们再见,结束活动。
我会照顾植物
活动目标:
1、学习照顾植物,培养热爱大自然的情感。
2、按顺序有重点地讲述图片内容。
3、用图形记录的方式表现植物的`变化。
活动准备:
幼儿用书,挂图,植物两盆。
活动过程:
1、观察法导入:
出示一盆叶子茂盛的植物和一盆叶子枯萎的植物,问幼儿,它们看起来有什么不同?为什么会有这样的差异呢?
2、讨论法:
与幼儿讨论:种植一盆植物,需要有哪些东西?又应该如何照顾它呢?
3、观察法:
看挂图《我会照顾植物》中有哪些好方法。
告诉幼儿,我们都喜欢听好听的话和歌曲,植物也一样。如果每天和植物聊聊天,唱唱歌给它们听,它们就会长的特别健康、漂亮!
4、实践法:
提给幼儿一部分盆子和豆子的发芽种子,让幼儿自己进行照顾,并观察其生长过程且记录。
鼓励幼儿每天去和自己种的植物说说话、唱唱歌。
5、小结结束:
小朋友们今天知道了怎么照顾植物,在我们的家里有许多的植物,小朋友们以后可以帮助爷爷奶奶一起来照顾它们好不好啊?
结束。
篇6:幼儿园植物课件资料
幼儿园植物课件资料
世界上的植物千千万,有很多植物小朋友们都不认识,分享了幼儿园关于植物的课件给大家!
活动目标
1、认识更多的植物。
2、为植物做卡片。
3、欣赏几种有趣的植物
4、种植一种喜欢的植物。
5、介绍植树节。
活动准备
几种植物的图片(梅兰竹菊)、一盆含羞草、有关植物(如猪笼草)的视频。
活动过程
一、活动开始
1、小朋友,你们认识哪些植物?
2、小朋友们请把你们认识的植物画出来,并把它们介绍个大家。
2、今天老师给你们带来一些植物的图片,你们来看看是什么植物?(出示植物的.图片)
二、活动进行中
1、让小朋友根据图片说出梅兰竹菊分别有哪些特征;
2、介绍梅花、兰花、菊花分别在哪个季节开放;
3、带小朋友在幼儿园以及周围参观植物,介绍植物特点;
4、回到到教室中,拿出带来的含羞草给小朋友观赏、触碰,看含羞草因触碰而收缩的有趣过程;
5、给小朋友观看有关植物的视频,如猪笼草食虫过程等。
三、回家任务
1、让小朋友在家长的帮助下为幼儿园里的植物制作介绍卡片,挂到相应的植物上;
2、选择一种自己喜欢的植物进行种植。
四、活动后续
1、观察小朋友们种植的植物,一段时间后带到幼儿园,大家共同欣赏;
2、鼓励小朋友们在每年的植树节都进行植树活动。
五、活动反思
本次活动我利用幼儿身边的熟悉的资源——土,引导幼儿进行观察、实验、探索、讨论。活动中幼儿们带着问题去进行实验、操作,引发幼儿学习、探索的兴趣。实验的设计是让幼儿能探索出土的性质,也便于幼儿操作,幼儿兴趣很大。实验中我能培养幼儿良好的合作能力,记录能力,以及操作习惯,并鼓励幼儿把自己在实验中的发现,用图画的方式记录下来。而且针对幼儿观察到现象,我能引发幼儿思考,为什么会有这种现象,以得出问题的答案,土壤里什么?使幼儿了解了土壤对于植物的作用,知道植物离不开土壤。然后和幼儿开展讨论,哪里还需要土壤?知道土壤在生活中的更多作用。
篇7:认识植物教学课件
认识植物教学课件
大自然中有很多的植物,大家认识多少种呢?以下是认识植物教学课件,一起来阅读学习吧!
活动目的:
1.植物分为种子植物和孢子植物,我们最常见的植物一般为种子植物。而大多数的种子植物都有相同的基本结构:根、茎、叶、花、种子。
2.让幼儿识别种子植物所具有的结构及其相应的功能,并在最后完成一幅植物画。
活动准备:
1.室外活动时让幼儿多观察植物的样子,对植物的身体有相应的认识。
2.准备2—3盆不同的植物;植物的图片及其生长过程的视频(从种子发芽到开花结果);为每个孩子准备绘画工具;一张向日葵的拟人画。
活动过程:
1.激趣导入,引发思考
师:你们刚刚在外面看了那么多的植物,有没有发现它们和夏天还有春天的时候,有什么不一样呢?(让幼儿起来发言回答)
师:对的,我们都看到秋天到了,树上的叶子掉下来了。那我们小朋友有手、有脚丫、身体、还有嘴巴那么多部位,才构成了我们一个完整的人,你们说,植物是不是也有很多部位呢?(邀请幼儿起来回答,描述自己看到的,并引导其说出正确的名字:根、茎、叶、花、种子。)
2.主动探究,自主建构
师:看来大家都还是十分了解植物的组成的,今天老师也请到了一位小朋友,它也是一种植物,它就是向日葵小朋友。(将事先准备好的'向日葵画拿出。)
师:我们小朋友吃了饭才能长大,那向日葵是不是也应该吃东西呢?有没有人知道向日葵小朋友是用什么吃饭的呢?都吃些什么的呢?(请小朋友回答,用根来吃饭,水、各种营养)
师:除了根的功能,向日葵小朋友的其他部位又有什么用呢?也请小朋友认真观察老师接下来给你们看的图片。(引导幼儿;叶子是植物的鼻子,有呼吸作用;茎是输送养分,是植物的手和身体;花能够形成果实,果实里就有种子了)
师:所以,一般的植物都是由根、茎、叶、花、种子组成,有些植物还能结果。那向日葵小朋友和其他的植物是怎么样变成现在的样子,让我们先看看视频,记得要好好观察,小小种子是怎么变出大大的植物的。(播放视频,请幼儿回答)
3.操作实践,加深认识
师:看来大家非常了解植物的身体了,那就请大家根据自己对植物的了解,来画一种自己喜欢的植物吧。然后再上来和大家一起分享介绍自己的植物。(画完后,请幼儿介绍指出画上植物根茎叶等部分。)
4.拓展延伸
师:刚刚那棵生病的小树,因为被坏人破坏了,还在挂点滴,你们挂盐水的时候,是不是也很疼啊?植物是我们的好朋友,它们不单单能在烈日下给我们送来阴凉,还能给我们带来新鲜的氧气,所以我们一定要保护好植物,不要故意去摘它的叶子、花儿,用石头扔他。我也带来了自己的好朋友,给你们认识。(拿出自己带的植物给幼儿看,并轻轻触摸)植物是老师的好朋友,老师也希望你们能和它们成为好朋友,希望你们像老师一样,要像对待我们自己的好朋友一样对待它们,好吗?
师:老师刚刚给你们家介绍的植物,只是植物界的一类,叫种子植物,其实还有蕨类植物、苔藓植物,很多很多,如果你们还想了解更多的,那就回家和爸爸妈妈一起来寻找吧!
篇8:幼儿园植物的课件
幼儿园植物的课件
活动目标
1. 能识别植物“身体”的各个部分,知道一般的植物是由根、茎、叶、花、果实、种子等部分组成的。
2. 通过“拣菜”的实践活动,培养幼儿的劳动意识及动手操作能力。
3. 体验植物与人类的密切关系,感受植物世界的多姿多彩。
活动准备
1、课件:一株黄豆的生长过程
2、部分植物,放菜的篮子
3、植物“身体”各部分的分解图、白纸、胶水
4、课前请幼儿去观察多种植物
活动过程
一、通过提问,激发幼儿兴趣,引发幼儿思考
1、这几天,你们去找植物了吗?一定看到了许多植物吧!谁来将给大家听听。(幼儿描述自己看到的植物)师:你们讲得很精彩!自然界的植物可真是千奇百怪。
师:(出示课件:《一株黄豆苗》)植物的身体也像人的身体一样,是由几部分组成的。
2、你们知道这株黄豆苗的身体是由哪几部分组成的吗?(点击黄豆苗的各部分,逐一呈现根,茎,叶,花,果实,种子。)二、主动探究,自由建构。
1、发现种子(幼儿自由观察,交谈,老师参与讨论。)师:这里有几种植物的根,茎,叶,花,果实,种子。请小朋友们想一想,它们分别是什么植物身体上的那一部分?
(提供植物:大蒜头,树叶,黄瓜,苹果,萝卜,花生,茄子,青椒等。)师:花生是植物的什么呢?(果实,种子)有些植物的果实就是种子。
师:苹果是植物的什么呢?(果实)我们把它切开后会发现什么?
(与幼儿一起切苹果)苹果里的籽就是种子。还有哪些植物果实里也有种子呢?我们一起来看一看,看看哪些果实里有种子(老师将黄瓜。茄子,青椒等果实切开)。
师:种子有什么作用呢?这里有一颗黄豆种子,我们把它放在泥土里,看它什么时候变化。
2、了解植物身体的各部分(1) 拼植物师:种子的本领真大。其实植物身体上的每一部分都很重要。这里是几种植物身体组成部分的图片,它们能拼成一株什么样的植物呢?
(2) 幼儿展示并介绍自己拼的植物师:谁来向大家介绍一下,你拼的是什么植物?由哪几部分组成?
师:一般的植物有根,茎,叶,花,果实,种子,可也有一些植物不是这样的。如竹子(放课件)有根,茎,叶,花,没有果实,种子。在自然界中,像竹子这样的植物还有很多。
三、幼儿自由讲述,教师参与评价。
师:我们知道了植物的身体是由各个部分组成的。你们知道哪些植物是可以吃的'?吃的是它身体上的那一部分?
四、幼儿小组拣菜,并互相交流。
师:今天我们来帮厨房的伯伯,阿姨拣菜。每一组的篮子里装有不同的蔬菜。大家先认一认,自己阻力建的是什么菜?再想一想,我们吃的是它的那一部分?把吃的部分放在一个篮子里,不能吃的放到另一个篮子里。(给各小组分别提供:豆角,芹菜,菠菜,花菜。)五、各小组派一个代表上来介绍。
六、拓展延伸师:小朋友真能干,很快就把菜拣好了,知道了植物的那些部分可以吃。其实,植物不仅给我们人类提供了美食和营养,还可以做成不同的物品呢!你们知道这两样物品分别是用植物的哪部分做的吗 ?
师:只要留心观察,我们就可以发现,生活中的很多物品都是由植物做成的。
小朋友们动动脑筋,想一想,我们可以用活动区中的这些材料作出什么样的又好看又好玩的东西呢?(活动区提供植物的叶子,种子等,让幼儿进行操作。)
篇9:植物写生教学课件
植物写生教学课件
一、教材分析
本课属于“造型·表现”领域,是本套教材中线条系列的内容之一,其编写目的是通过对植物的写生,引导学生学习精细地观察物象的方法,培养学生的观察习惯,进一步提高学生的观察能力和线造型能力,植物的写生教案。
生活中各式各样的植物充满了丰富的线条,便于学生对细部的观察和刻画。由于植物与学生生活有着密切的联系,许多学生家里都养植物,因此,这节课也容易激发起学生的学习兴趣。教学过程中,通过观察身边的植物,让学生感受植物的种类繁多、形态各异、色彩丰富,体验植物带给人的美感,感受自然的美。同时,通过查询有关资料,了解植物的名称、特点、作用等,自然地渗透科学知识,提高学生综合学习的能力。
教材中编入了画家赖少其的作品,目的是引导学生感受画家对大自然的热爱之情,学习画家的表现方法。另外,教材中(第2页)还选入了几幅植物的相关图片,如绿萝、仙人鞭等。第3页的一幅图片是箭兰,目的是引导学生对植物的特点进行观察分析。教学中,可以通过这些图片及对自然界中植物的观察、分析,了解植物的基本结构、细部特征、花的角度变化、叶子的穿插等,学习如何用线表现植物叶片间的遮挡关系,花、叶的朝向,以及如何用疏密不同的线表现植物。
课时:1课时
教学目标:
1.显形目标:通过学习了解植物的种类和生长特点,学习用线表现植物特征及其前后关系,培养学生的观察能力、线造型能力和综合学习能力。
2.隐性目标:引导学生在小组学习探究中,相互交流,培养学生的合作、探究意识。通过学习活动,在观察、表现植物的过程中,感受植物的美,了解植物和人类的密切关系,培养学生热爱大自然的情感和可持续发展的意识,教案《植物的写生教案》。
教学重点和难点:
1.重点:了解植物的种类和生长特点,学习用线表现植物的方法。
2.难点:如何用线表现植物的前后关系和不同姿态。
教学准备:课件、盆栽植物、勾线笔
教学过程:
一.谈话导入
1,师:同学们,你们知道现在到什么季节了吗?
生:春天。
师:对了,春天到了。小动物们慢慢苏醒了,植物也不甘示弱,纷纷探出了自己的小脑袋,今天老师就带着同学们走进大自然,看一看这些缤纷的植物。
2.,观看视频《缤纷的植物》
二.讲授新课
师:同学们,你们都认识这些植物吗?想把这美丽的植物画在纸上吗?今天我们就来学习(板书)第一课植物的写生
1,观察植物,发现其生长的特点
师:同学们,今天我看到各小组都带来一种植物,那你能说一说,它叫什么?有什么作用吗?能说一说它的特点吗?哪个小组先来说说看?
生:回答
师:恩,回答的非常好。(小组加星)
叶片或花儿的大小都是一样的吗?
他们的'姿态都是一样的吗?
他们的生长方向都是一样的吗?
仔细观察你带来的植物,从不同的角度来看,他们的姿态发生了什么变化?
从这几个角度想想看,哪个小组在来说一说?
生:回答。
师总结:植物的姿态是各异的,生长方向也是不一样的,从不同角度去观察他们,他们形态也各不相同。
同学们,仔细观察过植物后啊,咱们如何对他们进行细致的描绘呢?
咱们先来欣赏大师的作品。
2,欣赏大师作品,学会写生植物的方法
师:这幅作品是赖少其先生的《君子兰》,同学们仔细欣赏一下,老师这还有一幅《君子兰》,欣赏一下书中的君子兰和幻灯片中的君子兰有什么不同?哪幅画的更好一些?好在哪?
生回答。
师总结:同学们回答的非常好,赖少其先生画的这幅《君子兰》表现出了a.叶片和(花儿)的前后遮挡关系
b.注意叶片(花儿)的穿插
c.注意叶片(花儿)的朝向,姿态各异
d.注意叶片垂下来的翻转如何表现
3.教师范画
《菠萝》的写生(边示范,边讲解)
a.素描纸线描形式
b.刮画纸的形式
师:老师带来的这幅作品是用什么材料画的?
师:对,是用刮画纸画的,不同的绘画材料会给你带来不同的效果,同学们待会儿作画的时候可以大胆的使用绘画材料哦。
4.欣赏学生作品
三,学生作业,教师辅导
1,同学们,在黑板的左边是老师带来的植物园,可这个植物园只有几只蝴蝶,那同学们,植物园还缺少什么?对,植物,那你们愿意和老师一起布置这个植物园吗?
2,作业要求:
(1)认真观察植物的特征、姿态,用线描的方法写生一种植物。
(2)注意线条的繁简、疏密、长短、曲直穿插等变化。
(3)可用不同的材质。
四.作业展评,学生互评
让学生互相讲评对方的作品,提高他们的审美水平。
五.总结
同学们,自然然界中缤纷的植物给我们增添了不少色彩,所以我们要爱护植物,做一位有爱心的好学生。
篇10:观察认识各种植物课件
观察认识各种植物课件
活动目的:
1.植物分为种子植物和孢子植物,我们最常见的植物一般为种子植物。而大多数的种子植物都有相同的基本结构:根、茎、叶、花、种子。
2.让幼儿识别种子植物所具有的结构及其相应的功能,并在最后完成一幅植物画。
活动准备:
1.室外活动时让幼儿多观察植物的样子,对植物的身体有相应的认识。
2.准备2—3盆不同的植物;植物的图片及其生长过程的视频(从种子发芽到开花结果);为每个孩子准备绘画工具;一张向日葵的拟人画。
活动过程:
1.激趣导入,引发思考
师:你们刚刚在外面看了那么多的植物,有没有发现它们和夏天还有春天的时候,有什么不一样呢?(让幼儿起来发言回答)
师:对的,我们都看到秋天到了,树上的叶子掉下来了。那我们小朋友有手、有脚丫、身体、还有嘴巴那么多部位,才构成了我们一个完整的人,你们说,植物是不是也有很多部位呢?(邀请幼儿起来回答,描述自己看到的,并引导其说出正确的名字:根、茎、叶、花、种子。)
2.主动探究,自主建构
师:看来大家都还是十分了解植物的组成的,今天老师也请到了一位小朋友,它也是一种植物,它就是向日葵小朋友。(将事先准备好的向日葵画拿出。)
师:我们小朋友吃了饭才能长大,那向日葵是不是也应该吃东西呢?有没有人知道向日葵小朋友是用什么吃饭的呢?都吃些什么的呢?(请小朋友回答,用根来吃饭,水、各种营养)
师:除了根的功能,向日葵小朋友的其他部位又有什么用呢?也请小朋友认真观察老师接下来给你们看的图片。(引导幼儿;叶子是植物的鼻子,有呼吸作用;茎是输送养分,是植物的手和身体;花能够形成果实,果实里就有种子了)
师:所以,一般的.植物都是由根、茎、叶、花、种子组成,有些植物还能结果。那向日葵小朋友和其他的植物是怎么样变成现在的样子,让我们先看看视频,记得要好好观察,小小种子是怎么变出大大的植物的。(播放视频,请幼儿回答)
3.操作实践,加深认识
师:看来大家非常了解植物的身体了,那就请大家根据自己对植物的了解,来画一种自己喜欢的植物吧。然后再上来和大家一起分享介绍自己的植物。(画完后,请幼儿介绍指出画上植物根茎叶等部分。)
4.拓展延伸
师:刚刚那棵生病的小树,因为被坏人破坏了,还在挂点滴,你们挂盐水的时候,是不是也很疼啊?植物是我们的好朋友,它们不单单能在烈日下给我们送来阴凉,还能给我们带来新鲜的氧气,所以我们一定要保护好植物,不要故意去摘它的叶子、花儿,用石头扔他。我也带来了自己的好朋友,给你们认识。(拿出自己带的植物给幼儿看,并轻轻触摸)植物是老师的好朋友,老师也希望你们能和它们成为好朋友,希望你们像老师一样,要像对待我们自己的好朋友一样对待它们,好吗?
师:老师刚刚给你们家介绍的植物,只是植物界的一类,叫种子植物,其实还有蕨类植物、苔藓植物,很多很多,如果你们还想了解更多的,那就回家和爸爸妈妈一起来寻找吧!
篇11:电子克隆技术及其在植物基因工程中的应用
电子克隆技术及其在植物基因工程中的应用
电子克隆是随着基因组计划和EST计划的实施而发展起来的,是利用生物信息学手段进行基因克隆的新方法.它具有投入低、速度快、技术要求低和针对性强等优点.因此,电子克隆技术必将成为植物基因工程中获得新基因的重要手段.阐述了电子克隆应用所依据的数据库与生物信息资源,介绍了利用电子克隆获得功能基因的.方法,及其在植物基因工程中的应用现状与前景.
作 者:王冬冬 朱延明 李勇 李杰 柏锡 WANG Dongdong ZHU Yanming LI Yong LI Jie BAI Xi 作者单位:东北农业大学生命科学学院,黑龙江,哈尔滨,150030 刊 名:东北农业大学学报 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF NORTHEAST AGRICULTURAL UNIVERSITY 年,卷(期): 37(3) 分类号:Q94 关键词:电子克隆 植物基因工程 表达序列标签EST 生物信息学篇12:植物凝集素及其在抗虫基因工程中的应用
植物凝集素及其在抗虫基因工程中的应用
植物凝集素是一类具有高度特异性糖结合活性的蛋白,含有1个或多个可与单糖或寡聚糖特异可逆结合的非催化结构域.它的糖结合特异性主要针对外源寡糖,主要生理功能是介导植物的防御反应,在农业、医学等领域应用前景广阔.综述了植物凝集素的分子生物学的研究进展,介绍了植物凝集素的.分类、性质、结构、功能,以及在抗虫基因工程中的应用.
作 者:李凤玲 徐培洲 肖t 张红宇 汪旭东 吴先军 作者单位:四川农业大学水稻研究所,四川,温江,611130 刊 名:安徽农业科学 ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年,卷(期):2006 34(3) 分类号:Q936 关键词:植物凝集素 糖结合活性 结构 功能 抗虫基因工程篇13:果聚糖对植物抗逆性的影响及相应基因工程研究进展
果聚糖对植物抗逆性的影响及相应基因工程研究进展
果聚糖是一类重要的可溶性碳水化合物,其在植物中的积累可提高植物的抗逆性.本文除了介绍果聚糖的有关知识外,重点综述了果聚糖对植物抗逆性的影响,并从果聚糖对渗透的`调节,对膜的保护,在低温、干旱条件下果聚糖相关酶活性变化方面阐述了果聚糖抗旱、抗寒机制.此外,综述了提高果聚糖积累方面的基因工程研究进展及存在的相关问题.
作 者:杨晓红 陈晓阳 YANG Xiao-hong CHEN Xiao-yang 作者单位:杨晓红,YANG Xiao-hong(北京林业大学,林木花卉遗传育种教育部重点实验室,北京,100083;北京农学院,园林系,北京,102206)陈晓阳,CHEN Xiao-yang(北京林业大学,林木花卉遗传育种教育部重点实验室,北京,100083)
刊 名:华北农学报 ISTIC PKU英文刊名:ACTA AGRICULTURAE BOREALI-SINICA 年,卷(期): 21(z1) 分类号:Q94 关键词:果聚糖 抗逆性 果糖基转移酶 调控 基因工程篇14:植物妈妈有办法课件
孩子如果已经长大,
就要告别妈妈,四海为家。
狮虎有脚,鹰有翅膀,
植物要旅行靠的什么办法?
柳树妈妈准备了小飞船,
让孩子们整装待发。
春风轻轻吹过,
孩子们说着笑着告别妈妈。
莲花妈妈有个好办法,
她把熟睡的孩子悄悄放入水下。
只要在水中脱去衣裳,
孩子们就不知不觉生根发芽。
凤仙花妈妈更有办法,
她让许多孩子挤进绿色的小屋。
啪得一声,屋子炸开,
孩子们就欢蹦乱跳地离开妈妈。
植物妈妈的办法很多很多,
不信你就仔细观察。
那里有许许多多的知识,
粗心的小朋友却得不到它。
篇15:植物妈妈有办法课件
孩子如果已经长大,
就得告别妈妈,
四海为家。
牛马有脚,
鸟有翅膀,
植物要旅行靠的什么办法?
蒲公英妈妈准备了降落伞,
把它送给自己的娃娃。
只要有风轻轻吹过,
孩子们就乘着风纷纷出发。
苍耳妈妈有个好办法,
她给孩子穿上带刺的铠甲。
只要挂住动物的皮毛,
孩子们就能去田野、山洼。
豌豆妈妈更有办法,
她让豆荚晒在太阳底下,
啪的一声,豆荚炸开,
孩子们就蹦着跳着离开妈妈。
植物妈妈的办法很多很多,
不信你就仔细观察。
那里有许许多多的知识,
粗心的小朋友却得不到它。
1.植物妈妈有办法优秀教案及板书设计
2.二年级语文植物妈妈有办法优秀教案设计
3.二年级语文上册植物妈妈有办法课文
4.《植物妈妈有办法》教学反思(5篇)
5.打鼾的治疗方法-打鼾原因及预防护理
6.小学二年级上册语文计划模板附进度表(优秀)
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