人教版选修三植物细胞工程课件

1、1996年7月5日，世界上第一只体细胞克隆动物克隆羊多利诞生于英国。相比培育抗虫棉是DNA分子水平上的技术，克隆羊多莉是 水平上的技术。细胞这样的生物技术属于细胞工程。1996年7月5日，世界上第一只体细胞克隆动物克隆羊多利细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 细胞工程概念分类原理和方法：操作水平：目的：细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品植物细胞工程动物细胞工程细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法

2、，通过某种工细胞工程科技探索之路细胞工程的发展历程植物细胞工程植物细胞工程的基本技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物细胞工程的实际应用植物繁殖的新途径微型繁殖作物脱毒人工种子作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用细胞产物的工厂化生产动物细胞工程细胞工程科技探索之路细胞工程的发展历程植物细胞工程植物细胞工细胞工程科技探索之路细胞工程的发展历程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞培养和核移植技术动物细胞培养细胞培养的应用和概念细胞培养的过程和条件动物体细胞核移植技术和克隆动物核移植技术和克隆动物的概念体细胞核移植技术的过程、应用前景、存在的问题动物细胞融合与单克隆抗体细胞工程科技探索之路细胞工程

3、的发展历程植物细胞工程动物细胞工2.1 植物细胞工程华师附中汕尾学校 杨宇涛2.1 植物细胞工程华师附中汕尾学校 杨宇涛一、植物细胞工程所采用技术的理论基础 细胞的全能性1.概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整个体的潜能的特性，叫做细胞的全能性。2.全能性的差异：受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞幼嫩的细胞衰老的细胞分化程度越高，分裂能力越低，全能性也越低“细胞全能性为细胞的某种特征，有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力”一、植物细胞工程所采用技术的理论基础 思考：生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？答：分化是在特定的时间和空间

4、条件下，基因选择性地表达的结果。进而全能性受到限制，更加不能表现出来。思考：只要离体，植物细胞就能表现全能性吗？表现全能性的条件有哪些？答：不是，除了离体，还需要提供营养物质、激素及其它适宜条件。思考：生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的例.有关全能性的表述中，不正确的是（ ）A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B.生物体内细胞由于分化，全能性不能表达C.卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C例.有关全能性的表述中，不正确的是（ ）C例.下列关于细胞全能性的说法不正确的是（ ）（多选）A.受精卵在自

5、然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B.生物体内，细胞不能表现出全能性，是因为细胞中的基因选择性表达 C.菊花花瓣或叶片的任何一个活细胞都具有全能性D.哺乳动物成熟的红细胞也有全能性E.用菊花的一个叶肉细胞培养出了菊花叶片体现了叶肉细胞的全能性E例.下列关于细胞全能性的说法不正确的是（ ）（多选二、植物组织培养技术1.概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，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。二、植物组织培养技术1.概念：二、植物组织培养技术2.过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体

6、（或丛芽）植物体外植体脱分化再分化细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞遮光在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，进而形成愈伤组织的过程。再分化：愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼芽和根，进而形成完整小植株的过程。二、植物组织培养技术2.过程：外植体脱分化再分化细胞排列疏松植物组织培养的两条主要途径器官形成途径：即在愈伤组织的不同部位分别独立形成不定根和不定芽，这一步是先后完成的，首先在一种培养基上诱导形成芽（或根），再在另一种培养基上继代培养诱导形成根（或芽），而后发育成为

7、一株完整的植株。体细胞胚胎发生途径：即愈伤组织表面或内部形成类似于合子胚的称之为胚状体的结构，胚状体的形成经历了与合子胚相似的发育过程，从球形胚、心形胚、鱼雷胚到成熟胚，而后发育成为一株完整的植株。人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)植物组织培养的两条主要途径人教版选修三2.1 植物细胞工程(二、植物组织培养技术2.过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体（或丛芽）植物体脱分化再分化细胞分裂素=生长素：促进愈伤组织形成生长细胞分裂素生长素：诱导芽的形成细胞分裂素生长素：诱导根的形成（生根分芽等愈伤）要求全程无菌操作：避免杂菌

8、在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌的代谢产物会危害培养物的生长。人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)二、植物组织培养技术2.过程：脱分化再分化要求全程无菌操作：二、植物组织培养技术3.实例（胡萝卜的组织培养）：形成层愈伤组织遮光分化人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)二、植物组织培养技术3.实例（胡萝卜的组织培养）：形成层愈伤二、植物组织培养技术3.实例（胡萝卜的组织培养）：植物组织培养技术的流程简图人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1

9、 植物细胞工程(共38张PPT)二、植物组织培养技术3.实例（胡萝卜的组织培养）：人教版选修1.下列不能作为植物组织培养的材料是（ ）A.秋海棠的叶B.马铃薯的块茎 C.成熟的花粉 D.木质部中的导管细胞人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)1.下列不能作为植物组织培养的材料是（ ）人教版2.下列属于组织培养的是（ ）A.花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D.用桃花的一个叶肉细胞培养出了桃花叶片A人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)2.下列属

10、于组织培养的是（ ）A人教版选修三2.1 人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。人们曾经有这样一个梦想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个梦想可能实现吗？人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三

11、2.1 植物细胞工程(共38张PPT)番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃三、植物体细胞杂交技术1.概念：将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。 2.优势：克服了远缘杂交不亲和的障碍， 拓展了可用于杂交的亲本组合范围。人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)三、植物体细胞杂交技术1.概念：人教版选修三2.1 植物细胞三、植物体细胞杂交技术3.过程去壁的方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶）诱导的方法：物理：离心、振动、电刺激等化学：聚乙二醇（PEG）融合的基础：细胞膜的流动

12、性融合成功的标志：再生出细胞壁植物体细胞杂交技术成功的标志：出现杂种植株融合的原生质体原生质体B原生质体A去壁去壁植物A细胞植物B细胞诱导融合再生出细胞壁杂种细胞脱分化 愈伤组织再分化杂种植株植物组织培养植物细胞融合人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)三、植物体细胞杂交技术3.过程融合的原生质体原生三、植物体细胞杂交技术3.过程去壁的方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶）诱导的方法：物理：离心、振动、电刺激等化学：聚乙二醇（PEG）融合的基础：细胞膜的流动性融合成功的标志：再生出细胞壁植物体细胞杂交技术成功的标志：出现杂种植株融合的原生

13、质体原生质体B原生质体A植物A细胞植物B细胞杂种细胞愈伤组织杂种植株2N2N4N4N异源四倍体人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)三、植物体细胞杂交技术3.过程融合的原生质体原生质体B原生三、植物体细胞杂交技术1.概念：将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。 2.优势：克服了远缘杂交不亲和的障碍， 拓展了可用于杂交的亲本组合范围。3.过程：植物体细胞杂交技术=植物细胞融合+植物组织培养4.不足：不能按照人的意愿表达出两个亲本的性状5.原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性人教版选修三2.1

14、植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)三、植物体细胞杂交技术1.概念：人教版选修三2.1 植物细胞1.A种植物细胞(基因型为Aa)、B种植物细胞(基因型为Bb)去掉细胞壁后，诱导两种细胞的原生质体融合，形成单核的杂种细胞。则经过组织培养得到的杂种植株是()A二倍体，基因型为AaBbB二倍体，基因型为AAaaBBbbC四倍体，基因型为AaBbD四倍体，基因型为AAaaBBbbC人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)1.A种植物细胞(基因型为Aa)、B种植物细胞(基因型为Bb(1)过程是用_处理

15、细胞的细胞壁，后经过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会形成_种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。是_的过程，与此过程密切相关的细胞器主要是高尔基体。(2)在过程培养中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入_。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证_。纤维素酶、果胶酶3再生出细胞壁激素无菌人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)(1)过程是用_(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培

16、育(假设能成功)，得到的后代应含_条染色体，还必须用_来处理幼苗，才能得到可育的“番茄马铃薯”植株，此时体细胞中含有_条染色体。(4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为_倍体。（A+B)/2A+B秋水仙素六人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径微型繁殖作物脱毒人工种子2.作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用3.细胞产物的工厂化生产人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共3

17、8张PPT)四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径人教版选修三2四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径微型繁殖技术（快速繁殖技术）（1）定义：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术（2）优点：无性繁殖，保持优良品种的遗传特性高效快速地实现种苗的大量繁殖工厂化生产，不受自然环境限制人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径微型繁殖技四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径作物脱毒（1）材料：植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒（2）方法：分生区 脱毒苗 植物组织培养人教版

18、选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径作物脱毒人四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径人工种子（1）概念：通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。在适宜的条件下可以发芽成苗。（2）组成：胚状体人工种皮人工胚乳由已脱分化的外植体直接产生；由愈伤组织产生胚状体人工胚乳人工种皮人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径人工种子由四、植物细胞工程

19、的实际应用1.植物繁殖的新途径人工种子（3）提示：一般植物组织培养到胚状体人工胚乳含胚状体发育所需的营养物质外，还可以添加各种附加成分，如养分、无机盐、有机氮源、固氮细菌、防病虫农药、有益菌、植物生长调节剂、除草剂等，以利于幼苗的茁壮成长，提高作物产量。人工种皮应具有透水、透气的特点。（4）优点：属于无性生殖，不会发生性状分离；生产上不受季节、气候和地域限制利于农业生产的规模化人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径人工种子人四、植物细胞工程的实际应用2.作物新品种的培育单倍体育种（1）方

20、法：花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍得到稳定遗传（纯合体）的优良品种。（2）原理：染色体（数目）变异、细胞全能性（3）优点：明显地缩短育种年限得到的是纯合体，能稳定遗传实质是植物组织培养人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用2.作物新品种的培育单倍体育种四、植物细胞工程的实际应用2.作物新品种的培育突变体的应用（1）突变体：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直

21、处于不断地分生状态，容易受培养条件和外界压力（射线、化学物质）的影响而发生突变（基因突变、染色体变异），这样发育成的个体称为突变体。（2）突变体育种（3）原理：突变（基因突变、染色体变异）、细胞的全能性新品种外植体愈伤组织 多种突变体筛选脱分化再分化诱变处理抗病、抗盐、高产、高蛋白人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)四、植物细胞工程的实际应用2.作物新品种的培育突变体的应四、植物细胞工程的实际应用3.细胞产物的工厂化生产（1）细胞产物的种类：糖类、脂肪、蛋白质、香料、色素、药物、生物碱等。（2）生产的技术方法：外植体脱分化形成愈伤组织后再分离提取。（植物组织培养）（3）实例：人参皂甙、紫杉醇、紫草素、杀虫剂等的提取。人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共38张PPT)人教版选修三2.1 植物细胞工程(共