新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件

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，在细胞整体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。应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体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(定向改造）细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理1细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞工程细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞工程2植物细胞工程植物细胞工程3一、植物组织培养1、原理：细胞的全能性一、植物组织培养4细胞的全能性1.概念:

已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。

2.原因：生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。3.全能性高低：

①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞②植物细胞＞动物细胞细胞的全能性1.概念:已高度分化的细胞仍具有发育成完整个5一、植物组织培养2、植物组织培养的条件内因：离体细胞、组织或器官外因：1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等2）培养基（一定的营养物质，激素）

一、植物组织培养2、植物组织培养的条件6植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：①含N物质：包括维生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透压③琼脂：起支持作用④激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0一、植物组织培养植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子一、植物组织培7一、植物组织培养3、植物组织培养的基本过程外植体愈伤组织胚状体已分化出根、芽分化程度降低，分裂能力增强重新分化出组织器官的过程（细胞分裂素、生长素）细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关脱分化遮光再分化光照一、植物组织培养3、植物组织培养的基本过程分化程度降低，分8

愈伤组织的形成愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞组成的组织。愈伤组织的形成愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，9植物组织培养（试管苗的形成）植物组织培养（试管苗的形成）10试管苗大规模培养试管苗大规模培养11移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培12新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件13植物组织培养的概念：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，给予一定的培养条件，诱导产生愈伤组织和胚状体，最终形成完整的植株。

植物组织培养的概念：在无菌和人工控制的条件下将离体的植物器官14新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件15能力训练：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D能力训练：1、下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的16植物体细胞杂交应用研究

植物体细胞杂交应用研究171、定义：

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：（与有性杂交方法比较）

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。。植物体细胞杂交1、定义：将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且18(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图标志去壁(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图19思考题细胞壁如何去除？原生质层如何融合？融合的基础是什么？杂交完成的标志是什么？最后通过什么手段得到新个体？思考题细胞壁如何去除？20植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）

原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）植物体细胞杂交过程示意图细胞融合的基础：细胞膜的流动性植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合21不能人工诱导原生质体融合的方法是：A、振动B、电刺激、C、PEG试剂、D、重压对应训练不能人工诱导原生质体融合的方法是：A、振动22植物细胞工程的实际应用（一）、植物繁殖的新途径（二）、作物新品种的培育（三）、细胞产物的工厂化生产1.单倍体育种2.突变体的利用药物，香料，蛋白质等植物细胞工程的实际应用（一）、植物繁殖的新途径（二）、作物新23一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(属无性繁殖)(1)微型繁殖技术（快速繁殖技术）:

快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.(2)特点: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.一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(属无性繁242.培育脱毒作物

(1)材料:无病毒的茎尖

(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得2.培育脱毒作物25

人工种子用人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子人工种皮：藻酸钠解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题人工种子26植物组织培养大量生产紫草素

现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。

紫草紫草素

愈伤组织植物组织培养大量生产紫草素现在已有胡萝卜、芹27新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件28新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件2908江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同D08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是30细胞工程的概念

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，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。细胞工程植物细胞工程动物细胞工程细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学31植物细胞工程的基本技术和理论基础植物细胞工程的理论基础是：

植物细胞的全能性植物细胞工程常用的技术是植物组织培养植物体细胞杂交概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。植物细胞工程的基本技术和理论基础植物细胞工程的理论基础是：32细胞的全能性

当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。受精卵的全能性最高；其次是生殖细胞（尤其是卵细胞）；体细胞的全能性比生殖细胞低得多。

细胞的全能性当植物细胞脱离了原来所在植物体的33植物组织培养的概念

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。植物组织培养的概念植物组织培养就是在无菌和人34植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分化）愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体植物组织培养的条件：适宜的养料和激素，适宜的温度和无菌条件植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分35新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件36相关问题1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？相关问题1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌37植物体细胞杂交的概念

将不同种植物的体细胞，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。（不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的）植物体细胞杂交的概念将不同种植物的体细胞，在38相关问题（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？（3）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？（4）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？（5）如何将杂种细胞培育成杂种植株？相关问题（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到39植物体细胞杂交过程植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体A原生质体B原生质体融合杂合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞细胞分裂分化发育愈伤组织杂种植株植物体细胞杂交过程植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原40植物体细胞杂交过程原生质体制备（酶解法去细胞壁）原生质体融合（人工诱导）

杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）杂种植株的再生与鉴定物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇等试剂纤维素酶、果胶酶等植物体细胞杂交过程原生质体制备（酶解法去细胞壁）物理法：离心41问题为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。问题为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那42问题自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。问题自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细43异想天开异想天开44植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径45概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产取材少培养周期短保持优良性状微型繁殖概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）微型46作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差47人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性人工种子结构：48养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌生长调节剂养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌49单倍体育种方法：花药离体培养技术：组织培养获得单倍体秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传单倍体育种方法：50突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界51细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产52植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径53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，在细胞整体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。应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体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(定向改造）细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理54细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞工程细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞工程55植物细胞工程植物细胞工程56一、植物组织培养1、原理：细胞的全能性一、植物组织培养57细胞的全能性1.概念:

已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。

2.原因：生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。3.全能性高低：

①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞②植物细胞＞动物细胞细胞的全能性1.概念:已高度分化的细胞仍具有发育成完整个58一、植物组织培养2、植物组织培养的条件内因：离体细胞、组织或器官外因：1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等2）培养基（一定的营养物质，激素）

一、植物组织培养2、植物组织培养的条件59植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：①含N物质：包括维生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透压③琼脂：起支持作用④激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0一、植物组织培养植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子一、植物组织培60一、植物组织培养3、植物组织培养的基本过程外植体愈伤组织胚状体已分化出根、芽分化程度降低，分裂能力增强重新分化出组织器官的过程（细胞分裂素、生长素）细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关脱分化遮光再分化光照一、植物组织培养3、植物组织培养的基本过程分化程度降低，分61

愈伤组织的形成愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞组成的组织。愈伤组织的形成愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，62植物组织培养（试管苗的形成）植物组织培养（试管苗的形成）63试管苗大规模培养试管苗大规模培养64移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培65新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件66植物组织培养的概念：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，给予一定的培养条件，诱导产生愈伤组织和胚状体，最终形成完整的植株。

植物组织培养的概念：在无菌和人工控制的条件下将离体的植物器官67新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件68能力训练：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D能力训练：1、下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的69植物体细胞杂交应用研究

植物体细胞杂交应用研究701、定义：

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：（与有性杂交方法比较）

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。。植物体细胞杂交1、定义：将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且71(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图标志去壁(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图72思考题细胞壁如何去除？原生质层如何融合？融合的基础是什么？杂交完成的标志是什么？最后通过什么手段得到新个体？思考题细胞壁如何去除？73植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）

原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）植物体细胞杂交过程示意图细胞融合的基础：细胞膜的流动性植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合74不能人工诱导原生质体融合的方法是：A、振动B、电刺激、C、PEG试剂、D、重压对应训练不能人工诱导原生质体融合的方法是：A、振动75植物细胞工程的实际应用（一）、植物繁殖的新途径（二）、作物新品种的培育（三）、细胞产物的工厂化生产1.单倍体育种2.突变体的利用药物，香料，蛋白质等植物细胞工程的实际应用（一）、植物繁殖的新途径（二）、作物新76一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(属无性繁殖)(1)微型繁殖技术（快速繁殖技术）:

快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.(2)特点: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.一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖(属无性繁772.培育脱毒作物

(1)材料:无病毒的茎尖

(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得2.培育脱毒作物78

人工种子用人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子人工种皮：藻酸钠解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题人工种子79植物组织培养大量生产紫草素

现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。

紫草紫草素

愈伤组织植物组织培养大量生产紫草素现在已有胡萝卜、芹80新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件81新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件8208江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同D08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是83细胞工程的概念

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，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。细胞工程植物细胞工程动物细胞工程细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学84植物细胞工程的基本技术和理论基础植物细胞工程的理论基础是：

植物细胞的全能性植物细胞工程常用的技术是植物组织培养植物体细胞杂交概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质及发育为完整个体所必需的全部基因。植物细胞工程的基本技术和理论基础植物细胞工程的理论基础是：85细胞的全能性

当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。受精卵的全能性最高；其次是生殖细胞（尤其是卵细胞）；体细胞的全能性比生殖细胞低得多。

细胞的全能性当植物细胞脱离了原来所在植物体的86植物组织培养的概念

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。植物组织培养的概念植物组织培养就是在无菌和人87植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分化）愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体植物组织培养的条件：适宜的养料和激素，适宜的温度和无菌条件植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分88新课标人教版高中生物选修三专题二细胞工程课件89相关问题1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？相关问题1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌90植物体细胞杂交的概念

将不同种植物的体细胞，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。（不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的）植物体细胞杂交的概念将不同种植物的体细胞，在91相关问题（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？（3）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？（4）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？（5）如何将杂种细胞培育成杂种植株？相关问题（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到92植物体细胞杂交过程植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体A原生质体B原生质体融合杂合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞细胞分裂分化发育愈伤组织杂种植株植物体细胞杂交过程植物细胞A植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁原93植物体细胞杂交过程原生质体制备（酶解法去细胞壁）原生质体融合（人工诱导）

杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）杂种植株的再生与鉴定物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇等试剂纤维素酶、果胶酶等植物体细胞杂交过程原生质体制备（酶解法去细胞壁）物理法：离心94问题为什么“番