高中生物课件-2-1-植物细胞工程的基本技术

专题2细胞工程

1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物--克隆羊多利诞生于英国。这样的生物技术属于何种生物工程？细胞工程细胞工程：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科学技术。2.1植物细胞工程§2.1.1植物细胞工程的基本技术植物组织培养12345再分化(愈伤组织)植物组织培养6脱分化为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株？利用什么原理呢？细胞的全能性基本技术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，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。全能性的高低：①受精卵>生殖细胞（精、卵）>体细胞②体细胞：植物细胞>动物细胞③分化程度低的细胞>分化程度高的细胞④幼嫩细胞>衰老的细胞⑤分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞细胞为什么会具有全能性呢？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，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。

在生物体内，细胞为什么没表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官呢？？这是因为在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不相同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。3.植物组织培养的过程1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？一、离体二、营养物质：（1）无机营养物质：（2）有机营养物质：三、适宜温度和光照等外界条件（脱分化遮光，再分化光照）。四、无菌条件：五、植物激素：主要有细胞分裂素和生长素1、植物组织培养的过程1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.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？3.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？4.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5.请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。实验：胡萝卜的组织培养1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.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？3.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？细胞离体、一定的营养物质、激素和适宜的温度、PH值、光照避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。4.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？5.请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图，并与同学交流。在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。切取形成层无菌接种诱导愈伤组织的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化二、植物组织培养植物组织培养过程激素、黑暗激素、光生长素/细胞分裂素大时,利于根的分化；生长素/细胞分裂素小时,利于芽的分化；生长素/细胞分裂素适中时,利于愈伤组织的形成；脱分化时：需生长素与细胞分裂素比例适中，且无光。再分化时：生长素与细胞分裂素比例需据需要调节，且光照。外植体植物组织培养的概念：

在

条件下，将

，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

、丛芽，最终形成

。无菌和人工控制离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织完整的植株切取切取形成层无菌接种诱导愈伤组织的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体A、脱分化B、再分化植物激素：细胞分裂素、生长素植物组织培养过程1、A过程进行有丝分裂2、B过程进行有丝分裂同时也进行分化3、A不需光照，而B需光照，叶绿素的合成需光照1、概念：

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。2、原理：植物细胞的全能性3、过程外植体

愈伤组织根、芽植物体一、植物组织培养技术（重点理解）：再分化脱分化外植体如：茎尖、根尖

适宜的温度、PH值、养料、激素、充足氧气生长素、细胞分裂素（需光）离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养过程1、脱分化过程进行有丝分裂2、再分化过程进行有丝分裂同时也进行分化（实质是基因的选择性表达）3、脱分化不需光照，而再分化需光照培养基不同4、脱分化培养基和再分化培养基成分不同反馈练习1.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.受精卵发育成植株A2、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植物组织培养所得的植株是新品种吗？？杂交？生殖隔离你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2．有没有一种温和的去壁方法呢？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．如何将杂种细胞培育成杂种植株？酶解法纤维素酶果胶酶细胞膜具有一定的流动性细胞壁杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去壁去壁人工诱导促进融合的方法？融合完成的标志植物细胞B植物体细胞杂交技术过程物理法：离心、振动、电激等化学法：聚乙二醇（PEG）二、植物体细胞杂交1、概念将

，在一定条件下融合成

，并将其培养成

的技术不同种的植物体细胞杂种细胞新的植物体2、原理（1）细胞膜的流动性（2）细胞的全能性1、可以克服远缘杂交不亲和的障碍2、扩大了可用于杂交双亲的组合范围3、不足①技术复杂、操作繁琐、工作量大②不一定按人们需要表达优良性状4、优势白菜紫甘蓝白菜－甘蓝

“白菜－甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。三.植物体细胞杂交技术成果异想天开2.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。1、植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B、将杂种细胞培育成植株C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性D、尚未培育出属间杂种植物2、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3.植物细胞表现出全能性的必要条件是

A.给予适宜的营养和外界条件B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内4、植物体细胞融合完成的标志是

A．产生新的细胞壁

B．细胞膜发生融合

C．细胞质发生融合

D．细胞核发生融合

5、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指

A．不同植物的精子和卵细胞的融合

B．不同植物的原生质体的融合

C．完整的两个体细胞的融合

D．植物花粉细胞的两两融合AB（1）步骤①是去掉______，最常用的方法____________

（2）步骤②一般常用的化学试剂是_________________，其应用的原理是____________________________．

（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的是______________技术，其中步骤④、⑤是____________