+2.1植物细胞工程++第1课时+植物细胞工程的基本技术课件-【知识精讲精研】高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章

细胞工程第1节

植物细胞工程第1课时

植物细胞工程的基本技术从社会中来

我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花，但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。

利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。兰花是观赏植物中最常见的一类，依靠植物组织培养繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40%。

如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？

细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育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的生物工程。原理和方法操作水平目的分类细胞生物学、分子生物学和发育生物学细胞器、细胞或组织获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品动物细胞工程和植物细胞工程一、细胞工程概念：细胞经过

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。——植物细胞的全能性2、具有全能性的原因：一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的

。即都有发育成

所必需的全部遗传信息。全套遗传信息完整个体3、体现全能性的标志：细胞→完整个体或其他各种细胞实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株受精卵发育成个体（动植物）蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰

用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株二、植物细胞工程的理论基础1、定义：分裂和分化实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶4、生物体内细胞不体现全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下

表达的结果。选择性5、全能性大小比较：（1）分化程度低的

分化程度高的（2）细胞分裂能力强的

细胞分裂能力弱＞＞（3）受精卵

胚胎干细胞

生殖细胞

体细胞

植物细胞

动物细胞＞＞＞＞——植物细胞的全能性二、植物细胞工程的理论基础1、植物细胞工程发展历程哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。1902年1958年1960年1964年1971年1974年三、植物细胞工程2、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三、植物细胞工程2、一般过程：外植体愈伤组织脱分化芽、根等再分化试管苗接种外植体移栽成活诱导愈伤组织脱分化诱导生芽再分化诱导生根再分化分化状态未分化状态四、植物组织培养技术完整植株生长发育1、定义：指

的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为

的技术。离体完整植株外植体（无菌条件）4、脱分化：

在一定的

和

等条件的

下，

的细胞

，转变成

，进而形成愈伤组织的过程。激素营养诱导已经分化失去其特有的结构和功能未分化的细胞（1）光照条件：（2）过程中涉及的生命活动：一般不需要光照只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化

在植物组织培养过程中，从植物体上被分离下来的，接种在培养基上供培养用的原生质体、细胞、组织、器官等。3、外植体：四、植物组织培养技术注意说明①外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶等成熟的组织脱分化则较难。②该过程添加的外源激素主要是细胞分裂素和生长素（比例适中），因为二者能强烈地促进愈伤组织的形成。（3）结果：形成愈伤组织③无菌操作——植物组织培养成功的关键。4、脱分化：四、植物组织培养技术5、愈伤组织：

细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。四、植物组织培养技术拓展：植物组织培养的两种途径胚状体途径器官发生途径四、植物组织培养技术5、愈伤组织：

细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。6、胚状体：

离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。四、植物组织培养技术7、再分化：

脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以

出芽或根等器官的过程。重新分化（1）实质：（2）光照条件：基因的选择性表达需要给予适当强度的光照诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用原因：（3）过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。（4）结果：愈伤组织芽低高根生长素细胞分裂素胚状体四、植物组织培养技术①外植体的遗传特征和取材的位置会影响愈伤组织的再分化能力。②培养基的成分和物理性质对器官的形成有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，特别是生长素和细胞分裂素的配比。8、生长发育：

将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。7、再分化：（5）影响植物组织再分化的因素：四、植物组织培养技术脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗结果形成愈伤组织形成根、芽需要条件①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例适中④一般不需光①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽④光照决定植物脱分化、再分化的关键因素四、植物组织培养技术脱分化与再分化的区别（1）离体状态（2）无菌操作（3）种类齐全、比例适合的营养物质（4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节（5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等）细胞表现全能性的条件课堂小结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B2、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B课堂练习3、下图表示植物组织培养过程中形成的愈伤组织,这体现了植物细胞的()BA.再分化过程 B.脱分化过程C.具有选择性属性 D.具有全能性本质课堂练习1、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D2、下列关于植物组织培养的叙述，不正确的是()A．植物组织培养利用的原理是细胞的全能性B．脱分化和再分化所用培养基的物理状态不同C．脱分化和再分化过程中，细胞核中的遗传物质不变D．操作和培养过程中要保持无菌状态B作业3、番茄根尖经过植物组织培养可以形成完整的番茄植株。下列有关叙述错误的是()A.此过程中发生了细胞的脱分化、再分化B.植物激素在此过程中起调节作用C.