【生物】2.1植物细胞工程课件(人教版选修3)

专题2细胞工程武城二中1、限制酶的作用是？2、基因工程的步骤是哪些？关键是什么？举例说明基因工程中哪些步骤遵循碱基互补配对原则？3、PCR需要哪些条件？温度及作用分别是什么？4、基因表达载体的元件有哪些？5、目的基因的检测和鉴定用的什么技术？6、敲除基因猪敲除的是什么基因？7、蛋白质工程是通过或，对现有蛋白质进行或的蛋白质。第一节知识内容要求植物组织培养，植物体细胞杂交Ⅱ动物细胞培养和体细胞克隆Ⅰ动物细胞融合和单克隆抗体Ⅱ本章知识要求

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,标志着一种新的生物技术---动物体细胞克隆技术面世,也揭开细胞工程更深层次发展的序幕!什么叫细胞工程？

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综合科学技术。

细胞工程是指应用和的原理和方法，通过或上的操作，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。什么叫细胞工程？细胞生物学分子生物学细胞水平细胞器水平原理：细胞生物学和分子生物学操作水平：细胞水平或细胞器水平目的：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。基因工程的原理是什么？基因工程的操作水平是什么？基因工程的目的是什么？分类：植物细胞工程动物细胞工程按细胞种类分细胞工程细胞器工程按操作水平分第一节植物细胞工程植物细胞工程植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的实际应用利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花要把某种植物的一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作呢?植物组织培养第一节植物细胞工程的基本技术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炼苗(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。讨论(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。植物组织培养的培养基（3）培养基中条件（固体培养基）提供一定的营养物质、激素和其他适宜的外界条件营养物质：水、蔗糖、矿质元素激素：生长素、细胞分裂素其他适宜的条件：无菌环境、温度、PH值(4)请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。模型构建植物材料（消毒）脱分化无菌接种、诱导愈伤组织再分化诱导试管苗移栽到大田,培养成正常植株强调几个概念：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，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。脱分化的实质和结果分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。原理探究：1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整植物体？植物细胞具有全能性。2、什么是细胞的全能性？具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。探究6.细胞表现全能性的条件有哪些？离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。生物体的每一个细胞都含有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。4、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？3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？5、大小：

（1）受精卵的全能性最高

受精卵生殖细胞体细胞＞＞（2）植物细胞＞动物细胞

（3）（4）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞1、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．在一定条件下,植物细胞离体培养能表现出全能性趁热打铁：C2．下列细胞全能性最高的是（）

A．植物的卵细胞

B．植物的精子细胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的叶肉细胞C能力提高1、离体的器官、组织或细胞，如果不进行脱分化处理能否培养成完整的植物体？不能，因为不进行脱分化处理就不能形成愈伤组织细胞分裂素=生长素愈伤组织形成细胞分裂素>生长素有利于芽的形成细胞分裂素<生长素有利于根的形成能力提高2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素

3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。能力提高再分化过程需要光吗？外植体愈伤组织胚状体或丛芽植物体脱分化再分化植物组织培养的过程（离体的,已分化组织或细胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根条件？核心关键：特点？①适宜温度、pH和无菌环境。②无机物、有机物和植物激素无定形状态薄壁细胞高度液泡化排列疏松、无规则无叶绿体,不进行光合作用分化程度低去分化较易理论基础：细胞的全能性脱分化和再分化不需要光，不能进行光合作用需要光，光能促进分化。能进行光合作用

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。概念反馈练习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.未受精的卵发育成雄蜂A2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（）A.消毒灭菌B.适宜的温度C.充足的光照D.适宜的养料和激素C3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（）A.具有完整细胞核的细胞B.离体状态C.导入外源基因D.一定的营养物质和激素C3、若用“①②

③

④”表示植物组织培养的过程。请回答：

（1）①表示

，

能被培养成为④的根本原因（2）②表示

，其细胞特点是

薄壁细胞。再分化的实质是。

脱分化再分化离体的植物组织器官、组织或细胞植物细胞具有全能性具有分生能力的愈伤组织基因的选择性表达因为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。于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？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．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：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1、过程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去壁去壁人工诱导方法？促进融合的方法？融合完成的标志植物细胞B二、植物体细胞杂交技术如果两两融合只有这一种细胞吗？去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞原生质体融合离心、振动、电刺激、聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞去分化愈伤组织杂种植株激素筛选等量激素再分化植物体细胞杂交过程示意图二、植物体细胞杂交技术2、概念将不同种的植物体细胞，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。3、成果和未解决的问题

成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良。4、原理：膜的流动性植物细胞全能性白菜甘蓝白菜－甘蓝1、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2、植物细胞融合完成的标志的是（）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AD3、A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是 （）A．二倍体；基因型是DdYyRr

B．三倍体；基因型是DdYyRrC．四倍体；基因型是DdYyRr

D．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrrC染色体只是简单的相加，不遵循孟德尔遗传定律4.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：

⑴步骤①是去掉

，使植物细胞成为

，最常用的方法是

。⑵步骤②一般常用的化学试剂是

，目的是

。⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是

，其中步骤④相当于

，步骤⑤相当于

。细胞壁具有活性原生质体

酶解法

聚乙二醇诱导原生质体融合

组织培养

脱分化

再分化比较植物组织培养植物体细胞杂交技术所属范畴原理步骤意义联系无性繁殖细胞全能性①脱分化②再分化保持优良性状繁殖速度快、大规模生产提高经济效益杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交的障碍①去除细胞壁、获得有活力的原生质②融合形成杂种细胞③组织培养膜流动性细胞全能性染色体变异、基因重组所采用技术的理论基础植物细胞工程通常采用的技术手段植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。设计无毒生姜幼苗的培育方案。请你设计案例一如何培育出上结大豆、下结花生的新品种？请你们讨论后设计

案例二植物细胞工程的应用植物繁殖新途径作物新品种的培育细胞工厂化生产微型繁殖作物脱毒人工种子单倍体育种突变体育种一、植物繁殖的新途径1、微型繁殖

(1)微型繁殖技术:(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.快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.2、作物脱毒作物脱毒的原因:

长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。

作物脱毒材料:分生区的细胞作物脱毒方法:进行组织培养结果:脱毒苗

甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）

A.有丝分裂 B.分化

C.减数分裂 D.全能性C例题：常规种子植物生产的不足不少植物需要生长数年才能结出种子优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性种子的生产受季节、气候和地域的限制制种需