植物细胞工程 高一生物ppt课件教案 人教版

专题2 细胞工程 1995年，美国世界观察研究所所 长莱斯特布朗曾经提出“谁来养活中 国”的问题，他认为到2030年中国由 于人口增长、耕地减少、粮食产量难 以提高等原因，粮食缺口达到数亿吨 ，世界上没有一个国家能为中国提供 这么多的出口粮食，从而造成国际市 场粮价飞涨，导致全世界挨饿。 资料: 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。 什么叫细胞工程 细 胞 工 程 应用方法 研究水平 研究目的 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 概念 分类 植物细胞工程 动物细胞工程 要把植物的某种组织要把植物的某种组织 通过培养得到一株完通过培养得到一株完 整植株整植株, , 应该如何操作应该如何操作 呢呢? ? (3)请概括出植物组织培养技术的流程 简图。 (1) 为什么要强调所用器械的灭菌和实 验人员的无菌操作？ (2) 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？ 植物组织培养技术的流程简图。 植物材料植物材料 （消毒）（消毒） 脱分化脱分化 无菌接种、诱导无菌接种、诱导 愈伤组织愈伤组织 再分化再分化 诱导诱导 试管苗试管苗移栽到大田移栽到大田, ,培养成正常植株培养成正常植株 强调几个概念： 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。 愈伤组织 ： 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 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的 过程，又叫去分化。 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。 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。 脱分化 ： 再分化 ： 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。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胞，都具有发育成完整生物体的潜能潜能，也，也 就是说，每个生物细胞都具有全能性的特就是说，每个生物细胞都具有全能性的特 点点 。 探究 基因选择性的表达的结果。 每一个细胞都含每一个细胞都含有有本物种的本物种的全套遗传物质全套遗传物质 4 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成、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？不同的组织器官？ 3 3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？ 5、大小： 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 E. 动物细胞的体细胞 F. 动物细胞的神经细胞 C 比一比 ： 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。 基因选择性的表达的结果。 每一个细胞都含每一个细胞都含有有本物种的本物种的全套遗传物质全套遗传物质 4 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成、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？不同的组织器官？ 3 3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？、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 有关全能性的表述中，不正确的是（ ） 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 生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 在一定条件下,植物细胞离体培养能表现出 全能性 C 趁热打铁： 愈伤组织 根、芽 植物体 脱分化 再分化 植物组织培养的过程 植物材料 幼芽或幼根 优点？ 繁殖速度快 不受季节限制 工厂化生产 保持优良性状 分化程度低 去分化较易 理论基础：细胞的全能性 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，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 这幅图中的植物利用传 统有性杂交方法能实现 吗？为什么？ 白菜白菜 白菜甘蓝白菜甘蓝 “ “白菜甘蓝白菜甘蓝” ”同普通白菜相比，具有生同普通白菜相比，具有生 长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。 甘蓝 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： 去壁 去壁 原生质体融合 再生新壁 杂种细胞 去 分 化 愈伤组织 杂种植株 等量 再分化 1.植物体细胞杂交过程示意图过程示意图 2 2、概念、概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合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成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。体的技术。 3 3、意义、意义 克服不同克服不同种种生物远缘杂交的障碍生物远缘杂交的障碍 1.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 问题思考 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。 比较比较 植物组织培养植物体细胞杂交技术 原理 步骤 意义 联系 细胞全能性 脱分化 再分化 保持亲本性状 繁殖速度快 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 去除细胞壁 融合形成杂种细胞 组织培养 膜流动性 细胞全能性 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 1、在一个生物体内，细胞没有表现出 全能性，原因是（ ） 细胞失去了全能性 细胞中的基因部分丢失 细胞中的基因选择性表达 细胞中的基因变异不同 C 随堂练习 2、 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养 ， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称 为： C A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化 3. 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 C 3.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 C 4、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 5、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