公开课《植物细胞工程的基本技术》课件.ppt

选修3,专题2.细胞工程的基本内容,细胞工程的概念,2.1植物细胞工程,2.2动物细胞工程,细胞工程的发展历程（自学了解）,细胞工程的概念,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。,细胞工程,应用的原理和方法,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,概念,分类,植物细胞工程,研究的目的,研究的水平,动物细胞工程,与基因工程的比较：前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。,植物细胞工程,植物细胞工程,一、细胞的全能性,1、定义：,生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。,2、原理：,生物体的每一个细胞都包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。,4、体内细胞未表现全能性的原因：,基因选择性表达的结果,3、原因：,生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。,5、全能性的高低：,受精卵生殖细胞（精、卵）体细胞,体细胞：植物细胞动物细胞,分化程度低的细胞分化程度高的细胞,幼嫩细胞衰老的细胞,分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞,6、全能性表达的条件（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）,1)下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程,2）在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：A、细胞丧失了全能性B、基因的表达有选择性C、不同的细胞内基因不完全相同D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化,1、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。,二、植物组织培养,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,2、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,愈伤组织细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。,外植体用于离体培养的植物器官或组织片段。,切取外植体,接种外植体,愈伤组织的形成,植物组织培养（试管苗的形成）,试管苗大规模培养,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,为什么选择形成层？,（2）植物组织培养的培养基：,水、无机盐离子有机小分子营养成分：氮源：包括维生素和氨基酸碳源：2%5%的蔗糖溶液，调节渗透压琼脂：起支持作用激素：生长素、细胞分裂素、赤霉素pH值：5.06.0,3、胡萝卜的组织培养实验,（1）实验原理、目的、材料,1、选取胡萝卜洗净，削皮，切段,2、酒精消毒、次氯酸钠杀菌,3、切取1立方厘米左右的形成层小块,5、定期观察和记录愈伤组织,脱分化,再分化,（3）方法步骤,4、接种，封盖扎紧,6、诱导出试管苗，移栽,a、激素用量的比例影响实验结果：生长素用量细胞分裂素用量,有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。,（4）注意事项,b、必要条件：确保无菌操作、细胞离体、生长发育所需的全部营养物质：矿质元素、糖类、维生素,C、关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织,（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？,（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？,激素诱导和营养物质p43,不能,（4）思考讨论,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？,探究：,探究：,1、杂菌和培养物争夺营养2、杂菌会生成对培养物有害的物质,11、若用“”表示植物组织培养的过程。请回答：（1）表示，被培养成为的根本原因是（2）表示，其细胞特点是。,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,具有分生能力的薄壁细胞,愈伤组织,一、植物细胞的杂交技术,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）,1、细胞杂交技术概念,（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？,2、相关问题,去细胞壁,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,正在融合的原生质体,杂种细胞,再生出细胞壁,杂种植物,脱分化,再分化,促进融合的方法？,方法？,融合完成的标志,过程,植物体细胞杂交技术流程图进行总结，重点理解以下内容。,流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。,细胞融合为无性繁殖，细胞分裂方式为有丝分裂，包含脱分化和再分化两个阶段。,杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。该技术最大的优点：克服远源杂交的不亲和障碍。体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体基因组还是染色体组都采用直接相加的方法该过程培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。目前还不能让杂种细胞完全按人们的需要去表达亲代的优良性状,4、植物体细胞杂交技术的意义,克服远源杂交不亲和的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种。,思考与探究2提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下：,1、细胞全能性的概念、全能性大小的比较2、植物组织培养的概念、原理、过程。3、植物组织培养实验所需的条件：离体、无菌、培养基、环境条件。4、植物体细胞杂交的概念、原理、过程。,本节课内容小结,1、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，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是（）A、细胞分裂素B、生长素C、一定的营养物质D、以上三者均是2、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程（）A、有性杂交B、体细胞杂交C、组织培养D、细胞核移植,巩固练习,D,A,3、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为（）A、细胞丧失了全能性B、基因的选择性表达C、不同的细胞内基因不完全相同D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化4、愈伤组织的细胞类型和愈伤组织分化后形成的机构分别是（）A、薄壁细胞、外植体B、厚壁细胞、胚状体C、薄壁细胞、胚状体D、后壁细胞、外植体,B,C,5、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（）A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果C、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果D、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,D,6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,C,7细胞具有全能性的原因是（）A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的8.下列植物细胞全能性最高的是（）A.形成层细胞B.韧皮部细胞C.木质部细胞D.叶肉细胞,C,A,9植物组织培养过程中的脱分化是指（）A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程10植物组织培养是指（）A离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B愈伤组织培育成植株C离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D愈伤组织形成高度液泡化组织,C,C,13、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,A,12、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A、振动B、电剌激C、PEG试剂D、重压,D,C,D,14植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（）A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合D.细胞壁不是原生质的组成部分15植物体细胞杂交的目的中错误的是（）A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B.获得杂种植株C.克服远源杂交不亲和的障碍D.实现原生质体的融合,16.人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（）A、分离原生质体诱导原生质体融合组织培养得到杂种植株B、分离原生质体原生质体融合杂种植株C、获取细胞原生质融合组织培养得