【课件】2.1植物细胞工程（植物组织培养）课件高二下学期生物人教版选择性必修3

1、课前3分钟：阅读P34-36，快速找答案1）植物细胞工程的2大技术（牢记）2）为何细胞在生物体内不能体现全能性？3）找几个名词：脱分化、再分化、愈伤组织、外植体从社会中来从社会中来 P34 P34金线莲的价位第2章 细胞工程 2.1 植物细胞工程2.2 动物细胞工程2.3 胚胎工程新旧教材变化：1. 本节内容属于旧教材选修3第2章第1节的内容。2. 。 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

2、组织细胞器、细胞或组织获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品植物细胞工程和动物细胞工程细胞工程概念概念. . 分析分析 P31 P31第1节 植物细胞工程 本节聚焦:l 植物细胞工程的理论基础是什么？l 什么是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术？l 看样进行菊花的组织培养？ 819197 74 4年年19601960年年19641964年年19711971年年哈伯兰特（哈伯兰特（1854-1945)1854-1945)提出了提出了细胞全能性细胞全能性的理的理论，但相关的实验尝试论，但相关的实验尝试没有成功。没有成功。斯图尔德（斯图尔德（1904-1993)1904-1993)等等发现发现胡

3、萝卜的体细胞可以胡萝卜的体细胞可以分化为胚分化为胚，为细胞全能性，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。理论提供了强有力的支持。科技科技. .探索探索 P32 P3219021902年年科金（科金（1931-)1931-)用真菌用真菌的纤维素酶分解番茄的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获根的细胞壁，成功获得了得了原生质体原生质体。古哈（古哈（1938-2007)1938-2007)等在培等在培养毛曼陀罗的养毛曼陀罗的花药花药时，首次时，首次得到了由花药中的花粉粒发得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。育而来的胚。卡尔森（卡尔森（1944-2017)1944-2017)诱诱导烟草导烟草种间种间原生质

4、体原生质体融融合合，获得了第一株体细，获得了第一株体细胞种间杂种植株。胞种间杂种植株。土壤农杆菌的土壤农杆菌的TiTi质粒质粒被发被发现。促进了植物细胞工程现。促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密与分子生物学技术的紧密结合。结合。19581958年年一植物组织培养技术 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整完整生物体生物体或分化成或分化成其其他各种细胞他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。的潜能，即细胞具有全能性。细胞含有细胞含有该物种该物种所特有的所特有的全套遗传物质全套遗传物质。生物体的体细胞均是由生物体的体细胞均是由同一个受精卵同一个受精卵经经有丝分有丝分

5、裂和分化裂和分化发育而来。发育而来。分化程度越分化程度越低低，全能性越，全能性越高高原 理一植物组织培养技术从分化程度、分裂能力从分化程度、分裂能力 分化程度低的细胞分化程度低的细胞 分化程度高的细胞分化程度高的细胞 分裂能力强的细胞分裂能力强的细胞 分裂能力弱的细胞分裂能力弱的细胞 具体细胞具体细胞 植物细胞植物细胞 动物细胞；幼嫩细胞动物细胞；幼嫩细胞 衰老细胞；衰老细胞； 受精卵受精卵 全能干细胞全能干细胞 生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞。在生物的生长发育过程中，细胞不能表现全能性的原因？基因基因在特定时间、空间条件下在特定时间、空间条件下选择性表达（形成相应的组织或器官）。选择性表达（

6、形成相应的组织或器官）。如何激活细胞的全能性？原 理一植物组织培养技术概 念 将将离体的离体的植物器官、组织或细胞等，培养植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养在人工配制的培养基基上，给予适宜的上，给予适宜的培养条件培养条件，诱导其形成完整植株的技术。，诱导其形成完整植株的技术。1 1）离体条件：）离体条件： 2 2）培养条件：）培养条件：无菌无菌、营养、适宜、营养、适宜t t和和pHpH离体的植物器官、组织或细胞等离体的植物器官、组织或细胞等外植体外植体 3 3）特殊因子：）特殊因子：光、植物激素光、植物激素( (生长素与细胞分裂素生长素与细胞分裂素) )等等一植物组织培养技术外植体外

7、植体接种接种外植体外植体（根根、茎、茎、叶叶等）等）诱导诱导愈伤组织愈伤组织诱导诱导生芽生芽诱导诱导生根生根移栽成活移栽成活脱分脱分化化愈伤组织愈伤组织再分化再分化生芽、生根生芽、生根试管苗试管苗（移栽到大田）（移栽到大田）过 程一植物组织培养技术外植体：脱分化：（去分化）再分化：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞。离体的植物器官、组织或细胞。 将高度分化的细胞经诱导后，失去其特有的将高度分化的细胞经诱导后，失去其特有的 结构结构 和和 功能功能 而转变成而转变成 未分化的细胞未分化的细胞 ，进而形成愈伤组织的过，进而形成愈伤组织的过程。程。 愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化成芽、根愈伤

8、组织在一定的培养条件下，重新分化成芽、根等器官，进而形成完整小植株的过程。等器官，进而形成完整小植株的过程。 是一些排列疏松是一些排列疏松 、无规则、无规则 ，高度液泡化的，高度液泡化的不定形的薄壁组织团块。不定形的薄壁组织团块。具具较强的较强的分生能力分生能力。过 程外植体外植体脱分脱分化化愈伤组织愈伤组织再分化再分化生芽、生根生芽、生根试管苗试管苗（移栽到大田）（移栽到大田）一植物组织培养技术外植体外植体脱分脱分化化愈伤组织愈伤组织再分化再分化生芽、生根生芽、生根试管苗试管苗（移栽到大田）（移栽到大田）过 程1. 1. 外植体的选取：外植体的选取：2. 2. 脱分化、再分化的培养基脱分化、

9、再分化的培养基激素比例激素比例、是否光照、是否光照、碳源的属性？、碳源的属性？ 激素比例激素比例1 1：1 1、 生芽过程：生芽过程： 一般选取幼嫩部分、形成层部位一般选取幼嫩部分、形成层部位生根过程：生根过程： 不需光照不需光照、提供提供有机有机碳源（蔗糖）碳源（蔗糖） 生长素比例少、有机营养、不需光照；生长素比例少、有机营养、不需光照；生长素比例多、无机营养、光照。生长素比例多、无机营养、光照。生长素生长素/ /细胞分裂细胞分裂素的比值素的比值= 1= 1 1 1 1 1诱导方向诱导方向促愈伤组织促愈伤组织形成形成促生促生根根促发促发芽芽植物组织培养常用培养基配方 P116拓展拓展 1 1

10、 1 1）培养基名培养基名称称： ；2 2）物理性）物理性质：质： ；3 3）碳）碳源：源： 。植物组织培养常规的两种途径胚状体途径胚状体：胚状体：离体培养条件下，离体培养条件下，没有经过受精过程，但是没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。称为体细胞胚或胚状体。器官发生途径拓展拓展 2 2 外植体外植体脱分脱分化化愈伤组织愈伤组织再分化再分化生芽生根生芽生根或胚状体或胚状体试管苗试管苗（移栽到大田）（移栽到大田）探究探究. . 实践实践 P35 P35菊花的组织培养流水流水冲洗冲洗 酒精酒精消毒消毒3

11、0s30s 无菌水无菌水清洗清洗2 23 3次次 次氯酸钠溶液次氯酸钠溶液处理处理30min30min 无菌水无菌水清洗清洗2 23 3次。次。外植体的消毒外植体的消毒外植体的切段外植体的切段接种接种外植体外植体诱导愈伤组织诱导愈伤组织诱导生芽生根诱导生芽生根移栽移栽将消过毒的外植体置于无菌培养皿中将消过毒的外植体置于无菌培养皿中 用无菌滤纸吸去表面的水分用无菌滤纸吸去表面的水分 用解剖刀将外植体切成用解剖刀将外植体切成0.50.51cm1cm长的小长的小段。段。探究探究. . 实践实践 P35 P35菊花的组织培养外植体的消毒外植体的消毒外植体的切段外植体的切段接种接种外植体外植体诱导愈伤组

12、织诱导愈伤组织诱导生芽生根诱导生芽生根移栽移栽 在在酒精灯火焰旁酒精灯火焰旁，将外植体，将外植体的的1/31/31/21/2插入插入诱导愈伤组织的培诱导愈伤组织的培养基养基中。用封口膜或瓶盖中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记并在培养瓶上作好标记。注意：接种时注意外植体的方向，注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插不要倒插！（将将“形态学上端形态学上端”朝上，下端朝朝上，下端朝下下）探究探究. . 实践实践 P35 P35菊花的组织培养外植体的消毒外植体的消毒外植体的切段外植体的切段接种接种外植体外植体诱导愈伤组织诱导愈伤组织诱导生芽生根诱导生芽生根移栽移栽培养基及培养条件

13、：培养基及培养条件： 激素比例激素比例1 1：1 1、置于黑暗置于黑暗、 提供提供有机有机碳源碳源 探究探究. . 实践实践 P35 P35菊花的组织培养外植体的消毒外植体的消毒外植体的切段外植体的切段接种接种外植体外植体诱导愈伤组织诱导愈伤组织诱导生芽生根诱导生芽生根移栽移栽注意顺序，注意顺序，先先诱导生芽，再诱导生芽，再诱导生根诱导生根！生芽过程：生芽过程： 生根过程：生根过程： 生长素比例少、有机营养、不需光照；生长素比例少、有机营养、不需光照；生长素比例多、无机营养、需光照。生长素比例多、无机营养、需光照。 移栽前先打开封口膜或瓶盖，让移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几

14、日。用流水清试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。壮后再移栽入土。211. 接种34d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，试分析它们被污染的可能原因。 2. 从刚接种的外植体到长出愈伤组织需经历多少天？3. 培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？培养基、接种工具灭菌不彻底；培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。操作过程不符合无菌操作要求等。2 2周左右周左右 生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。 一般使用无土栽培方法。培