《植物细胞工程的基本技术》（新人教选修3）-精讲版课件

1、专题2 细 胞 工 程 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. 这样的生物技术属于何种生物工程？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。 什么叫细胞工程？包括哪两大领域？细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的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动物细胞工程理论基础细胞的全能性2.1 植 物 细 胞 工 程2.1.1植物细胞工程的基本技术 植物组织培养利用

2、菊花花瓣微型繁殖培养的菊花 1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？植物细胞具有全能性。2、什么是细胞的全能性？ 生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能的特性。 3、为什么细胞具有全能性？ 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。 （1）受精卵的全能性最高 （2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞低。 受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞 4、所有细胞全能性的大小相同吗？5、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。

3、 6、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？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。探 究： 3、克隆羊“多利”的诞生说明了什么？ 5、为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？ 细胞核中含有保持物种遗传性所需的全套基因，并没有因为细胞分化而丢失基因，高度分化的细胞的细胞核仍具有全能性。 生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。 1、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 .植

4、物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C趁热打铁： 2.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 3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AC一、植物组织培养技术请同学们阅读P34实验完成P35讨论题。 提示： 1 、 植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导

5、致培养物迅速死亡。 造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。提示： 2 、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。提示：3、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试管苗大规模培养 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。1、植物组织培养概念离

6、体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素：细胞分裂素、生长素再分化2、过程植物组织培养条件： 含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。 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。强调几个概念 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。 1、为什

7、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 2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素知识拓展 当细胞分裂素和生长素共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆”。 具体内容详见P42拓展视野反馈练习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.未受精的卵发育成植株A 2.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

8、光照 D.适宜的养料和激素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 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。 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？ 1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。背景资料 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种“Potamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟

9、草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 白菜甘蓝白菜甘蓝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？ 去除细胞壁2有没有一种温和的去壁方法呢？ 用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁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？ 因为两个原生质体的结构和成分相同，可以根据细胞膜的流动性将其融合。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？ 使杂种细胞再生出细胞壁。5如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 进行组织培养得到杂种植株。请思考：杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分

10、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、优势和未解决的问题 优势（与有性杂交方法比较） ：打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 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。 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，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不