2.1.1植物细胞工程的基本技术课公开课一等奖课件省赛课获奖课件

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办法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来变化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？涉及哪两大领域？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3.1植物细胞工程§3.1.1植物细胞工程的基本技术植物组织培养课标规定：能力规定1、理解和掌握植物组织培养的操作过程内容规定1、理解植物细胞的全能性2、理解植物细胞脱分化和再分化的成果3、掌握植物组织培养的特点运用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花探究：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？植物细胞含有全能性。2、什么是细胞的全能性？1、定义：

生物体的细胞含有使后裔细胞发育成完整个体的潜能的特性。2、原理：

生物体的每一种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，生物体的每一种活细胞都应当含有全能性。3、差别：（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＞＞4、大小：一、细胞的全能性植物细胞＞动物细胞

探究：3、克隆羊“多利”的诞生阐明了什么？4、生物体内的细胞为什么没有体现出全能性，而是分化成不同的组织器官？5、为什么已分化的细胞仍含有发育成完整个体的潜能？体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。细胞核中含有保持物种遗传性所需的全套基因，并没有由于细胞分化而丢失基因，高度分化的细胞的细胞核仍含有全能性。在特定的时间和空间条件下，基因选择性的体现的成果。生物体的每一种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，不对的的是（）Ａ.受精卵在自然条件下能使后裔细胞形成完整个体，因此全能性最高Ｂ.生物体内细胞由于分化全能性不能体现Ｃ.卵细胞和受精卵同样，细胞未分化，全能性很高Ｄ.植物细胞离体培养在一定条件下能体现出全能性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要把一块组织通过培养得到一株完整植株,应当如何操作呢?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(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？植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有助于培养物的生长，然而多个杂菌同样也能够在上面快速生长，因此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，快速生长的多个杂菌不仅会和培养物争夺营养，并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，造成培养物快速死亡。造成培养基污染的因素有诸多，普通涉及：外植体带菌、培养瓶和多个器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。因此在组织培养实验中用到的植物材料和多个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。(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，因素是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其它部分（如茎、叶、花），与否也能培养成小植株，你能用实验的办法进行验证吗？胡萝卜的其它部分（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。(3)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。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，予以适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最后形成完整的植株。二、植物组织培养1、概念2.植物组织培养的培养基无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有机营养成分①含N物质：涉及维生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③琼脂：起支持作用④有关激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.03.条件⑴植物细胞要处在离体状态⑵予以一定的营养物质有机物（蔗糖.维生素植物激素等）和矿质元素⑶无菌条件，即确保培养材料，培养基，培养用品完全无菌。一旦发生微生物感染，他们很快繁殖，争夺营养，并且还会产生毒素，使培养物很快中毒死亡。⑷适宜的环境条件，如适宜的温度和PH外植体愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化（离体的,已分化组织或细胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根？条件？优点？特点？繁殖速度快不受季节限制工厂化生产幼苗无毒保持优良性状①适宜温度、光照、pH和无菌环境。②无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等）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4.过程强调几个概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后来，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞构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。脱分化的实质和成果分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。成果是形成愈伤组织。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。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，而通过调节两者的浓度比，就能够调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆”。

1、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2、决定植物脱分化、再分化的核心因素是什么？植物激素反馈练习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.含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由于不同种生物之间存在着生殖隔离，因此用传统的有性杂交办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，来实现这一美妙的构想。二、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图运用传统有性杂交办法能实现吗？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，获得了第一种体细胞杂种。背景资料1978年梅尔彻斯(Melchers)等初次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。现在，已得到栽培烟草与野生烟草、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裔，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毕融合，碰到的第一种障碍是什么？2．有无一种温和的去壁办法呢？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，下一步该做何解决？5．如何将杂种细胞哺育成杂种植株？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去壁去壁人工诱导办法？增进融合的办法？融合完毕的标志植物细胞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，并把杂种细胞哺育成新的植物体的技术。3、优势和未解决的问题

优势（与有性杂交办法比较）：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畴。未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要体现出亲代的优良。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？马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，重要因素是：生物基因的体现不是孤立的，它们之间是互相调控、互相影响的，因此马铃薯—番茄杂交植株的细胞中即使含有两个物种的遗传物质，但这些遗传物质