2.1.1 植物细胞工程的基本技术课件高二下学期生物人教版选择性必修3

1Q1：传统发酵技术中的腐乳、泡菜、果酒、果醋制作的原理是什么？Q2:微生物的培养技术中主要从培养基和无菌技术两方面控制，培养基的营养成分有哪些？种类有哪些？Q3：微生物的接种方法有哪些？接种工具分别是什么？如果想要分离和计数同时进行可选择什么方法？计数的公式？除了稀释涂布平板法可以计数，还有什么方法可以计数？Q4：选择尿素分解菌的原理是什么？可以怎么做？怎么鉴定这是尿素分解菌？刚果红的作用？Q5：微生物的纯培养技术推动传统发酵朝着工程发酵进行，发酵工程的基本环节是什么？如果使用微生物农药防治害虫属于什么防治？单细胞蛋白是一种蛋白质吗？Q6:啤酒工业化生产的流程？【回顾旧知】

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等多学科细胞器、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.分析P312017.中国.体细胞克隆猴“中中”、“华华”2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术目录/CONTENTS0102植物组织培养技术植物体细胞杂交微生物的纯培养5鬼兰（幽灵兰）1500万每株！花瓣花粉细胞韧皮部细胞细胞团根或芽幼苗胡萝卜植株

1958年，斯图尔德取胡萝卜韧皮部细胞经组织培养产生完整植株1、为什么已分化的胡萝卜的韧皮部细胞能够发育成一株完整的胡萝卜植株呢？2、什么是细胞的全能性？3、体细胞具有全能性的物质基础是什么？4、在生物体的生长发育过程中细胞没有表现出全能性的原因是什么？5、不同的细胞全能性强度一样吗？细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达。①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞②植物细胞＞动物细胞③分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞【体现全能性的标志】一、植物组织培养技术

1、概念：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的

培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。3、大致过程：外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽完整植株2、理论基础：植物细胞的全能性外植体一、植物组织培养技术3、大致过程：外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽完整植株Q1：什么是脱分化？什么是愈伤组织？什么是再分化？Q2：高度分化的细胞是如何启动细胞分裂、脱分化和再分化的？Q3：在植物组织培养中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？Q4：请思考愈伤组织的形成能否体现植物细胞的全能性？为什么？阅读教材35页，回答下列问题：一、植物组织培养技术3.一般过程：在_

__________________条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为

_____________，进而形成

团块。一定的激素和营养等未分化的细胞不定形的薄壁组织脱分化：排列疏松、无规则，高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。愈伤组织：愈伤组织重新分化成芽、根等器官。再分化：外植体愈伤组织根、芽等（胚状体）脱分化再分化一、植物组织培养技术3、大致过程：外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽完整植株Q2：高度分化的细胞是如何启动细胞分裂、脱分化和再分化的？Q3：在植物组织培养中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？Q4：请思考愈伤组织的形成能否体现植物细胞的全能性？为什么？需在一定的激素和营养等条件的诱导下三种培养基中生长素和细胞分裂素的浓度、比例不同不能，此过程没有产生完整生物体或分化成其他各种细胞Q5：若外植体是取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。随堂练习In-classpractice1.以下实例不能体现细胞全能性的是A.用胡萝卜韧皮部细胞培育出植株B.用马铃薯块茎繁殖马铃薯植株C.用转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株B2、（导学案P26）某同学用胡萝卜的种子也培养出了胡萝卜植株，于是高兴的表示他用实验证明了植物细胞的全能性。该同学的说法对吗？植物的种子发育成完整植株能否体现植物细胞的全能性？为什么？不对。种子的胚由受精卵发育而来，相当于新植物体的幼体。【探究·实践】菊花的组织培养1.实验原理：①植物细胞一般具有______；全能性②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过______和______，形成________，长出_______，进而发育成__________；脱分化再分化胚状体芽和根完整的植株③植物激素中________和____________是启动_________、________和________的关键激素，它们的_______、_______等都会影响植物细胞的发育方向；生长素细胞分裂素细胞分裂脱分化再分化浓度比例2.实验目的：①了解植物组织培养的基本原理；②了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响；③尝试进行植物组织培养。【探究·实践】菊花的组织培养3.材料用具①外植体：幼嫩的菊花茎段(容易诱导形成愈伤组织)②体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液:对外植体进行消毒④无菌水:清洗外植体⑤培养基（参见本书附录1）包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）；蔗糖的作用：作为碳源提供能量；维持相对适中的渗透压灭菌方法为：湿热灭菌法【探究·实践】菊花的组织培养流水冲洗

→酒精消毒30s

→无菌水清洗2～3次

→次氯酸钠溶液处理30min

→无菌水清洗2～3次。外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽避免杂菌与培养物竞争营养；另一方面防止杂菌产生有害物质危害培养物的生长。为什么进行无菌操作？【探究·实践】菊花的组织培养流水冲洗

→酒精消毒30s

→无菌水清洗2～3次

→次氯酸钠溶液处理30min

→无菌水清洗2～3次。外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽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→用解剖刀将外植体切成

0.5～1cm长的小段。【探究·实践】菊花的组织培养Expand01拓展植物组织培养常用的培养基配方

P116

【探究·实践】菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽

在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。

接种外植体时，不要倒插！

（将“形态学上端”朝上）【探究·实践】菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。置于黑暗

有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽

培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。置于光照！（1）芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照；（2）试管苗可进行光合作用。【探究·实践】菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽移栽前先打开封口膜或瓶盖，让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，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。

每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。炼苗！移栽！观察！【探究·实践】菊花的组织培养固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培珍珠岩

,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩。蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。【探究·实践】菊花的组织培养【探究·实践】菊花的组织培养结果分析与评价接种3~4d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。培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。

被污染的培养基讨论：为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？原因是避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物生长。讨论：杂菌和植物细胞之间有哪些关系？竞争或寄生。【探究·实践】菊花的组织培养①外植体消毒②外植体切段③接种外植体④诱导愈伤组织⑤诱导生芽生根⑥炼苗、移栽【探究·实践】菊花的组织培养一、植物组织培养技术1.概念：3.过程：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。2.原理：植物细胞的全能性芽、根植物体脱分化再分化遮光一定的光照芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照愈伤组织离体的植物器官、组织或细胞（外植体）4.适宜的培养条件：(细胞表现全能性的条件)外植体（1）离体状态（2）无菌操作（3）种类齐全、比例适合的营养物质（4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节（5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等）

进一步探究

若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？①

空白对照：不加任何激素；②

实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1；③

实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1；④

实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1。

使用比例

实验结果生长素细胞分裂素>生长素细胞分裂素<生长素细胞分裂素＝有利于根的分化有利于芽的分化促进愈伤组织的形成【探究·实践】菊花的组织培养(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗体现了细胞的全能性()(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。()(3)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的()(4)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化()√×××1.下列有关愈伤组织细胞的叙述，不正确的是（）A、细胞壁薄、分裂旺盛B、细胞具有较高的全能性C、由高度分化的植物细胞经脱分化和分裂形成D、细胞有叶绿体，能进行光合作用D随堂练习In-classpractice2.下图表示植物组织培养的一般过程。下列相关说法错误的是(

)A.过程a指的是脱分化，过程c指的是再分化B.此技术依据的原理是植物细胞的全能性C.bd的过程不需要光照

D.生长素含量高时，有利于根的形成C

B随堂练习In-classpractice二、植物体细胞杂交技术欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么好妙招？不能。因为两种生物之间存在着天然的生殖隔离利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？“番茄-马铃薯”的假想图二、植物体细胞杂交技术【阅读教材，回答问题】1、为什么要去除细胞壁？怎样去除？去除细胞壁以后的结构叫什么？2、可以用什么方法让两个原生质体融合？这与细胞膜的什么特性有关？3、A种原生质体与B种原生质体融合后，有哪几种类型（只考虑两两融合）？4、如何将杂种细胞培养成杂种植株？

参考动物细胞融合，若是植物细胞之间的杂交，则应先做什么？得到杂种细胞后，如何培育成植株？二、植物体细胞杂交技术32

将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，

并把杂种细胞培育成新植物体的技术。1.概念：2.过程去壁①去壁①融合

②再生新壁③脱分化④再分化⑤移栽植物细胞融合植物组织培养植物体细胞杂交马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体番茄原生质体杂种细胞杂种植株二、植物体细胞杂交技术(1)去除细胞壁①去壁原因：②方法：

③相关酶：

细胞壁阻碍着细胞间的杂交酶解法纤维素酶和果胶酶二、植物体细胞杂交技术（2）原生质体

间的融合①理论基础：②方法：细胞膜具有流动性物理方法：电融合法、离心法化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法二、植物体细胞杂交技术（4）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体（3）植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁二、植物体细胞杂交技术打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等3、意义：融合实例:

细胞融合后，共有

种细胞类型？融合细胞有

种，符合要求的是

？思考:53AB二、植物体细胞杂交技术

主要原因是∶生物体内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"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，