高中生物人教精品课件系列选修3专题2课题1植物细胞工程的基本技术1

1、,专题2 细胞工程,一个梦想?,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,植物细胞工程 动物细胞工程,分类,2.1.1 植物细胞工程的基本技术,2.1植物细胞工程,为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？,细胞的全能性,1.什么是细胞的全能性？,2.细胞表现全能性的原因是什么？,在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化 。,3.生物体所有细胞全能性都一致吗 ？,受精卵生殖细胞体细胞 植物细胞动物细胞,4.为什么体

2、内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？,基因的选择性表达,如何把植物的一个花瓣培育出完整的植株呢？,关键词：,脱分化、再分化、愈伤组织,一、植物组织培养技术,脱分化 实质：恢复细胞的全能性的过程 结果：形成愈伤组织,愈伤组织,再分化,（脱去细胞分化）,一、植物组织培养技术,1、植物组织培养的过程,请根据书上实验过程，思考35页讨论题和以下补充问题：,1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？ 2.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？ 4.再分化需要光照培养，原因是什么？,一、植物组织培养技术,脱分

3、化,愈伤组织,再分化,脱分化又称去分化。是指已分化的细胞，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的过程。,分化的细胞，经过激素的诱导，脱分化为具有分生能力的薄壁细胞团。,愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽的过程。,胚状体:在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形成的与胚相类似的结构。,胚:由受精卵发育而成的新一代植物体的雏型。是种子的最重要的组成部分。在种子中胚是唯一有生命的部分，已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分。,丛芽:其实就是一些丛生（数目多个）状的芽而已，可以来自愈伤组织分化，继续培养则长大为丛生状

4、植株。丛芽与胚状体的形态结构不相同。,超净工作台,接种箱,步骤1、2、3,步骤4,步骤5,步骤6,试管苗大规模培养,移栽到大田,植物组织培养的培养基,无机营养成分：水、矿质元素 有机营养成分： 碳源：(2%5%的蔗糖溶液)，调节渗透压 激素：生长素，细胞分裂素 含N物质：包括维生素和氨基酸 琼脂：起支持作用 PH值：5.06.0,过程,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,外植体,脱分化,再分化,一、植物组织培养技术,1、植物组织培养的过程,请根据书上实验过程，思考35页讨论题和以下补充问题：,1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？ 不能，因为

5、细胞已经分化，失去了分裂能力。 2.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 在有光时，不易形成愈伤组织。 3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？ 植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆”。 4.再分化需要光照培养，原因是什么？ 发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行光合作用。,一、植物组织培养技术,1、植物组织培养的过程,请根据书上实验过程，思考35页讨论题和以下补充问题：,1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？ 不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。 2.为什么诱导愈伤组织的

6、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。 3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？ 植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆”。 4.再分化需要光照培养，原因是什么？ 发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行光合作用。,根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。,2、植物组织培养的概念：,通过植物组织培养技术的学习，你认为细胞表现出全能性的条件是什么？,离体状态 有一定营养物质、激素和其他外界条件（如无菌、pH等）,一、细胞的全能性,1、概念：,2、细胞全能性的原因：,3、全能性最

7、高的细胞：,受精卵,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能.,4、生物体内细胞没有表现出全能性的原因：,基因选择性表达,5、细胞表现出全能性需要提供的条件有哪些？,二、植物组织培养,离体植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,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。,二、植物体细胞杂交技术,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？,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？ 2有没有一种温和的去壁方法呢？ 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. 如何诱导原生质体

8、融合？ 5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？ 6如何将杂种细胞培育成杂种植株？,请思考：,原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的结构称为原生质体。,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,再生出细胞壁,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,纤维素酶 果胶酶,物理方法 化学方法：,离心 振动 电刺激,聚乙二醇,植物细胞融合,1、过程,二、植物体细胞杂交技术,植物组织培养,3、优势：（与有性杂交方法比较） 克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。 4、未解决问题： 尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。,二、植物体细胞杂交技术,2、定义：,羊角

9、芹,胡萝卜,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,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，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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请

10、设计出具体实验方案。,1.对细胞全能性的表述正确的是 A.非离体植物细胞能够表现出全能性 B.动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现 C.单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性 D.花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现 2.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.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 C.导入其他植物细胞的基因 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内,3.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是 A卵细胞 B 植物花粉 C体细胞 D.受精卵 4.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

11、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,5.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是 细胞的全能性 离体植物器官，组织或细胞 根，芽生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯 愈伤组织再分化 脱分化 植物体 A和 B和 C和 D和,6.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是 A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的 B.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子 C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构 D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对 7.能刺激愈伤组织形成的诱导剂是 A.细胞分裂素和生长素 B.

12、赤霉素 C.生长素和赤霉素 D.细胞分裂素和乙烯,8.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素 C、离体状态 D、导入指定基因 9.（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势。因为植物组织培养的过程 A.不可能发生基因突变 B.生殖方式属于无性生殖 C.子代不发生性状分离 D.体细胞内不存在等位基因,10.植物体细胞杂交的目的是 A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体 B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合 C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株 D.通过以上三者来完成 11.在细胞工程 原生质体融合育种技术中，、其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除心去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将 A.皱缩 B.胀破 C.呈球形 D.保持原状,12.(多选)有关原生质体的下列叙述中，正确的是 A.组成原生质体的主要生