【課件】植物細胞工程 課件 高二上學期生物人教版選擇性必修3

1、第2章 細胞工程生物學選擇性必修三生物技術與工程2.1 植物細胞工程4.1 植物細胞工程包括組織培養(yǎng)和體細胞雜交等技術4.1.1 闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程4.1.2 概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技術4.1.3 舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率內(nèi)容要求植物細胞工程300細胞工程概念細胞工程的概念細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過_水平或_水平上的操作，按照人的意愿

2、來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大領域。細胞細胞器注意同基因工程在操作水平和目的做對比01植物組織培養(yǎng)技術及應用1.植物組織培養(yǎng)離體條件外界營養(yǎng)無菌激素外界條件（溫度、pH）原理細胞膜的流動性細胞分裂細胞的代謝細胞的全能性01植物組織培養(yǎng)技術及應用1.植物組織培養(yǎng)1、概念：將離體的植物器官、組織或細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生形成完整植株的技術。01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材分生組織：如莖尖、韌皮部全能性：細

3、胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能。原因：生物體的每個細胞中都含有發(fā)育成完整個體所需的全套基因大小比較：受精卵生殖細胞體細胞；分化程度低的細胞分化程度高的細胞；植物細胞動物細胞具體體現(xiàn)：利用植物的一片花瓣、一?；ǚ郏踔烈粋€細胞，都可以繁殖出新的植株未表現(xiàn)及原因：在生物的生長發(fā)育過程中，并不是所有的細胞都表現(xiàn)出全能性在特定的時間和原因空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達。01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材處理方法：用充分沖洗外植體(幼嫩的莖段)；酒精擦拭雙手和超凈工作臺；外植體的消毒：用

4、 消毒30 s，然后立即用無菌水清洗23次；再用溶液處理30 min后，立即用無菌水清洗23次；用解剖刀將外植體切成0.51 cm長的小段流水次氯酸鈉70%酒精01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材營養(yǎng)成分：常用的培養(yǎng)基是_，主要成分包括：_：N、P、S、K、Ca、Mg等。 _：B、Mn、Cl、Zn、Fe、Mo、I、Co等。有機物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、以及_（葡萄糖/蔗糖）等。植物激素： _和_是啟動細胞分裂、

5、脫分化和再分化的關鍵性激素，二者的_、_及_等都會影響實驗結果。MS培養(yǎng)基大量元素微量元素蔗糖MS培養(yǎng)基中為什么用蔗糖而不用葡萄糖？生長素細胞分裂素濃度使用的順序用量的比例01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材 使用情況 實驗結果先使用生長素，后使用細胞分裂素先使用細胞分裂素，后使用生長素同時使用生長素用量/細胞分裂素用量的比值高生長素用量/細胞分裂素用量的比值低生長素用量/細胞分裂素用量的比值適中有利于細胞分裂但細胞不分化細胞既分裂也分化分化頻率提高促進根分化，抑制芽形成促進芽分化，抑制根形成促進愈傷組織的形成先“生”分裂

6、不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高；“高”根，“低”芽，“中”愈傷01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材外界條件：如pH、溫度、光照等環(huán)境條件。一般而言，菊花的組織培養(yǎng)所需的pH為5.8左右，溫度為18-22，光照條件為每日用日光燈照射12h。 思考1、什么是脫分化、愈傷組織？ 脫分化是讓已經(jīng)分化的細胞，經(jīng)過誘導后，失去其特有的結構和功能而轉變成_細胞的過程。形成的不定形的薄壁組織團塊即愈傷組織。資料：在胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程中，首先避光培養(yǎng)，形成愈傷組織后，為了讓愈傷組織大量增殖，繼續(xù)避光培養(yǎng)。未分化01植物組織

7、培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材液體培養(yǎng)基細胞群（植物細胞培養(yǎng)）紫草寧、紫杉醇原理：細胞分裂原理：細胞代謝 思考2、組培時，光照條件該如何控制？ 分析：形成愈傷組織以及愈傷組織的擴大培養(yǎng)需_，誘導愈傷組織再分化出芽需_。避光照光01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材突變體的利用：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的_狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生_。從產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新

8、品種。增殖突變作為誘變材料01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材再分化：愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)，重新分化成_等器官的過程。條件：光照；“高”根，“低”芽。胚狀體：是指在組織培養(yǎng)過程中，在植物組織塊或愈傷組織上產(chǎn)生的一種結構，它與正常受精卵發(fā)育形成的胚有類似的結構和發(fā)育過程。根、芽營養(yǎng)人工種子胚狀體人工胚乳人工種皮抗壓、保水、透氣具有發(fā)育成完整植株的能力保證胚狀體生長發(fā)育的必需物質(zhì)01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材營養(yǎng)人工種子思考1、為了促進胚狀體的生長發(fā)

9、育，還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些_。思考2、人工種子有何優(yōu)點？無性繁殖，易于保留優(yōu)良性狀。不受氣候、季節(jié)和地域限制。方便儲存和運輸。解決了某些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題。節(jié)約大量的糧食。植物生長調(diào)節(jié)劑01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材愈傷組織見光后愈傷組織變?yōu)榫G色愈傷組織01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材思考1、

10、種子形成幼苗的過程是否體現(xiàn)了全能性？沒有，這是發(fā)育過程。01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個體幼苗芽、根外植體取材植物的體細胞植物的花粉新個體單倍體無性生殖有性生殖01植物組織培養(yǎng)技術及應用2.植物組織培養(yǎng)基本過程02植物體細胞雜交技術3.植物體細胞雜交技術思考1、細胞壁的主要成分是 在不損傷細胞膜的前提下，用_處理植物細胞。纖維素的水解過程如何？纖維素酶是一種復合酶，至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。02植物體細胞雜交技術3.植物體細胞雜交技術思考2、區(qū)別原生質(zhì)、原生質(zhì)體、原生質(zhì)層？如何誘導不同的原生質(zhì)體融合？原生質(zhì)是由生命的物

11、質(zhì)，原生質(zhì)層是指細胞膜、液泡膜以及它們之間的細胞質(zhì)。人工誘導的方法基本可以分為兩大類：_法和_法。物理法包括_、_等；化學法一般是用_作為誘導劑來誘導細胞融合。物理化學離心法電融合法聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法思考3、兩兩融合后的細胞一定是雜種細胞嗎？誘導融合后的培養(yǎng)瓶中的細胞有哪幾類？不一定，融合的細胞類型有三種AA、BB和AB，在培養(yǎng)瓶中還有A、B等未融合的細胞。02植物體細胞雜交技術3.植物體細胞雜交技術思考4、若一植物細胞A含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細胞B含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則：上述所獲得雜種植株應為，其體細胞中

12、染色體數(shù)為_條， 個染色體組，基因型為 。上述所獲得雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于植株。上述植物體細胞雜交的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞遵循孟德爾遺傳定律嗎？異源四倍體(2x2y)AabbccDd單倍體4不遵循 思考5、科學家已經(jīng)培育出“番茄一馬鈴薯”超級雜種植株，但并未出現(xiàn)，地上長番茄、地下結馬鈴薯的性狀，可能的原因是什么？ 提示：馬鈴薯基因組的_可能影響了番茄基因組的表達，番茄基因組的表達產(chǎn)物也可能影響了馬鈴薯基因組的表達，導致融合植株細胞中的基因不能_表達。表達產(chǎn)物有序02植物體細胞雜交技術3.植物體細胞雜交技術02 植物體細胞雜交技術3.植物體細胞雜交技術項目 體細胞雜交 P1：2n(AaBb) 與 P2：2m(CcDd)生殖類型變異類型染色體數(shù)染色體組數(shù)基因組成無性繁殖，育種過程中不遵循孟德爾定律染色體數(shù)目變異兩親本染色體數(shù)之和。2n+2m兩親本染色體組數(shù)之和。2+2兩親本基因型之和。AaBbCcDd若親本植株可育，則雜種植株可育。雜種植株是不同于親本的新物種。重點試題1.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線