【生物】2.1植物細胞工程課件(人教版選修3)

專題2細胞工程武城二中1、限制酶的作用是？2、基因工程的步驟是哪些？關鍵是什么？舉例說明基因工程中哪些步驟遵循堿基互補配對原則？3、PCR需要哪些條件？溫度及作用分別是什么？4、基因表達載體的元件有哪些？5、目的基因的檢測和鑒定用的什么技術？6、敲除基因豬敲除的是什么基因？7、蛋白質工程是通過或，對現有蛋白質進行或的蛋白質。第一節(jié)知識內容要求植物組織培養(yǎng)，植物體細胞雜交Ⅱ動物細胞培養(yǎng)和體細胞克隆Ⅰ動物細胞融合和單克隆抗體Ⅱ本章知識要求

1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物-----克隆羊多利誕生于英國,標志著一種新的生物技術---動物體細胞克隆技術面世,也揭開細胞工程更深層次發(fā)展的序幕!什么叫細胞工程？

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，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。

細胞工程是指應用和的原理和方法，通過或上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。什么叫細胞工程？細胞生物學分子生物學細胞水平細胞器水平原理：細胞生物學和分子生物學操作水平：細胞水平或細胞器水平目的：改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術?；蚬こ痰脑硎鞘裁?？基因工程的操作水平是什么？基因工程的目的是什么？分類：植物細胞工程動物細胞工程按細胞種類分細胞工程細胞器工程按操作水平分第一節(jié)植物細胞工程植物細胞工程植物細胞工程的基本技術植物細胞工程的實際應用利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花要把某種植物的一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何操作呢?植物組織培養(yǎng)第一節(jié)植物細胞工程的基本技術切取形成層無菌接種誘導愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化煉苗(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？防止雜菌污染，因為雜菌生長快，會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)。雜菌生長過程中會產生有害的物質，導致培養(yǎng)物迅速死亡。討論(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實驗的方法進行驗證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基（3）培養(yǎng)基中條件（固體培養(yǎng)基）提供一定的營養(yǎng)物質、激素和其他適宜的外界條件營養(yǎng)物質：水、蔗糖、礦質元素激素：生長素、細胞分裂素其他適宜的條件：無菌環(huán)境、溫度、PH值(4)請根據上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖。模型構建植物材料（消毒）脫分化無菌接種、誘導愈傷組織再分化誘導試管苗移栽到大田,培養(yǎng)成正常植株強調幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實質和結果分別是什么？實質是恢復細胞的全能性過程。結果是形成愈傷組織。植物細胞的再分化：脫分化產生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。原理探究：1、為什么已分化的植物組織或細胞能培養(yǎng)成完整植物體？植物細胞具有全能性。2、什么是細胞的全能性？具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能，也就是說，每個生物細胞都具有全能性的特點。探究6.細胞表現全能性的條件有哪些？離體、提供營養(yǎng)物質、激素及其它適宜條件。在特定的時間和空間條件下，基因選擇性的表達的結果。生物體的每一個細胞都含有本物種的全套遺傳物質，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。4、生物體內的細胞為什么沒有表現出全能性，而是分化成不同的組織器官？3、已分化的細胞為什么具有發(fā)育成完整個體的潛能？5、大小：

（1）受精卵的全能性最高

受精卵生殖細胞體細胞＞＞（2）植物細胞＞動物細胞

（3）（4）分化程度低的細胞＞分化程度高的細胞1、有關全能性的表述中，不正確的是（）Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高Ｂ．生物體內細胞由于分化全能性不能表達Ｃ．卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高Ｄ．在一定條件下,植物細胞離體培養(yǎng)能表現出全能性趁熱打鐵：C2．下列細胞全能性最高的是（）

A．植物的卵細胞

B．植物的精子細胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的葉肉細胞C能力提高1、離體的器官、組織或細胞，如果不進行脫分化處理能否培養(yǎng)成完整的植物體？不能，因為不進行脫分化處理就不能形成愈傷組織細胞分裂素=生長素愈傷組織形成細胞分裂素>生長素有利于芽的形成細胞分裂素<生長素有利于根的形成能力提高2、決定植物脫分化、再分化的關鍵因素是什么？植物激素

3、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。能力提高再分化過程需要光嗎？外植體愈傷組織胚狀體或叢芽植物體脫分化再分化植物組織培養(yǎng)的過程（離體的,已分化組織或細胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根條件？核心關鍵：特點？①適宜溫度、pH和無菌環(huán)境。②無機物、有機物和植物激素無定形狀態(tài)薄壁細胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則無葉綠體,不進行光合作用分化程度低去分化較易理論基礎：細胞的全能性脫分化和再分化不需要光，不能進行光合作用需要光，光能促進分化。能進行光合作用

植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、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，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。概念反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株B.芽發(fā)育成枝條C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D.未受精的卵發(fā)育成雄蜂A2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素C3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（）A.具有完整細胞核的細胞B.離體狀態(tài)C.導入外源基因D.一定的營養(yǎng)物質和激素C3、若用“①②

③

④”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：

（1）①表示

，

能被培養(yǎng)成為④的根本原因（2）②表示

，其細胞特點是

薄壁細胞。再分化的實質是。

脫分化再分化離體的植物組織器官、組織或細胞植物細胞具有全能性具有分生能力的愈傷組織基因的選擇性表達因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。于是，這些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現這一美妙的設想。二、植物體細胞雜交技術這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現嗎？為什么？1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？3．為什么兩個原生質體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關？4．如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？5．如何將雜種細胞培育成雜種植株？請思考：雜種植株融合的原生質體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化1、過程植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導方法？促進融合的方法？融合完成的標志植物細胞B二、植物體細胞雜交技術如果兩兩融合只有這一種細胞嗎？去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質體植物細胞原生質體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞雜交過程示意圖二、植物體細胞雜交技術2、概念將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。3、成果和未解決的問題

成果：克服不同生物遠緣雜交的障礙，出現自然界沒有的新品種。未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優(yōu)良。4、原理：膜的流動性植物細胞全能性白菜甘藍白菜－甘藍1、不能人工誘導原生質體融合的方法是（）A、振動B、電刺激C、PEG試劑D、重壓2、植物細胞融合完成的標志的是（）A、產生新的細胞壁B、細胞膜發(fā)生融合C、細胞質發(fā)生融合D、細胞核發(fā)生融合AD3、A種植物的細胞和B種植物細胞的結構如右圖所示（僅顯示細胞核），將A、B兩種植物細胞去掉細胞壁后，誘導二者的原生質體融合，形成單核的雜種細胞，若經過組織培養(yǎng)后得到了雜種植株，則該雜種植株是 （）A．二倍體；基因型是DdYyRr

B．三倍體；基因型是DdYyRrC．四倍體；基因型是DdYyRr

D．四倍體；基因型是DDddYYyyRRrrC染色體只是簡單的相加，不遵循孟德爾遺傳定律4.下圖為植物體細胞雜交過程示意圖，據圖回答：

⑴步驟①是去掉

，使植物細胞成為

，最常用的方法是

。⑵步驟②一般常用的化學試劑是

，目的是

。⑶在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術手段是

，其中步驟④相當于

，步驟⑤相當于

。細胞壁具有活性原生質體

酶解法

聚乙二醇誘導原生質體融合

組織培養(yǎng)

脫分化

再分化比較植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交技術所屬范疇原理步驟意義聯(lián)系無性繁殖細胞全能性①脫分化②再分化保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產提高經濟效益雜交技術應用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠源雜交的障礙①去除細胞壁、獲得有活力的原生質②融合形成雜種細胞③組織培養(yǎng)膜流動性細胞全能性染色體變異、基因重組所采用技術的理論基礎植物細胞工程通常采用的技術手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性小結生姜是藥食兩用的經濟作物，具有栽培容易、產量高、價格高等特點，近年在各地發(fā)展很快。但是生姜在生產上長期采用無性繁殖，容易感染多種病毒病，使生姜品質變差，葉子皺縮，生長緩慢，一般減產30%～50%。設計無毒生姜幼苗的培育方案。請你設計案例一如何培育出上結大豆、下結花生的新品種？請你們討論后設計

案例二植物細胞工程的應用植物繁殖新途徑作物新品種的培育細胞工廠化生產微型繁殖作物脫毒人工種子單倍體育種突變體育種一、植物繁殖的新途徑1、微型繁殖

(1)微型繁殖技術:(2)特點:

保持優(yōu)良品種的遺傳特性;高效快速地實現種苗的大量繁殖.快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術.2、作物脫毒作物脫毒的原因:

長期進行無性繁殖的作物，易積累感染的病毒，導致產量降低，品質變差，而植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。

作物脫毒材料:分生區(qū)的細胞作物脫毒方法:進行組織培養(yǎng)結果:脫毒苗

甘薯種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質和產量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的（）

A.有絲分裂 B.分化

C.減數分裂 D.全能性C例題：常規(guī)種子植物生產的不足不少植物需要生長數年才能結出種子優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性種子的生產受季節(jié)、氣候和地域的限制制種需