2.1.1+植物細胞工程課件-高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細胞器、或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程“從社會中來”“其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨立，可敬可慕。迨夫花開，凝晴瀼露，萬態(tài)千妍，薰風(fēng)自來，四坐芬郁，豈非入蘭室乎！豈非有國香乎！”這是我國歷史上第一部蘭譜－《金漳蘭譜》（宋·趙時庚）中對蘭花的一段描述。從古至今，我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花。但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價格可想而知了。如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.植物組織培養(yǎng)：指離體的植物器官、組織或細胞等，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其分化為完整植株的技術(shù)。2.原理：細胞的全能性植物細胞的全能性細胞經(jīng)過分裂和分化后，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：生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。體現(xiàn)全能性的實例：胡蘿卜韌皮部細胞發(fā)育成完整植株受精卵發(fā)育成個體（動植物）蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細胞發(fā)育成雄峰生物體內(nèi)細胞都能表現(xiàn)全能性嗎？不能，原因：基因在特定時間、空間條件下選擇性表達如：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉植物細胞的全能性探究-實踐外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽過程：一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)菊花的組織培養(yǎng)移栽成活離體的植物器官、組織或細胞細胞排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)類似于胚的結(jié)構(gòu)（1）制備外植體消毒：切割：（無菌操作）酒精30S無菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖段2-3次無菌水洗消毒與無菌水沖洗切割與接種一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)菊花的組織培養(yǎng)防止微生物生長。一方面與培養(yǎng)物競爭營養(yǎng)；另一方面產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽（2）外植體接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基

避光脫分化形成愈傷組織愈傷組織有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽愈傷組織細胞幼苗愈傷組織再分化菊花的組織培養(yǎng)過程中植物激素的作用一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)生長素和細胞分裂素比例適中細胞分裂素多生長素少細胞分裂素少生長素多（光照培養(yǎng)）先誘導(dǎo)生芽

再誘導(dǎo)生根（兩種培養(yǎng)基不同）取決于植物激素的種類和比例主要是生長素與細胞分裂素細胞分裂素促進芽的分化生長素促進根的分化外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽幼苗試管苗一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)完整植株移栽外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽（1）組織離體狀態(tài)（2）適宜的培養(yǎng)條件（3）植物激素（主要是生長素和細胞分裂素）誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)植物組織培養(yǎng)成功的條件一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）無菌環(huán)境二、植物體細胞雜交技術(shù)1.植物體細胞雜交的概念：將不同來源的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術(shù)。2.過程：（1）過程①:去除植物細胞壁獲得原生質(zhì)體。常用方法是酶解法（所用酶是纖維素酶和果膠酶）（2)過程②：原生質(zhì)體的融合。常用方法包括物理法（電融合法、離心法等）、化學(xué)法［聚乙二醇（PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等］（3）過程③：形成雜種細胞。雜種細胞再生出細胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志植物體細胞雜交技術(shù)流程圖3.植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)點和應(yīng)用：植物體細胞雜交可以克服植物遠緣雜交不親和的障礙，大大擴大了可用于雜交的親本組合的范圍，在培育作物新品種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如科學(xué)家利用植物體細胞雜交技術(shù)已經(jīng)培育出了白菜－甘藍、煙草－海島煙草、胡蘿卜一羊角芹等種間或?qū)匍g雜種。但目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。4.植物體細胞雜交存在的問題：①親緣關(guān)系越遠，染色體排斥丟失的現(xiàn)象越嚴重。②由于兩個物種的全部遺傳物質(zhì)的合并，各種基因都在其中，目前還不能讓雜種植株完全按人們的要求表現(xiàn)出親代的性狀。課堂練習(xí)1.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的有()①培養(yǎng)對象只能是細胞②目的一定是為了得到植株③培養(yǎng)過程需要某些植物激素④單倍體育種用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)⑤植物組織培養(yǎng)的全過程需要照光A.①② B.①②③ C.③④ D.①②③④⑤

C2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，不正確的是()A.植物組織培養(yǎng)利用的原理是細胞的全能性B.脫分化和再分化所用培養(yǎng)基的物理狀態(tài)不同C.脫分化和再分化過程中，細胞核中的遺傳物質(zhì)不變D.操作和培養(yǎng)過程中要保持無菌狀態(tài)B3.某二倍體藥用植物甲（染色體組成為MM）含有有效成分A，二倍體藥用植物乙（染色體組成為NN）含有有效成分B?？蒲行〗M擬培育同時含有A和B的新型藥用植物，設(shè)計了如下實驗流程。據(jù)圖分析錯誤的是()A.過程①通常用纖維素酶和果膠酶處理B.過程②常使用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑C.融合細胞c的染色體組成都是MMNND.過程④⑤分別涉及細胞的脫分化和再分化C4.科研人員通過體細胞雜交技術(shù)將白菜和紫甘藍的細胞融合后，培養(yǎng)獲得植株甲。下