2-1-1-植物細胞工程的基本技術(shù)(人教版2019選擇性必修3)

生物學（新人教版）生物技術(shù)與工程第二章第1節(jié)植物細胞工程的基本技術(shù)細胞工程發(fā)展歷程1907年哈里森用一滴淋巴液成功培養(yǎng)了蝌蚪的神經(jīng)元，首創(chuàng)了動物組織體外培養(yǎng)法1958年斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細胞可以分化為胚，為細胞全能性理論提供了強有力的支持。1998年湯姆森和吉爾哈特獲得可體外培養(yǎng)的人胚胎干細胞2006年山中伸彌獲得誘導(dǎo)多能干細胞1975年米爾斯坦和科勒獲得能穩(wěn)定遺傳的單克隆抗體的雜交瘤細胞株。1971年卡森誘導(dǎo)煙草原生質(zhì)體融合，培育出第一株體細胞雜交植物1960年科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。1996年世界上第一只體細胞克隆羊多莉誕生，隨后多種克隆動物相繼問世。2017年我國科學家首次培育了體細胞克隆猴。

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？從社會中來01細胞的全能性1、全能性定義：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2、具有全能性的原因：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)。3、體現(xiàn)全能性的標志：細胞→完整個體或其他各種細胞實例：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

用一片葉子、一片花瓣、一?；ǚ鄯敝吵鲂碌闹仓?、不體現(xiàn)全能性的實例：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉5、不體現(xiàn)全能性的原因：基因在特定時間、空間條件下選擇性表達6、植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件：1離體2一定的營養(yǎng)物質(zhì)、植物激素3適宜的溫度、pH、無菌等外界條件種子萌發(fā)成幼苗，能否體現(xiàn)細胞的全能性？02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.理論基礎(chǔ)：細胞的全能性外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根試管苗移栽3.過程：根、芽植物體脫分化再分化培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境條件（溫度、PH、光等）④植物激素：

細胞分裂素生長素遮光一定的光照愈傷組織離體的植物器官、組織或細胞（外植體）如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)的薄壁細胞失去特有結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變成未分化的細胞愈傷組織重新分化為芽、根等器官芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照4：影響植物組織培養(yǎng)的因素（1）外植體的選取①不同植物的組織培養(yǎng)難度例如：煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較容易，枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)較難。②同一植物材料、材料的年齡、保存時間的長短例如：菊花的組織培養(yǎng)一般選擇未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝。（2）培養(yǎng)基的配制(MS培養(yǎng)基)大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co有機物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等植物激素：生長素、細胞分裂素、赤霉素等一般選擇植物的幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力強；含有的病毒少），比如莖尖、根尖、幼嫩的葉片等；保存時間越短，材料生命力越旺盛；保存時間越長，越容易受到污染。菊花的組織培養(yǎng)外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽等試管苗完整植株移栽1、原理：2、目的：1）了解植物組織培養(yǎng)的基本原理2）了解生長素和細胞分裂素的濃度、用量比例對菊花愈傷組織形成和分化的影響3）嘗試進行植物組織培養(yǎng)3、步驟：1）制備外植體2）接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基3）接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基4）接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基（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外植體消毒外植體切塊接種灑精消毒、無菌水清洗次氯酸鈉消毒、無菌水清洗

無菌培養(yǎng)皿滅菌的解剖刀超凈工作臺酒精燈火焰旁防止雜菌生長。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。為什么進行無菌操作？超凈工作臺或接種箱（2）接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基脫分化避光形成愈傷組織愈傷組織培養(yǎng)培養(yǎng)溫度：18-220C有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。（3）接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基（4）接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基接種室試管苗若先生根后面就不易生芽移栽培養(yǎng)室03植物體細胞雜交技術(shù)討論:1.地上結(jié)番茄，地下長土豆的植株通過有性生殖可以產(chǎn)生嗎?2.“番茄-馬鈴薯”，通過什么技術(shù)能夠獲得呢?“番茄-馬鈴薯”的假想圖將不同來源的植物細胞，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、融合實例:1、概念：

3、過程:細胞A細胞B原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A人工誘導(dǎo)融合，并篩選融合原生質(zhì)體再生出細胞壁雜合細胞AB脫分化愈傷組織再分化雜合植株去壁去壁植物細胞融合植物組織培養(yǎng)酶解法4.原理：細胞膜具有一定的流動性植物細胞核的全能性5.兩個標志（1）植物細胞融合完成的標志：再生出新的細胞壁（2）植物體細胞雜交完成的標志：培育成新植物體6.意義：打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種光鏡下煙草葉肉細胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體制備

用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞壁，得到原生質(zhì)體。利用酶的專一性原生質(zhì)體細胞壁細胞膜細胞質(zhì)液泡細胞核原生質(zhì)層

指的是脫去細胞壁的細胞。動物細胞也可看做是原生質(zhì)體。原生質(zhì)體成熟植物細胞的細胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細胞質(zhì)。原生質(zhì)層7.難點突破：方法電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH值融合法細胞膜的流動性原理化學方法物理方法A細胞B細胞B原生質(zhì)體A原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合去壁去壁A、B、A