上課：生物：2.1.1《植物細胞工程》課件新人教版選修3

,專題2細胞工程,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.,這樣的生物技術屬于何種生物工程？,細胞工程,還有哪些需要通過細胞過程來實現(xiàn)的例子呢？,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(nèi)的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。,1、細胞工程概念（P31）,2、細胞工程分類,植物細胞工程,動物細胞工程,閱讀課本32頁：細胞工程的發(fā)展歷程,2.1植物細胞工程,植物細胞工程的基本技術:,植物組織培養(yǎng)；植物體細胞雜交,（所采用技術的理論基礎：,植物細胞的全能性）,利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花,為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？,1什么是細胞的全能性？2為什么細胞具有全能性？3菊花體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？,4.所有細胞的全能性都一樣嗎？,一細胞的全能性,1、概念,：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的特性。（P33）,2、原因,：生物體的每一個細胞都含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。,3、全能性一般不表現(xiàn)的原因在生物體內(nèi)，由于基因在特定的時間和空間條件下的選擇性表達，細胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。也就是在個體發(fā)育的不同時期，表達的基因不同，合成的蛋白質也不一樣，從而形成不同的組織和器官。,1）受精卵,生殖細胞,體細胞,5、全能性的比較,2）植物細胞動物細胞,4、細胞表現(xiàn)全能性的條件,3）幼嫩的細胞衰老的細胞,4）分裂能力強的分裂能力弱的,5）分化程度低的分化程度高的,離體，無菌,適宜的條件【營養(yǎng)；激素；適宜的溫度；光照(培養(yǎng)后期）】,利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花,植物的花瓣是怎樣長成一株完整植株的呢？,二、植物組織培養(yǎng),1、原理：植物細胞的全能型,2、植物組織培養(yǎng)過程,（植物細胞工程最基本技術之一）,愈傷組織-離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段間以后，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。,無菌環(huán)境、適合的PH、一定的溫度、空氣、適時光照等。,3、植物組織培養(yǎng)條件：,培養(yǎng)基,（無機營養(yǎng)、有機營養(yǎng)、激素、瓊脂）,狀態(tài)：固態(tài),植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基,定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質無機營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有機營養(yǎng)成分含N物質：包括維生素和氨基酸碳源：2%5%的蔗糖瓊脂：起支持作用生長激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素PH值：5.06.0,菊花花瓣,愈傷組織,根、芽,植物體,由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程,離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段間以后，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。,要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何操作呢?,4、植物組織培養(yǎng)具體操作（P34實驗）,課本：34頁實驗,切取形成層,無菌接種,誘導愈傷織的形成,試管苗的形成,培養(yǎng)室,移栽,脫分化,再分化,1.植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？,離體、一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件,避免雜菌在上面迅速生長而危害培養(yǎng)物的生長。,想一想,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(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。,5、植物組織培養(yǎng)概念,離體的植物器官、組織或細胞,愈傷組織,根、芽,植物體,外植體,脫分化,植物激素：細胞分裂素、生長素,再分化,小結,二、植物體細胞雜交技術,番茄馬鈴薯,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。,1、概念,原生質體A,原生質體B,原生質體融合,正在融合的原生質體,再生出細胞壁,雜種細胞,愈傷組織,雜種植株,纖維素酶果膠酶,物理方法化學方法：,離心振動電激,聚乙二醇,植物組織培養(yǎng),植物細胞融合,2、過程,白菜,甘藍,白菜甘藍,說明：白菜甘藍具有兩個親本的特征，具有雙親的全部遺傳物質,為什么“番茄馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？,主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，所以雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯。,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(xiàn)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(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。,比較,無性繁殖,細胞全能性,脫分化再分化,保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)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,去除細胞壁融合形成雜種細胞組織培養(yǎng),膜流動性細胞全能性,無性繁殖；染色體變異,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(chǎn)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,A,D,自我評價,1、下列有關細胞全能性的含義，正確的是：(),A、每個生物體內(nèi)的所有細胞都具有相同的功能,B、生物體內(nèi)的任何一個細胞可以完成該個體的全部功能,C、生物體的每一個活細胞都具有發(fā)育成完整個體的潛能,D、生物體的每個細胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生長、衰老、死亡的全過程,C,2、有關全能性的表述中，不正確的是（）受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性,C,3.在離體的植物器官、組織或細胞脫