【課件】2.1植物細(xì)胞工程（植物組織培養(yǎng)）課件高二下學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、課前3分鐘：閱讀P34-36，快速找答案1）植物細(xì)胞工程的2大技術(shù)（牢記）2）為何細(xì)胞在生物體內(nèi)不能體現(xiàn)全能性？3）找?guī)讉€(gè)名詞：脫分化、再分化、愈傷組織、外植體從社會(huì)中來(lái)從社會(huì)中來(lái) P34 P34金線蓮的價(jià)位第2章 細(xì)胞工程 2.1 植物細(xì)胞工程2.2 動(dòng)物細(xì)胞工程2.3 胚胎工程新舊教材變化：1. 本節(jié)內(nèi)容屬于舊教材選修3第2章第1節(jié)的內(nèi)容。2. 。 指應(yīng)用細(xì)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(guò)細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門(mén)綜合性的生物工程。原理和方法操作水平目的分類(lèi)細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器、細(xì)胞或

2、組織細(xì)胞器、細(xì)胞或組織獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程細(xì)胞工程概念概念. . 分析分析 P31 P31第1節(jié) 植物細(xì)胞工程 本節(jié)聚焦:l 植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是什么？l 什么是植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)？l 看樣進(jìn)行菊花的組織培養(yǎng)？ 819197 74 4年年19601960年年19641964年年19711971年年哈伯蘭特（哈伯蘭特（1854-1945)1854-1945)提出了提出了細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性的理的理論，但相關(guān)的實(shí)驗(yàn)嘗試論，但相關(guān)的實(shí)驗(yàn)嘗試沒(méi)有成功。沒(méi)有成功。斯圖爾德（斯圖爾德（1904-1993)1904-1993)等等發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)胡

3、蘿卜的體細(xì)胞可以胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚分化為胚，為細(xì)胞全能性，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持。理論提供了強(qiáng)有力的支持?？萍伎萍? .探索探索 P32 P3219021902年年科金（科金（1931-)1931-)用真菌用真菌的纖維素酶分解番茄的纖維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲根的細(xì)胞壁，成功獲得了得了原生質(zhì)體原生質(zhì)體。古哈（古哈（1938-2007)1938-2007)等在培等在培養(yǎng)毛曼陀羅的養(yǎng)毛曼陀羅的花藥花藥時(shí)，首次時(shí)，首次得到了由花藥中的花粉粒發(fā)得到了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來(lái)的胚。育而來(lái)的胚。卡爾森（卡爾森（1944-2017)1944-2017)誘誘導(dǎo)煙草導(dǎo)煙草種間種間原生質(zhì)

4、體原生質(zhì)體融融合合，獲得了第一株體細(xì)，獲得了第一株體細(xì)胞種間雜種植株。胞種間雜種植株。土壤農(nóng)桿菌的土壤農(nóng)桿菌的TiTi質(zhì)粒質(zhì)粒被發(fā)被發(fā)現(xiàn)。促進(jìn)了植物細(xì)胞工程現(xiàn)。促進(jìn)了植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。結(jié)合。19581958年年一植物組織培養(yǎng)技術(shù) 細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整完整生物體生物體或分化成或分化成其其他各種細(xì)胞他各種細(xì)胞的潛能，即細(xì)胞具有全能性。的潛能，即細(xì)胞具有全能性。細(xì)胞含有細(xì)胞含有該物種該物種所特有的所特有的全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)。生物體的體細(xì)胞均是由生物體的體細(xì)胞均是由同一個(gè)受精卵同一個(gè)受精卵經(jīng)經(jīng)有絲分有絲分

5、裂和分化裂和分化發(fā)育而來(lái)。發(fā)育而來(lái)。分化程度越分化程度越低低，全能性越，全能性越高高原 理一植物組織培養(yǎng)技術(shù)從分化程度、分裂能力從分化程度、分裂能力 分化程度低的細(xì)胞分化程度低的細(xì)胞 分化程度高的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞 分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞 分裂能力弱的細(xì)胞分裂能力弱的細(xì)胞 具體細(xì)胞具體細(xì)胞 植物細(xì)胞植物細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞；幼嫩細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞；幼嫩細(xì)胞 衰老細(xì)胞；衰老細(xì)胞； 受精卵受精卵 全能干細(xì)胞全能干細(xì)胞 生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞 體細(xì)胞體細(xì)胞。在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞不能表現(xiàn)全能性的原因？基因基因在特定時(shí)間、空間條件下在特定時(shí)間、空間條件下選擇性表達(dá)（形成相應(yīng)的組織或器官）。選擇性表達(dá)（

6、形成相應(yīng)的組織或器官）。如何激活細(xì)胞的全能性？原 理一植物組織培養(yǎng)技術(shù)概 念 將將離體的離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基基上，給予適宜的上，給予適宜的培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。1 1）離體條件：）離體條件： 2 2）培養(yǎng)條件：）培養(yǎng)條件：無(wú)菌無(wú)菌、營(yíng)養(yǎng)、適宜、營(yíng)養(yǎng)、適宜t t和和pHpH離體的植物器官、組織或細(xì)胞等離體的植物器官、組織或細(xì)胞等外植體外植體 3 3）特殊因子：）特殊因子：光、植物激素光、植物激素( (生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素) )等等一植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體外

7、植體接種接種外植體外植體（根根、莖、莖、葉葉等）等）誘導(dǎo)誘導(dǎo)愈傷組織愈傷組織誘導(dǎo)誘導(dǎo)生芽生芽誘導(dǎo)誘導(dǎo)生根生根移栽成活移栽成活脫分脫分化化愈傷組織愈傷組織再分化再分化生芽、生根生芽、生根試管苗試管苗（移栽到大田）（移栽到大田）過(guò) 程一植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體：脫分化：（去分化）再分化：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞。離體的植物器官、組織或細(xì)胞。 將高度分化的細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后，失去其特有的將高度分化的細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)后，失去其特有的 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 和和 功能功能 而轉(zhuǎn)變成而轉(zhuǎn)變成 未分化的細(xì)胞未分化的細(xì)胞 ，進(jìn)而形成愈傷組織的過(guò)，進(jìn)而形成愈傷組織的過(guò)程。程。 愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，重新分化成芽、根愈傷

8、組織在一定的培養(yǎng)條件下，重新分化成芽、根等器官，進(jìn)而形成完整小植株的過(guò)程。等器官，進(jìn)而形成完整小植株的過(guò)程。 是一些排列疏松是一些排列疏松 、無(wú)規(guī)則、無(wú)規(guī)則 ，高度液泡化的，高度液泡化的不定形的薄壁組織團(tuán)塊。不定形的薄壁組織團(tuán)塊。具具較強(qiáng)的較強(qiáng)的分生能力分生能力。過(guò) 程外植體外植體脫分脫分化化愈傷組織愈傷組織再分化再分化生芽、生根生芽、生根試管苗試管苗（移栽到大田）（移栽到大田）一植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體外植體脫分脫分化化愈傷組織愈傷組織再分化再分化生芽、生根生芽、生根試管苗試管苗（移栽到大田）（移栽到大田）過(guò) 程1. 1. 外植體的選?。和庵搀w的選取：2. 2. 脫分化、再分化的培養(yǎng)基脫分化、

9、再分化的培養(yǎng)基激素比例激素比例、是否光照、是否光照、碳源的屬性？、碳源的屬性？ 激素比例激素比例1 1：1 1、 生芽過(guò)程：生芽過(guò)程： 一般選取幼嫩部分、形成層部位一般選取幼嫩部分、形成層部位生根過(guò)程：生根過(guò)程： 不需光照不需光照、提供提供有機(jī)有機(jī)碳源（蔗糖）碳源（蔗糖） 生長(zhǎng)素比例少、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、不需光照；生長(zhǎng)素比例少、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、不需光照；生長(zhǎng)素比例多、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、光照。生長(zhǎng)素比例多、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、光照。生長(zhǎng)素生長(zhǎng)素/ /細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂素的比值素的比值= 1= 1 1 1 1 1誘導(dǎo)方向誘導(dǎo)方向促愈傷組織促愈傷組織形成形成促生促生根根促發(fā)促發(fā)芽芽植物組織培養(yǎng)常用培養(yǎng)基配方 P116拓展拓展 1 1

10、 1 1）培養(yǎng)基名培養(yǎng)基名稱(chēng)稱(chēng)： ；2 2）物理性）物理性質(zhì)：質(zhì)： ；3 3）碳）碳源：源： 。植物組織培養(yǎng)常規(guī)的兩種途徑胚狀體途徑胚狀體：胚狀體：離體培養(yǎng)條件下，離體培養(yǎng)條件下，沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，但是沒(méi)有經(jīng)過(guò)受精過(guò)程，但是經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程所形經(jīng)過(guò)了胚胎發(fā)育過(guò)程所形成的胚狀類(lèi)似物，因而統(tǒng)成的胚狀類(lèi)似物，因而統(tǒng)稱(chēng)為體細(xì)胞胚或胚狀體。稱(chēng)為體細(xì)胞胚或胚狀體。器官發(fā)生途徑拓展拓展 2 2 外植體外植體脫分脫分化化愈傷組織愈傷組織再分化再分化生芽生根生芽生根或胚狀體或胚狀體試管苗試管苗（移栽到大田）（移栽到大田）探究探究. . 實(shí)踐實(shí)踐 P35 P35菊花的組織培養(yǎng)流水流水沖洗沖洗 酒精酒精消毒消毒3

11、0s30s 無(wú)菌水無(wú)菌水清洗清洗2 23 3次次 次氯酸鈉溶液次氯酸鈉溶液處理處理30min30min 無(wú)菌水無(wú)菌水清洗清洗2 23 3次。次。外植體的消毒外植體的消毒外植體的切段外植體的切段接種接種外植體外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根誘導(dǎo)生芽生根移栽移栽將消過(guò)毒的外植體置于無(wú)菌培養(yǎng)皿中將消過(guò)毒的外植體置于無(wú)菌培養(yǎng)皿中 用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分 用解剖刀將外植體切成用解剖刀將外植體切成0.50.51cm1cm長(zhǎng)的小長(zhǎng)的小段。段。探究探究. . 實(shí)踐實(shí)踐 P35 P35菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒外植體的消毒外植體的切段外植體的切段接種接種外植體外植體誘導(dǎo)愈傷組

12、織誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根誘導(dǎo)生芽生根移栽移栽 在在酒精燈火焰旁酒精燈火焰旁，將外植體，將外植體的的1/31/31/21/2插入插入誘導(dǎo)愈傷組織的培誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。注意：接種時(shí)注意外植體的方向，注意：接種時(shí)注意外植體的方向，不要倒插不要倒插?。▽ⅰ靶螒B(tài)學(xué)上端形態(tài)學(xué)上端”朝上，下端朝朝上，下端朝下下）探究探究. . 實(shí)踐實(shí)踐 P35 P35菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒外植體的消毒外植體的切段外植體的切段接種接種外植體外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根誘導(dǎo)生芽生根移栽移栽培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件

13、：培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件： 激素比例激素比例1 1：1 1、置于黑暗置于黑暗、 提供提供有機(jī)有機(jī)碳源碳源 探究探究. . 實(shí)踐實(shí)踐 P35 P35菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒外植體的消毒外植體的切段外植體的切段接種接種外植體外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根誘導(dǎo)生芽生根移栽移栽注意順序，注意順序，先先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根誘導(dǎo)生根！生芽過(guò)程：生芽過(guò)程： 生根過(guò)程：生根過(guò)程： 生長(zhǎng)素比例少、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、不需光照；生長(zhǎng)素比例少、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、不需光照；生長(zhǎng)素比例多、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、需光照。生長(zhǎng)素比例多、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、需光照。 移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋，讓移栽前先打開(kāi)封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾

14、日。用流水清試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消將幼苗移植到消過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)過(guò)毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。壯后再移栽入土。211. 接種34d后，檢查外植體的生長(zhǎng)情況，統(tǒng)計(jì)有多少外植體被污染，試分析它們被污染的可能原因。 2. 從剛接種的外植體到長(zhǎng)出愈傷組織需經(jīng)歷多少天？3. 培育的試管苗能直接移栽到露地嗎？應(yīng)如何操作？培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；外植體消毒不徹底；操作過(guò)程不符合無(wú)菌操作要求等。操作過(guò)程不符合無(wú)菌操作要求等。2 2周左右周左右 生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。 一般使用無(wú)土栽培方法。培