高二生物《選修三植物細(xì)胞工程》課件

1、植物細(xì)胞工程 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？按操作對象分類植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程切取形成層無菌接種誘導(dǎo)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植物組織培養(yǎng)離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織脫分化過程植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素外植體根、芽植物體再分化植物組織培養(yǎng)條件： 植物組織培養(yǎng)條件： 含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時(shí)光照等。根據(jù)上述過程，請同學(xué)們討論歸納出組織培養(yǎng)的概念。根據(jù)上述過程，請同學(xué)們討論歸納出

2、組織培養(yǎng)的概念。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(xì)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(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。 這幅圖中番茄馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？ 不能。因?yàn)椴煌N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(diǎn)的。 這幅圖中番茄馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？要想讓兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？ 要想讓兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？ 細(xì)胞壁的阻礙有沒有一種溫和的去除細(xì)胞壁的方法？有沒有一種溫和的去除細(xì)胞壁的方法？有

3、，用酶纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細(xì)胞膜的流動(dòng)性過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細(xì)胞膜的流動(dòng)性方法： 物理方法：離心、振動(dòng)、電激 化學(xué)方法：聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細(xì)胞膜的流動(dòng)性方法： 物理方法：離心、振動(dòng)、電激 化學(xué)方法：聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑成功標(biāo)志是:雜種細(xì)胞產(chǎn)生了新的細(xì)胞壁有沒有一種溫和的去除細(xì)胞壁的方法？有，用酶纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁雜種細(xì)胞遺傳物質(zhì)有什么特點(diǎn)？融合后除雜種細(xì)胞外還有哪些融合細(xì)胞？融合了倆個(gè)親本的遺傳物

4、質(zhì)，雜種細(xì)胞AB外，還可以出現(xiàn)AA、 BB等類型。如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對此細(xì)胞做何種處理？通過植物組織培養(yǎng)培育成新的植物體(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細(xì)胞雜交過程示意圖二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1. 過程植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B植物細(xì)胞A去壁去壁植物細(xì)胞B植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物細(xì)胞B植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁植物細(xì)

5、胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B

6、原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B植物細(xì)胞的融合雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細(xì)胞B原生質(zhì)體制備（酶解法去細(xì)胞壁）原生質(zhì)體融合（人工誘導(dǎo)） 雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定原生質(zhì)體制備（酶解法去細(xì)胞壁）原生質(zhì)體融合（人工誘導(dǎo)） 雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定纖維素酶、果膠酶等原生質(zhì)體制備（酶解法去細(xì)胞壁）原生質(zhì)體融合（人工誘導(dǎo)） 雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)

7、法：聚乙二醇等試劑白菜甘藍(lán)白菜甘藍(lán)二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2. 概念二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2. 概念將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。3. 成果和未解決的問題 二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3. 成果和未解決的問題 成果：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3. 優(yōu)勢與不足：優(yōu)勢：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種。不足：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。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物細(xì)胞工程小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞的全能性

8、小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段 植物細(xì)胞的全能性小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段 植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性小 結(jié)例1：資料一:植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基基本成分：無機(jī)營養(yǎng)成分：C、H、O等大量元素及部分微量元素。有機(jī)營養(yǎng)成分：含N物質(zhì)包括維生素和氨基酸；碳源：2%5%的蔗糖。瓊脂起支持作用。相關(guān)激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素等。PH值調(diào)整如5.06.0。資料二:在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢。使用順序影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化；先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)

9、胞既分裂也分化；同時(shí)使用分化頻率提高。激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：生長素用量比細(xì)胞分裂素用量比值高時(shí)，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時(shí)，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長。思考：利用以上資料概括脫分化和再分化需要考慮什么外界條件？思考：利用以上資料概括脫分化和再分化需要考慮什么外界條件？愈傷組織的形成需要有外界刺激因素和激素誘導(dǎo)，需要加入適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑，如無機(jī)鹽、糖類、植物激素等。并用適當(dāng)比例的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織形成和分化。 培養(yǎng)過程中，在培養(yǎng)基上需加入蔗糖，培養(yǎng)時(shí)需要光照，那么，培養(yǎng)的植物到底是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？光的作用是什么？對于

10、上述疑問，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：一組在培養(yǎng)基中加30%的蔗糖，另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩個(gè)小組，分別在光下和暗中培養(yǎng)。1個(gè)月后，觀察植物體生長、分化情況，結(jié)果為下表：例2：培養(yǎng)條件 加蔗糖不加蔗糖光正常生長，分化不生長，死亡暗只生長，不分化不生長，死亡你能得出什么結(jié)論？ 培養(yǎng)條件 加蔗糖不加蔗糖光正常生長，分化不生長，死亡暗只生長，不分化不生長，死亡你能得出什么結(jié)論？ 蔗糖為生長、分化的必需成分(提供能量)，光促進(jìn)細(xì)胞分化。 例3.為什么“番茄馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？例3.為什么“番茄馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那

11、樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？生物基因的表達(dá)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(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。例4：自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行

12、，請?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。思考討論：自我評價(jià)1. 不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 A. 振動(dòng) B. 電刺激 C. PEG試劑 D. 重壓自我評價(jià)1. 不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 A. 振動(dòng) B. 電刺激 C. PEG試劑 D. 重壓2. 植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是 A. 產(chǎn)生新的細(xì)胞壁 B. 細(xì)胞膜發(fā)生融合 C. 細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合 D. 細(xì)胞核發(fā)生融合2. 植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是 A. 產(chǎn)生新的細(xì)胞壁 B. 細(xì)胞膜發(fā)生融合 C. 細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合 D. 細(xì)胞核發(fā)生融合3. 有關(guān)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(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高B.生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化

13、全能性不能表達(dá)C.卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D.植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性3. 有關(guān)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(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高B.生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)C.卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D.植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性自我評價(jià)4. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果自我評價(jià)4. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.

14、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果5. 下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(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. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株5. 下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(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. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示_， 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_，其細(xì)胞特點(diǎn) 是_薄壁細(xì)胞。 脫分化再分化6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示_， 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_，其細(xì)胞特點(diǎn) 是_薄壁細(xì)胞。 脫分化再分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示_， 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_，其細(xì)胞特點(diǎn) 是_薄壁細(xì)胞。 脫分化再分化離體