【課件】植物細(xì)胞工程 課件 高二上學(xué)期生物人教版選擇性必修3

1、第2章 細(xì)胞工程生物學(xué)選擇性必修三生物技術(shù)與工程2.1 植物細(xì)胞工程4.1 植物細(xì)胞工程包括組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交等技術(shù)4.1.1 闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細(xì)胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程4.1.2 概述植物體細(xì)胞雜交是將不同植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜合細(xì)胞，繼而培育成新植物體的技術(shù)4.1.3 舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率內(nèi)容要求植物細(xì)胞工程300細(xì)胞工程概念細(xì)胞工程的概念細(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_水平或_水平上的操作，按照人的意愿

2、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)。根據(jù)操作對(duì)象的不同，可分為植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程兩大領(lǐng)域。細(xì)胞細(xì)胞器注意同基因工程在操作水平和目的做對(duì)比01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用1.植物組織培養(yǎng)離體條件外界營(yíng)養(yǎng)無菌激素外界條件（溫度、pH）原理細(xì)胞膜的流動(dòng)性細(xì)胞分裂細(xì)胞的代謝細(xì)胞的全能性01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用1.植物組織培養(yǎng)1、概念：將離體的植物器官、組織或細(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)生形成完整植株的技術(shù)。01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材分生組織：如莖尖、韌皮部全能性：細(xì)

3、胞經(jīng)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(xì)胞的潛能。原因：生物體的每個(gè)細(xì)胞中都含有發(fā)育成完整個(gè)體所需的全套基因大小比較：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞；分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞；植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞具體體現(xiàn)：利用植物的一片花瓣、一?；ǚ?，甚至一個(gè)細(xì)胞，都可以繁殖出新的植株未表現(xiàn)及原因：在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性在特定的時(shí)間和原因空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材處理方法：用充分沖洗外植體(幼嫩的莖段)；酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)；外植體的消毒：用

4、 消毒30 s，然后立即用無菌水清洗23次；再用溶液處理30 min后，立即用無菌水清洗23次；用解剖刀將外植體切成0.51 cm長(zhǎng)的小段流水次氯酸鈉70%酒精01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材營(yíng)養(yǎng)成分：常用的培養(yǎng)基是_，主要成分包括：_：N、P、S、K、Ca、Mg等。 _：B、Mn、Cl、Zn、Fe、Mo、I、Co等。有機(jī)物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、以及_（葡萄糖/蔗糖）等。植物激素： _和_是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、

5、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素，二者的_、_及_等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。MS培養(yǎng)基大量元素微量元素蔗糖MS培養(yǎng)基中為什么用蔗糖而不用葡萄糖？生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素濃度使用的順序用量的比例01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材 使用情況 實(shí)驗(yàn)結(jié)果先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長(zhǎng)素同時(shí)使用生長(zhǎng)素用量/細(xì)胞分裂素用量的比值高生長(zhǎng)素用量/細(xì)胞分裂素用量的比值低生長(zhǎng)素用量/細(xì)胞分裂素用量的比值適中有利于細(xì)胞分裂但細(xì)胞不分化細(xì)胞既分裂也分化分化頻率提高促進(jìn)根分化，抑制芽形成促進(jìn)芽分化，抑制根形成促進(jìn)愈傷組織的形成先“生”分裂

6、不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高；“高”根，“低”芽，“中”愈傷01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材外界條件：如pH、溫度、光照等環(huán)境條件。一般而言，菊花的組織培養(yǎng)所需的pH為5.8左右，溫度為18-22，光照條件為每日用日光燈照射12h。 思考1、什么是脫分化、愈傷組織？ 脫分化是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成_細(xì)胞的過程。形成的不定形的薄壁組織團(tuán)塊即愈傷組織。資料：在胡蘿卜的組織培養(yǎng)過程中，首先避光培養(yǎng)，形成愈傷組織后，為了讓愈傷組織大量增殖，繼續(xù)避光培養(yǎng)。未分化01植物組織

7、培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材液體培養(yǎng)基細(xì)胞群（植物細(xì)胞培養(yǎng)）紫草寧、紫杉醇原理：細(xì)胞分裂原理：細(xì)胞代謝 思考2、組培時(shí)，光照條件該如何控制？ 分析：形成愈傷組織以及愈傷組織的擴(kuò)大培養(yǎng)需_，誘導(dǎo)愈傷組織再分化出芽需_。避光照光01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材突變體的利用：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的_狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生_。從產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新

8、品種。增殖突變作為誘變材料01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材再分化：愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，重新分化成_等器官的過程。條件：光照；“高”根，“低”芽。胚狀體：是指在組織培養(yǎng)過程中，在植物組織塊或愈傷組織上產(chǎn)生的一種結(jié)構(gòu)，它與正常受精卵發(fā)育形成的胚有類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程。根、芽營(yíng)養(yǎng)人工種子胚狀體人工胚乳人工種皮抗壓、保水、透氣具有發(fā)育成完整植株的能力保證胚狀體生長(zhǎng)發(fā)育的必需物質(zhì)01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材營(yíng)養(yǎng)人工種子思考1、為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)

9、育，還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？可以加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些_。思考2、人工種子有何優(yōu)點(diǎn)？無性繁殖，易于保留優(yōu)良性狀。不受氣候、季節(jié)和地域限制。方便儲(chǔ)存和運(yùn)輸。解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。節(jié)約大量的糧食。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材愈傷組織見光后愈傷組織變?yōu)榫G色愈傷組織01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材思考1、

10、種子形成幼苗的過程是否體現(xiàn)了全能性？沒有，這是發(fā)育過程。01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程培養(yǎng)基脫分化愈傷組織再分化胚狀體新個(gè)體幼苗芽、根外植體取材植物的體細(xì)胞植物的花粉新個(gè)體單倍體無性生殖有性生殖01植物組織培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用2.植物組織培養(yǎng)基本過程02植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)思考1、細(xì)胞壁的主要成分是 在不損傷細(xì)胞膜的前提下，用_處理植物細(xì)胞。纖維素的水解過程如何？纖維素酶是一種復(fù)合酶，至少包括三種組分，即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。02植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)思考2、區(qū)別原生質(zhì)、原生質(zhì)體、原生質(zhì)層？如何誘導(dǎo)不同的原生質(zhì)體融合？原生質(zhì)是由生命的物

11、質(zhì)，原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜以及它們之間的細(xì)胞質(zhì)。人工誘導(dǎo)的方法基本可以分為兩大類：_法和_法。物理法包括_、_等；化學(xué)法一般是用_作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細(xì)胞融合。物理化學(xué)離心法電融合法聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法思考3、兩兩融合后的細(xì)胞一定是雜種細(xì)胞嗎？誘導(dǎo)融合后的培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞有哪幾類？不一定，融合的細(xì)胞類型有三種AA、BB和AB，在培養(yǎng)瓶中還有A、B等未融合的細(xì)胞。02植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)思考4、若一植物細(xì)胞A含有2x條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞B含有2y條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則：上述所獲得雜種植株應(yīng)為，其體細(xì)胞中

12、染色體數(shù)為_條， 個(gè)染色體組，基因型為 。上述所獲得雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于植株。上述植物體細(xì)胞雜交的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞遵循孟德爾遺傳定律嗎？異源四倍體(2x2y)AabbccDd單倍體4不遵循 思考5、科學(xué)家已經(jīng)培育出“番茄一馬鈴薯”超級(jí)雜種植株，但并未出現(xiàn)，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯的性狀，可能的原因是什么？ 提示：馬鈴薯基因組的_可能影響了番茄基因組的表達(dá)，番茄基因組的表達(dá)產(chǎn)物也可能影響了馬鈴薯基因組的表達(dá)，導(dǎo)致融合植株細(xì)胞中的基因不能_表達(dá)。表達(dá)產(chǎn)物有序02植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)02 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)項(xiàng)目 體細(xì)胞雜交 P1：2n(AaBb) 與 P2：2m(CcDd)生殖類型變異類型染色體數(shù)染色體組數(shù)基因組成無性繁殖，育種過程中不遵循孟德爾定律染色體數(shù)目變異兩親本染色體數(shù)之和。2n+2m兩親本染色體組數(shù)之和。2+2兩親本基因型之和。AaBbCcDd若親本植株可育，則雜種植株可育。雜種植株是不同于親本的新物種。重點(diǎn)試題1.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線