人教版選修三 21植物細(xì)胞工程課件分析

專(zhuān)題2課題1植物細(xì)胞工程細(xì)胞工程

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(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來(lái)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(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品概念分類(lèi)植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞的全能性主要技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞融合單克隆抗體技術(shù)核移植技術(shù)植物細(xì)胞工程技術(shù)動(dòng)物細(xì)胞工程技術(shù)基礎(chǔ)異種植物細(xì)胞雜種細(xì)胞雜種植物異種動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞群重組細(xì)胞體細(xì)胞細(xì)胞核早期胚胎受精卵去核卵細(xì)胞克隆動(dòng)物試管嬰兒動(dòng)物細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)核移植體外受精胚胎移植動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)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

（一）細(xì)胞的全能性1、定義：

是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。2、原因：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。

3、大小差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。植物細(xì)胞的全能性即：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞4、生物體內(nèi)細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因：基因的選擇性表達(dá)下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是：A、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能

B、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能C、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能

D、生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過(guò)產(chǎn)生、分裂、分化、生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過(guò)程C植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織細(xì)胞離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件（無(wú)菌環(huán)境、適宜的溫度和PH、光照的控制等）必要條件：植物組織培養(yǎng)外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官1）外植體消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）2）用無(wú)菌的器械將外植體置于培養(yǎng)皿中3）切取所需的外植體4）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上整個(gè)試驗(yàn)在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行，保持無(wú)菌！外植體經(jīng)過(guò)一段時(shí)間在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)后，會(huì)形成愈傷組織愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過(guò)細(xì)胞分裂，形成一種由高度液泡化的，無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞組成的排列疏松而無(wú)規(guī)則的組織。愈傷組織的細(xì)胞分裂速度快、結(jié)構(gòu)疏松、顏色淺而透明。植物細(xì)胞的脫分化：由高度

的植物

器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生

的過(guò)程，又稱(chēng)去分化。植物細(xì)胞的再分化：脫分化產(chǎn)生的

在培養(yǎng)過(guò)程中重新分化成

等器官的過(guò)程。分化愈傷組織愈傷組織根和芽植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基(選修一33頁(yè))定義：含有一定營(yíng)養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長(zhǎng)的基質(zhì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：N，P，K等大量元素及部分微量元素有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸等②碳源：2%—5%的蔗糖 ③瓊脂：作為凝固劑④相關(guān)激素：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素

PH值：5.0－6.0試管苗大規(guī)模培養(yǎng)過(guò)程離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）愈傷組織根、芽（胚狀體或叢芽）試管苗脫分化植物激素：細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素再分化小結(jié)：植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營(yíng)養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、空氣、無(wú)菌環(huán)境、適宜的溫度和PH、適時(shí)光照等。有光有光避光培養(yǎng)植株移栽叢芽：是指一些叢生狀的芽，沒(méi)有根，叢芽還需要誘導(dǎo)生根才能發(fā)育成完整植株。胚狀體：在離體培養(yǎng)條件下，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)程所形成的胚狀類(lèi)似物，此現(xiàn)象無(wú)論在體細(xì)胞培養(yǎng)還是在生殖細(xì)胞培養(yǎng)中均可以看到，因而統(tǒng)稱(chēng)為體細(xì)胞胚或胚狀體。即在離體植物細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)過(guò)程中，由一個(gè)或一些體細(xì)胞，經(jīng)過(guò)胚胎發(fā)生和發(fā)育過(guò)程，形成與合子胚相類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。簡(jiǎn)單地說(shuō)：胚狀體是指愈傷組再分化形成的類(lèi)似胚的結(jié)構(gòu)，它有根和芽，胚狀體經(jīng)過(guò)生長(zhǎng)發(fā)育就可以發(fā)育成完整植株。1、當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來(lái)所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（）A、細(xì)胞分裂素B、生長(zhǎng)素C、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)D、以上三者均是2、細(xì)胞工程是一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。下列哪項(xiàng)技術(shù)不屬于細(xì)胞工程（）A、有性雜交B、體細(xì)胞雜交C、組織培養(yǎng)D、細(xì)胞核移植3、在生物體的所有細(xì)胞中，全能性最高的是A、卵細(xì)胞B、植物花粉C、體細(xì)胞D、受精卵DAD4、在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋ǎ〢、細(xì)胞喪失了全能性B、基因的表達(dá)有選擇性C、不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同D、在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化5、用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培育或生產(chǎn)出

A、作物新品種B、無(wú)病毒植物

C、人工種子D、A、B、C均是BD1972年卡爾森等通過(guò)兩個(gè)煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個(gè)體細(xì)胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細(xì)胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細(xì)胞雜種及其后代，獲得了有價(jià)值的新品系或育種上有用的新材料。（三）植物體細(xì)胞雜交1、定義：

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)。2、優(yōu)勢(shì)：（與有性雜交方法比較）

克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，打破了不同種生物間的生殖隔離，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。3、原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動(dòng)、電刺激、★聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖在誘導(dǎo)融合的過(guò)程中并不是所有的細(xì)胞都會(huì)發(fā)生融合，而細(xì)胞融合又是隨機(jī)發(fā)生的。因此，誘導(dǎo)融合完成后，在容器內(nèi)有種細(xì)胞。5（A細(xì)胞、B細(xì)胞、AA融合細(xì)胞、BB融合細(xì)胞、AB融合細(xì)胞）植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合體再生壁雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂愈傷組織雜種植株去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細(xì)胞壁

誘導(dǎo)融合

新的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁

雜種細(xì)胞

組織培養(yǎng)

雜種植株意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育出自然界沒(méi)有的新品種植物體細(xì)胞雜交方法及意義1、植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問(wèn)題是（）A、去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀C、將雜種細(xì)胞培育成植株D、尚未培育出屬間雜種植物2、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（）A、振動(dòng)B、電剌激C、PEG試劑D、重壓3、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是()A、秋海棠的葉B、馬鈴薯的塊莖C、成熟的花粉D、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞BDD4、下列屬于組織培養(yǎng)的是（）A.花粉培養(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.未受精的卵發(fā)育成植株A5、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A6、在植物組培過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？避免雜菌在培養(yǎng)基上面迅速生長(zhǎng)而危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。植物體細(xì)胞雜交成功的標(biāo)志是：雜種植株的形成。7、若用“①②③④”表示植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。請(qǐng)回答：

（1）①表示

，被培養(yǎng)成為④的根本原因是（2）②表示

，其細(xì)胞特點(diǎn)是

。脫分化再分化離體的植物器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性具有分生能力的薄壁細(xì)胞愈傷組織植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖

(1)微型繁殖技術(shù):快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù).(2)特點(diǎn):

保持優(yōu)良品種的遺傳特性;

高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖.2.作物脫毒

★

(1)材料:無(wú)病毒的莖尖

★(2)脫毒苗:切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得3.神奇的人工種子

(1)特點(diǎn):后代無(wú)性狀分離，不受氣候,季節(jié)和地域限制。

(2)技術(shù):植物組織培養(yǎng).(3)結(jié)構(gòu):人工薄膜+胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽.二、作物新品種的培育1.單倍體育種

(1)方法:先