高二生物植物細胞工程技術課件

高二生物植物細胞工程技術課件第一頁，共五十頁，2022年，8月28日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的遺

傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。細胞工程植物細胞工程動物細胞工程第二頁，共五十頁，2022年，8月28日前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術,

后者是分子水平上的生物技術。克隆多莉羊技術是________水平上的技術，培育抗蟲棉是________水平上的技術。細胞分子第三頁，共五十頁，2022年，8月28日植物細胞工程的理論基礎是：植物細胞工程

常用的技術是植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性第四頁，共五十頁，2022年，8月28日

植物細胞具有全能性。2、什么是細胞的全能性？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，也就是說，每個生物細胞都具有全能性的特點。1、為什么已分化的植物組織或細胞能培養(yǎng)成完

整植物體？第五頁，共五十頁，2022年，8月28日原因：生物的每一個細胞都有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、已分化的細胞為什么具有發(fā)育成完整個體的潛能？第六頁，共五十頁，2022年，8月28日第七頁，共五十頁，2022年，8月28日4：為什么植物的花瓣在植物體內沒有能發(fā)育

成完整的植株呢？A.細胞失去了全能性B.細胞中的基因部分丟失C.細胞中的基因進行選擇性表達D.細胞中的基因變異不同

這是基因在特定的時間和空間條件下選擇性

表達的結果.在個體發(fā)育的不同時期,生物體的

不同部位的細胞表達的基因是不相同的,合成的

蛋白質也不一樣,從而形成了不同的組織和器官.第八頁，共五十頁，2022年，8月28日當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他適宜外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。

在生物的個體發(fā)育中，由于基因在特定時

間和空間下選擇性地表達而形成不同器官，因

此，要實現(xiàn)細胞的全能性，首先必須使生物體

的細胞處于離體狀態(tài)。第九頁，共五十頁，2022年，8月28日差異：②植物細胞全能性動物細胞全能性受精卵生殖細胞體細胞＞＞①受精卵的全能性最高＞5、生物體所有細胞全能性都一致嗎？第十頁，共五十頁，2022年，8月28日細胞的分化程度越高，細胞的全能性

越弱，細胞的分裂、分化能力越弱1、下列人體細胞中全能性最高的是()A.神經細胞

B.造血干細胞

C.胚胎干細胞

D.肌肉細胞C第十一頁，共五十頁，2022年，8月28日2、下列關于細胞全能性的說法不

正確的是（）DEA．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B．生物體內，細胞不能表現(xiàn)出全能性，是因為細胞中的基因選擇性表達C．菊花花瓣或葉片的任何一個活細胞都具有全能性D．哺乳動物成熟的紅細胞也有全能性E、用菊花的一個葉肉細胞培養(yǎng)出了菊花葉片體現(xiàn)了葉肉細胞的全能性第十二頁，共五十頁，2022年，8月28日第十三頁，共五十頁，2022年，8月28日

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

其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。第十四頁，共五十頁，2022年，8月28日細胞離體、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消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會

危害培養(yǎng)物的生長。2:在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并要求無菌操作？1:植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件有哪些？閱讀教材：

請根據書上實驗過程，討論下列問題，并概

括出植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖。胡蘿卜根形成層容易誘導成愈傷組織，其他部分如葉、花也能培養(yǎng)成小植株，只是稍微困難些。3:為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎？第十五頁，共五十頁，2022年，8月28日是一種由相對沒有分化的活的薄壁細胞團組成的新生細胞(細胞排

列疏松、無規(guī)則)第十六頁，共五十頁，2022年，8月28日4:產生的愈傷組織細胞與葉細胞在染色體的數(shù)目上是否相同？5:染色體上所含的遺傳物質與葉細胞是否相同？6:細胞的形態(tài)結構與葉細胞是否相同？相同相同不同在有光時，往往容易形成維管組織，而不

易形成愈傷組織。7:為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？第十七頁，共五十頁，2022年，8月28日細胞分裂素/生長素基本相等時：維持愈傷組織的生長細胞分裂素/生長素維持在高水平時：誘導芽的形成細胞分裂素/生長素的比例低時：誘導根的形成資料18:閱讀Ms培養(yǎng)基配方，分析各成分的用途在實際操作中是否還應在其基礎上添加其他物質？第十八頁，共五十頁，2022年，8月28日誘導根的形成使用順序實驗結果先使用生長素或使用細胞分裂素有利于細胞分裂但不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞分裂也分化同時使用分化頻率加快資料2植物激素對脫分化和再分化起到決定性的作

用，培養(yǎng)基中植物激素的種類、濃度、比例和使用

順序都會影響實驗結果。第十九頁，共五十頁，2022年，8月28日幾個關鍵詞：外植體:脫分化:從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官已經分化的細胞，在一定的條件

下，重新恢復到原始未分化狀態(tài)細胞分化:在發(fā)育過程中，具有全能性的細

胞（如受精卵細胞）逐步轉變成形

態(tài)、結構、功能各異的組織細胞的

過程第二十頁，共五十頁，2022年，8月28日再分化:愈傷組織:胚狀體:去分化的細胞，在一定的條件

下，又重新分化成各種特異性的

組織細胞的過程在人工培養(yǎng)基上由外植體長

出來的一團無序生長的薄壁細

胞（細胞排列疏松、無規(guī)則）具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構第二十一頁，共五十頁，2022年，8月28日離體的植物器官、組織或細胞(外植體)愈傷組織脫分化根、芽(試管苗)植物體再分化優(yōu)勢?繁殖速度快不受季節(jié)限制

工廠化生產幼苗無毒保持優(yōu)良性狀第二十二頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十三頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十四頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十五頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十六頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十七頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十八頁，共五十頁，2022年，8月28日第二十九頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十一頁，共五十頁，2022年，8月28日第三十二頁，共五十頁，2022年，8月28日

在

條件下，將

，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產生

、叢芽，最終形成

。1、概念無菌和人工控制離體的植物器官、組織、細胞愈傷組織完整的植株細胞離體、一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件（一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的pH、適時光照等）2、條件：3、原理：細胞的全能性4、過程：第三十三頁，共五十頁，2022年，8月28日AA.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)育成雄蜂1.下列屬于組織培養(yǎng)的是:()第三十四頁，共五十頁，2022年，8月28日CA.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形

成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不

需要的（）第三十五頁，共五十頁，2022年，8月28日CA.具有完整細胞核的細胞B.離體狀態(tài)C.導入外源基因D.一定的營養(yǎng)物質和激素3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（）第三十六頁，共五十頁，2022年，8月28日

A.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

B.生物體內細胞由于分化全能性不能表達

C.卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高

D.植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性4.有關全能性的表述中，不正確的是()C第三十七頁，共五十頁，2022年，8月28日無機營養(yǎng)成分：C、H、O等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。相關激素：生長素，

細胞分裂素和赤霉素等。pH值調

整如5.0－6.0。資料一:植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基基本成分第三十八頁，共五十頁，2022年，8月28日在生長素存在的情況下，細胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。使用順序影響實驗結果：先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化；先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化；同時使用分化頻率提高。激素用量的比例影響實驗結果：生長素用量比細胞分裂素用量比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時，促進愈傷組織的生長。資料二:第三十九頁，共五十頁，2022年，8月28日思考：

利用以上資料概括脫分化和再分化需要什么外界條件？愈傷組織的形成需要有外界刺激因素和激素誘導，需要加入適當營養(yǎng)物質和植物生長調節(jié)劑，如無機鹽、糖類、植物激素等。并用適當比例的營養(yǎng)物質和生長調節(jié)劑誘導愈傷組織。第四十頁，共五十頁，2022年，8月28日培養(yǎng)過程中，在培養(yǎng)基上需加入蔗糖，培養(yǎng)時需要光照，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？對于上述疑問，某研究性學習小組進行了下列實驗：一組在培養(yǎng)基中加30%的蔗糖，另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩個小組，分別在光下和暗中培養(yǎng)。1個月后，觀察植物體生長、分化情況，結果為下表：第四十一頁，共五十頁，2022年，8月28日培養(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，死亡蔗糖為生長、分化的必需成分(提供能量)，光促進細胞分化。第四十二頁，共五十頁，2022年，8月28日

將不同種植物的體細胞，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。（不同種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的）三、植物體細胞雜交第四十三頁，共五十頁，2022年，8月28日

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。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胞雜種——“馬鈴薯番茄”。

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、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。第四十四頁，共五十頁，2022年，8月28日（1）要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？（2）有沒有一種溫和的去細胞壁的方法？（3）為什么兩個原生質體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關？（4）融合的過程是怎樣的？融合完成的標志是什么？（5）雜種細胞遺傳物質有什么特點？融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？（6）如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做如何處理？第四十五頁，共五十頁，2022年，8月28日植物細胞A植物細胞B去掉細胞壁去掉細胞壁原生質體A原生質體B原生質體融合雜合的原生質體再生出細胞壁雜種細胞細胞分裂分化發(fā)育愈傷組織雜種植株植物體細胞雜交過程植物組織培養(yǎng)植物細胞融合第四十六頁，共五十頁，2022年，8月28日原生質體制備（酶解法去細胞壁）原生質體融合（人工誘導）

雜種細胞的篩選和培養(yǎng)（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇等試劑纖維素酶、果膠酶等第四十七頁，共五十頁，2022年，8月2