2.1.1+植物細(xì)胞工程課件-高二下學(xué)期生物人教版（2019）選擇性必修3

2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)細(xì)胞工程是指應(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，通過細(xì)胞器、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、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程“從社會中來”“其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨(dú)立，可敬可慕。迨夫花開，凝晴瀼露，萬態(tài)千妍，薰風(fēng)自來，四坐芬郁，豈非入蘭室乎！豈非有國香乎！”這是我國歷史上第一部蘭譜－《金漳蘭譜》（宋·趙時庚）中對蘭花的一段描述。從古至今，我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花。但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價(jià)格可想而知了。如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.植物組織培養(yǎng)：指離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其分化為完整植株的技術(shù)。2.原理：細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，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：生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。體現(xiàn)全能性的實(shí)例：胡蘿卜韌皮部細(xì)胞發(fā)育成完整植株受精卵發(fā)育成個體（動植物）蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細(xì)胞發(fā)育成雄峰生物體內(nèi)細(xì)胞都能表現(xiàn)全能性嗎？不能，原因：基因在特定時間、空間條件下選擇性表達(dá)如：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉植物細(xì)胞的全能性探究-實(shí)踐外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽過程：一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)菊花的組織培養(yǎng)移栽成活離體的植物器官、組織或細(xì)胞細(xì)胞排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)類似于胚的結(jié)構(gòu)（1）制備外植體消毒：切割：（無菌操作）酒精30S無菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖段2-3次無菌水洗消毒與無菌水沖洗切割與接種一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)菊花的組織培養(yǎng)防止微生物生長。一方面與培養(yǎng)物競爭營養(yǎng)；另一方面產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽（2）外植體接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基

避光脫分化形成愈傷組織愈傷組織有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽愈傷組織細(xì)胞幼苗愈傷組織再分化菊花的組織培養(yǎng)過程中植物激素的作用一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)生長素和細(xì)胞分裂素比例適中細(xì)胞分裂素多生長素少細(xì)胞分裂素少生長素多（光照培養(yǎng)）先誘導(dǎo)生芽

再誘導(dǎo)生根（兩種培養(yǎng)基不同）取決于植物激素的種類和比例主要是生長素與細(xì)胞分裂素細(xì)胞分裂素促進(jìn)芽的分化生長素促進(jìn)根的分化外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽幼苗試管苗一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)完整植株移栽外植體脫分化愈傷組織再分化胚狀體、根、芽等試管苗完整植株移栽（1）組織離體狀態(tài)（2）適宜的培養(yǎng)條件（3）植物激素（主要是生長素和細(xì)胞分裂素）誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)植物組織培養(yǎng)成功的條件一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）無菌環(huán)境二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.植物體細(xì)胞雜交的概念：將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2.過程：（1）過程①:去除植物細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體。常用方法是酶解法（所用酶是纖維素酶和果膠酶）（2)過程②：原生質(zhì)體的融合。常用方法包括物理法（電融合法、離心法等）、化學(xué)法［聚乙二醇（PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法等］（3）過程③：形成雜種細(xì)胞。雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用：植物體細(xì)胞雜交可以克服植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)大了可用于雜交的親本組合的范圍，在培育作物新品種方面具有廣闊的應(yīng)用前景。如科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)已經(jīng)培育出了白菜－甘藍(lán)、煙草－海島煙草、胡蘿卜一羊角芹等種間或?qū)匍g雜種。但目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。4.植物體細(xì)胞雜交存在的問題：①親緣關(guān)系越遠(yuǎn)，染色體排斥丟失的現(xiàn)象越嚴(yán)重。②由于兩個物種的全部遺傳物質(zhì)的合并，各種基因都在其中，目前還不能讓雜種植株完全按人們的要求表現(xiàn)出親代的性狀。課堂練習(xí)1.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的有()①培養(yǎng)對象只能是細(xì)胞②目的一定是為了得到植株③培養(yǎng)過程需要某些植物激素④單倍體育種用到了植物組織培養(yǎng)技術(shù)⑤植物組織培養(yǎng)的全過程需要照光A.①② B.①②③ C.③④ D.①②③④⑤

C2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，不正確的是()A.植物組織培養(yǎng)利用的原理是細(xì)胞的全能性B.脫分化和再分化所用培養(yǎng)基的物理狀態(tài)不同C.脫分化和再分化過程中，細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)不變D.操作和培養(yǎng)過程中要保持無菌狀態(tài)B3.某二倍體藥用植物甲（染色體組成為MM）含有有效成分A，二倍體藥用植物乙（染色體組成為NN）含有有效成分B?？蒲行〗M擬培育同時含有A和B的新型藥用植物，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)流程。據(jù)圖分析錯誤的是()A.過程①通常用纖維素酶和果膠酶處理B.過程②常使用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑C.融合細(xì)胞c的染色體組成都是MMNND.過程④⑤分別涉及細(xì)胞的脫分化和再分化C4.科研人員通過體細(xì)胞雜交技術(shù)將白菜和紫甘藍(lán)的細(xì)胞融合后，培養(yǎng)獲得植株甲。下