2.1.1植物细胞工程的基本技术课件2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第二章 第1节 植物细胞工程 01 植物细胞工程的基本技术 第一幅图大家是不是感觉在哪见过？我们在学习必修一第五章《细胞的生命历程》的第二节细胞的分化时学过，美国科学家斯图尔德做的一个实验，他取胡萝卜韧皮部细胞放入含植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根茎叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。 第二幅图大家认识吗？是兰花，第三幅图是菊花，古代人称他们为花中君子，自古以来人们就常用花中四君子——梅兰竹菊来寓意人们高尚的品德，因此它们深受世人喜爱。可像兰花这样的植株，在自然条件下存在繁殖周期长，繁殖率低等诸多问题，怎样大量快速的培育兰花呢？预习过课本的同学可能已经知道答案了，用植物组织培养技术。那第四幅图是什么呢。为什么上面长的番茄，下面长的土豆？像这样的植株是怎么来的？这是通过植物体细胞杂交技术获得的番茄马铃薯植株。 1 一、植物细胞工程的基本技术 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 包括： 理论基础： 细胞的全能性 在植物细胞工程中，除了植物组织培养技术外，还有植物体细胞杂交技术。植物细胞工程的这两种基本的技术的理论基础都是细胞的全能性。 2 一、植物细胞工程的基本技术 阅读课本34页，结合已学知识，以小组为单位思考、讨论以下问题： 什么是细胞的全能性？ 理论上讲，细胞具有全能性的原因是什么？ 生物体生长发育过程中细胞不能表现全能性的原因是什么？ 一般的，细胞全能性的大小与分化程度高低有什么关系？ 举出细胞表现出全能性和未表现出全能性的实例。 3 一、植物细胞工程的基本技术 1、细胞的全能性： 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 2、具有全能性的原因： 生物体的每一个细胞都包含有该物种的全套遗传物质。 3、生物体生长发育过程中细胞不能表现全能性的原因： 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官） 4、细胞全能性与分化程度高低的关系： 一般来说，细胞分化程度越高，细胞全能性越低。 4 一、植物细胞工程的基本技术 5.（1）表现出全能性的例子 利用菊花茎段培养获得试管苗； 利用胡萝卜的韧皮部细胞培养获得胡萝卜幼苗； 通过花药离体培养，获得单倍体幼苗； （2）未表现出全能性的例子 芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶； 在生物的生长发育的过程中，由于特定的时间和空间，由于在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，所有并不是所有的细胞都能够表现出全能性，例如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。 5 思考： 1.是不是所有的活细胞都具有全能性？为什么？ 2.种子发育成植株体现了全能性了吗？ 不是； 例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞 因为它们没有细胞核，没有全套遗传信息。 没有； 植物种子的胚已经完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育为完整植株的潜能； 学了上述关于细胞全能性的知识点后，我们来思考这样的几个问题。是不是所有的活细胞都具有全能性？刚刚我们学的细胞具有全能性的原因是什么？生物体的细胞具有该物种的全套遗传物质，所以这个题目实际上问的是：是不是所有的细胞都包含该物种的全套遗传物质？那答案就很明显了，不是，哺乳动物成熟的红细胞和植物成熟的筛管细胞没有细胞核，因此不具有全能性。 6 高度分化的植物组织的细胞，如叶片和花瓣的细胞能不能在适宜的条件下表现出全能性呢？ 前面讲到，细胞分化程度越高，细胞全能性越低。那高度分化的植物组织的细胞，如叶片和花瓣的细胞能不能在适宜的条件下表现出全能性呢？ 7 植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 1.植物组织培养的概念 植物组织培养技术 外植体 科学家经过长期探索，发现可以通过植物细胞工程中的基本技术——植物组织培养实现。 8 阅读教材P34-35 植物组织培养技术 根据课本内容，绘出植物组织培养的流程简图。 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 下面请同学们阅读教材P34的内容及P35中的图2-1，回答以下问题，熟悉植物组织培养的过程和方法。 9 根、芽 植物体 脱分化 再分化 培养条件： ①无菌 ② 营养物质 ③ 植物激素： 细胞分裂素 生长素 ④适宜环境条件（温度、PH、光等） 遮光 一定的光照 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照 高度液泡化，排列疏松、不规则排列的薄壁细胞 愈伤组织 离体的植物器官、组织或细胞（外植体） 愈伤组织重新分化为芽、根等器官 失去特有结构和功能转变