2.1.1 植物细胞工程的基本技术-【上好课】2022-2023学年高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

第1节 植物细胞工程 第1课时：植物细胞工程的基本技术 第一章 人教版 选择性必修3 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 动物细胞工程 植物细胞工程 原理 操作水平 目的 植物组织培养 植物体细胞杂交 1.细胞工程的概述 一 细胞工程的发展历程及概念 哈伯兰特提出细胞全能性的理论，但相关实验尝试没有成功。 斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体 古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。 土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 2.细胞工程的发展历程 一 细胞工程的发展历程及概念 咏怀 兰为王者香，芬馥清风里。 从来岩穴姿，不竞繁华美。 植物组织培养技术 思考：高洁、典雅的兰花颇受人喜欢。但其繁殖率低，价格不菲，如何让它大量、快速地繁殖呢？ 情景导入 1.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。 外植体 植物细胞的全能性 原理 生殖方式 无性生殖 分裂方式 有丝分裂 二 植物组织培养技术 讨论：植物的组织培养原理？ 原理：植物细胞的全能性 二 植物组织培养技术 2.细胞全能性 每一个细胞含有控制该生物发育的全部基因 原因 （1）受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞 （2）植物细胞＞动物细胞 比较 生物体内细胞并不都表现全能性 原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达 必修1-P121——细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 体现全能性的标志 细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能 ——如何才能让细胞表现出全能性？ 二 植物组织培养技术 1958年Steward利用胡萝卜韧皮部诱导分化产生了胚状体，这是人类第一次获得了人工胚状体，并获得个体植株。 植物细胞表现出全能性的条件： 1 离体 2 一定的营养物质、植物激素 3 适宜的温度、pH、无菌等外界条件 种子萌发成幼苗，能否体现细胞的全能性？ （必修一 P118-121） 4 无菌环境 二 植物组织培养技术 自主阅读教材35页—36页，小组思考并讨论以下问题： 1、概述植物组织培养的基本过程？ 2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 3、在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？ 二 植物组织培养技术 3.植物组织培养的流程 脱分化 再分化 脱分化： 已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。 愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。 再分化： 愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 注意：过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。 该培养过程一般不需要光照 注意：过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。 需要给予适当光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 二 植物组织培养技术 植物组织培养常用的培养基配方 P116 ⑴培养基名称： ； ⑵物理性质： ； ⑶碳源： 。 包括无机营养成分(水和无机盐)、有机营养成分(蔗糖、氨基酸、维生素等)、特定浓度和比例的激素(主要是生长素和细胞分裂素)； 蔗糖的作用： 作为碳源，提供能量，调节渗透压 二 植物组织培养技术 探究·实践 菊花的组织培养 二 植物组织培养技术 探究·实践 菊花的组织培养 1.植物激素的作用： 思考：决定植物脱分化、再分化的关键因素？ 细胞分裂素 生长素 芽分化 愈伤组织 根分化 巧记：高根低芽中愈伤 生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果 比值≈1 比值＞1 比值＜1 促进根的分化 促进芽的分化 促进愈伤组织的形成 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例都 会影响植物细胞的发育方向。 二 植物组织培养技术 2.方法步骤 ①制备外植体