2.1植物细胞工程课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 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，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。 细胞工程 应用的原理及方法 操作水平 研究的目的 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 细胞器、细胞或组织水平 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 概念 分类 植物细胞工程 动物细胞工程 第1节 植物细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 细胞的全能性 1.概念： 已分化细胞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.物质基础： 一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。 3. 全能性大小的比较： ①受精卵＞生殖细胞＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞 ③分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞 (一）植物组织培养技术 1.概念： 指将离体的植物器官、组织或细胞（称为外植体）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。 接种外植体 生长素 细胞分裂素 移栽成活 不需要光照 诱导愈伤组织 脱分化 诱导生芽 再分化 诱导生根 再分化 生长素 细胞分裂素 生长素 细胞分裂素 适中 2.过程 适当时间和强度的光照 5 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 幼苗 完整植株 移栽 细胞排列疏松、无规则，高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 3.原理： 植物细胞的全能性。 离体 无菌条件 种类和比例适宜的营养物质 浓度和比例适当的植物激素（主要是生长素和细胞分裂素） 适宜的外界条件（温度、pH、光照等）。 4.条件： 生长素/细胞分裂素 效果 比值高时 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低时 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 (一）植物组织培养技术 避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养;有些杂菌会危害培养物的生长。 1.概念：是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 (二）植物体细胞杂交技术 2.过程 A细胞 B细胞 植物细胞融合 植物组织培养 再分化 杂种植株 再生出细胞壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 移栽 移栽后的植株 A原生质体 B原生质体 去除细胞壁 去除细胞壁 正在融合的原生质体 诱导融合 酶解法 物理法： 化学法： 电融合法、离心法 聚乙二醇（PEG）融合法、 高Ca2+ —高PH融合法等 (二）植物体细胞杂交技术 3.原理： 细胞膜具有一定的流动性 植物细胞的全能性 4.两个标志 （1）植物细胞融合完成的标志： 再生出细胞壁 （2）植物体细胞杂交完成的标志： 培育成杂种植株 5.实例： 白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。 6.意义： 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 (二）植物体细胞杂交技术 问题1 利用植物体细胞杂交技术形成杂种植株属于哪种变异类型？ 问题2 植物体细胞杂交过程中，得到的杂种植株是否可育？ 染色体数目变异。 植物体细胞杂交得到的杂种植株，细胞减数分裂时同源染色体能正常联会，所以可育。 （三）实验：菊花的组织培养 1.实验原理： ①植物细胞一般具有全能性； ②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化，形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株； ③植物激素中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、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 2.材料用具 ①外植体： 幼嫩的菊花茎段 细胞分裂旺盛，容易诱导形成愈伤组织 ②体积分数为70%的酒精： 对手、超净工作台、外植体进行消毒 ③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液: 对外植体进行消毒 ④无菌水: 清洗外植体 ⑤ 培养基： 无机营养成分、有机营养成分 特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素） （蔗糖： 提供能量，调节渗透压） （三）实验：菊花的组织培养 MS培养基 3.方法步骤 ①消毒 双手和超净工作台台面: 用酒精擦拭 外植体: 流水冲洗→酒精消毒30s→用无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30min→用无菌水清洗2～3次。 ②外植体切段 切成0.5～1cm长的小段。 （三）实验：菊花的组织培养 ③接种外植体 在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。 接种时注意外植体的方向，不要倒插！ ④脱分化 18～22℃的培养箱 一般不需要光照。有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织。 15～20d ⑤再分化 将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上→长出芽后