2.1 利用植物细胞工程培育新植株（教学课件）生物沪科版选择性必修3

选择性必修3 第节 利用植物细胞工程 培育新植株 第2章细胞工程 学习目标 1、在掌握植物组织培养理论的基础上，进一步 加强结构与功能相适应和稳态维持的生命观念， 并能通过归纳与推理等科学思维方式，理解植物 快速繁殖、脱毒等应用实例的技术原理。 2、通过植物快速繁殖的实验操作，阐释组织培 养的一般步骤，增强实践动手能力，并能对实验 结果展开分析和交流。 3、能够主动关注植物细胞工程技术在社会生产、 生活等各方面的应用，认识其对社会可持续发展 的重大推动作用。 组织培养技术应用： 兰花在我国与“梅、竹、菊”并列， 合称“四君子”，是高洁典雅的象征， 但兰花的栽培相对困难，因而非常珍贵。 1960年，法国的莫瑞尔(G.Morel)建 立了世界上第一家“兰花工厂”，首先 将组织培养技术应用于兰花上，实现了 兰花的大规模培育。 材料阅读：兰花的快速繁殖 科学家通过茎尖培养的方法成 功实现了兰花的快速繁殖。右图兰 花快速繁殖的过程。 从兰花植株细胞接种于细胞分裂试管苗完整植株 获取细胞生长培养基中和分化 思考与讨论： 1.从兰花植株中获取的体细胞，其遗传物质的含量、表达与受精卵相比，有何异同? 2.为什么部分细胞经过特定的体外操作可以发育成为一个完整的生物体? 1.植物组织培养技术可将离体器官、 组织或细胞再生为完整植株 植物细胞工程的发展历程 ---1974年 1902年提出了植物细胞具有全能性的假设。 1971年诱导种间原生质体融合 1958年，美国科学家斯图尔德经过十几年 -1964年花粉培育成胚 的艰苦探索，用野生胡萝卜的根韧皮部组织通 -…1960年获得原生质体 过组织培养的方法培育出具有根、茎、叶的完 1958年 发现胡萝人体细胞可分化为胚 整植株。 --1902年 提出细胞全能性 1965年，科学家再用分离出的单个胡萝卜 细胞进行培养，也实现了整株植株的再生。 植物细胞的全能性 定义：离体的植物细胞在合适的条件下能韵够发育成为完整的植株。 叶子花瓣花粉细胞 植物体 物质基础：细胞中具有本生物的全套遗传信息 表达条件：含有全套遗传信息的活细胞，处以离体状态，提供适宜的营养和环境条件。 全能性大小： 体细胞全能性与细胞分化程度 分化程度低的>分化程度高的 体细胞全能性与细胞分裂能力 分裂能力强的>分裂能力弱的 不同类型细胞的全能性 受精卵>生殖细胞>体细胞 受精卵>干细胞>体细胞 不同生物细胞的全能性 植物细胞>动物细胞 植物组织培养技术 定义：基于植物细胞的全能性理论，将离体的植物细胞、组织或器官（外植体）在适 宜的培养条件下经脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化，形成芽、根并最终发育成完整 植株的过程。 原理：细胞的全能性 接种外植体 移栽成活 诱导生芽 诱导愈伤组织 诱导生根 植物组织培养技术相关概念 脱分化：在一定的条件下，分化后的细胞重新获得类似于胚胎细胞一样的分裂和分化能 力的过程。 愈伤组织 外植体 愈伤组织：脱分化后的细胞经过细胞分裂，会形成无组织结构的、松散的细胞团。 再分化：愈伤组织在一定条件下可以重新分化为各种类型的细胞，并进一步发育成完整 的植株的过程。 植物组织培养技术过程 ①取材与消毒：取离体的植物器官、组织或细胞（外植体）进行消毒 ②接种：将外植体插入MS培养基中（不要倒插） 。 ③培养： 离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 外植体 愈伤组织 再分化 根、芽或胚状体 生长 植物体 ④移栽：先烁面，再移栽。 影响脱分化和再分化的因素 1.多种内部因素 (如植物遗传性状和生理状况等) 2.外部因素（如营养和环境条生等）会影响这两个步骤。 高 植物激素的浓度控制： ①生长素的浓度>细胞分裂素，有利于 出芽 愈伤组织生长 诱导植物根的生成； 细胞分裂素浓度 ②生长素的浓度<细胞分裂素，有利于 愈伤组织不生长 出根 根与芽共同生长 诱导植物芽的生成： ③生长素的浓度=细胞分裂素且都阵较高 低 时，有利于愈伤组织的形成。 低 生长素浓度 高