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

第二章细胞工程 2019 第1节植物细胞工程 一植物细胞工程的基本技术 去除细胞壁 接种外植体 A细胞 A原生质体 正在融合的原生质体 细胞 壁再生 诱导生芽 移藏威活 去除细胞壁 再分化 移栽 B细跑 B原生质体 脱分化 诱导愈伤组织 诱导生根 移栽后 杂种细胞 愈伤组织 杂种植株 的植株 什么叫细胞工程? 原理和方法 →指应细胞生物学、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,有目的地获取特定 的细胞、组织、器官、个体或其产品的门 综合性的生物工程。 研究目的 操作水平 分类:(1)依据操作技术分:植物组织培养技术、动物细胞培养技术、 细胞融合技术、动物细胞核移植技术等 (2)依据操作对象分:植物细胞工程和动物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 !科技探索之路 细胞工程的发展历程 1974年,土壤农杆菌的T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 学技术紧密结合。 1971年,卡尔森(PS.Carlson,1944一2017)诱导烟草种州间原 生质体融合,获得了第一株体细胞种间杂种植株。 1964年,古哈(S.Guha,1938-2007)等在培养毛漫陀罗的花药时,首 次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 1960年,科金(E.C.Cocking,1931一)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。 1958年,斯图尔德(EC.Steward,1904一1993)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。 1902年,哈伯兰特(G.Haberlandt,1854一1945)提出了细胞全能性的 理论,但相关的实验尝试没有成功。 植物细胞的全能性 体现全能 1.概念:细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生 性的标志 完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能 2.体现细胞全能性的原因: 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物质。 3.不体现全能性的实例:芽原基只能发育为芽,叶原基只能发育为叶 4.不体现全能性的原因:基因在特定时间、空间条件下选择性表达 如何才能让细胞表现出全能性? 二、植物组织培养技术 细胞具有全能性 1、概念: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:在植物组织培养过程中,从植物体上被分离下来的,接种在培养基上 供培养用的原生质体、细胞、组织、器官等。 2、生殖方式:无性生殖 3、分裂方式:有丝分裂 4、过程: 再分化 再分化 脱分化 诱导生芽 移栽成活 接种外植体 诱导生根 诱导愈伤组织 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。 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 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宫的过程。 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。 思考:决定植物脱分化、再分化的关键因素? 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。 生长素与细胞分裂素比值决定根、芽分化的示意图: 巧记:高根低芽中愈伤 生长素用量与细胞分裂素用量的比值 结果 比值高 有利于根的分化,抑制芽的形成 比值低 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 探究实践 菊花的组织培养 好看视频 探究。实践菊花的组织培养 ①将外植体接种到培养基上 ②产生愈伤组织 ③愈伤组织增殖 植物组织培养基本原理示意图 ④把愈伤组织转移到生芽培 ⑤将小芽切下接种到生根培 ⑥培养基中的试管苗 养基再分化产生小芽 养基中 深究·实践 菊花的组织培养 1、材料用具 ①外植体:幼嫩的菊花茎段 (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植物组织培养常用的培养基配方 (MS培养基) 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)、天然附加物 等。 蔗糖的作用:提供能量,调节渗透压 ◆灭菌方法为:湿热灭菌法