2.1.1 细胞工程-植物细胞工程的基本技术课件（第一课时）-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修三

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 照片中两只可爱的小猴，分别叫“中中”和“华华”，它们诞生于2017年，一出生就轰动了全世界，这是我国科学家的研究成果。你知道它们是如何培育出来的吗？ 在这之前，科学家培育了胚胎细胞克降猴，你知道两者有什么不同吗？其实，自1996年首个体细胞克隆动物多莉羊（Dolly）诞生以来，人类已经成功克隆了马、牛和猪等大型家畜，但为什么体细胞克隆猴的诞生能轰动世界呢？ 第2章 细胞工程 1902年，哈伯兰特，提出细胞全能性的理论。 1958年，斯图尔德，发现胡萝卜的体细胞可分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 1960年，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。 1964年，古哈，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。 1971年，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。 1974年，土壤农杆菌的Ti质粒发现。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。 【科技探索之路 · 植物细胞工程的发展历程】 1975年，米尔斯坦和科勒，创立单克隆抗体技术 1890年，希普，世界上首例胚胎移植成功 1907年，哈里森， 首创了动物组织体外培养法 1951年，张明觉， 发现哺乳动物精子获能现象 1958年，格登，体细胞核移植成功 1959年，试管家兔诞生 1978年，胚胎分割移植工程 1981年，埃文斯， 分离和培养小鼠胚胎干细胞 1996年，克隆羊诞生 2006年，山中伸弥， 获得诱导多能干细胞 2014年，单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴 【科技探索之路·动物细胞工程的发展历程】 “其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫开也，凝情瀼（ráng）露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。 从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？ 从社会中来 利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。 第1课时 植物细胞工程的基本技术 一、细胞工程与细胞全能性的概念 1. 细胞工程的概念：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 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞工程 2. 细胞全能性 （1）概念：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。 实例： 胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 受精卵发育成个体（动植物） 蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 韧皮部细胞 细胞团块 根或芽 幼苗 胡萝卜植株 叶子 花粉 花瓣 细胞 2. 细胞全能性 （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）生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性 ①不体现全能性的实例： ②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 芽原基的细胞只能发育为芽 叶原基的细胞只能发育为叶 具有全能性，但是受到限制不能表现出来。 生长点 叶原基 芽轴 芽原基 枝芽结构示意图 叶原基的细胞只能发育为叶 芽原基的细胞只能发育为芽 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达 （4）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、光照、无菌等外界条件 （3）生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性 分化程度低的＞分化程度高的 分裂能力强的＞分裂能力弱的 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 受精卵＞干细胞＞体细胞 植物细胞＞动物细胞 （5）细胞全能性大小比较： ④不同生物细胞的全能性： ①体细胞全能性与细胞分化程度： ②体细胞全能性与细胞分裂能力： ③不同类型细胞的全能性: 2. 细胞全能性 二、植物组织培养技术 1. 植物组织培养 （1）概念：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。 （2）生殖方式： 无性生殖 （3）分裂方式： 有丝分裂 1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的