2.1植物细胞工程 第1课时 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（2019）选择性必修3

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术　 从社会中来 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。 利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。兰花是观赏植物中最常见的一类，依靠植物组织培养繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40%。 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？ 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的生物工程。 原理和方法 操作水平 目的 分类 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 细胞器、细胞或组织 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 动物细胞工程和植物细胞工程 一、细胞工程 概念： 细胞经过 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。 ——植物细胞的全能性 2、具有全能性的原因： 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种的 。即都有发育成 所必需的全部遗传信息。 全套遗传信息 完整个体 3、体现全能性的标志： 细胞→ 完整个体或其他各种细胞 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 二、植物细胞工程的理论基础 1、定义： 分裂和分化 实例：芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 4、生物体内细胞不体现全能性的原因： 基因在特定的时间和空间条件下 表达的结果。 选择性 5、全能性大小比较： （1）分化程度低的 分化程度高的 （2）细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱 ＞ ＞ （3）受精卵 胚胎干细胞 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 ＞ ＞ ＞ ＞ ——植物细胞的全能性 二、植物细胞工程的理论基础 1、植物细胞工程发展历程 哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。 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 三、植物细胞工程 2、植物细胞工程的基本技术 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 三、植物细胞工程 2、一般过程： 外植体 愈伤组织 脱分化 芽、根等 再分化 试管苗 接种外植体 移栽成活 诱导愈伤组织 脱分化 诱导生芽 再分化 诱导生根 再分化 分化状态 未分化状态 四、植物组织培养技术 完整植株 生长 发育 1、定义： 指 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，诱导其分化为 的技术。 离体 完整植株 外植体 （无菌条件） 4、脱分化： 在一定的 和 等条件的 下， 的细胞 ，转变成 ，进而形成愈伤组织的过程。 激素 营养 诱导 已经分化 失去其特有的结构和功能 未分化的细胞 （1）光照条件： （2）过程中涉及的生命活动： 一般不需要光照 只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化 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。 3、外植体： 四、植物组织培养技术 注意说明 ①外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶等成熟的组织脱分化则较难。 ②该过程添加的外源激素主要是细胞分裂素和生长素（比例适中），因为二者能强烈地促进愈伤组织的形成。 （3）结果： 形成愈伤组织 ③无菌操作——植物组织培养成功的关键。 4、脱分化： 四、植物组织培养技术 5、愈伤组织： 细胞排列疏松且无规则、高度