2.1 通过植物组织培养可获得完整植株（教学课件）生物浙科版选择性必修3

细胞工程：是按照一定的设计方案，借助工程学的方法或技术，以生物组织、细胞和细胞器为对象进行操作，在细胞水平上改造生物遗传特性，以获得（目的）特定的细胞产物、细胞、组织、器官或新生物体的技术。 类型：按技术类型可分为细胞和组织培养、细胞融合、核移植技术等； 按生物类型可分为植物细胞工程和动物细胞工程等。 动物细胞工程的基础技术：动物细胞培养 植物细胞工程的基础技术：植物组织培养 第一节　体液调节是通过化学信号实现的调节 第二章 植物细胞工程 第一节 通过植物组织培养可获得完整植株 目 录 植物细胞的全能性 植物组织培养的用途 植物组织培养 菊花的组织培养 1.分子水平基因克隆 指通过重组DNA技术插入某载体的特定DNA片段，在宿主细胞中进行多次复制而形成的分子群体。 2.细胞水平的克隆 指由一个细胞分裂形成的一个细胞群体。产生特异性抗体的所有浆细胞是由一个B细胞分裂形成的的一个细胞群体。 3.个体水平 指通过无性繁殖而得到的基因型相同的个体组成的群体。 克隆：用幼苗或嫩枝以营养繁殖方式培育植物。 小资料 1.细胞的全能性 已分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能 ①概念 ②原因 生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全套基因。 ③全能性表达的条件 离体培养 培养基 适宜的培养条件 温度、空气、PH、不同光照等 除含有一定的营养物质外还要添加一定的植物激素 无菌 离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。 一、植物的全能性使离体组织发育成完整植株成为可能 ④全能性大小：植物细胞受精卵˃生殖细胞˃体细胞 动物细胞受精卵˃生殖细胞˃体细胞核， 植物细胞˃动物细胞 （动物细胞全能性受限制，但细胞核仍具有全能性） 细胞全能性大小与细胞分化程度成反比 2．植物组织培养技术 （1）定义：在无菌和人工控制条件下，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，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术。（由于脱离母体又称为离体培养） （2）理论基础：植物细胞的全能性。 （3）分类： 分类依据：依据外植体的不同。 分类类型：器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养等。 单击此处编辑母版文本样式 (4)植物组织培养的一般过程 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 新植株 离体条件下，已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程(重新获得分裂能力) 细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞 (相对未分化的细胞) 脱分化 愈伤组织 再分化 愈伤组织在一定条件下，可重新分化为各种类型的细胞，进而形成芽或根等，再生出新的植株 脱分化不属于细胞分化的过程,而是摆脱分化恢复未分化状态。 脱分化和再分化的比较 项目 脱分化 再分化 过程 　 实质 形成体的特点 条件 离体器官、组织或细胞→愈伤组织 愈伤组织→幼苗或胚状体 细胞恢复分裂能力 基因选择性表达 相对没有分化的排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团 形成芽和根的顶端分生组织,并再生出新植株 离体、适宜的营养物质、适当的植物生长调节剂,避光 离体、适宜的营养物质、适当配比的植物生长调节剂,需光 （5）形成完整植株途径： 途径1：不经愈伤组织阶段:茎尖或带芽的茎段→幼苗 因腋芽或顶芽已分化出分生组织可不经愈伤组织阶段，直接生成一株幼苗；当培养基中细胞分裂素浓度较高时，则有利于腋芽或顶芽形成丛状苗。 茎尖或带芽的茎段 新植株 生芽—丛状苗—生根 由愈伤组织再分化形成完整植株 途径2：（器官发生途径）：外植体→分生细胞→愈伤组织→再分化组织器官（先在一种培养基上诱导生芽，再在另一种培养基上形成根）→ 完整植株 途径3：（体细胞胚发生途径）：外植体→分生细胞→愈伤组织→胚状体（类似种子胚的结构）→完整植株 单击此处编辑母版文本样式 思考：种子发育成植株体现了全能性吗？ 没有。植物种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。 植物进行有性生殖时，亲本产生的精子和卵细胞结合形成合子（受精卵）。在种子形成过程中，合子经细胞分裂、分化，从球形胚、心形胚、鱼雷胚到成熟胚，由合子发育成的胚称为合子胚。在种子萌发过程中，合子胚发育成完整的植株。有性生殖增加了后代的变异性。体细胞胚虽经历了与合子胚相似的发育过程，但其来源不是合子。体细胞胚可由体细胞分裂分化而来，也可由生殖细胞不受精（如花粉细胞）直接分裂、分化而来；可由外植体经愈伤组织再分化产生，也可不经愈