2.1通过植物组织培养可获得完整植株课件2023-2024学年高二下学期生物浙科版选择性必修3

通过植物组织培养可获得完整植株 第1课时 第1节 浙科版 选修3 1 细胞工程是指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,以获得特定的细胞产物、细胞、组织、器官或新生物体的技术。 按生物类型可分: 植物细胞工程 动物细胞工程 动物细胞培养和植物组织培养分别是动、植物细胞工程的基础技术。 学习目标 新知学习 课堂总结 1.阐明植物细胞全能性的含义 2.概述植物组织培养的过程 3.举例说明离体培养实现细胞全能性的条件 学习目标 新知学习 课堂总结 早在1902年,哈伯兰特(Haberlandt)提出高等植物的器官和组织可以不断地分割,直至单个细胞的观点,预言植物体细胞在适宜的条件下有发育成完整植株的潜力,提出了植物细胞全能性的设想,并且用植物细胞组织进行了培养实验。他虽然未能获得再生植株,却是植物组织培养的开创者。1902年他发表了著名论文《植物细胞离体培养实验》,论文中提出的“植物细胞全能性” 理论成为植物组织培养的理论基础。从哈伯兰特提出植物细胞全能性理论,到1958年斯图尔(F.C.Steward)等人用胡萝卜根的韧皮部细胞证实了植物细胞的全能性,科学家们用了整整56年。 学习目标 新知学习 课堂总结 植物组织培养是指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(外植体),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 有丝分裂 器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体 无性生殖 分类 生殖方式 分裂方式 植物组织培养 为什么植物体的外植体能够发育成完整植株呢? 学习目标 新知学习 课堂总结 5 细胞经分裂和分化后,仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能 每一个细胞含有控制该生物发育的全部基因 原因 (1)生殖细胞>体细胞 (2)植物细胞>动物细胞 (3)分化程度越高,全能性越低 比较 1、植物组织培养的原理-细胞的全能性 学习目标 新知学习 课堂总结 受精卵 早期胚胎 分生组织 生物体内细胞并不都表现全能性 没有分化的细胞也具有全能性 如 原因:在特定的时间和空间条件下,基因选择性表达 学习目标 新知学习 课堂总结 1.是不是所有的活细胞都具有全能性? 2.种子发育成植株体现了全能性了吗? 3.细胞具有的全能性一定能表现出来吗? 不是;例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞 没有;植物种子种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; 不一定;例如动物的体细胞 高度分化的植物组织细胞,如叶片和花瓣的细胞还能不能在适宜的条件下表现出全能性呢? 思考 学习目标 新知学习 课堂总结 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽 试管苗 完整植株 移栽成活 2.植物组织培养的过程 植物组织培养流程图 学习目标 新知学习 课堂总结 离体条件下已分化的细胞经过诱导,失去特有的结构和功能,重新获得分裂能力,称为脱分化。 已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变为未分化的细胞 形成愈伤组织 不定形的薄壁组织团块 一般不需要光照 只有细胞增殖(有丝分裂),没有细胞分化 (1)脱分化 ①概念: ②实质: ③结果: ④光照条件: ⑤过程中涉及的生命活动 学习目标 新知学习 课堂总结 (2)再分化 ①概念 _能重新_成_的过程; ②实质 _ ③结果 _ ④光照条件:_ 为什么?_ ⑤过程中涉及的生命活动 _ 愈伤组织 分化 芽、根等器官 基因的选择性表达 再分化成胚状体,长出芽和根,进而发育成完整的植株 需要给予适当时间和强度的光照 诱导叶绿素的合成,使试管苗能够进行光合作用 既有细胞增殖(有丝分裂),又有细胞分化 学习目标 新知学习 课堂总结 愈伤组织 完整植株 再分化 组织器官 胚状体 再 生 植 株 成熟细胞 分生细胞 愈伤组织 脱 分 化 分 裂 再 分 化 (3)再分化形成完整植株的途径 学习目标 新知学习 课堂总结 离体培养的条件 要使离体植物器官、组织或细胞生长发育成完整的植株,必须使成熟的细胞恢复到分生或胚胎状态。 提供适宜的条件(温度、无菌条件、培养基中适宜浓度和配比的植物激素、充分而全面的营养物质等) 学习目标 新知学习 课堂总结 1、温度 低于15 时,外植体会生长停滞 高于35 时,则发生高温伤害,加快衰老甚至死亡。 大多数植物最适培养温度在20-30 之间 学习目标 新知学习 课堂总结 2、无菌条件 无菌技术的内容包括:材料、培养基、器皿和接种工具的灭菌,以及操作环境和工作台面的灭菌。 外植体灭菌的程序: 取材 自来水沖洗-70%酒精消毒-无菌水冲洗 消毒剂处理 无菌水冲洗 接种 预处理 表面灭菌 灭菌剂处理 思考:用于外植体表面消毒处理的试剂有哪些?