2.1.1植物细胞工程的基本技术课件2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.1 植物细胞工程的基本技术 学习目标 1.说出细胞的全能性和植物组织培养的概念。 2.探究植物组织培养的过程。 3.说出植物体细胞杂交技术的过程,认同此技术的优点。 问题探讨 如何让名贵的兰花大量、快速的繁殖，从而走入寻常百姓家呢？ 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。 一、细胞工程 1.概念 2.分类 根据操作对象的不同可以分为植物细胞工程和动物细胞工程 二、植物细胞工程 ②原理：细胞的全能性 细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性,这是因为在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。 1.植物组织培养技术 ①概念：植物组织培养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。 ③过程 外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 试管苗移栽 脱 分 化 再分 化 高度液泡化 薄壁、不定形 离体的植物器官、组织或细胞 外植体消毒 外植体切块 接种 酒精消毒、无菌水清洗 次氯酸钠消毒、无菌水清洗 无菌培养皿 灭菌的解剖刀 超净工作台 酒精灯火焰旁 为什么进行无菌操作？ 菊花的组织培养 防止杂菌生长。一方面与培养物竞争营养；另一方面产生有害物质危害培养物。 ④探究·实践 一定不能倒置 诱导愈伤组织形成 避光培养 诱导生芽、生根 1.照光培养 2.生芽、生根培养基不同 试管苗移栽 外植体接种：将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织培养基 菊花的组织培养 取决于植物激素的种类及配比。 主要是生长素和细胞分裂素。 愈伤组织 愈伤组织 胚状体 生芽 生根 对照 细胞分裂素多 生长素少 细胞分裂素少生长素多 细胞分裂素和生长素比例适中 细胞分裂素中等量，生长素少 菊花的组织培养—植物激素的作用 理解巩固 1.豌铁皮石斛是一种名贵中药，野生资源十分稀少，其繁殖主要通过植物组织培养实现。下列有关叙述错误的是（ ） A．用植物组织培养的方法繁殖药材表明在一定条件下，细胞分化是可以逆转的 B．植物细胞的全能性得以表达需要离开母体 C．新植株的形成是细胞分裂和分化的结果 D．高度分化的植物细胞不具有全能性 D 2.下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ ） A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同 理解巩固 D 2.植物体细胞杂交技术 ①.概念： 将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 ②.原理： 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 B细胞 A细胞 ③.过程： 植物细胞融合 植物组织培养 去壁 去壁 融合 再生 新壁 脱分化 再分化 移栽 B原生 质体 A原生 质体 融合 原生质体 再生出 细胞壁 愈伤组织 杂种组织 杂种植株 光镜下烟草叶肉细胞原生质体 原生质体 制备 用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，得到原生质体。 为什么纤维素酶和果胶酶需溶于一定浓度溶液中？ 保持原生质体正常的形态，防止其吸水过多而胀破。 利用酶的专一性 原生质体制备 ③.过程： 原生质体与原生质层 原生质层 指的是脱去细胞壁的细胞。动物细胞也可看做是原生质体。 原生质体 成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。 原生质层 VS 原生质层不包括细胞液和细胞核 原生质体 细胞壁 细胞膜 细胞质 液泡 细胞核 原生质体融合 方法 电融合法、离心法 聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH值融合法 细胞膜的流动性 原理 化学方法 物理方法 A细胞 B细胞 B原生 质体 A原生 质体 融合 原生质体 融合 去壁 去壁 野生马铃薯(A)和栽培马铃薯(B)原生质体融合 （电融合法） 融合后，培养基中有几种类型的细胞？ A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合） 需要进一步筛选 通电之前 通电2min后 通电3min后 通电10min后 融合完成的标志是重新产生细胞壁，形成杂种细胞。 高尔基体 A为2a=20 B为2b=30 50 4 原生质体融合 杂种细胞染色体数为？ 此过程中起主要作用的细胞器是？ 杂种细胞染色体组数为？ 标志着杂种细胞具有全能性。 植物组织培养 愈伤组织 杂种组织 杂种植株 脱分化 再分化 移栽 融合后 杂种细胞 杂种植株中遗传物质为亲本植