2.1.1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 2.1 植物细胞工程 2.2 动物细胞工程 2.3 胚胎工程 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 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 概念 细胞工程 细胞器、细胞或组织 植物细胞工程和动物细胞工程 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 科技探索之路 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。 植物细胞工程的发展历程 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 植物通常是通过播种或扦插实现繁殖的。 落地生根 玉米种子萌发 黄豆种子发芽 “其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰（xūn）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（zhānɡ）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】 植物组织培养技术 叶子 花瓣 花粉 细胞 植物体 01 植物细胞工程的基本技术 植物细胞工程 的基本技术 植物组织培养 植物体细胞杂交 植物细胞工程的理论基础是什么? 细胞的全能性 1.全能性定义： 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。 2.具有全能性的原因： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部遗传信息。 3.全能性大小的比较： 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 4.不体现全能性的实例： 芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 5.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 细胞的全能性 分化程度越高，全能性越低 ①受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞； ②植物细胞>动物细胞。 《金》P35 1 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。 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 植物组织培养技术 脱分化 再分化 再分化 原理： 分裂方式： 生殖方式： 无性繁殖 有丝分裂 植物细胞的全能性 02 遗传特性与亲本相比有什么特点？ 与亲本相同。 2.材料用具 幼嫩的菊花茎段、体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液、无菌水 培养基： 菊花的组织培养 探究•实践 MS培养基 ( P116) 作为碳源提供能量， 维持细胞的渗透压 微生物培养基以有机营养为主。与微生物的培养不同，MS培养基则需提供大量无机营养。 一般容易进行无性繁殖的植物也容易进行组织培养：芦荟、秋海棠、月季 在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构 和功能，转变为_____________，进而形成_________的过程。 未分化的细胞 愈伤组织 排列疏松且无规则,不定形的薄壁组织团块。 愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 相关概念 脱分化： 愈伤组织： 再分化： 有细胞壁和大液泡 无叶绿体，不进行光合作用， 故新陈代谢类型是异养需氧型。 《报》38期P2 3 外植体： 离体的植物器官、组织或细胞 如：菊花幼嫩的茎段、胡萝卜的形成层、月季的花药… 只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化 避光/黑暗培养： 有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。 既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化 需光培养： 诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用 外植体的消毒 外植体的切段 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 移栽 菊花的组织培养 探究•实践 植物组织培