2.1.1 植物细胞工程的基本技术（课件）-【帮课堂】2023-2024学年高二生物同步学与练（人教版2019选择性必修3）

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生物工程。分为植物细胞工程和动物细胞工程。 细胞工程 原理 目的 操作水平 第2章 细胞工程 2.1 植物细胞工程 第1课时 ——植物细胞工程的基本技术 胡萝卜植物组织培养 番茄-马铃薯（想象图） 1 2 概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程 尝试进行植物组织培养 学习目标 目 生物学 高中 从社会中来 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？ 利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。 一、植物组织培养技术 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。 植物细胞具有全能性 （1）什么是细胞的全能性？ （2）细胞具有全能性的原因是什么？ （3）为什么生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官？ 1.植物组织培养技术概念 2. 理论基础 一、植物组织培养技术 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。 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。 2.细胞具有全能性的原因： 1.全能性的定义： 分裂 分化 分裂 分化 共同 组成 生物个体 受精卵 干细胞 体细胞 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 这是植物组织培养的基本原理 一、植物组织培养技术 3.体内细胞不能表现出全能性的原因： 在特定时间和空间条件下，细胞中基因的选择性表达。 思考：从一粒种子长成一棵植株是否体现了细胞的全能性？ 否 拓展：不同细胞全能性的比较 （1）体细胞全能性：分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞； 分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞； 幼嫩的细胞＞衰老的细胞 （2）不同细胞的全能性：受精卵＞体细胞；部分生殖细胞＞体细胞。 （3）不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞 总结：一般分裂能力强的细胞，分化程度低，全能性高 一、植物组织培养技术 一、植物组织培养技术 1.植物组织培养的基本流程 根、芽 脱分化 再分化 愈伤组织 离体的植物器官、组织或细胞（外植体） 如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药… 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块 已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程 愈伤组织重新分化为芽、根等器官的过程 完整植株 生长发育 一、植物组织培养技术 2. 植物激素的作用 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。 它们的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向。 生长素/细胞分裂素 结果 比值高(>1) 比值低(<1) 比值适中(=1) 有利于根的分化，抑制芽的形成 有利于芽的分化，抑制根的形成 促进愈伤组织的形成 简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 探究•实践：菊花的组织培养 目的 （1）了解植物组织培养的基本原理 （2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响 （3）尝试进行植物组织培养 材料 (1)外植体： 幼嫩的菊花茎段（细胞分裂旺盛，容易脱分化表达全能性） (2)体积分数为70%的酒精： 对手、超净工作台、外植体进行消毒 (3)质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液: (4)无菌水: 清洗外植体 MS培养基 有机营养如蔗糖（提供碳源和能源，调节渗透压）、植物激素（生长素、细胞分裂素等）、天然附加物、水、无机营养（大量元素、微量元素）、 利用其强氧化性消毒 探究•实践：菊花的组织培养 流水冲洗 →酒精消毒30s →无菌水清洗2～3次 →次氯酸钠溶液处理30min →无菌水清洗2～3次。 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 炼苗、移栽 材料： 幼嫩的菊花茎段 （细胞分裂旺盛，容易脱分化表达全能性） 无菌操作目的 避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 探究•实践：菊花的组织培养 流水冲洗 →酒精消毒30s →无菌水清洗2～3次 →次氯酸钠溶液处理30min →无菌