2.1.1 植物细胞工程的基本技术-2023-2024学年高二生物下学期情境教学优质课件（人教版2019选择性必修3）

问题情境 细胞工程 细胞工程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，有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 动物细胞工程 植物细胞工程 原理 操作水平 目的 植物组织培养 植物体细胞杂交 分类 第一节 植物细胞工程 一 植物细胞工程的基本技术 1.植物细胞工程的理论基础是什么？ 2.什么是植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术？ 3.怎样进行菊花的组织培养？ 细胞全能性 植物细胞全能性 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，即细胞具有全能性。 体现：细胞→完整个体或其他各种细胞 原因：每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息 体内细胞不能表现全能性的原因，特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达 全能性大小比较 4 细胞全能性 植物细胞表现出全能性的条件： 1 离体 2 一定的营养物质、植物激素 3 适宜的温度、pH、无菌等外界条件 种子萌发成幼苗，能否体现细胞的全能性？ 植物组织培养技术 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。 统称外植体 （1）概念： （2）原理： 植物细胞的全能性 （3）过程： 外植体 脱分化 愈伤组织 （未分化状态） 再分化 根 再生植株 芽 (2)脱分化：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。 (3)愈伤组织：高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。 6 菊花的组织培养 7 菊花的组织培养 （1）制备外植体 消毒： 切割：（无菌操作） 酒精 30S 无菌水 2-3次 次氯酸钠溶液 30min 材料： 幼嫩的菊花茎段 2-3次 无菌水洗 消毒与无菌水冲洗 切割与接种 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。 为什么进行无菌操作？ 菊花的组织培养 超净工作台或接种箱 （2）接种到诱导愈伤组织培养基 脱分化 避光 形成愈伤组织 愈伤组织培养 培养温度：18-220C 思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？ 注意：无叶绿体，可进行有丝分裂 见光后愈伤组织变为绿色 有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。 愈伤组织中不含有叶绿体；培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体 操作都在火焰附近 形态学下端，防止倒插,与生长素的极性运输有关 9 菊花的组织培养 常用的培养基是____________，主要成分包括： ①____________：N、P、S、K、Ca、Mg等。 ②____________：B、Mn、Cl、Zn、Fe、 Mo、I、Co等。 ③有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、 以及________（葡萄糖/蔗糖）等。 MS培养基 大量元素 微量元素 蔗糖 蔗糖：提供能量、调节渗透压。 植物激素：主要是生长素和细胞分裂素。 植物激素的比例不同，实验结果不同。 菊花的组织培养 （3）接种到诱导生芽培养基 （4）接种到诱导生根培养基 接种室 若先生根后面就不易生芽 植物激素： 生长素和细胞分裂素的比例和浓度都会影响植物细胞的发育方向 低→利于芽的分化 细胞分裂素 生长素 高→利于根的分化 适中→利于愈伤组织的形成 菊花的组织培养 （5）移栽 试管苗 移栽 生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5%的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖12h。掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。可以在课后统计移裁的成活率，看看移栽是否合格。 植物组织培养技术 离体 无菌 一定的营养、激素 适宜的外界条件(温度、pH、光照等) 外植体 愈伤组织 根、芽或胚状体 试管苗 脱分化 再分化 黑暗 光照 水 琼脂 有机物 无机物 植物激素 蔗糖：提供能量、调节渗透压。 植物激素：主要是生长素和细胞分裂素。 离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，此现象无论在体细胞培养还是生殖细胞培养中均可以看到，因而统称为体细胞胚或胚状体。 13 植物组织培养 特殊的植物组织培养——花药离体培养 花药离体培养 配子 DDTT DDtt ddTT ddtt 正常植株（纯合） 秋水仙素诱导 高杆抗病 DdTt DT Dt dT dt 单倍体植株 DT Dt dT dt 需要的