2.1.1细胞工程-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

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 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞工程 细胞工程 1902年，哈伯兰特，提出细胞全能性的理论。 1958年，斯图尔德，发现胡萝卜的体细胞可分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 1960年，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。 1964年，古哈，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。 1971年，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。 1974年，土壤农杆菌的Ti质粒发现。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。 【科技探索之路 · 植物细胞工程的发展历程】 1975年，米尔斯坦和科勒，创立单克隆抗体技术 1890年，希普，世界上首例胚胎移植成功 1907年，哈里森， 首创了动物组织体外培养法 1951年，张明觉， 发现哺乳动物精子获能现象 1958年，格登，体细胞核移植成功 1959年，试管家兔诞生 1978年，胚胎分割移植工程 1981年，埃文斯， 分离和培养小鼠胚胎干细胞 1996年，克隆羊诞生 2006年，山中伸弥， 获得诱导多能干细胞 2014年，单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿诞生 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴 【科技探索之路·动物细胞工程的发展历程】 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术 1.定义： 2.具有全能性的原因： 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 细胞内含有本物种全部（全套）遗传信息。都有发育成为完整个体所需的全部基因。 一、植物细胞的全能性 实例：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 分化程度低的＞分化程度高的 分裂能力强的＞分裂能力弱的 受精卵＞生殖细胞＞体细胞 受精卵＞干细胞＞体细胞 植物细胞＞动物细胞 3.细胞全能性大小比较： ④不同生物细胞的全能性： ①体细胞全能性与细胞分化程度： ②体细胞全能性与细胞分裂能力： ③不同类型细胞的全能性: 生长点 叶原基 芽轴 芽原基 枝芽结构示意图 叶原基的细胞只能发育为叶 芽原基的细胞只能发育为芽 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达 5.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、光照、无菌等外界条件 4.生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性 二、植物组织培养技术 1.概念： 3.一般过程： 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。 2.理论基础： 植物细胞的全能性 外植体 生殖方式：无性生殖 分裂方式：有丝分裂 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 脱分化 再分化 再分化 在一定的激素和营养条件的诱导下，使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。 细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的呈不定型状态的薄壁细胞 愈伤组织在培养过程中重新分化为芽、根等器官 4. 探究 · 实践：菊花的组织培养 （1）实验原理 ①植物细胞一般具有 ； 全能性 ②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化，形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株； 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 根、芽等 试管苗 完整植株 移栽 胚状体 胚状体（体细胞胚）：离体培养条件下，体细胞培养或生殖细胞培养，没有经过受精过程，但是形成与经过受精后胚胎发育过程所形成的胚胎类似的胚状类似物结构。 4. 探究 · 实践：菊花的组织培养 细胞分裂素 生长素 芽分化 愈伤组织 根分化 生长分裂定方向 高根低芽中愈伤 （1）实验原理 ③植物激素中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、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 适中：利于愈伤组织的形成 低：利于芽的分化 高：利于根的分化 生长素 细胞分裂素 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、用量的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。 （2）实验目的 4. 探究 · 实践：菊花的组织培养 （3）材料用具 ①外植体： 幼嫩的菊花茎段 （容易诱导形成愈伤组织） ②体积分数为70%的酒精：