2.1 植物细胞工程的基本技术（第1课时）-【生物讲堂】2023-2024学年高二生物同步备课课件（人教版2019选择性必修3）

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。 细胞工程的概念 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 细胞器、细胞或组织 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 植物细胞工程和动物细胞工程 哈伯兰特提出细胞全能性的理论，但相关实验尝试没有成功。 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。 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 细胞工程发展历程 聚焦 学习目标： 1.植物细胞的全能性 2.植物组织培养技术 3.植物体细胞杂交技术 第1 节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术 细胞全能性实例： ——多肉进行叶插繁殖 1.选取多肉上健康、饱满的叶片。 2.用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。 3.平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。 4.叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干。 5.待叶片晾干后移至半阴处养护。 6.约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。 7.叶插成功 一.植物组织培养技术 韧皮部细胞 细胞团块 根或芽 幼苗 胡萝卜植株 1.什么是细胞全能性？原因是什么？ 2.不同细胞全能性大小比较？ 1)受精卵 生殖细胞 体细胞 2)受精卵 胚胎干细胞 体细胞 3)动物细胞 植物细胞 4)分化程度低的细胞 分化程度高的细胞 5)分裂能力强的细胞 分裂能力弱的细胞 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？ 4.植物细胞表现出全能性的条件？ 复习旧知 1.理论基础 1)定义 植物细胞具有全能性 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。 2)原因 高度分化的细胞仍含有该物种的全部遗传信息，具有发育成完整个体所需要的全套基因。 叶子 花粉 花瓣 植物体 细胞 3)全能性大小的比较 4)为什么植物体中细胞没有表现出全能性？ 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？ a.离体 b.一定的营养物质、植物激素 c.适宜的温度、pH、光照、无菌等外界条件 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 2.概念 外植体 1)实验原理 ①植物细胞一般具有 ； 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，长出芽和根，进而发育成完整的植株； 探究 · 实践：菊花的组织培养 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 植株 细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁组织细胞团块。 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 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 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： 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： 对外植体进行消毒 ④无菌水： 清洗外植体 ⑤培养基（参见本书116页附录1） 包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素） 蔗糖的作用： 提供能量，调节渗透压 灭菌方法为： 湿热灭菌法 用酒精擦拭双手和超净工作台面 流水冲洗外植体（幼嫩的茎段） 酒精消毒30s 无菌水清洗 2~3次 次氯酸钠溶液处理30min