2.1植物细胞工程 -第1课时课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第二章 细胞工程 1 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 细胞工程： 克隆羊“多莉” “中中” “华华” 科技探索之路——细胞工程发展历程 1907年哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法 1958年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。 1998年汤姆森和吉尔哈特获得可体外培养的人胚胎干细胞 2006年山中伸弥获得诱导多能干细胞 1975年米尔斯坦和科勒获得能稳定遗传的单克隆抗体的杂交瘤细胞株。 1971年卡森诱导烟草原生质体融合，培育出第一株体细胞杂交植物 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。 1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生，随后多种克隆动物相继问世。 2017年我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。 细胞工程 植物细胞工程 动物细胞工程 按操作对象分： 2.1 植物细胞工程 植物细胞工程的基本技术 植物细胞工程的应用 5 一、植物组织培养技术 “其芽茸茸，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨夫花开，凝晴露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！” 这是我国历史上第一部兰谱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；传统分株繁殖的方式，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。 7 细胞全能性 1. 什么是细胞全能性？ 2. 植物体细胞具有全能性的根本原因是什么？ 3. 在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？ 阅读P34，思考： 植物细胞的全能性 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、植物体细胞具有全能性的根本原因： 每个细胞都含有该物种的全部遗传信息。 3、在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？ 特定时间、空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 4、体现全能性的标志： 细胞→ 完整个体或其他各种细胞 5、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 6、全能性大小比较： （1）分化程度低的 分化程度高的 （2）细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱 （3）受精卵＿胚胎干细胞 生殖细胞＿体细胞; 植物细胞＿动物细胞 ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ ＞ 植物细胞全能性的实例： 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 思考 种子萌发成幼苗，能否体现细胞的全能性？ 不能，因为种子中的胚不止一种细胞，含有胚轴、胚根、胚芽等，这些细胞将分别发育成不同的植物器官。 1、植物组织培养技术 指离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为完整植株的技术。 (1)概念： 自主阅读教材35页，思考并讨论以下问题： 1）概述植物组织培养的一般过程？ 2）决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 外植体 脱分化 愈伤组织 再分化 试管苗 移栽 完整植株 诱导生芽 诱导生根 1）一般过程： 离体的植物器官、组织或细胞 已经分化的细胞，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。 细胞排列疏松无规则，高度液泡化，呈不定形的薄壁组织团块。 愈伤组织重新分化为芽、根等器官 胚状体 长出芽和根 再分化 1、植物组织培养技术 有性生殖还是无性生殖？ 2）决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 植物激素中生长素和细胞分裂素的浓度和比例，会影响植物细胞的发育方向。 1、植物组织培养技术 生长素/细胞分裂素 作用效果 高 有利于根的分化、抑制芽的形成 低 有利于芽的分化、抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的生长 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 1、目的要求： （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 2、材料用具： 材料：幼嫩的菊花茎段、培养基、体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水等。 各种培养基的配制参见本书附录1。