2.1.1 植物细胞工程的基本技术-2023-2024学年下学期高二生物互动课堂优质课件（人教版2019选择性必修3）

2.1.1 植物细胞工程的基本技术 照片中两只可爱的小孩，分别叫“中中”和“华华”，它们于2017年诞生于中国，是世界首例体细胞克隆猴，轰动全世界！ 2 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 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞工程的概述 植物细胞工程发展历程 哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。 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 动物细胞工程的发展历程 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。 1951年，张明觉等发现了哺乳动物精子获能现象。 1959年，试管家兔诞生。之后，多种试管动物相继出生。 1958年，格登用非洲爪蟾进行体细胞核实验，同期，我国科学家童第周开展了鱼类细胞核移植工作。 1975年，米尔斯坦和科勒等创立了单克隆抗体技术。 1978年，小鼠的桑椹胚被成功分割。次年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊 1981年，埃文斯等成功分离和培养了小鼠的胚胎干细胞 2006年，山中伸弥等获得了诱导多能干细胞。我国科学家用这种细胞培育了小鼠。 2014年，世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生。 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。 《植物细胞工程的基本技术》 6 咏怀 兰为王者香，芬馥清风里。 从来岩穴姿，不竞繁华美。 植物组织培养技术 思考：高洁、典雅的兰花颇受人喜欢。但其繁殖率低，价格不菲，如何让它大量、快速地繁殖呢？ 1.植物组织培养 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。 外植体 植物细胞的全能性 原理 生殖方式 无性生殖 分裂方式 有丝分裂 植物组织培养技术 植物组织培养技术 2.细胞全能性 定义——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。 体现全能性的标志 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 原因—— 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。 植物组织培养技术 全能性大小的比较： ①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞； ②植物细胞＞动物细胞。 分化程度低的＞分化程度高的 分裂能力强的＞分裂能力弱的 在生物的生长发育过程中，是不是所有的细胞都表现出全能性？ 生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。 如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。 芽原基 叶原基 植物组织培养技术 1958年Steward利用胡萝卜韧皮部诱导分化产生了胚状体，这是人类第一次获得了人工胚状体，并获得个体植株。 植物细胞表现出全能性的条件： 1 细胞处于离体状态 2 给予一定的营养和激素 （必修一 P118-121） 植物组织培养技术 3.植物组织培养的流程 脱分化 再分化 脱分化： 已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。 愈伤组织： 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。 再分化： 愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 注意：过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。 该培养过程一般不需要光照。 注意：过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。 需要给予适当光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 植物组织培养技术 自主阅读教材35页—36页，小组思考并讨论以下问题： 1、概述植物组织培养的基本过程？ 2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？ 3、在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？ *植物激素的作用 思考：决定植物脱分化、再分化的关键因素？ 细胞分裂素 生长素 芽分化 愈伤组织 根分化 生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果 比值≈1 比值＞1 比值＜1 促进根的分