2.1 植物细胞工程课件-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 定义 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、个体或其它产品地一门综合性生物工程 分类 根据对象分：植物细胞工程和动物细胞工程 根据技术分：细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植等 2.1 植物细胞工程 叶原基 芽原基 叶原基只能发育成叶 芽原基只能发育成芽 这能体现细胞的全能性吗？ 基因在特定时间、空间条件下选择性表达 细胞全能性 细胞经分化分裂后，仍具有产生完整生物体或分化成其它各种细胞的潜能 植物细胞大多具有全能性 动物细胞的细胞核具有全能性 提问学生我们利用植物细胞全能性帮助兰花大量、快速的繁殖，走入寻常百姓家吗？ 5 植物细胞工程的基本技术 一、植物组织培养技术： 植物组织培养指离体的植物器官、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，诱导其分化为完整植株的技术。 外植体 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 植物组织培养流程图 外植体 愈伤组织 胚状体 （根、芽） 完整植株 脱分化 在一定的激素和营养等条件的诱导下，使已经分化的细胞失去特有结构和功能转变成未分化的细胞。 无定形，高度液泡化的薄壁细胞 再分化 愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程 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的发育方向。 ＞1 发育成根 ＜1 发育成芽 严格无菌 菊花的组织培养 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。 实验原理 植物细胞的全能性 实验目的 用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2 ~ 3次；再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即 用无菌水清洗2 ~ 3次。 1 将消毒的外植体置于无菌水的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5 ~ 1cm长的小段。 2 在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3 ~ 1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口,并在培养 瓶上作好标记。 3 实验步骤 将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18 ~ 22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 4 培养15 ~ 20 d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。 5 移栽前先打开封口膜或瓶盖，试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开 花。 6 1．实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操 作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都 要灭菌。 2．接种时注意外植体的方向,不要倒插。 3．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过 程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 外植体 愈伤组织 胚状体 （根、芽） 完整植株 脱分化 再分化 注意事项 若想得到一株地上结番茄，地下长土豆的植株，用传统杂交手段能达到目的吗？ 不行，两者存在生殖隔离。 二、植物体细胞杂交技术 1. 定义： 将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 2. 过程： A细胞 B细胞 A原生质体 B原生质体 去壁 去壁 利用纤维素酶和果胶酶 ▲烟草叶肉细胞的原生质体 细胞膜 细胞质 液泡膜 原生质层 2. 过程： A细胞 B细胞 A原生质体 B原生质体 正在融合 的原生质体 再生出细胞壁 愈伤组织 杂种植株 移栽后的植物 去壁 去壁 组培 关键环节 融合 利用纤维素酶和果胶酶 ▲烟草叶肉细胞的原生质体 物理法： 电融合法、离心法 化学法： 聚乙二醇(PEG)融合法、 高Ca2+ —高pH融合法 细胞融合完成的标志 3. 原理： 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 普通小麦—长穗偃麦草 白菜—甘蓝 4. 意义： 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 植物细胞工程的应用 一、植物繁殖的新途径 1. 快速繁殖： 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。 ▲ 蔬菜的微型繁殖生产 不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。 甘蔗、铁皮石斛、兰花 21 2. 作物脱毒： 马铃薯、草莓和香蕉等通常是用无性繁殖的方式进行繁殖的,它们感染的病毒