2.1.1 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选择性必修3

番茄 马铃薯 第2章 细胞工程 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。P31 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 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 概念 细胞工程 细胞器、细胞或组织 植物细胞工程和动物细胞工程 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。 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。 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。 植物细胞工程的发展历程 P32 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 【科技探索之路】 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 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。 叶子 花瓣 花粉 细胞 植物体 植物细胞工程 的基本技术 植物组织培养 植物体细胞杂交 植物细胞工程的理论基础是什么? 植物细胞的全能性 一.植物细胞工程的基本技术 P35植物细胞工程的基本技术 1.全能性定义： 2.具有全能性的原因： 3.体现全能性的标志 ： 4.不体现全能性的原因： 5.细胞全能性的大小与细胞分化程度的关系： 【自主学习】阅读教材P34，结合所学内容思考以下问题： (一)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。 (一)细胞的全能性 叶子 花瓣 花粉 细胞 植物体 (一)细胞的全能性 每一个体细胞都是由同一个受精卵细胞经有丝分裂增殖分化而形成的。 体细胞内的遗传物质（基因）与受精卵完全一样。 2.具有全能性的原因： 生物体的细胞含有该物种所特有的全套遗传物质。 3.体现全能性的标志： 细胞→ 完整个体或其他各种细胞 a胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 b受精卵发育成个体（动植物） c蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰 d用一粒花粉繁殖出新的植株 e芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 4.不体现全能性的原因： 基因在特定时间、空间条件下选择性表达 (一)细胞的全能性 √ √ √ √ 即基因的选择性表达 5.细胞全能性的大小与细胞分化程度的关系： 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。 一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。 【说明】特例： 卵细胞虽然已经高度分化，但仍具有较高的全能性。 (一)细胞的全能性 从社会中来 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；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。 国画作品《兰》 问题:可利用兰花的一片叶、一片花瓣、一粒花粉或一个细胞进行繁殖来解决上述问题吗？为什么？ 细胞具有全能性 植物组织培养技术 ①外植体消毒 ②外植体切段 ③接种外植体 ④诱导愈伤组织 ⑤诱导生芽生根 ⑥炼苗、移栽 (二)植物组织培养技术 菊花的组织培养 1.探究•实践 (1).实验步骤： 外植体的消毒 外植体的切段 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 炼苗、移栽 冲掉茎段上的灰尘、泥土等 (二)植物组织培养技术 (1).实验步骤： 1.双手和超净工作台 酒精擦拭 2.流水冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）： 酒精消毒 30s 无菌水 2~3次 次氯酸钠 30min 无菌水 2~3次 注意消毒的时间,既要达消毒的效果 又不能杀死外植体 无菌水冲洗目的：防止消毒液残留 消毒过度杀死外植体 （生理状况好，细胞分化程度较低，其全能性易表达） 菊花的组织培养 外植体的消毒 外植体的切段 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 炼苗、移栽 探究•实践 防止杂菌生长。 杂菌一方面与培养物竞争营养； 另一方面产生有害物质危害培养物。 为什么进行无菌操作？ (1).实验步骤： 菊花的组织培养 外植体的消毒 外植体的切段 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 炼苗、移栽 将消过毒的外植体置于无菌培养皿中 →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。 探究•实践 (1).实验步骤： 菊花的组织培养 外植体的消毒 外植体的切段 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生