2.1 植物细胞工程课件-2023-2024学年高二下学期生物苏教版（2019）选择性必修3

第二章 细胞工程 第1节　植物细胞工程 生物（苏教版） 高中生物 选择性必修3 1.概述植物组织培养的原理和过程。 2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。 学习目标 1.生命观念：从生命的物质性的角度理解植物组织培养 需要人工提供适宜的营养基质。 2.科学思维：结合具体实例，构建植物组织培养流程简图。 3.科学探究：根据实验的原理和步骤，完成天竺葵的组 织培养。 素养要求 2 1.概念：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 2.类型：植物细胞工程和动物细胞工程 3.主要技术：植物组织培养、植物体细胞杂交； 动物细胞培养、动物细胞核移植、动物细胞融合 和单克隆抗体等。 细胞工程 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。 一、植物组织培养技术 植物组织培养技术是利用细胞全能性，在无菌条件下，将离体的植物的器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株的技术。 细胞全能性 离体 无菌 完整植株 ①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。 细胞的全能性 ②原因： 生物体的任何一个细胞都具有该物种所特有的全套遗传物质（具有发育成为完整个体所必需的全部基因）。 ⑤细胞全能性表达的前提： ③生物体内全能性不表达的原因： 离体 在特定的时间和空间条件下细胞内的基因选择性表达出各种蛋白质,从而形成不同的组织和器官。 ④全能性表达的条件： 离体；无菌；一定的营养物质、激素和适宜的环境条件等 ⑥表达的容易程度（即全能性大小）： 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞； 植物细胞 ＞ 动物细胞； 幼嫩的细胞＞衰老的细胞 分化程度低的细胞 ＞ 分化程度高的细胞； 细胞分裂能力强的细胞 ＞ 细胞分裂能力弱的细胞 细胞的全能性 植物组织培养一般流程 植物组织培养的注意事项 1. 取材：应选择含形成层或分生区的部分，容易诱导形成愈伤组织。常用的培养材料有胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、植株的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药（花粉）等。 2. 植物组织培养的条件 （1）培养基成分：水、无机营养（大量元素和微量元素）、 有机营养（糖、氨基酸、维生素等）、 生长调节剂（生长素和细胞分裂素）等。 （2）适宜的外界条件：如无菌、光照、适宜的温度和PH等 常用蔗糖为培养物提供所需要的的碳源，并有调节渗透压的作用。 5. 诱导脱分化时，通常要避光（有利于形成愈伤组织）培养；诱导再分化时，通常要给予适宜的光照（原因：叶绿素的合成需要光照；植物光合作用合成有机物）。 4.诱导再分化时，植物激素的比例不同，实验结果就会不同。 生长素/细胞分裂素适中→促进愈伤组织的形成。 生长素<细胞分裂素→利于芽的分化 生长素>细胞分裂素→利于根的分化 3.再分化属于细胞的分化过程，脱分化不属于细胞分化的过程，而是摆脱分化恢复未分化状态。 6. 脱分化结果是形成愈伤组织。愈伤组织一团没有特定的形态、结构和功能，并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。（特点：排列疏松而无规则、高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞） 7.再分化的结果是形成完整植株或胚状体（根、芽）。胚状体：类似胚的结构，具有胚芽和胚根，在适合的条件下可发育成为新植株。 愈 伤 组 织 胚状体 母液 瓶口 或瓶壁上 高压蒸汽灭菌锅 彻底灭菌 实例：天竺葵的组织培养 幼嫩 70% 氯化汞 叶脉 外植体 6~8 灼烧 交叉污染 生芽 生根 蛭石或珍 珠岩 (1)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程(　　) (2)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性(　　) (3)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样(　　) (4)脱分化过程一般不需要光照，再分化过程需要光照(　　) 判断正误 √