2.1植物细胞工程课件-2022-2023学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第2章细胞工程 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。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程。 细胞工程的概念理解 1.原理和方法：细胞生物学、分子生物学和发育生物学 2.操作水平：细胞器、细胞或组织水平上 3.工程目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 4.根据操作对象的不同分类：植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程。 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、教学目标 1. 简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2. 列举植物细胞工程的实际应用。 3. 尝试进行植物组织培养。 二、教学重点和难点 1.教学重点 （1） 植物组织培养的原理和过程。 （2） 植物体细胞杂交的原理。 （3） 植物细胞工程应用的实例。 2.教学难点 植物组织培养的实验。 第1节植物细胞工程 从社会中来 “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？ 一、植物细胞工程的基本技术 （一）全能性： 1、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、具有全能性的原因： 生物体的每一个细胞都包含有该物种发育成完整生物体所需的全套遗传信息 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 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 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 3、体现全能性的标志： 细胞→ 完整个体或其他各种细胞 植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能性？ 4、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 5、生物生长发育过程中细胞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 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 (1)体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的。 分裂能力强的＞分裂能力弱的。 (2)不同类型细胞的全能性： 受精卵＞生殖细胞＞体细胞；受精卵＞干细胞＞体细胞 (3)不同生物细胞的全能性：植物细胞＞动物细胞。 6、不同细胞全能性的大小 7、体现细胞全能性的条件： 离体，适宜的营养条件，适宜的温度、PH等环境条件，特定的植物激素（生长素和细胞分裂素） 1、概念：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 （二）植物组织培养技术 3.过程： 2.理论基础： 细胞的全能性 移栽成活 (1)外植体：离体的植物器官、组织或细胞 (2)脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 (3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。 (5)胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。 脱分化和再分化是组织培养技术的两个基本环节 （1）离体的植物器官、组织或细胞 4、培养条件 植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作 （3）适宜的营养条件：需要配制特定的培养基 （2）无菌操作 （4）适宜的外界条件（温度、pH、光照等） （5）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节 探究-实践 菊花的组织培养 1、原理： 生