2.1植物细胞工程课件-2024-2025学年高二下学期生物人教版选择性必修3

原理和方法 操作水平 目的 分类 细胞生物学 、分子生物学、发育生物学 细胞器、细胞或组织水平 植物细胞工程和动物细胞工程 第二章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 一、植物组织培养技术 1.细胞的全能性 （1）概念： （2）原因： （3）生物体生长发育过程中细胞一般不表现全能性的原因? （4）分化程度越高，全能性越____ 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 细胞 完整生物体 细胞 其他各种细胞 ①胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞； ②神经干细胞分化形成各类神经细胞 每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套遗传信息。 低 胚胎干细胞 神经干细胞 造血干细胞 红细胞 白细胞 血小板 一、植物组织培养技术 思考： （1）是不是所有的活细胞都具有全能性？ （2）种子发育成植株体现了全能性了吗？ （3）细胞具有的全能性一定能表现出来吗？ 不是，例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。 不一定 6 5.表现出全能性的条件： ①、离体 ②、一定的营养条件 ③、植物激素 ④、适宜的培养条件 （1）概念： （2）原理： （3）过程： 外植体 愈伤组织 生芽、生根 完整植株 一、植物组织培养技术 外植体 植物细胞的全能性。 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。 脱分化 再分化 神经细胞 红细胞 肌肉细胞 受精卵 上皮细胞 细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 脱分化： 再分化： 脱分化后形成的不定形的薄壁组织团块。 愈伤组织： 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 脱分化 再分化 完整植株 植物组织培养过程： 再分化 脱分化的结果是形成愈伤组织 实质：基因的选择性表达 只有细胞分裂，没有细胞分化 既有细胞分裂，也有细胞分化 一、植物组织培养技术 思考：若外植体是取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？ 否，培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。 一、植物组织培养技术 生长素/细胞分裂素 结果 比值高 (＞1) 比值低 (＜1) 比值适中(=1) 促进根的分化 促进芽的分化 促进愈伤组织的形成 简记 “高”根 “低”芽 “中”愈伤 菊花的组织培养 探究·实践 外植体消毒 外植体切段 接种外植体 脱分化 再分化 移栽 方法步骤 菊花的组织培养 注意：接种时外植体的“形态学上端”朝上，不要倒插！ 注意：该过程不需要光照 注意：注意顺序，先诱导生芽，再诱导生根，该过程每日需要给予适当的光照 （1）接种3～4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，有多少能正常生长，试分析它们被污染的原因。 5.结果分析与评价 培养基、接种工具灭菌不彻底； 外植体消毒不彻底； 操作过程不符合无菌操作要求等。 一、植物组织培养技术 欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物” 利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？ 1.过程 A细胞 B细胞 纤维素酶 果胶酶 ⑴去壁： 正在融合的原生质体 再生出细胞壁 ⑵诱导融合 物理法： 化学法： 电融合法、离心法 聚乙二醇融合法、 高Ca2+ —高PH融合法等 脱分化 再分化 移栽 植物组织培养技术 杂种植株 愈伤组织 A原生质体 B原生质体 移栽后的植株 二、植物体细胞杂交技术 1.原理： 细胞膜具有一定的流动性 植物细胞的全能性 2.原生质体融合成功的标志： 杂种细胞再生出新的细胞壁 3.意义： 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 二、植物体细胞杂交技术 17 A细胞 B细胞 正在融合的原生质体 再生出细胞壁 脱分化 再分化 移栽 杂种植株 愈伤组织 A原生质体 B原生质体 移栽后的植株 二、植物体细胞杂交技术 ⑴若只考虑两两融合，可形成几种融合细胞？符合要求的是？ ⑵二倍体番茄和二倍体马铃薯杂交得到的“番茄—马铃薯”有几个染色体组？是几倍体？ 3种（AA、BB、AB） 4个，四倍体。 变异类型： 染色体数目变异 18 课前提问： 1.植物细胞工程包括哪些技术？ 2.植物组织培养技术的原理是？ 植物体细胞杂交技术的原理是？ 3.植物体细胞杂交技术的关键环节是？ 4.原生质体融合成功的标志是？ 5.诱导原生质体融合的方法有？分别包括？ 概念 过程 变异类型 原理 过程 植物体细胞杂交 植物组织培养 植物细胞工程 归纳总结 原理 A细胞 B细胞 正在融合的原生质体 脱分化 再分化 移栽 植物组织培养技术 杂种植株 愈伤组织 A原生质体 B原生质体 移栽后的植株 二、植物体细胞杂交技术 二 植物细胞工程的应用 P DDBB ddbb F1 DdBb F2 D_B_ D_bb ddB_ ddbb 高茎抗病 矮茎不抗病 F3 连续的自交直至不发生性状分离 选出ddBB 用高杆抗病（DDBB）和矮杆不抗病（ddbb）小麦品种 培育矮杆抗病小麦（ddBB） 选育出需要的矮抗纯种 生长 F4 花药 离体培养 单倍体植株 诱导 染色体加倍 稳定遗传的优良品种 明显缩短育种年限。 所得植株的性状一般能稳定遗传。 植物细胞的全能性和染色体数目变异 过程： 原理： 优点： 单倍体育种: 外植体 新品种 筛选培育 愈伤组织 脱分化 多种突变体　 诱导分化 诱变处理 突变体的利用: 因为愈伤组织分裂能力旺盛（处于不断分裂的状态），更易发生突变 过程： 外植体 培养、 提取 细胞产物 愈伤组织 脱分化 细胞悬液 分散开 植物细胞培养 因为此时细胞分裂能力旺盛，代谢快，有利于产物生成。 Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$