植物 細胞工程的基本技術

如何用一片花瓣培育出完整的植株呢→導入新課一個設想20世紀60年代，一些科學家提出這樣一個設想：培養(yǎng)出地上部分結番茄果實，地下部分結馬鈴薯塊莖的植株。如果要實現這一設想，你認為可以采用哪些方法？甘藍白菜－甘藍白菜體細胞雜交視頻：植物體細胞雜交專題2細胞工程2.1.1

植物細胞工程的基本技術2.1植物細胞工程1、簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術。2、列舉植物細胞工程的實際應用。1、能夠讓學生更好地理解先進技術的應用價值。2、有利于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力。知識目標能力目標教學目標

通過次專題的學習，使學生認同科學是一個不斷發(fā)展的過程，激發(fā)學生探索生命科學奧秘的興趣及勇于質疑的科學精神。

情感態(tài)度與價值觀1、植物組織培養(yǎng)的原理和過程。2、植物體細胞雜交的原理。3、植物細胞工程應用的實例。植物組織培養(yǎng)的實驗。重點難點教學重難點植物細胞工程理論基礎技術手段植物細胞的全能性植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交一、細胞的全能性全能性大小：植物體細胞表現出全能性的條件？定義：生物體的細胞，具有使后代細胞發(fā)育成完整個體的潛能。原因：生物的每一個細胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質。受精卵＞生殖細胞＞體細胞①無機成成分：水、無無機鹽適宜的ＴＴ，ＰＨＨ，無菌菌空氣，，適時的的光照生長素和和細胞分分裂素條件離體的細細胞、組組織或器器官無菌的環(huán)環(huán)境營養(yǎng)物質質激素其他的外外界條件件②有機分分子：蔗糖、氨氨基酸、維生生素等二、植植物組組織培養(yǎng)養(yǎng)2、理論論基礎：：細胞的全全能性1、植物物組織培培養(yǎng)的概概念在無菌和和人工控控制的條條件下,將離體體的植物物器官、、組織、、細胞，，培養(yǎng)在在人工控控制的培培養(yǎng)基上上，給予予適宜的的培養(yǎng)條條件，誘誘導其產產生愈傷傷組織、、叢芽，，最終形形成完整整的植株株。外植體幼苗苗完整植株株愈傷組織脫分化CTK/IAA比例適合再分化CTK/IAA比例先增大在減小3、植物物組織培培養(yǎng)過程程示意圖圖細胞排列列疏松而無無規(guī)則，是一種種高度液泡泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。4、植物物組織培培養(yǎng)技術術名詞解解釋愈傷組織織：由高度分分化的植植物器官官、組織織或細胞胞產生愈愈傷組織織的過程程。脫分化產產生的愈愈傷組織織重新分分化成根根或芽等等器官的的過程。。脫分化：：再分化：：通過上面面實驗，，我們總總結出:植物組織織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制制條件下將將離體的器器官、組組織、細細胞，培養(yǎng)在在人工配配制的培養(yǎng)基上，給予予適宜的的培養(yǎng)條件件，誘導其其產生愈愈傷組織織、叢芽芽，最終終形成完整的植植株。切取接種愈傷組織織的形成成試管苗的的形成培養(yǎng)室移栽此操作過過程需要要注意什什么事項項？討論提示：植植物組織織培養(yǎng)中中用到的的培養(yǎng)基基含有豐豐富的營營養(yǎng)成分分，有利利于培養(yǎng)養(yǎng)物的生生長，然然而各種種雜菌同同樣也可可以在上上面迅速速生長，，所以植植物組織織培養(yǎng)過過程中污污染現象象經常發(fā)發(fā)生。培培養(yǎng)基一一旦被污污染，迅迅速生長長的各種種雜菌不不但會和和培養(yǎng)物物爭奪營營養(yǎng)，而而且這些些雜菌生生長的過過程中會會生成大大量對培培養(yǎng)物有有害的物物質，導導致培養(yǎng)養(yǎng)物迅速速死亡。。

在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調所用機械的滅菌和實驗人員的無菌操作？提示：胡蘿卜的其其他部分（（如莖、葉葉、花花）也能能培養(yǎng)再生生形成小植植株，只是是誘導愈傷傷組織比較較困難?？煽梢詤⒖祭煤}卜卜根進行組組織培養(yǎng)的的實驗，嘗嘗試設計出出利用胡蘿蘿卜的莖、、葉、花進進行組織培培養(yǎng)的實驗驗流程。

胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實驗的方法進行驗證嗎？

討論

請根據上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖。討論視頻：植物組織培培養(yǎng)20世紀60年代，，一些科學學家提出這這樣一個設設想：2、如果要要實現這一一設想，你你認為可以以采用哪些些方法？三、植物體體細胞雜交交1、讓番茄茄與馬鈴薯薯雜交，培培育出地上上結番茄果果實，地下下結馬鈴薯薯塊莖的植植物。（一）植物物體細胞雜雜交技術將不同種的植植物體細胞胞，在一定條條件下融合成雜種細細胞，并且把雜雜種細胞培培育成新植物體的方法。定義：原理：細胞膜的流流動性和植物細胞的的全能性。。1、分離原生質質體---酶解法2、原生質體融融合---物理或化化學法3、新細胞壁形形成4、植物組織培培養(yǎng)要使兩個來來自不同植植物的體細細胞完成融融合，將將會遇到什什么障礙？？(1)(1)(2)(3)(4)(5)（二二））植植物物體體細細胞胞雜雜交交過過程程示示意意圖圖雜種種植植株株融合合的的原原生生質質體體ab產生新的的細胞壁壁脫分化愈傷組織織再分化植物體細細胞雜交交過程示示意圖二二植物細胞胞a原生質體體b原生質體體a雜種細胞胞ab去壁去壁植物細胞胞b人工誘導導(三）植植物體細細胞雜交交技術優(yōu)優(yōu)缺點還不能完完全按照照人們的的意愿表表達親代代的優(yōu)良良性狀未解決的的問題：：優(yōu)勢：（與有性雜雜交方法法比較））克服遠源源雜交不不親和的的障礙結合所學學知識，，回答以以下問題題ⅰ.物理理和化學學方法誘誘導原生生質體融融合的基基本原理理是什么么？1、化學融合合的機制制：常用化化學融合合方法有有高pH—高Ca2+法和聚乙乙二醇（（PEG）法2、物理融合合的機制制：常用方方法為電電融合法法ⅱ.雜種種細胞的的篩選方方法有哪哪些？2、利用物理理特異性性差異的的選擇方方法：這是利利用兩個個原生質質體物理理特異性性差異的的一種選選擇，包包括原生生質體的的大小、、顏色、、浮密度度等的不不同來選選擇；3、利用生長長特異性性差異的的選擇方方法。1、細胞系互互補的選選擇方法法，包括葉葉綠素缺缺失互補補、營養(yǎng)養(yǎng)缺陷互互補和抗抗性互補補等；ⅲ.體體細胞雜雜種的鑒鑒定方法法有哪些些？2、細胞學鑒鑒定。理論上上講如果果染色體體不丟失失，雜種種細胞中中染色體體數目應應為雙親親染色體體數目之之和。也也可以用用基因組組原位雜雜交的分分子細胞胞學方法法進行鑒鑒定；4、分子生物物學鑒定定。3、同功酶鑒鑒定。雜種細細胞中的的同功酶酶譜一般般是雙親親酶譜之之和，但但有時也也會出現現雙親沒沒有的新新帶；1、形態(tài)學學鑒定定。如葉葉片大大小與與形狀狀，花花的形形狀與與顏色色、葉葉脈、、葉柄柄、花花梗及及表皮皮毛有有無等等；原理培養(yǎng)基結果培養(yǎng)目的固體蔗糖植物激激素細胞全全能性性培養(yǎng)成成植株株快速繁繁殖培養(yǎng)無無病毒毒植株株1、植植物物組組織織培培養(yǎng)養(yǎng)課堂小結2、植植物體體細胞胞雜交交的過過程及及意義義過程：：包括原原生質質體制制備、、原生生質體體融合合、雜雜種細細胞篩篩選、、雜種種細胞胞培養(yǎng)養(yǎng)、雜雜種植植株再再生以以及雜雜種植植株鑒鑒定等等步驟驟。意義：：植物體體細胞胞雜交交是克克服植植物有有性雜雜交不不親和和性、、打破破物種種之間間的生生殖隔隔離、、擴大大遺傳傳重組組范圍圍的一一種手手段。。(2008江蘇蘇生物物)下下列關關于植植物組組織培培養(yǎng)的的敘述述中，，錯誤誤的是是（））A.培培養(yǎng)養(yǎng)基中中添加加蔗糖糖的目目的是是提供供營養(yǎng)養(yǎng)和調調節(jié)滲透透壓B.培培養(yǎng)養(yǎng)基中中的生生長素素和細細胞分分裂素素影響響愈傷傷組織的的生長長和分分化C.離離體體器官官或組組織的的細胞胞都必必須通通過脫脫分化化才能形形成愈愈傷組組織D.同同一一株綠綠色開開花植植物不不同部部位的的細胞胞經培培養(yǎng)獲得得的愈愈傷組組織基基因相相同D高考鏈接1、若若用““①②②③③④”表示植植物組組織培培養(yǎng)的的過程程。請請回答答：（1））①①表示示，被培養(yǎng)成為為④的根本原原因是（2）②②表示，其細胞特特點是。脫分化再分化離體的植物物組織器官官、組織或或細胞植物細胞具具有全能性性具有分生能能力的薄壁壁細胞愈傷組織課堂練習2、下列關關于植物組組織培養(yǎng)的的敘述中，，錯誤的是是（））A.培養(yǎng)養(yǎng)基中添加加蔗糖的目目的是提供供營養(yǎng)和調調節(jié)滲透壓壓B.培養(yǎng)養(yǎng)基中的生生長素和細細胞分裂素素影響愈傷傷組織的生生長和分化C.離體體器官或組組織的細胞胞都必須通通過脫分化化才能形成成愈傷組織D.同一一株綠色開開花植物不不同部位的的細胞經培培養(yǎng)獲得的的愈傷組織基基因相同D3、有關細細胞全能性性的含義，，正確的是是（））A.每個個生物體內內的所有細細胞都具有有相同的功功能B.生物物體內的任任何一個細細胞可以完完成該個體體的全部功功能C.生物物體的每一一個活細胞胞都具有發(fā)發(fā)育成完整整個體的潛潛能D.生物物體的每個個細胞經過過產生、分分裂、分化化、生長、、衰老、都死死亡的全過過程C思考與探究1提示：將的二倍體體馬鈴薯品品系和番茄茄葉片細胞胞進行融合合，所產生生的雜交株株被稱為““馬鈴薯番番茄”。像像大多數雜雜種一樣，，雜交株同同時具有馬馬鈴薯和番番茄的形態(tài)態(tài)特征。其其中一些植植株形成了了“類似塊塊莖的生殖殖根”，但但是沒有產產生可結實實的花、果果實以及真真正意義上上的塊莖。。到目前為為止“馬鈴鈴薯—番茄茄”一類的的體細胞雜雜交植物還還不能產生生經濟效益益，但是其其研究價值值不可忽視視。習題答案思考與探究2提示：9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Wednesday,December7,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。21:24:2221:24:2221:2412/7/20229:24:22PM11、以我我獨沈沈久，，愧君君相見見頻。。。12月月-2221:24:2221:24Dec-2207-Dec-2212、故人江江海別，，幾度隔隔山川。。。21:24:2221:24:2221:24Wednesday,December7,202213、乍見翻疑疑夢，相悲悲各問年。。。12月-2212月-2221:24:2221:24:22December7,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。07十十二二月月20229:24:22下下午午21:24:2212月月-2215、比不了得就就不比，得不不到的就不要要。。。十二月229:24下下午12月-2221:24December7,202216、行動出出成果，，工作出出財富。。。2022/12/721:24:2221:24:2207December202217、做前，，能夠環(huán)環(huán)視四周周；做時時，你只只能或者者最好沿沿著以腳腳為起點點的射線線向前。。。9:24:22下午午9:24下午午21:24:2212月-229、沒有失敗敗，只有暫暫時停止成成功！。12月-2212月-22Wednesday,December7,202210、很多事情情努力了未未必有結果果，但是不不努力卻什什么改變也也沒有。。。21:24:2221:24:2221:2412/7/20229:24:22PM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:24:2221:24Dec-2207-Dec-2212、世世間間成成事事，，不不求求其其絕絕對對圓圓滿滿，，留留一一份份不不足足，，可可得得無無限限完完美美。。。。21:24:2221:24:2221:24Wednesday,December7,202213、不知香積寺寺，數里入云云峰。。12月-2212月-2221:24:2221:24:22December7,202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。07十二二月20229:24:22下下午21:24:2212月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。十二二月月229:24下下午午12月月-2221:24December7,202216、少年十五二二十時，步行行奪得胡馬騎騎。。2022/12/721:24:2221:24:2207December202217、空山山新雨雨后，，天氣氣晚來來秋。。。9:24:22下下午9:24下下午午21:24:2212月月-229、楊柳柳散和和風，，青山山澹吾吾慮。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December7,202210、閱讀讀一切切好書書如同同和過過去最最杰出出的人人談話話。21:24:2221:24:2221:2412/7/20229:24:22PM11、越是沒有有本領的就就越加自命命不凡。12月-2