植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件

1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物-----克隆羊多利誕生于英國.這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？細胞工程1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。什么叫細胞工程？包括哪兩大領(lǐng)域？細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程動物細胞工程理論基礎(chǔ)細胞的全能性細胞工程應用的原理和方法細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或2.1植物細胞工程§2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)2.1植物細胞工程§2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)植物組織課標要求：能力要求1、理解和掌握植物組織培養(yǎng)的操作過程內(nèi)容要求1、理解植物細胞的全能性2、了解植物細胞脫分化和再分化的結(jié)果3、掌握植物組織培養(yǎng)的特點課標要求：能力要求利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花探究：1、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？植物細胞具有全能性。2、什么是細胞的全能性？探究：1、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或1、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的特性。

2、原理：

生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。

3、差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞低。受精卵生殖細胞體細胞＞＞4、大?。阂?、細胞的全能性植物細胞＞動物細胞

1、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的探究：3、克隆羊“多利”的誕生說明了什么？4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？5、為何已分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能？表現(xiàn)全能性的條件有哪些？離體、提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其它適宜條件。細胞核中含有保持物種遺傳性所需的全套基因，并沒有因為細胞分化而丟失基因，高度分化的細胞的細胞核仍具有全能性。在特定的時間和空間條件下，基因選擇性的表達的結(jié)果。生物體的每一個細胞都含本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。探究：3、克隆羊“多利”的誕生說明了什么？表現(xiàn)全能性的條件有1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）Ａ.受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高Ｂ.生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達Ｃ.卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高Ｄ.植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C趁熱打鐵：1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）C趁熱2.下列植物細胞全能性最高的是（）

A.形成層細胞B.韌皮部細胞C.木質(zhì)部細胞D.葉肉細胞

3．下列細胞全能性最高的是（）

A．植物的卵細胞

B．植物的精子細胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的葉肉細胞AC2.下列植物細胞全能性最高的是（）

A.形成層細胞

要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何操作呢?請同學們閱讀P34實驗完成P35討論題。要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？

植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。請思考一下，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？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，(3)請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。(3)請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件試管苗大規(guī)模培養(yǎng)試管苗大規(guī)模培養(yǎng)外植體愈傷組織新植株外植體愈傷組織新植株切取形成層無菌接種誘導愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化切取無菌接種誘導愈傷組織試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化

植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。二、植物組織培養(yǎng)1、概念植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細胞分裂素、生長素再分化2、過程植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植強調(diào)幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。強調(diào)幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實質(zhì)是恢復細胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。植物細胞的再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組

1、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。能力提高2、決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？植物激素1、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容知識拓展

當細胞分裂素和生長素共同使用時，能刺激愈傷組織的形成，而通過調(diào)節(jié)二者的濃度比，就可以調(diào)控植物細胞培養(yǎng)過程中芽和根的形成，稱為“激素杠桿”。具體內(nèi)容詳見P42拓展視野知識拓展當細胞分裂素和生長素共同使用時，能刺激愈傷組織反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株B.芽發(fā)育成枝條C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D.未受精的卵發(fā)育成植株A反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素C2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（）A.具有完整細胞核的細胞B.離體狀態(tài)C.導入外源基因D.一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素C3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。于是，這些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。二、植物體細胞雜交技術(shù)這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合白菜甘藍白菜－甘藍白菜甘藍白菜－甘藍1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？3．為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關(guān)？4．如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？5．如何將雜種細胞培育成雜種植株？請思考：1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化1、過程植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導方法？促進融合的方法？融合完成的標志植物細胞B二、植物體細胞雜交技術(shù)雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化1去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞雜交過程示意圖去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動2、概念

將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。3、優(yōu)勢和未解決的問題

優(yōu)勢（與有性雜交方法比較）

：打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。2、概念將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？

馬鈴薯—番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設(shè)計出具體實驗方案。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性小結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組第二節(jié)自然環(huán)境和人類活動的區(qū)域差異第二節(jié)自然環(huán)境和人類活動的區(qū)域差異AABCDA30oN40oN太平洋溫帶荒漠溫帶落葉闊葉林高寒雪蓮熱帶椰子林AABCDA30oN40oN太平洋溫帶荒漠溫帶落葉闊一、區(qū)域差異１、形成原因不同區(qū)域所處的緯度位置、海陸位置不同，加上地形等自然要素的影響。一、區(qū)域差異１、形成原因不同區(qū)域所處的緯度位置、海陸位置不同２、表現(xiàn)自然環(huán)境的差異

人類活動的差異氣候地貌水文土壤植被經(jīng)濟、社會、文化２、表現(xiàn)自然環(huán)境的差異人類活動的差異氣候經(jīng)濟、社會、文化地勢高氣溫低地勢高氣溫低自然環(huán)境制約著當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人口和城市分布等，該區(qū)以高寒農(nóng)牧業(yè)為主，人口和城市及農(nóng)牧業(yè)集中于河谷地帶等人類活動對自然環(huán)境的影響微弱，許多地方保持著原始的自然狀態(tài)。自然環(huán)境制約著當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人口和城市分布等，該區(qū)以高寒二、區(qū)域差異比較－－以日本和英國為例二、區(qū)域差異比較－－以日本和英國為例30603060１、自然環(huán)境的比較日本英國緯度位置海陸位置大氣環(huán)流亞熱帶、溫帶溫帶大陸東側(cè)大陸西側(cè)冬夏季風交替控制終年受西風控制１、自然環(huán)境的比較日本英國緯度位置海陸位置大氣環(huán)流亞熱帶、溫地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源日本英國地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源

緊急大活動1你能找出一些要素的相關(guān)性嗎？日本英國地形氣候植被水文礦產(chǎn)緊急大活動1氣候決定植被氣候、地形決定水文氣候決定植被2、人類活動的區(qū)域差異

經(jīng)濟發(fā)展的比較（發(fā)展水平很高）產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)2、人類活動的區(qū)域差異經(jīng)濟發(fā)展的比較（發(fā)展水平很高）緊急大活動2自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展形成了怎樣的制約？日本山地、丘陵為主，平原狹小，農(nóng)業(yè)用地緊張，季風氣候，雨熱同期。適合發(fā)展以水稻為主的種植業(yè)。英國為典型的溫帶海洋性氣候，終年溫和多雨，適合牧草生長，以畜牧業(yè)為主。緊急大活動2自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展形成了怎樣的制約？日本山地比較項目日本英國差異性農(nóng)業(yè)部門種植業(yè)畜牧業(yè)相似性種植業(yè)為主水稻種植業(yè)畜禽飼養(yǎng)園藝作物乳畜業(yè)畜牧業(yè)為主漁業(yè)資源豐富比較項目日本英國農(nóng)業(yè)部門種植業(yè)畜牧業(yè)相似性種植業(yè)為主水稻種植北海道漁場北海漁場成因：寒暖流交匯北海道漁場北海漁場成因：寒暖流交匯北海油田北海油田思考：日本工業(yè)為什么具有“臨海型特點”自然資源短缺，日本經(jīng)濟發(fā)展所需原料、燃料大部分靠進口，產(chǎn)品也主要依賴國際市場，工業(yè)臨海型布局可利用優(yōu)越的海洋運輸條件思考：日本工業(yè)為什么具有“臨海型特點”自然資源短缺，日本經(jīng)濟

比較項目

日本英國差異性

工業(yè)發(fā)展的比較

發(fā)達的工業(yè)化國家資源型臨海型工業(yè)部門工業(yè)布局傳統(tǒng)工業(yè)突出世界工廠高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)突出比較項目日本英國工業(yè)發(fā)展的比較思考：日本和英國都是世界發(fā)達的工農(nóng)業(yè)國家嗎？日本和英國都是以第三產(chǎn)業(yè)為主的國家，工業(yè)較為發(fā)達，農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟中不占重要的地位，許多的農(nóng)產(chǎn)品需要進口。思考：日本和英國都是以第三產(chǎn)業(yè)為主的國家，工業(yè)較為發(fā)達，農(nóng)業(yè)植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件思考：根據(jù)日本和英國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖，比較兩國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的相同之處是什么？農(nóng)業(yè)的比重都很小，說明農(nóng)業(yè)不占重要地位，第三產(chǎn)業(yè)比重最大，發(fā)展迅速，第二產(chǎn)業(yè)次之，經(jīng)濟發(fā)展水平比較高思考：農(nóng)業(yè)的比重都很小，說明農(nóng)業(yè)不占重要地位，第三產(chǎn)業(yè)比重最你還能對日本和英國進行哪些方面的比較？你還能對日本和英國進行哪些方面的比較？小結(jié)自然環(huán)境各異，文化傳統(tǒng)不同，加上人口數(shù)量懸殊，經(jīng)濟發(fā)展起步時間和發(fā)展過程方面的差異，所以兩國在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、工業(yè)和城市分布等方面有較大差異。小結(jié)自然環(huán)境各異，文化傳統(tǒng)不同，加上人口數(shù)量懸殊，經(jīng)濟發(fā)展起根據(jù)以上的案例比較，歸納出區(qū)域差異比較的一般步驟。植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件總結(jié)歸納：比較兩個區(qū)域差異的方法：１、自然環(huán)境：地理位置（

、

）氣候、地形、植被、水文、自然資源。２、人類活動：經(jīng)濟發(fā)展特點、（工業(yè)、農(nóng)業(yè)、人口、城市）等總結(jié)歸納：１、自然環(huán)境：(1)圖示a、b兩地中位于珠江三角洲的是__________。(1)圖示a、b兩地中位于珠江三角洲的是__________長江三角洲與珠江三角洲的區(qū)域差異(只需列出比較的要素)自然環(huán)境的差異主要體現(xiàn)在人類活動的差異主要體現(xiàn)在(2)填寫下表，說明應從哪些方面比較長江三角洲與珠江三角洲的區(qū)域差異。地形、氣候、水文、植被、土壤人口、交通、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、城市長江三角洲與珠江三角洲的區(qū)域差異自然環(huán)境的差異主要體現(xiàn)在人類謝謝大家謝謝大家三、我國三大自然區(qū)的劃分1.劃分依據(jù)3.三大自然區(qū)的分界線2.三大自然區(qū)的名稱氣候與地形東部季風區(qū)西北干旱半干旱區(qū)青藏高寒區(qū)三、我國三大自然區(qū)的劃分1.劃分依據(jù)3.三大自然區(qū)的分界線2地勢西高東低，呈三級階梯地勢西高東低，呈三級階梯請大家結(jié)合書本，找一找我國的主要地形區(qū)請大家結(jié)合書本，找一找我國的主要地形區(qū)受太陽輻射影響，我國年平均氣溫的分布由南向北遞減受太陽輻射影響，我國年平均氣溫的分布由南向北遞減受海陸位置的影響，年降水量的分布由東南沿海向西北遞減受海陸位置的影響，年降水量的分布由東南沿海向西北遞減東部季風區(qū)西北干旱半干旱區(qū)青藏高寒區(qū)北方南方昆侖山—阿爾金山—祁連山—橫斷山（3000米等高線）大興安嶺—長城（400㎜等降水量線）秦嶺—淮河東部季風區(qū)西北干旱半干旱區(qū)青藏高寒區(qū)北方南方昆侖山—阿爾金山植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件３、三大自然區(qū)的比較：東部季風區(qū)西北干旱半干旱區(qū)青藏高寒區(qū)地形氣候植被土壤動物水文農(nóng)業(yè)城市人口３、三大自然區(qū)的比較：東部季風區(qū)西北干旱半干旱區(qū)青藏高寒區(qū)地甲、乙兩圖分別為英國和美國工業(yè)分布示意圖，回答下列問題。甲、乙兩圖分別為英國和美國工業(yè)分布示意圖，

圖5—17—20⑴在乙圖⑤、⑥、⑦鋼鐵工業(yè)中心與②在工業(yè)布局類型中，同屬

型。⑵甲圖中國家的石油工業(yè)基地④它是隨著

油田的開發(fā)而形成；⑶乙圖中國家著名的“硅谷”位于圖中

（填寫數(shù)字代號）

城市附近；主導工業(yè)部門是

圖5—17—20⑷甲圖中的國家是世界農(nóng)產(chǎn)品主要進口國之一，該國屬典型的

氣候，此種氣候類型不利于農(nóng)作物的成熟，但對

生長有利，該國近年來接連發(fā)生了

病、口蹄疫等，影響了農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)；乙圖中的城市⑦以北地帶由于生長期較短，在農(nóng)業(yè)專業(yè)化區(qū)中屬于

帶。⑷甲圖中的國家是世界農(nóng)產(chǎn)品主要進口國之一，

1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物-----克隆羊多利誕生于英國.這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？細胞工程1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。什么叫細胞工程？包括哪兩大領(lǐng)域？細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程動物細胞工程理論基礎(chǔ)細胞的全能性細胞工程應用的原理和方法細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或2.1植物細胞工程§2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)2.1植物細胞工程§2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)植物組織課標要求：能力要求1、理解和掌握植物組織培養(yǎng)的操作過程內(nèi)容要求1、理解植物細胞的全能性2、了解植物細胞脫分化和再分化的結(jié)果3、掌握植物組織培養(yǎng)的特點課標要求：能力要求利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花探究：1、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？植物細胞具有全能性。2、什么是細胞的全能性？探究：1、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或1、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的特性。

2、原理：

生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。

3、差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞低。受精卵生殖細胞體細胞＞＞4、大?。阂?、細胞的全能性植物細胞＞動物細胞

1、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的探究：3、克隆羊“多利”的誕生說明了什么？4、生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？5、為何已分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能？表現(xiàn)全能性的條件有哪些？離體、提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其它適宜條件。細胞核中含有保持物種遺傳性所需的全套基因，并沒有因為細胞分化而丟失基因，高度分化的細胞的細胞核仍具有全能性。在特定的時間和空間條件下，基因選擇性的表達的結(jié)果。生物體的每一個細胞都含本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個體的全套基因。探究：3、克隆羊“多利”的誕生說明了什么？表現(xiàn)全能性的條件有1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）Ａ.受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高Ｂ.生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達Ｃ.卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高Ｄ.植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C趁熱打鐵：1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）C趁熱2.下列植物細胞全能性最高的是（）

A.形成層細胞B.韌皮部細胞C.木質(zhì)部細胞D.葉肉細胞

3．下列細胞全能性最高的是（）

A．植物的卵細胞

B．植物的精子細胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的葉肉細胞AC2.下列植物細胞全能性最高的是（）

A.形成層細胞

要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何操作呢?請同學們閱讀P34實驗完成P35討論題。要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？

植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。請思考一下，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？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，(3)請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。(3)請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖植物細胞工程的基本技術(shù)教學課件試管苗大規(guī)模培養(yǎng)試管苗大規(guī)模培養(yǎng)外植體愈傷組織新植株外植體愈傷組織新植株切取形成層無菌接種誘導愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化切取無菌接種誘導愈傷組織試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化

植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。二、植物組織培養(yǎng)1、概念植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細胞分裂素、生長素再分化2、過程植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植強調(diào)幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。強調(diào)幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實質(zhì)是恢復細胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。植物細胞的再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組

1、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。能力提高2、決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？植物激素1、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容知識拓展

當細胞分裂素和生長素共同使用時，能刺激愈傷組織的形成，而通過調(diào)節(jié)二者的濃度比，就可以調(diào)控植物細胞培養(yǎng)過程中芽和根的形成，稱為“激素杠桿”。具體內(nèi)容詳見P42拓展視野知識拓展當細胞分裂素和生長素共同使用時，能刺激愈傷組織反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A.花粉培養(yǎng)成單倍體植株B.芽發(fā)育成枝條C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D.未受精的卵發(fā)育成植株A反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素C2.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（）A.具有完整細胞核的細胞B.離體狀態(tài)C.導入外源基因D.一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素C3.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。于是，這些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。二、植物體細胞雜交技術(shù)這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合白菜甘藍白菜－甘藍白菜甘藍白菜－甘藍1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？3．為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關(guān)？4．如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？5．如何將雜種細胞培育成雜種植株？請思考：1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化1、過程植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導方法？促進融合的方法？融合完成的標志植物細胞B二、植物體細胞雜交技術(shù)雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化1去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞雜交過程示意圖去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動2、概念

將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。3、優(yōu)勢和未解決的問題

優(yōu)勢（與有性雜交方法比較）

：打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。2、概念將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？

馬鈴薯—番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設(shè)計出具體實驗方案。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性小結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組第二節(jié)自然環(huán)境和人類活動的區(qū)域差異第二節(jié)自然環(huán)境和人類活動的區(qū)域差異AABCDA30oN40oN太平洋溫帶荒漠溫帶落葉闊葉林高寒雪蓮熱帶椰子林AABCDA30oN40oN太平洋溫帶荒漠溫帶落葉闊一、區(qū)域差異１、形成原因不同區(qū)域所處的緯度位置、海陸位置不同，加上地形等自然要素的影響。一、區(qū)域差異１、形成原因不同區(qū)域所處的緯度位置、海陸位置不同２、表現(xiàn)自然環(huán)境的差異

人類活動的差異氣候地貌水文土壤植被經(jīng)濟、社會、文化２、表現(xiàn)自然環(huán)境的差異人類活動的差異氣候經(jīng)濟、社會、文化地勢高氣溫低地勢高氣溫低自然環(huán)境制約著當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人口和城市分布等，該區(qū)以高寒農(nóng)牧業(yè)為主，人口和城市及農(nóng)牧業(yè)集中于河谷地帶等人類活動對自然環(huán)境的影響微弱，許多地方保持著原始的自然狀態(tài)。自然環(huán)境制約著當?shù)氐墓まr(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人口和城市分布等，該區(qū)以高寒二、區(qū)域差異比較－－以日本和英國為例二、區(qū)域差異比較－－以日本和英國為例30603060１、自然環(huán)境的比較日本英國緯度位置海陸位置大氣環(huán)流亞熱帶、溫帶溫帶大陸東側(cè)大陸西側(cè)冬夏季風交替控制終年受西風控制１、自然環(huán)境的比較日本英國緯度位置海陸位置大氣環(huán)流亞熱帶、溫地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源日本英國地形氣候植被水文礦產(chǎn)資源

緊急大活動1你能找出一些要素的相關(guān)性嗎？日本英國地形氣候植被水文礦產(chǎn)緊急大活動1氣候決定植被氣候、地形決定水文氣候決定植被2、人類活動的區(qū)域差異

經(jīng)濟發(fā)展的比較（發(fā)展水平很高）產(chǎn)業(yè)部門產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)2、人類活動的區(qū)域差異經(jīng)濟發(fā)展的比較（發(fā)展水平很高）緊急大活動2自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展形成了怎樣的制約？日本山地、丘陵為主，平原狹小，農(nóng)業(yè)用地緊張，季風氣候，雨熱同期。適合發(fā)展以水稻為主的種植業(yè)。英國為典型的溫帶海洋性氣候，終年溫和多雨，適合牧草生長，以畜牧業(yè)為主。緊急大活動2自然環(huán)境對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展形成了怎樣的制約？日本山地比較項目日本英國差異性農(nóng)業(yè)部門種植業(yè)畜牧業(yè)相似性種植業(yè)為主水稻種植業(yè)畜禽飼養(yǎng)園藝作物乳畜業(yè)畜牧業(yè)為主漁業(yè)資源豐富比較項目日本英國農(nóng)業(yè)部門種植業(yè)畜牧業(yè)相似性種植業(yè)為主水稻種植北海道漁場北海漁場成因：寒暖流交匯北海道漁場北海漁場成因：寒暖流交匯北海油田北海油田思考：日本工業(yè)為什么具有“臨海型特點”自然資源短缺，日本經(jīng)濟發(fā)展所需原料、燃料大部分靠進口，產(chǎn)品也主要依賴國際市場，工業(yè)臨海型布局可利用優(yōu)越的海洋運輸條件思考：日本工業(yè)為什么具有“臨海型特點”自然資源短缺，日本經(jīng)濟

比較項目

日本英國差異性

工業(yè)發(fā)展的比較

發(fā)達的工業(yè)化國家資源型臨海型工業(yè)部門工業(yè)布局傳統(tǒng)工業(yè)突出世界工廠高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)突出比較項目日本英國工業(yè)發(fā)展的比較思考：日本和英國都是世界發(fā)達的工農(nóng)業(yè)國家嗎？日本和英國都是以第三產(chǎn)業(yè)為主的國家，工業(yè)較為發(fā)達，農(nóng)業(yè)在經(jīng)濟中不占重要的地位，許多的農(nóng)產(chǎn)品需要進口。思考：日本和英國