優(yōu)質(zhì)公開課-植物細胞工程課件

細胞工程細胞工程細胞工程的概念

指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，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(xué)技術(shù)。細胞工程的概念指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)?？寺《嗬蜓蚣夹g(shù)是

水平上的技術(shù)，培育抗蟲棉是

水平上的技術(shù)。蛋白質(zhì)工程是

水平上的技術(shù)。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:分子前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),細胞工程與基因工程相比細胞工程細胞工程所采用技術(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)手段植物組具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。

1、實質(zhì)：2、體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因選擇性表達的結(jié)果

一、植物細胞工程的理論基礎(chǔ)---細胞全能性3、全能性表達的條件（植物組織培養(yǎng)的條件）：內(nèi)因：離體細胞、組織或器官（為什么要離體？）外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素）

具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整生物體二、植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性1、植物組織培養(yǎng)的概念

下列屬于植物組織培養(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)育成植株即時應(yīng)用A二、植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性1、植物組織培切取切取接種接種植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)無機營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④生長激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生愈傷組織的形成愈傷組織的形成植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）培養(yǎng)室培養(yǎng)室試管苗大規(guī)模培養(yǎng)試管苗大規(guī)模培養(yǎng)移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培離體的植物器官、組織或細胞（外植體）愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化①無菌②營養(yǎng)：有機物無機鹽水分③一定的外界條件④植物激素：

細胞分裂素生長素遮光一定的光照芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體的植物器官、組織或細胞（外植體）愈傷組織根、芽植物體脫分×二、植物體細胞雜交1概念：不同種植物的體細胞融合成一個雜種細胞，雜種細胞發(fā)育成新的植物體的方法。2理論基礎(chǔ)：細胞膜的流動性和植物細胞的全能性×二、植物體細胞雜交1概念：不同種植物的體細胞融合成一個雜小組合作討論（3min）：（1）要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？（2）怎樣通過比較溫和的方法去掉細胞壁？（3）怎樣誘導(dǎo)兩個原生質(zhì)體的融合？（3）如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？（4）如何將雜種細胞培育成雜種植株？小組合作討論（3min）：①②③④⑤融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細胞植物B細胞誘導(dǎo)融合再生出細胞壁雜種細胞脫分化（細胞分裂）愈傷組織再分化雜種植株植物組織培養(yǎng)植物細胞融合二、植物體細胞雜交3過程：①②③④⑤融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細4意義：⑴克服了遠源雜交不親和性的障礙⑵擴展了用于雜交的親本范圍5未解決的問題：還不能讓雜種植物按照人們的要求表現(xiàn)出親代性狀。白菜甘藍白菜－甘藍4意義：⑴克服了遠源雜交不親和性的障礙⑵擴展了用于雜交的即時應(yīng)用1、在下列選項中，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(

)A．利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株B．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株C．利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的棉花植株D．利用細胞工程培養(yǎng)“番茄—馬鈴薯”雜種植株A即時應(yīng)用1、在下列選項中，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(2.1.2植物細胞工程的實際應(yīng)用2.1.2植物細胞工程的實際應(yīng)用

資料1

蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因為蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。資料1蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。

資料2

科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點。但因其不結(jié)種子，每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。資料2科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，

資料3

病毒引起的植物病害有500多種。受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。資料3病毒引起的植物病害有500多種。一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）2.作物脫毒（培養(yǎng)無病毒植株）3.神奇的人工種子二、作物新品種的培育三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）二、作物1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）概念：應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖優(yōu)良品種植物(2)特點:①保持優(yōu)良品種的遺傳特性②周期短，不受季節(jié)、氣候、自然災(zāi)害等因素的影響③高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖

例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出400萬株蘭花苗。

1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）例：用一個蘭花莖尖就可以在蘭花楊樹生菜無籽西瓜(3)微型繁殖的應(yīng)用：蘭花楊樹生菜無籽西瓜(3)微型繁殖

(1)材料:植物的分生區(qū)(莖尖)--無病毒或極少

(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗

2.作物脫毒（培養(yǎng)無病毒植株）(1)材料:植物的分生區(qū)(莖尖)--脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿3.神奇的人工種子樹木需生長數(shù)年才能結(jié)出種子。優(yōu)良雜交種后代會因發(fā)生性狀分離而喪失優(yōu)良特性。受季節(jié)、氣候和地域的限制。制種時需要占用大量土地。如何克服缺陷？常規(guī)種子植物生產(chǎn)的不足3.神奇的人工種子樹木需生長數(shù)年才能結(jié)出種子。優(yōu)良雜交種后人工種子技術(shù)：結(jié)構(gòu)：特性：優(yōu)點：胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）人工薄膜：加入適量無機鹽、有機碳源等養(yǎng)分，農(nóng)藥、抗生素、有益菌及生長調(diào)節(jié)劑等組織培養(yǎng)與天然種子比：

①解決某些作物繁殖力低、結(jié)子困難、發(fā)芽率低問題②保持優(yōu)良品種遺傳特性③不受氣候、季節(jié)、地域的限制，時間短，占地少與試管苗比：有人工薄膜保護，方便地貯藏和運輸在適宜條件下可以萌發(fā)長成幼苗。人工種子技術(shù)：胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）加入適量無機鹽、有人工胚乳相當天然種子的胚(由外植體或愈傷組織產(chǎn)生)提供營養(yǎng)保護作用人工胚乳相當天然種子的胚提供營養(yǎng)保護作用人工種子應(yīng)用花椰菜桉樹水稻芹菜人工種子應(yīng)用花椰菜桉樹水稻芹菜明顯縮短育種年限(相對常規(guī)選育)后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體正常植物花藥愈傷組織

單倍體幼苗

脫分化再分化染色體加倍秋水仙素處理1.單倍體育種

(1)方法:(2)優(yōu)點:花藥的離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍,選擇穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種種子純合體選優(yōu)自交二、作物新品種的培育明顯縮短育種年限(相對常規(guī)選育)后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體正常2.突變體的利用

對植物組織培養(yǎng)過程中得愈傷組織進行誘變處理，促其發(fā)生突變，誘導(dǎo)分化成植株，篩選對人們有利突變體，進而培育新品種新品種外植體愈傷組織

多種突變體

篩選培育脫分化誘導(dǎo)分化誘變處理白三葉草抗病、抗鹽、含高蛋白、高產(chǎn)。2.突變體的利用對植物組織培養(yǎng)過程中得愈傷組1.種類:2.技術(shù):蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等.植物的組織培養(yǎng)----愈傷組織細胞培養(yǎng)注意:

一般培養(yǎng)到愈傷組織階段，從愈傷組織的細胞中獲得細胞產(chǎn)物!三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等.植物的組轉(zhuǎn)基因細胞雜種細胞莖尖、根尖等分生區(qū)花藥（花粉）外植體脫分化愈傷組織再分化叢芽或胚狀體

工廠化生產(chǎn)藥物人工種子轉(zhuǎn)基因植物雜種植物作物脫毒單倍體育種微型繁殖植物體誘變處理突變細胞總結(jié):植物細胞工程的實際應(yīng)用突變體的利用+人工薄膜培養(yǎng)轉(zhuǎn)基因細胞外植體脫分化愈傷組織再分化叢芽或胚狀體工廠化人細胞工程細胞工程細胞工程的概念

指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，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(xué)技術(shù)。細胞工程的概念指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)?？寺《嗬蜓蚣夹g(shù)是

水平上的技術(shù)，培育抗蟲棉是

水平上的技術(shù)。蛋白質(zhì)工程是

水平上的技術(shù)。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:分子前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),細胞工程與基因工程相比細胞工程細胞工程所采用技術(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)手段植物組具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。

1、實質(zhì)：2、體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因選擇性表達的結(jié)果

一、植物細胞工程的理論基礎(chǔ)---細胞全能性3、全能性表達的條件（植物組織培養(yǎng)的條件）：內(nèi)因：離體細胞、組織或器官（為什么要離體？）外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素）

具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整生物體二、植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性1、植物組織培養(yǎng)的概念

下列屬于植物組織培養(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)育成植株即時應(yīng)用A二、植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性1、植物組織培切取切取接種接種植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)無機營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④生長激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生愈傷組織的形成愈傷組織的形成植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）培養(yǎng)室培養(yǎng)室試管苗大規(guī)模培養(yǎng)試管苗大規(guī)模培養(yǎng)移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培離體的植物器官、組織或細胞（外植體）愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化①無菌②營養(yǎng)：有機物無機鹽水分③一定的外界條件④植物激素：

細胞分裂素生長素遮光一定的光照芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照排列疏松而無規(guī)則，高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體的植物器官、組織或細胞（外植體）愈傷組織根、芽植物體脫分×二、植物體細胞雜交1概念：不同種植物的體細胞融合成一個雜種細胞，雜種細胞發(fā)育成新的植物體的方法。2理論基礎(chǔ)：細胞膜的流動性和植物細胞的全能性×二、植物體細胞雜交1概念：不同種植物的體細胞融合成一個雜小組合作討論（3min）：（1）要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？（2）怎樣通過比較溫和的方法去掉細胞壁？（3）怎樣誘導(dǎo)兩個原生質(zhì)體的融合？（3）如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？（4）如何將雜種細胞培育成雜種植株？小組合作討論（3min）：①②③④⑤融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細胞植物B細胞誘導(dǎo)融合再生出細胞壁雜種細胞脫分化（細胞分裂）愈傷組織再分化雜種植株植物組織培養(yǎng)植物細胞融合二、植物體細胞雜交3過程：①②③④⑤融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細4意義：⑴克服了遠源雜交不親和性的障礙⑵擴展了用于雜交的親本范圍5未解決的問題：還不能讓雜種植物按照人們的要求表現(xiàn)出親代性狀。白菜甘藍白菜－甘藍4意義：⑴克服了遠源雜交不親和性的障礙⑵擴展了用于雜交的即時應(yīng)用1、在下列選項中，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(

)A．利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株B．利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株C．利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的棉花植株D．利用細胞工程培養(yǎng)“番茄—馬鈴薯”雜種植株A即時應(yīng)用1、在下列選項中，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是(2.1.2植物細胞工程的實際應(yīng)用2.1.2植物細胞工程的實際應(yīng)用

資料1

蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。蘭花常用分根法和種子進行繁殖。在蘭花的常規(guī)繁殖中，遇到的難題是：用分根法繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣;用種子繁殖又很困難，因為蘭花的種子十分微小，胚很纖弱，種子幾乎沒有儲藏營養(yǎng)物質(zhì)，在發(fā)芽過程中很容易夭折。資料1蘭花因高雅美麗而深受人們喜愛。

資料2

科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，培育出的三倍體無子西瓜，具有無子、含糖高、口感好等特點。但因其不結(jié)種子，每年必須用四倍體和二倍體西瓜雜交培育種子，不僅增加了生產(chǎn)成本，也給無籽西瓜的普及帶來困難。資料2科學(xué)家應(yīng)用多倍體育種的方法，

資料3

病毒引起的植物病害有500多種。受害的植物包括糧食作物、蔬菜、果樹和花卉，如水稻、小麥、棉花、馬鈴薯、油菜、大蒜、蘋果、棗、唐菖蒲、蘭花等。而且沒有有效的防治辦法，只能拔除病株，造成很大的經(jīng)濟損失。病毒多集中在種子、老葉等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的組織中較少，在分生區(qū)幾乎不含病毒。資料3病毒引起的植物病害有500多種。一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）2.作物脫毒（培養(yǎng)無病毒植株）3.神奇的人工種子二、作物新品種的培育三、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）二、作物1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）概念：應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖優(yōu)良品種植物(2)特點:①保持優(yōu)良品種的遺傳特性②周期短，不受季節(jié)、氣候、自然災(zāi)害等因素的影響③高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖

例：用一個蘭花莖尖就可以在一年內(nèi)生產(chǎn)出400萬株蘭花苗。

1.微型繁殖（也叫快速繁殖技術(shù)）例：用一個蘭花莖尖就可以在蘭花楊樹生菜無籽西瓜(3)微型繁殖的應(yīng)用：蘭花楊樹生菜無籽西瓜(3)微型繁殖

(1)材料:植物的分生區(qū)(莖尖)--無病毒或極少

(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗

2.作物脫毒（培養(yǎng)無病毒植株）(1)材料:植物的分生區(qū)(莖尖)--脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿脫毒產(chǎn)品甘蔗香蕉馬鈴薯菠蘿3.神奇的人工種子樹木需生長數(shù)年才能結(jié)出種子。優(yōu)良雜交種后代會因發(fā)生性狀分離而喪失優(yōu)良特性。受季節(jié)、氣候和地域的限制。制種時需要占用大量土地。如何克服缺陷？常規(guī)種子植物生產(chǎn)的不足3.神奇的人工種子樹木需生長數(shù)年才能結(jié)出種子。優(yōu)良雜交種后人工種子技術(shù)：結(jié)構(gòu)：特性：優(yōu)點：胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）人工薄膜：加入適量無機鹽、有機碳源等養(yǎng)分，農(nóng)藥、抗生素、有益菌及生長調(diào)節(jié)劑等組織培養(yǎng)與天然種子比：

①解決某些作物繁殖力低、結(jié)子困難、發(fā)芽率低問題②保持優(yōu)良品種遺傳特性③不受氣候、季節(jié)、地域的