+2.1植物細胞工程++第1課時+植物細胞工程的基本技術課件-【知識精講精研】高二下學期生物人教版（2019）選擇性必修3

第2章

細胞工程第1節(jié)

植物細胞工程第1課時

植物細胞工程的基本技術從社會中來

我國人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花，但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題，如果靠自然繁殖，蘭花的價格可想而知了。

利用植物組織培養(yǎng)技術可以大量、快速地培育蘭花。蘭花是觀賞植物中最常見的一類，依靠植物組織培養(yǎng)繁育種苗的植物，其組培苗的數(shù)量約占觀賞植物組培苗總量的40%。

如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？

細胞工程是指應用細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學等多學科的原理和方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。原理和方法操作水平目的分類細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學細胞器、細胞或組織獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品動物細胞工程和植物細胞工程一、細胞工程概念：細胞經(jīng)過

后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能?！参锛毎娜苄?、具有全能性的原因：一般生物體的每一個細胞都包含有該物種的

。即都有發(fā)育成

所必需的全部遺傳信息。全套遺傳信息完整個體3、體現(xiàn)全能性的標志：細胞→完整個體或其他各種細胞實例：胡蘿卜韌皮部細胞發(fā)育成完整植株受精卵發(fā)育成個體（動植物）蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細胞發(fā)育成雄峰

用一片葉子、一片花瓣、一?；ǚ鄯敝吵鲂碌闹仓甓?、植物細胞工程的理論基礎1、定義：分裂和分化實例：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉4、生物體內(nèi)細胞不體現(xiàn)全能性的原因：基因在特定的時間和空間條件下

表達的結果。選擇性5、全能性大小比較：（1）分化程度低的

分化程度高的（2）細胞分裂能力強的

細胞分裂能力弱＞＞（3）受精卵

胚胎干細胞

生殖細胞

體細胞

植物細胞

動物細胞＞＞＞＞——植物細胞的全能性二、植物細胞工程的理論基礎1、植物細胞工程發(fā)展歷程哈伯蘭特提出了細胞全能性的理論，但相關的實驗嘗試沒有成功。斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細胞可以分化為胚，為細胞全能性理論提供了強有力的支持。科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細胞壁，成功獲得了原生質體。古哈等在培養(yǎng)毛曼陀羅的花藥時，首次得到了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的胚。卡爾森誘導煙草種間原生質體融合，獲得了第一株體細胞種間雜種植株。土壤農(nóng)桿菌的Ti質粒被發(fā)現(xiàn)。之后，該質粒應用于植物分子生物學領域，促進了植物細胞工程與分子生物學技術的緊密結合。1902年1958年1960年1964年1971年1974年三、植物細胞工程2、植物細胞工程的基本技術植物組織培養(yǎng)技術植物體細胞雜交技術三、植物細胞工程2、一般過程：外植體愈傷組織脫分化芽、根等再分化試管苗接種外植體移栽成活誘導愈傷組織脫分化誘導生芽再分化誘導生根再分化分化狀態(tài)未分化狀態(tài)四、植物組織培養(yǎng)技術完整植株生長發(fā)育1、定義：指

的植物器官、組織或細胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其分化為

的技術。離體完整植株外植體（無菌條件）4、脫分化：

在一定的

和

等條件的

下，

的細胞

，轉變成

，進而形成愈傷組織的過程。激素營養(yǎng)誘導已經(jīng)分化失去其特有的結構和功能未分化的細胞（1）光照條件：（2）過程中涉及的生命活動：一般不需要光照只有細胞增殖（有絲分裂），沒有細胞分化

在植物組織培養(yǎng)過程中，從植物體上被分離下來的，接種在培養(yǎng)基上供培養(yǎng)用的原生質體、細胞、組織、器官等。3、外植體：四、植物組織培養(yǎng)技術注意說明①外植體脫分化的難易因植物種類、器官來源及生理狀況的不同而不同。一般來說，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對較易，而植物的莖、葉等成熟的組織脫分化則較難。②該過程添加的外源激素主要是細胞分裂素和生長素（比例適中），因為二者能強烈地促進愈傷組織的形成。（3）結果：形成愈傷組織③無菌操作——植物組織培養(yǎng)成功的關鍵。4、脫分化：四、植物組織培養(yǎng)技術5、愈傷組織：

細胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞團。四、植物組織培養(yǎng)技術拓展：植物組織培養(yǎng)的兩種途徑胚狀體途徑器官發(fā)生途徑四、植物組織培養(yǎng)技術5、愈傷組織：

細胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞團。6、胚狀體：

離體培養(yǎng)條件下，沒有經(jīng)過受精過程，但是經(jīng)過了胚胎發(fā)育過程所形成的胚狀類似物，因而統(tǒng)稱為體細胞胚或胚狀體。四、植物組織培養(yǎng)技術7、再分化：

脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)，又可以

出芽或根等器官的過程。重新分化（1）實質：（2）光照條件：基因的選擇性表達需要給予適當強度的光照誘導葉綠素的合成，使試管苗能夠進行光合作用原因：（3）過程中涉及的生命活動：既有細胞增殖（有絲分裂），又有細胞分化。（4）結果：愈傷組織芽低高根生長素細胞分裂素胚狀體四、植物組織培養(yǎng)技術①外植體的遺傳特征和取材的位置會影響愈傷組織的再分化能力。②培養(yǎng)基的成分和物理性質對器官的形成有一定的影響，但起決定作用的是植物激素，特別是生長素和細胞分裂素的配比。8、生長發(fā)育：

將試管苗移到大田中栽培或進行無土栽培，使之進一步生長發(fā)育為具有根、莖、葉且能開花、結果的完整植株。7、再分化：（5）影響植物組織再分化的因素：四、植物組織培養(yǎng)技術脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗結果形成愈傷組織形成根、芽需要條件①離體②適宜的營養(yǎng)③生長素與細胞分裂素的比例適中④一般不需光①離體②適宜的營養(yǎng)③生長素與細胞分裂素的比例高或低誘導生根或生芽④光照決定植物脫分化、再分化的關鍵因素四、植物組織培養(yǎng)技術脫分化與再分化的區(qū)別（1）離體狀態(tài)（2）無菌操作（3）種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質（4）植物激素（主要是生長素和細胞分裂素）誘導和調節(jié)（5）適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）細胞表現(xiàn)全能性的條件課堂小結1、下列最容易表達出細胞的全能性的是()A．人的口腔上皮細胞B．葡萄枝韌皮部細胞C．兔的肝臟細胞D．鼠的神經(jīng)細胞B2、下列有關細胞全能性的敘述，正確的是()A．植物體只有體細胞才具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因B．高度分化的植物細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C．植物體內(nèi)某些體細胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同D．紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性B課堂練習3、下圖表示植物組織培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織,這體現(xiàn)了植物細胞的()BA.再分化過程 B.脫分化過程C.具有選擇性屬性 D.具有全能性本質課堂練習1、下列實例中，能夠體現(xiàn)細胞全能性的是()A．小鼠腺細胞的自我復制B．克隆羊多莉的獲得C．壁虎斷尾后重新長出尾部D．胡蘿卜韌皮部細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株D2、下列關于植物組織培養(yǎng)的敘述，不正確的是()A．植物組織培養(yǎng)利用的原理是細胞的全能性B．脫分化和再分化所用培養(yǎng)基的物理狀態(tài)不同C．脫分化和再分化過程中，細胞核中的遺傳物質不變D．操作和培養(yǎng)過程中要保持無菌狀態(tài)B作業(yè)3、番茄根尖經(jīng)過植物組織培養(yǎng)可以形成完整的番茄植株。下列有關敘述錯誤的是()A.此過程中發(fā)生了細胞的脫分化、再分化B.植物激素在此過程中起調節(jié)作用C.