高二 人教版 生物學(xué) 選擇性必修3 第2章《植物細(xì)胞工程（第1課時）》課件

高二—人教版—生物學(xué)—選擇性必修3—第2章

植物細(xì)胞工程（第1課時）

世界首例體細(xì)胞克隆猴“中中”和“華華”。2017年誕生于中國。

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。細(xì)胞工程的概念：科技探索之路——植物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程1902年，哈珀蘭特提出了細(xì)胞全能性的理論，但相關(guān)的實驗嘗試沒有成功。1958年，斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持。1960年，科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。1964年，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發(fā)育而來的胚。1971年，卡爾森誘導(dǎo)煙草種間原生質(zhì)體融合，獲得了第一株體細(xì)胞種間雜種植株。1974年，土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒被發(fā)現(xiàn)。之后該質(zhì)粒應(yīng)用于植物分子生物學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。

從古至今，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。

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？學(xué)習(xí)內(nèi)容植物組織培養(yǎng)技術(shù)學(xué)習(xí)目標(biāo)和重點難點一、學(xué)習(xí)目標(biāo)：（一）理解植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有全能性。（二）建構(gòu)植物組織培養(yǎng)的基本流程，概括植物組織培養(yǎng)的概念。二、學(xué)習(xí)重難點：植物組織培養(yǎng)的原理與過程。一、植物細(xì)胞的全能性

細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能，即細(xì)胞的全能性。植物組織培養(yǎng)的基本原理。

為什么植物組織或細(xì)胞能培養(yǎng)成完整植物體？

在生物的生長發(fā)育過程中，為什么不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性？

生物體內(nèi)的細(xì)胞在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會選擇性的表達(dá)，即發(fā)生細(xì)胞分化。如芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉。一、植物細(xì)胞的全能性（一）細(xì)胞具有全能性的根本原因是什么？（二）所有細(xì)胞全能性大小都一致嗎？一、植物細(xì)胞的全能性1.受精卵＞配子＞體細(xì)胞。2.植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞。3.具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞＞不分裂的細(xì)胞。4.分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞。

生物體的每一個細(xì)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。指將離體的植物器官、組織或細(xì)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(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。（一）植物組織培養(yǎng)的概念統(tǒng)稱外植體二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(二)植物組織培養(yǎng)的流程接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生根移栽成活二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)誘導(dǎo)生芽（三）菊花的組織培養(yǎng)1.實驗原理：植物細(xì)胞一般具有全能性。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.材料用具：（1）材料：幼嫩的菊花莖段、培養(yǎng)基、體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液和無菌水和培養(yǎng)基等。（2）用具：50mL錐形瓶、燒杯、酒精燈、超凈工作臺（或接種箱）、高壓蒸汽滅菌鍋、培養(yǎng)箱、封口膜、濾紙、標(biāo)簽、消毒用酒精棉球、培養(yǎng)皿、解剖刀和鑷子等。3.方法步驟：（1）消毒：二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（三）菊花的組織培養(yǎng)雙手和超凈工作臺酒精擦拭外植體（幼嫩的莖段）：酒精消毒30s無菌水2～3次次氯酸鈉30min無菌水2～3次

注意：實驗使用的培養(yǎng)基和所有器械都要滅菌。接種操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行，并且每次使用后的器械都要滅菌。

將消過毒的外植體置于無菌的培養(yǎng)皿中，用無菌濾紙吸去表面的水分。用解剖刀將外植體切成0.5～1cm長的小段。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（三）菊花的組織培養(yǎng)3.方法步驟：（2）取材：二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（三）菊花的組織培養(yǎng)3.方法步驟：（3）接種：

在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上做好標(biāo)記。注意：接種時注意外植體的方向，不要倒插。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（三）菊花的組織培養(yǎng)3.方法步驟：（4）脫分化：外植體愈傷組織脫分化18～22℃（不需光照）

已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程。

排列疏松無而無規(guī)則，高度液泡化，不定形的薄壁細(xì)胞團(tuán)塊。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)（三）菊花的組織培養(yǎng)3.方法步驟：（5）再分化：

愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。植物激素比例是如何影響愈傷組織的分裂分化方向的呢？生長素/細(xì)胞分裂素的比值作用效果比值高時比值低時比值適中

促進(jìn)根分化、抑制芽形成促進(jìn)芽分化、抑制根形成促進(jìn)愈傷組織形成

愈傷組織培養(yǎng)15～20d后，轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上，出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。

移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移栽到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土，每天觀察并記錄幼苗生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。（三）菊花的組織培養(yǎng)3.方法步驟：（6）移栽：(1)接種3～4d后，檢查外植體的生長情況時，有的同學(xué)發(fā)現(xiàn)部分外植體被污染，請思考它們被污染的原因。

用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合某些微生物的生長，如一些細(xì)菌、真菌等的生長。培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實驗前功盡棄，因此，要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。

導(dǎo)致外植體被污染的原因可能有：培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過程不符合無菌操作要求等。（三）菊花的組織培養(yǎng)4.實驗結(jié)果與分析：(2)

培育的幼苗移栽到露地后，如何確保其能夠正常生長？

生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培的辦法。培養(yǎng)基質(zhì)要提前消毒，可以向培養(yǎng)基質(zhì)噴灑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的高錳酸鉀，并用塑料薄膜覆蓋12h。掀開塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的組培苗要在溫室過渡幾天，待其長壯后再移植到大田或盆中。（三）菊花的組織培養(yǎng)4.實驗結(jié)果與分析：總結(jié)一、植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。二、植物組織培養(yǎng)的流程包括：愈傷組織再分化根、芽

植株（可移栽）脫分化分裂、分化外植體總結(jié)1.下圖表示菊花莖段細(xì)胞通過無菌操作接種到試管培養(yǎng)基上后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題：(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括_______和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和_______兩類植物激素。無機(jī)物生長素練習(xí)與應(yīng)用(2)此過程依據(jù)的原理是_________________。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是_________，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞_____等。植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化練習(xí)與應(yīng)用練習(xí)與應(yīng)用(3)此過程要無菌操作，主要是指對_______進(jìn)行滅菌處理。B階段需要光照，原因是_______________________________________________。培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件練習(xí)與應(yīng)用(4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因___________的結(jié)果。選擇性表達(dá)謝謝觀看！高二—人教版—生物學(xué)—選擇性必修3—第2章

植物細(xì)胞工程（第1課時答疑）二、為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)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。一、細(xì)胞表現(xiàn)出全能性需要哪些條件呢？（一）離體狀態(tài)。（二）一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件。三、脫分化和再分化有何不同？脫分化再分化過程結(jié)果需要條件外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗形成愈傷組織形成根、芽生長素與細(xì)胞分裂素的比例適中。一般不需光。生長素與細(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生根或生芽。需要光照。四、在固體培養(yǎng)基上，PLBs（某種愈傷組織）的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：(1)選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是_________________________