人教版教學(xué)課件2.1.1植物細(xì)胞工程—組織培養(yǎng)技術(shù).ppt

專題二 細(xì)胞工程,細(xì)胞工程的概念,指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。,細(xì)胞工程,應(yīng)用的原理和方法,細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué),細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平,按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品,概念,分類,植物細(xì)胞工程,研究的目的,研究的水平,動(dòng)物細(xì)胞工程,與基因工程的比較：前者是細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)。,植物細(xì)胞工程,植物細(xì)胞工程,一、細(xì)胞的全能性,1、定義：,生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能的特性。,2、原理：,生物體的每一個(gè)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(gè)體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。,4、體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：,基因選擇性表達(dá)的結(jié)果,3、 原因：,生物體細(xì)胞含有本物種所特有的全套遺傳信息。,5、全能性的高低：,受精卵生殖細(xì)胞（精、卵）體細(xì)胞,體細(xì)胞：植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞,分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞,幼嫩細(xì)胞衰老的細(xì)胞, 分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力弱的細(xì)胞,6、全能性表達(dá)的條件（植物組織培養(yǎng)的條件）： 內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官 外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無(wú)菌、適宜的溫度、濕度、光照等 2）培養(yǎng)基（一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，激素）,1、植物組織培養(yǎng)的概念,植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)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(dǎo)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),離體的植物器官、組織或細(xì)胞,愈傷組織,根、芽,植物體,外植體,A、脫分化,B、再分化,2、植物組織培養(yǎng)過(guò)程,1、A過(guò)程進(jìn)行有絲分裂,2、B過(guò)程進(jìn)行有絲分裂同時(shí)也進(jìn)行分化,3、A不需光照，而B(niǎo)需光照，葉綠素的合成需光照,愈傷組織 細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則，是一種高度液 泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。,外植體 用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。,愈傷組織的形成,試管苗大規(guī)模培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）,移栽,經(jīng)過(guò)煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進(jìn)行大規(guī)模栽培,為什么選擇形成層？,（2）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基：,水、無(wú)機(jī)鹽離子 有機(jī)小分子營(yíng)養(yǎng)成分： 氮源：包括維生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓 瓊脂：起支持作用 激素：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素 pH值：5.06.0,3、胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),（1）實(shí)驗(yàn)原理、目的、材料,1、 選取胡蘿卜洗凈，削皮，切段,2、酒精消毒、次氯酸鈉殺菌,3、切取1立方厘米左右的形成層小塊,5、定期觀察和記錄愈傷組織,脫分化,再分化,（3）方法步驟,4、接種，封蓋扎緊,6、誘導(dǎo)出試管苗，移栽,a、激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量,有利于根的分化、抑制芽的形成； 比值低時(shí)，有利于芽的分化，抑制根的形成； 比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)。,（4）注意事項(xiàng),b、必要條件：確保無(wú)菌操作、細(xì)胞離體、生長(zhǎng)發(fā)育所需的全部營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、糖類、維生素,C、關(guān)鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織,（1）離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體？,（2）決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？,激素誘導(dǎo)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不能,（4）思考討論,一、植物細(xì)胞的雜交技術(shù),將不同種植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 （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(diǎn)的）,1、細(xì)胞雜交技術(shù)概念,（1）要想讓兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個(gè)障礙是什么？ （2）有沒(méi)有一種溫和的去細(xì)胞壁的方法？ （3）為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？ （4）如果兩個(gè)來(lái)源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細(xì)胞，下一步該對(duì)此細(xì)胞做何種處理？ （5）如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？,2、相關(guān)問(wèn)題,原生質(zhì)體A,原生質(zhì)體B,原生質(zhì)體融合,正在融合的原生質(zhì)體,再生出細(xì)胞壁（融合成功的標(biāo)志）,雜種細(xì)胞,愈傷組織,雜種植株,纖維素酶 果膠酶,物理方法 化學(xué)方法：,離心 振動(dòng) 電刺激,聚乙二醇,植物組織培養(yǎng),植物細(xì)胞融合,請(qǐng)問(wèn)雜種植株能進(jìn)行有性生殖嗎？,3、植物體細(xì)胞雜交過(guò)程,植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖進(jìn)行總結(jié)，重點(diǎn)理解以下內(nèi)容。, 流程圖中為了簡(jiǎn)化，僅畫(huà)了一個(gè)馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個(gè)番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實(shí)際操作過(guò)程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再?gòu)闹泻Y選出所需的雜種細(xì)胞。 由于不同種的細(xì)胞其細(xì)胞膜的特點(diǎn)不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。, 細(xì)胞融合為無(wú)性繁殖，細(xì)胞分裂方式為有絲分裂，包含脫分化和再分化兩個(gè)階段。, 雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。 該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)源雜交的不親和障礙。 體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體基因組還是染色體組都采用直接相加的方法 該過(guò)程培育新品種的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵 循孟德?tīng)柕倪z傳定律。 目前還不能讓雜種細(xì)胞完全按人們的需要去表達(dá)親代的優(yōu)良性狀,4、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義,克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒(méi)有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。,思考與探究2 提示：根據(jù)眼蟲(chóng)的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以設(shè)計(jì)如下：,1、細(xì)胞全能性的概念、全能性大小的比較 2、植物組織培養(yǎng)的概念、原理、過(guò)程。 3、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所需的條件：離體、無(wú)菌、培養(yǎng)基、 環(huán)境條件。 4、植物體細(xì)胞雜交的概念、原理、過(guò)程。,本節(jié)課內(nèi)容小結(jié),1、當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來(lái)所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（ ） A、細(xì)胞分裂素 B、生長(zhǎng)素 C、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) D、以上三者均是 2、細(xì)胞工程是一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。下列哪項(xiàng)技術(shù)不屬于細(xì)胞工程（ ） A、有性雜交 B、體細(xì)胞雜交 C、組織培養(yǎng) D、細(xì)胞核移植,鞏固練習(xí),D,A,3、在生物體內(nèi) ，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋?） A、細(xì)胞喪失了全能性 B、基因的選擇性表達(dá) C、不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同 D、在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化 4、愈傷組織的細(xì)胞類型和愈傷組織分化后形成的機(jī)構(gòu)分別是（ ） A、薄壁細(xì)胞、外植體 B、厚壁細(xì)胞、胚狀體 C、薄壁細(xì)胞、胚狀體 D、后壁細(xì)胞、外植體,B,C,5、關(guān)于愈傷組織形成過(guò)程的正確敘述是（ ） A、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果 B、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果 C 、愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果 D 、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果,D,6植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 （ ） A.給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件 B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因 C.脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件 D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi),C,7細(xì)胞具有全能性的原因是 （ ） A.生物體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能 B.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性 C.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有個(gè)體發(fā)育的全部基因 D.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來(lái)的 8.下列植物細(xì)胞全能性最高的是 （ ） A.形成層細(xì)胞 B.韌皮部細(xì)胞 C.木質(zhì)部細(xì)胞 D.葉肉細(xì)胞,C,A,9植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的脫分化是指 （ ） A.植物體的分生組織通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞 B.未成熟的種子經(jīng)過(guò)處理培育出幼苗的過(guò)程 C.植物的器官、組織或細(xì)胞，通過(guò)離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過(guò)程 10植物組織培養(yǎng)是指 （ ） A離體的植物器官或細(xì)胞培育成愈傷組織 B愈傷組織培育成植株 C離體的植物器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體 D愈傷組織形成高度液泡化組織,C,C,11、若用“ ” 表示植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。請(qǐng)回答： （1） 表示 ， 被培養(yǎng)成為的根本原因是 （2） 表示 ，其細(xì)胞特點(diǎn) 是 。,脫分化,脫分化,離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞,植物細(xì)胞具有全能性,具有分生能力的薄壁細(xì)胞,愈傷組織,13、植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是（ ） A、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁 B、細(xì)胞膜發(fā)生融合 C、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合 D、細(xì)胞核發(fā)生融合,A,12、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（ ） A、振動(dòng) B、電剌激 C、PEG試劑 D、重壓,D,C,D,14植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是 （ ） A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁 B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力 C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)的組成部分 15植物體細(xì)胞雜交的目的中錯(cuò)誤的是 （ ） A.把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B.獲得雜種植株 C.克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙 D.實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合,16. 人工獲得一個(gè)雜交植株，需要下列哪項(xiàng)步驟（ ） A、分離原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 組織培養(yǎng) 得到雜種植株 B、分離原生質(zhì)體 原生質(zhì)體融合 雜種植株 C、獲取細(xì)胞 原生質(zhì)融合 組織培養(yǎng) 得到雜種植株 D、獲取細(xì)胞原生質(zhì)直接融合組織培