高中生物-2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件-新人教版選修3

1、細(xì)胞工程 1精選ppt 番茄與馬鈴薯同是茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實(shí)和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。 人們曾經(jīng)有這樣一個(gè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個(gè)幻想可能實(shí)現(xiàn)嗎？2精選ppt一、細(xì)胞工程的概念 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。3精選ppt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

2、4精選ppt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)?？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)。細(xì)胞工程與基因工程相比：細(xì)胞分子思考:5精選ppt為什么植物的一個(gè)花瓣能培養(yǎng)出完整的植株呢？細(xì)胞具有全能性6精選ppt1、定義： 具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 2、原理： 生物體的任何一個(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。 3、大?。?二、細(xì)胞的全能性受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞7精選ppt二、細(xì)胞的全能性 當(dāng)植物細(xì)胞

3、脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。 在生物的個(gè)體發(fā)育中，由于基因在特定時(shí)間和空間下選擇性地表達(dá)而形成不同器官，因此，要實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的全能性，首先必須使生物體的細(xì)胞處于離體狀態(tài)。 為什么生物體內(nèi)的細(xì)胞沒表現(xiàn)全能性，而是分化成不同的組織或器官呢？基因選擇性表達(dá)的結(jié)果8精選ppt植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的必要條件：離體培養(yǎng)提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其他適宜條件那么要如何把植物的一個(gè)花瓣培育成完整的植株呢？植物的組織培養(yǎng)9精選ppt1、實(shí)驗(yàn)原理：離體的植物器官、組織或細(xì)胞一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素脫分化愈傷組織再分化含有不同

4、激素的分化培養(yǎng)基胚狀體或叢芽試管苗外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官三、植物的組織培養(yǎng)10精選ppt愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的具有分生能力的組織。1）愈傷組織11精選ppt植物細(xì)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。2）脫分化和再分化植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物器官組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)是恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。12精選ppt3)生長素和細(xì)胞分裂素作用植物中生長素

5、和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但不利分化先使用細(xì)胞分裂素后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高13精選ppt生長素細(xì)胞分裂素：有利于根的分化生長素細(xì)胞分裂素：生長素細(xì)胞分裂素生長素再分化不需要光需要光15精選ppt3、為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？因?yàn)橹参锝M織培養(yǎng)脫分化主要是培養(yǎng)出愈傷組織，一旦被光照以后會(huì)促進(jìn)組織分化，無法達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?16精選ppt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(jī)營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有機(jī)營養(yǎng)成分 含N物質(zhì)：

6、包括維生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖 瓊脂：用于凝固形成固體培養(yǎng)基 激素：生長素和細(xì)胞分裂素PH值：5.06.0植物組織培養(yǎng)的條件：適宜的養(yǎng)料(無機(jī)鹽、水、蔗糖等）和激素，適宜的溫度和無菌條件17精選ppt2、實(shí)驗(yàn)流程制備外植體接種脫分化培養(yǎng)再分化培養(yǎng)試管苗正常植株實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵：（1）取材：應(yīng)選擇含形成層的部分，易誘導(dǎo)形成愈傷組織。（2）全程無菌操作（包括接種用具、接種環(huán)境、接種材料、接種過程、培養(yǎng)過程）。（3）植物激素的比例適當(dāng)。18精選ppt(2)在本實(shí)驗(yàn)中，為什么切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)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

7、也能培養(yǎng)成小植株？切取胡蘿卜含有形成層部分，是因?yàn)檫@部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。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(dǎo)愈傷組織比較困難。19精選ppt(1)在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？ 防止雜菌污染，因?yàn)殡s菌生長快，會(huì)和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)。雜菌生長過程中會(huì)產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。討論20精選ppt試管苗大規(guī)模培養(yǎng)21精選ppt22精選ppt植物組織培養(yǎng)的概念： 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。23

8、精選ppt因?yàn)椴煌N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。于是，科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，來實(shí)現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。這幅番茄馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？理想圖24精選ppt 1972年卡爾森等通過兩個(gè)煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個(gè)體細(xì)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(xì)胞雜種“馬鈴薯番茄”。 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)25精選ppt1、概念將不同種的植物體細(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)。 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)26精選ppt雜種植株融合的原生質(zhì)體A

9、B再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化2、過程植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去 壁去 壁人工誘導(dǎo)融合完成的標(biāo)志植物細(xì)胞B二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)27精選ppt植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合體再生壁雜種細(xì)胞脫分化愈傷組織雜種植株去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動(dòng)、電刺激等 化學(xué)法：聚乙二醇（PEG） 過程：原生質(zhì)體融合+組織培養(yǎng)融合的細(xì)胞中，兩兩融合的細(xì)胞有幾種？對融合的細(xì)胞如何處理得到所需雜交細(xì)胞。3種（AA,AB,BB）；需進(jìn)行篩選。再分化28精選ppt4、意義（與傳統(tǒng)有性雜交相比）

10、：克服了不同種生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙；打破了物種之間的生殖隔離；擴(kuò)大了遺傳重組范圍。3、原理：植物細(xì)胞全能性；細(xì)胞膜的流動(dòng)性29精選ppt思考與探究1、為什么“番茄馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達(dá)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(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)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(dá)，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。 30精選ppt白菜“白菜甘藍(lán)”同普通白菜相比，具有生長期短、耐熱性強(qiáng)和易于貯藏等優(yōu)點(diǎn)。紫甘藍(lán)思考

11、：白菜、甘藍(lán)是二倍體，那么獲得的白菜甘藍(lán)是幾倍體？四倍體白菜甘藍(lán)若A含有2N條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，B含有2M條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2N+2M,基因型為AabbccDd.31精選ppt232精選ppt所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段 植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性小結(jié)33精選ppt比較植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所屬范疇原理步驟意義聯(lián)系無性繁殖細(xì)胞全能性脫分化再分化保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠(yuǎn)源雜交的障礙去除細(xì)胞壁融合形成雜種

12、細(xì)胞組織培養(yǎng)膜流動(dòng)性細(xì)胞全能性染色體變異、基因重組34精選ppt1、關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是（ ）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D35精選ppt2、下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(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. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株A36精選ppt3、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（ ） 受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完 整個(gè)體，因此全能性最高 生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá) 卵

13、細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能 性很高 植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出 全能性C37精選ppt4.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項(xiàng)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C38精選ppt5.下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是：A、秋海棠的葉 B、馬鈴薯的塊莖C、成熟的花粉 D、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞D39精選ppt6、若用“ ” 表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答： （1） 表示 ， 能被培養(yǎng)成為的根本原因是（2） 表示 ，其細(xì)胞特點(diǎn)是 薄壁細(xì)胞。 脫分化再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

14、的愈傷組織40精選ppt植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問題有：A、去掉細(xì)胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體B、將雜種細(xì)胞培育成植株C、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性D、尚未培育出屬間雜種植物C41精選ppt1、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（ ）A、振動(dòng) B、電刺激C、PEG試劑 D、重壓2、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AD42精選ppt基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：（1）愈傷組織是花粉細(xì)胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得_ _ 等營養(yǎng)物質(zhì)。水、無機(jī)鹽、維生素和小分子有機(jī)