人教版選修三植物細(xì)胞工程課件

1、1996年7月5日，世界上第一只體細(xì)胞克隆動物克隆羊多利誕生于英國。相比培育抗蟲棉是DNA分子水平上的技術(shù)，克隆羊多莉是 水平上的技術(shù)。細(xì)胞這樣的生物技術(shù)屬于細(xì)胞工程。1996年7月5日，世界上第一只體細(xì)胞克隆動物克隆羊多利細(xì)胞工程指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上，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)。 細(xì)胞工程概念分類原理和方法：操作水平：目的：細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞水平或細(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)品植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程細(xì)胞工程指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法

2、，通過某種工細(xì)胞工程科技探索之路細(xì)胞工程的發(fā)展歷程植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用植物繁殖的新途徑微型繁殖作物脫毒人工種子作物新品種的培育單倍體育種突變體的利用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)動物細(xì)胞工程細(xì)胞工程科技探索之路細(xì)胞工程的發(fā)展歷程植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工細(xì)胞工程科技探索之路細(xì)胞工程的發(fā)展歷程植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞培養(yǎng)和核移植技術(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)的應(yīng)用和概念細(xì)胞培養(yǎng)的過程和條件動物體細(xì)胞核移植技術(shù)和克隆動物核移植技術(shù)和克隆動物的概念體細(xì)胞核移植技術(shù)的過程、應(yīng)用前景、存在的問題動物細(xì)胞融合與單克隆抗體細(xì)胞工程科技探索之路細(xì)胞工程

3、的發(fā)展歷程植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工2.1 植物細(xì)胞工程華師附中汕尾學(xué)校 楊宇濤2.1 植物細(xì)胞工程華師附中汕尾學(xué)校 楊宇濤一、植物細(xì)胞工程所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 細(xì)胞的全能性1.概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個體的潛能的特性，叫做細(xì)胞的全能性。2.全能性的差異：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞植物細(xì)胞動物細(xì)胞幼嫩的細(xì)胞衰老的細(xì)胞分化程度越高，分裂能力越低，全能性也越低“細(xì)胞全能性為細(xì)胞的某種特征，有這種能力的細(xì)胞保留形成有機體所有細(xì)胞類型的能力”一、植物細(xì)胞工程所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 思考：生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？答：分化是在特定的時間和空間

4、條件下，基因選擇性地表達(dá)的結(jié)果。進而全能性受到限制，更加不能表現(xiàn)出來。思考：只要離體，植物細(xì)胞就能表現(xiàn)全能性嗎？表現(xiàn)全能性的條件有哪些？答：不是，除了離體，還需要提供營養(yǎng)物質(zhì)、激素及其它適宜條件。思考：生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的例.有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（ ）A.受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此全能性最高B.生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá)C.卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D.植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C例.有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（ ）C例.下列關(guān)于細(xì)胞全能性的說法不正確的是（ ）（多選）A.受精卵在自

5、然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此全能性最高B.生物體內(nèi)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，是因為細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá) C.菊花花瓣或葉片的任何一個活細(xì)胞都具有全能性D.哺乳動物成熟的紅細(xì)胞也有全能性E.用菊花的一個葉肉細(xì)胞培養(yǎng)出了菊花葉片體現(xiàn)了葉肉細(xì)胞的全能性E例.下列關(guān)于細(xì)胞全能性的說法不正確的是（ ）（多選二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.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。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.概念：二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織胚狀體

6、（或叢芽）植物體外植體脫分化再分化細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞遮光在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。脫分化：讓已經(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)變成未分化細(xì)胞，進而形成愈傷組織的過程。再分化：愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，分化出幼芽和根，進而形成完整小植株的過程。二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.過程：外植體脫分化再分化細(xì)胞排列疏松植物組織培養(yǎng)的兩條主要途徑器官形成途徑：即在愈傷組織的不同部位分別獨立形成不定根和不定芽，這一步是先后完成的，首先在一種培養(yǎng)基上誘導(dǎo)形成芽（或根），再在另一種培養(yǎng)基上繼代培養(yǎng)誘導(dǎo)形成根（或芽），而后發(fā)育成為

7、一株完整的植株。體細(xì)胞胚胎發(fā)生途徑：即愈傷組織表面或內(nèi)部形成類似于合子胚的稱之為胚狀體的結(jié)構(gòu)，胚狀體的形成經(jīng)歷了與合子胚相似的發(fā)育過程，從球形胚、心形胚、魚雷胚到成熟胚，而后發(fā)育成為一株完整的植株。人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)植物組織培養(yǎng)的兩條主要途徑人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織胚狀體（或叢芽）植物體脫分化再分化細(xì)胞分裂素=生長素：促進愈傷組織形成生長細(xì)胞分裂素生長素：誘導(dǎo)芽的形成細(xì)胞分裂素生長素：誘導(dǎo)根的形成（生根分芽等愈傷）要求全程無菌操作：避免雜菌

8、在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌的代謝產(chǎn)物會危害培養(yǎng)物的生長。人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.過程：脫分化再分化要求全程無菌操作：二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.實例（胡蘿卜的組織培養(yǎng)）：形成層愈傷組織遮光分化人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.實例（胡蘿卜的組織培養(yǎng)）：形成層愈傷二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.實例（胡蘿卜的組織培養(yǎng)）：植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1

9、 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.實例（胡蘿卜的組織培養(yǎng)）：人教版選修1.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)胞人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)1.下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是（ ）人教版2.下列屬于組織培養(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.用桃花的一個葉肉細(xì)胞培養(yǎng)出了桃花葉片A人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)2.下列屬

10、于組織培養(yǎng)的是（ ）A人教版選修三2.1 人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。人們曾經(jīng)有這樣一個夢想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個夢想可能實現(xiàn)嗎？人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三

11、2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.概念：將兩個來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程。 2.優(yōu)勢：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙， 拓展了可用于雜交的親本組合范圍。人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.概念：人教版選修三2.1 植物細(xì)胞三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.過程去壁的方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶）誘導(dǎo)的方法：物理：離心、振動、電刺激等化學(xué)：聚乙二醇（PEG）融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動

12、性融合成功的標(biāo)志：再生出細(xì)胞壁植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功的標(biāo)志：出現(xiàn)雜種植株融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞誘導(dǎo)融合再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化 愈傷組織再分化雜種植株植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞融合人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.過程融合的原生質(zhì)體原生三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.過程去壁的方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶）誘導(dǎo)的方法：物理：離心、振動、電刺激等化學(xué)：聚乙二醇（PEG）融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動性融合成功的標(biāo)志：再生出細(xì)胞壁植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功的標(biāo)志：出現(xiàn)雜種植株融合的原生

13、質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞雜種細(xì)胞愈傷組織雜種植株2N2N4N4N異源四倍體人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3.過程融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.概念：將兩個來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程。 2.優(yōu)勢：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙， 拓展了可用于雜交的親本組合范圍。3.過程：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)=植物細(xì)胞融合+植物組織培養(yǎng)4.不足：不能按照人的意愿表達(dá)出兩個親本的性狀5.原理：細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性人教版選修三2.1

14、植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.概念：人教版選修三2.1 植物細(xì)胞1.A種植物細(xì)胞(基因型為Aa)、B種植物細(xì)胞(基因型為Bb)去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)兩種細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞。則經(jīng)過組織培養(yǎng)得到的雜種植株是()A二倍體，基因型為AaBbB二倍體，基因型為AAaaBBbbC四倍體，基因型為AaBbD四倍體，基因型為AAaaBBbbC人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)1.A種植物細(xì)胞(基因型為Aa)、B種植物細(xì)胞(基因型為Bb(1)過程是用_處理

15、細(xì)胞的細(xì)胞壁，后經(jīng)過程誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，實際融合的過程中原生質(zhì)體可能會形成_種細(xì)胞團(只考慮兩個細(xì)胞融合的情況)。是_的過程，與此過程密切相關(guān)的細(xì)胞器主要是高爾基體。(2)在過程培養(yǎng)中，除了提供水分、無機鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入_。同時，在培養(yǎng)過程中，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個關(guān)鍵是操作過程中必須保證_。纖維素酶、果膠酶3再生出細(xì)胞壁激素?zé)o菌人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)(1)過程是用_(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體，將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培

16、育(假設(shè)能成功)，得到的后代應(yīng)含_條染色體，還必須用_來處理幼苗，才能得到可育的“番茄馬鈴薯”植株，此時體細(xì)胞中含有_條染色體。(4)若番茄是二倍體，馬鈴薯是四倍體，則雜種植株為_倍體。（A+B)/2A+B秋水仙素六人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)(3)若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體，將四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑微型繁殖作物脫毒人工種子2.作物新品種的培育單倍體育種突變體的利用3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共3

17、8張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑人教版選修三2四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑微型繁殖技術(shù)（快速繁殖技術(shù)）（1）定義：快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)（2）優(yōu)點：無性繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖工廠化生產(chǎn)，不受自然環(huán)境限制人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑微型繁殖技四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑作物脫毒（1）材料：植物分生區(qū)（莖尖）的病毒極少，甚至無病毒（2）方法：分生區(qū) 脫毒苗 植物組織培養(yǎng)人教版

18、選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑作物脫毒人四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑人工種子（1）概念：通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。在適宜的條件下可以發(fā)芽成苗。（2）組成：胚狀體人工種皮人工胚乳由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生；由愈傷組織產(chǎn)生胚狀體人工胚乳人工種皮人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑人工種子由四、植物細(xì)胞工程

19、的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑人工種子（3）提示：一般植物組織培養(yǎng)到胚狀體人工胚乳含胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還可以添加各種附加成分，如養(yǎng)分、無機鹽、有機氮源、固氮細(xì)菌、防病蟲農(nóng)藥、有益菌、植物生長調(diào)節(jié)劑、除草劑等，以利于幼苗的茁壯成長，提高作物產(chǎn)量。人工種皮應(yīng)具有透水、透氣的特點。（4）優(yōu)點：屬于無性生殖，不會發(fā)生性狀分離；生產(chǎn)上不受季節(jié)、氣候和地域限制利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的規(guī)模化人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑人工種子人四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用2.作物新品種的培育單倍體育種（1）方

20、法：花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，秋水仙素處理抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，染色體加倍得到穩(wěn)定遺傳（純合體）的優(yōu)良品種。（2）原理：染色體（數(shù)目）變異、細(xì)胞全能性（3）優(yōu)點：明顯地縮短育種年限得到的是純合體，能穩(wěn)定遺傳實質(zhì)是植物組織培養(yǎng)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用2.作物新品種的培育單倍體育種四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用2.作物新品種的培育突變體的應(yīng)用（1）突變體：在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直

21、處于不斷地分生狀態(tài)，容易受培養(yǎng)條件和外界壓力（射線、化學(xué)物質(zhì)）的影響而發(fā)生突變（基因突變、染色體變異），這樣發(fā)育成的個體稱為突變體。（2）突變體育種（3）原理：突變（基因突變、染色體變異）、細(xì)胞的全能性新品種外植體愈傷組織 多種突變體篩選脫分化再分化誘變處理抗病、抗鹽、高產(chǎn)、高蛋白人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用2.作物新品種的培育突變體的應(yīng)四、植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（1）細(xì)胞產(chǎn)物的種類：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)、香料、色素、藥物、生物堿等。（2）生產(chǎn)的技術(shù)方法：外植體脫分化形成愈傷組織后再分離提取。（植物組織培養(yǎng)）（3）實例：人參皂甙、紫杉醇、紫草素、殺蟲劑等的提取。人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共38張PPT)人教版選修三2.1 植物細(xì)胞工程(共