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

第2章

細(xì)胞工程第1節(jié)

植物細(xì)胞工程第1課時

植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)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(shù)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(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。原理和方法操作水平目的分類細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器、細(xì)胞或組織獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品動物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程一、細(xì)胞工程概念：細(xì)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(xì)胞的潛能?！参锛?xì)胞的全能性2、具有全能性的原因：一般生物體的每一個細(xì)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(biāo)志：細(xì)胞→完整個體或其他各種細(xì)胞實例：胡蘿卜韌皮部細(xì)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(xì)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⒅参锛?xì)胞工程的理論基礎(chǔ)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(xì)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(dá)的結(jié)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(xì)胞分裂能力強(qiáng)的

細(xì)胞分裂能力弱＞＞（3）受精卵

胚胎干細(xì)胞

生殖細(xì)胞

體細(xì)胞

植物細(xì)胞

動物細(xì)胞＞＞＞＞——植物細(xì)胞的全能性二、植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)1、植物細(xì)胞工程發(fā)展歷程哈伯蘭特提出了細(xì)胞全能性的理論，但相關(guān)的實驗嘗試沒有成功。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。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。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(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。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)了植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。1902年1958年1960年1964年1971年1974年三、植物細(xì)胞工程2、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)三、植物細(xì)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(dǎo)愈傷組織脫分化誘導(dǎo)生芽再分化誘導(dǎo)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(shù)完整植株生長發(fā)育1、定義：指

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)其分化為

的技術(shù)。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(xì)胞

，轉(zhuǎn)變成

，進(jìn)而形成愈傷組織的過程。激素營養(yǎng)誘導(dǎo)已經(jīng)分化失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能未分化的細(xì)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(xì)胞增殖（有絲分裂），沒有細(xì)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(zhì)體、細(xì)胞、組織、器官等。3、外植體：四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)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(xì)胞分裂素和生長素（比例適中），因為二者能強(qiáng)烈地促進(jìn)愈傷組織的形成。（3）結(jié)果：形成愈傷組織③無菌操作——植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵。4、脫分化：四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)5、愈傷組織：

細(xì)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(xì)胞團(tuán)。四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)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(shù)5、愈傷組織：

細(xì)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(xì)胞團(tuán)。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(xì)胞胚或胚狀體。四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)7、再分化：

脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以

出芽或根等器官的過程。重新分化（1）實質(zhì)：（2）光照條件：基因的選擇性表達(dá)需要給予適當(dāng)強(qiáng)度的光照誘導(dǎo)葉綠素的合成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用原因：（3）過程中涉及的生命活動：既有細(xì)胞增殖（有絲分裂），又有細(xì)胞分化。（4）結(jié)果：愈傷組織芽低高根生長素細(xì)胞分裂素胚狀體四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)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(zhì)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(xì)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(jìn)行無土栽培，使之進(jìn)一步生長發(fā)育為具有根、莖、葉且能開花、結(jié)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(shù)脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗結(jié)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(xì)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(xì)胞分裂素的比例高或低誘導(dǎo)生根或生芽④光照決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素四、植物組織培養(yǎng)技術(shù)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(zhì)（4）植物激素（主要是生長素和細(xì)胞分裂素）誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)（5）適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件課堂小結(jié)1、下列最容易表達(dá)出細(xì)胞的全能性的是()A．人的口腔上皮細(xì)胞B．葡萄枝韌皮部細(xì)胞C．兔的肝臟細(xì)胞D．鼠的神經(jīng)細(xì)胞B2、下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是()A．植物體只有體細(xì)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(xì)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(xì)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(xí)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(xì)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(zhì)課堂練習(xí)1、下列實例中，能夠體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是()A．小鼠腺細(xì)胞的自我復(fù)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(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株D2、下列關(guān)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(xì)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(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)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(guān)敘述錯誤的是()A.此過程中發(fā)生了細(xì)胞的脫分化、再分化B.植物激素在此過程中起調(diào)節(jié)作用C.