2-1-1-植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)(人教版2019選擇性必修3)

生物學(xué)（新人教版）生物技術(shù)與工程第二章第1節(jié)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)細(xì)胞工程發(fā)展歷程1907年哈里森用一滴淋巴液成功培養(yǎng)了蝌蚪的神經(jīng)元，首創(chuàng)了動(dòng)物組織體外培養(yǎng)法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。1998年湯姆森和吉爾哈特獲得可體外培養(yǎng)的人胚胎干細(xì)胞2006年山中伸彌獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞1975年米爾斯坦和科勒獲得能穩(wěn)定遺傳的單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞株。1971年卡森誘導(dǎo)煙草原生質(zhì)體融合，培育出第一株體細(xì)胞雜交植物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。1996年世界上第一只體細(xì)胞克隆羊多莉誕生，隨后多種克隆動(dòng)物相繼問(wèn)世。2017年我國(guó)科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴。

從古至今，我國(guó)人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡蘭花。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(zhǎng)，繁殖率低等問(wèn)題，如果靠自然繁殖，蘭花的價(jià)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？從社會(huì)中來(lái)01細(xì)胞的全能性1、全能性定義：細(xì)胞經(jīng)過(guò)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2、具有全能性的原因：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)。3、體現(xiàn)全能性的標(biāo)志：細(xì)胞→完整個(gè)體或其他各種細(xì)胞實(shí)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(gè)體（動(dòng)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、一粒花粉繁殖出新的植株4、不體現(xiàn)全能性的實(shí)例：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉5、不體現(xiàn)全能性的原因：基因在特定時(shí)間、空間條件下選擇性表達(dá)6、植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件：1離體2一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、植物激素3適宜的溫度、pH、無(wú)菌等外界條件種子萌發(fā)成幼苗，能否體現(xiàn)細(xì)胞的全能性？02植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.植物組織培養(yǎng)：指離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工控制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其分化為完整植株的技術(shù)。2.理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根試管苗移栽3.過(guò)程：根、芽植物體脫分化再分化培養(yǎng)條件：①無(wú)菌②營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境條件（溫度、PH、光等）④植物激素：

細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素遮光一定的光照愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞失去特有結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞愈傷組織重新分化為芽、根等器官芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照4：影響植物組織培養(yǎng)的因素（1）外植體的選?、俨煌参锏慕M織培養(yǎng)難度例如：煙草和胡蘿卜的組織培養(yǎng)較容易，枸杞愈傷組織的芽誘導(dǎo)較難。②同一植物材料、材料的年齡、保存時(shí)間的長(zhǎng)短例如：菊花的組織培養(yǎng)一般選擇未開(kāi)花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝。（2）培養(yǎng)基的配制(MS培養(yǎng)基)大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S微量元素：B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co有機(jī)物：甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等植物激素：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素等一般選擇植物的幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力強(qiáng)；含有的病毒少），比如莖尖、根尖、幼嫩的葉片等；保存時(shí)間越短，材料生命力越旺盛；保存時(shí)間越長(zhǎng)，越容易受到污染。菊花的組織培養(yǎng)外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽等試管苗完整植株移栽1、原理：2、目的：1）了解植物組織培養(yǎng)的基本原理2）了解生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度、用量比例對(duì)菊花愈傷組織形成和分化的影響3）嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)3、步驟：1）制備外植體2）接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基3）接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基4）接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基（1）制備外植體消毒：切割：（無(wú)菌操作）酒精30S無(wú)菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖段2-3次無(wú)菌水洗消毒與無(wú)菌水沖洗切割與接種外植體消毒外植體切塊接種灑精消毒、無(wú)菌水清洗次氯酸鈉消毒、無(wú)菌水清洗

無(wú)菌培養(yǎng)皿滅菌的解剖刀超凈工作臺(tái)酒精燈火焰旁防止雜菌生長(zhǎng)。一方面與培養(yǎng)物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)；另一方面產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。為什么進(jìn)行無(wú)菌操作？超凈工作臺(tái)或接種箱（2）接種到誘導(dǎo)愈傷組織培養(yǎng)基脫分化避光形成愈傷組織愈傷組織培養(yǎng)培養(yǎng)溫度：18-220C有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。（3）接種到誘導(dǎo)生芽培養(yǎng)基（4）接種到誘導(dǎo)生根培養(yǎng)基接種室試管苗若先生根后面就不易生芽移栽培養(yǎng)室03植物體細(xì)胞雜交技術(shù)討論:1.地上結(jié)番茄，地下長(zhǎng)土豆的植株通過(guò)有性生殖可以產(chǎn)生嗎?2.“番茄-馬鈴薯”，通過(guò)什么技術(shù)能夠獲得呢?“番茄-馬鈴薯”的假想圖將不同來(lái)源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2、融合實(shí)例:1、概念：

3、過(guò)程:細(xì)胞A細(xì)胞B原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A人工誘導(dǎo)融合，并篩選融合原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁雜合細(xì)胞AB脫分化愈傷組織再分化雜合植株去壁去壁植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)酶解法4.原理：細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性植物細(xì)胞核的全能性5.兩個(gè)標(biāo)志（1）植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：再生出新的細(xì)胞壁（2）植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志：培育成新植物體6.意義：打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種光鏡下煙草葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體制備

用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁，得到原生質(zhì)體。利用酶的專(zhuān)一性原生質(zhì)體細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核原生質(zhì)層

指的是脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞也可看做是原生質(zhì)體。原生質(zhì)體成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。原生質(zhì)層7.難點(diǎn)突破：方法電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH值融合法細(xì)胞膜的流動(dòng)性原理化學(xué)方法物理方法A細(xì)胞B細(xì)胞B原生質(zhì)體A原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合去壁去壁A、B、A