【生物】植物细胞工程的基本技术课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章细胞工程第1节植物细胞工程-植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术从社会中来鬼兰（幽灵兰）世上最贵的兰花,没有之一！市场价格：1500万每株！从社会中来从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花，但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了，如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？细胞的全能性1.全能性定义：2.具有全能性的原因：3.体现全能性的标志：4.不体现全能性的原因：【自主学习】阅读教材P34，结合所学内容思考以下问题：细胞的全能性实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株受精卵发育成个体（动植物）蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。细胞完整个体或其他各种细胞1.全能性定义：2.具有全能性的原因：3.体现全能性的标志：4.不体现全能性的原因：基因在特定时间、空间条件下选择性表达。植物组织培养技术011、概念：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。2、理论基础：植物细胞的全能性外植体3、生殖方式：4、分裂方式：无性繁殖有丝分裂植物组织培养技术015、大致过程：【自主学习】阅读教材P35，梳理植物组织培养的大致流程植物组织培养技术015、大致过程：接种外植体脱分化诱导愈伤组织不定形的薄壁组织团块在一定的激素和营养条件的诱导下，使已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞诱导生芽再分化愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程诱导生根移栽成活植物组织培养技术01使用比例使用比例结果结果生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素有利于根的有利于根的分化分化有利于芽的有利于芽的分化分化促进促进愈伤组织愈伤组织的形成的形成细胞分裂素生长素芽分化愈伤组织愈伤组织根分化植物组织培养技术015、大致过程：接种外植体脱分化诱导愈伤组织不定形的薄壁组织团块在一定的激素和营养条件的诱导下，使已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞诱导生芽再分化愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程诱导生根移栽成活该技术具体如何操作呢？菊花的组织培养探究实践【视频学习】结合视频及教材P36-37，梳理菊花组织培养的实验步骤探究.实践：菊花的组织培养菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽探究实践菊花的组织培养流水冲洗酒精消毒30s无菌水清洗23次次氯酸钠溶液处理30min无菌水清洗23次。外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽探究实践防止杂菌生长。一方面与培养物竞争营养；另一方面产生有害物质危害培养物。为什么进行无菌操作？菊花的组织培养流水冲洗酒精消毒30s无菌水清洗23次次氯酸钠溶液处理30min无菌水清洗23次。外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽将消过毒的外植体置于无菌培养皿中用无菌滤纸吸去表面的水分用解剖刀将外植体切成0.51cm长的小段。探究实践Expand拓展一、植物组织培养常用的培养基配方P1161）培养基名称：；2）物理性质：；3）碳源：。MS培养基固体培养基蔗糖菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽在酒精灯火焰旁，将外植体的1/31/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。探究实践接种外植体时，不要倒插！（将“形态学上端”朝上）外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽探究实践将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于1822的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。置于黑暗有光时，容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽探究实践培养1520天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。置于光照！芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。探究实践炼苗！移栽！观察！菊花的组织培养固体基质型，含水量高、固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培蓄水性强、透性好，适合栽培珍珠岩,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩。蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。Expand拓展探究实践菊花的组织培养外植体的消毒外植体的切段接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽生根炼苗、移栽回顾实验培养条件：培养条件：无菌营养物质适宜环境条件（温度、PH、光等）植物激素：细胞分裂素生长素植物组织培养的两种途径胚状体途径器官发生途径类似胚的结构胚状体Expand拓展1.A、B过程分别为。C是。A过程细胞分裂方式是，B过程细胞分裂方式是,同时也进行。A过程一般光照；B过程需要光照，因为。2.影响A、B过程的关键因素是，主要是和，二者添加的会影响脱分化和再分化过程。3.植物组织培养是一个过程。（填“无性繁殖”、“有性繁殖”）植物体根、芽或胚状体外植体脱分化再分化 有丝分裂细胞分化植物激素细胞分裂素生长素无性繁殖AB有丝分裂浓度及比例【练习】下列是植物组织培养流程图，请回答：C脱分化、再分化愈伤组织不需要叶绿素的合成需要光照27植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么好妙招？不能。因为两种生物之间存在着天然的不能。因为两种生物之间存在着天然的生殖隔离生殖隔离利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？“番茄-马铃薯”的假想图28将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术021.概念：参考动物细胞融合，若是植物细胞之间的杂交，则应先做什么？得到杂种细胞后，如何培育成植株？植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02【自主学习】阅读教材P36-37，思考下列问题1.两个来自不同植物的体细胞融合，遇到的第一个障碍是什么？2.用什么方法可以温和地去除细胞壁而不伤害原生质体？3.诱导原生质体融合的方法有哪些？与细胞膜的什么特性有关？30植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术022.过程去壁融合再生新壁脱分化再分化移栽去壁植物细胞融合植物组织培养植物体细胞杂交马铃薯细胞马铃薯原生质体番茄细胞番茄原生质体杂种细胞杂种植株植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02(1)去除细胞壁去壁原因：方法：相关酶：细胞壁阻碍着细胞间的杂交酶解法纤维素酶和果胶酶上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？使溶液有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02（2）原生质体间的融合理论基础：方法：细胞膜具有流动性物理方法：电融合法、离心法化学方法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法3333植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02（4）植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体（3）植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等3、意义：融合实例:+=白菜甘蓝白菜-甘蓝植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02思考:获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？若只考虑两两融合不一定，有三类：未融合的细胞两两融合的细胞多细胞融合体AAABBB筛选AB植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术02A为2a=20B为2b=30生殖类型生殖类型变异类型变异类型染色体数染色体数染色体组数染色体组数基因组成基因组成无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律染色体数目变异染色体数目变异两亲本染色体数之和。两亲本染色体数之和。2a+2b两亲本染色体组数之和。两亲本染色体组数之和。2+2两亲本基因型之和。两亲本基因型之和。AaBbCcDd植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术原理原理过程过程意义意义联系联系细胞膜的流动性和植物细胞的全能性细胞膜的流动性和植物细胞的全能性植物细胞的全能性植物细胞的全能性离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化再分化再分化芽、根或胚状体芽、根或胚状体植物体植物体生长发育生长发育植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B原生质体原生质体A A去壁去壁原生质体原生质体B B去壁去壁人工诱导人工诱导融合的原生融合的原生质体质体ABAB杂种细胞杂种细胞ABAB愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化再生细胞壁再生细胞壁杂种植株杂种植株再分化再分化保持优良性状保持优良性状,繁殖速度快、繁殖速度快、大规模生产提高经济效益大规模生产提高经济效益植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术克服不同种生物远缘杂交的障碍克服不同种生物远缘杂交的障碍（1）图中过程：为，为，为，为，为。（2）细胞融合成功的标志是，植物体细胞杂交技术成功的标志是。（3）植物体细胞杂交技术的原理是。（4）植物体细胞杂交技术的意义是。去除细胞壁诱导细胞融合再生出新的细胞壁脱分化再分化再生出新的细胞壁形成杂种植株细胞膜的流动性和植物细胞的全能性打破生殖隔离，实现远缘杂交纤维素酶和果胶酶一、概念检测1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是()A.进行a处理时能用胰蛋白酶B.b是诱导融合后得到的杂种细胞C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中A练习与应用2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？主要原因是生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄马铃薯杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。番茄马铃薯杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么?Expand拓展