植物细胞工程的基本技术1章节

1、点此播放教学视频,专题2 细胞工程,2.1 植物细胞工程,2.1.1 植物细胞工程的基本技术,点此播放教学视频,课题目标： 1简述植物组织培养的原理和过程。 2简述植物体细胞杂交的原理。 3尝试进行植物组织培养。,点此播放教学视频,细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。,一、细胞工程：,自学指导 根据教材P31的内容,完成要点分析中的一。,1、概念：,点此播放教学视频,概念：,点此播放教学视频,根据操作对象不同，分为：,植物细胞工程,动物细胞工程,一、细胞工程：,2、分类：,点此播放教学视频,前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是分子水平上的生物技术。,克隆多莉羊技术是 水平上的技术， 培育抗虫棉是 水平上的技术。,细胞工程与基因工程相比：,细胞,分子,思考:,植物细胞工程技术常用的技术手段：,植物组织培养和植物体细胞杂交,植物细胞工程理论基础：,植物细胞的全能性,点此播放教学视频,自学指导 根据教材P36的内容，完成要点分析中的二中的（一）、（二）。,二、植物

2、组织培养技术 （一）植物组织培养的概念： 就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织，丛芽，最终形成完整的植株。,愈伤组织,胚状体,脱分化,脱分化,再分化,再分化,幼苗,离体的植物器官、组织或细胞 （外植体）,成体,二、植物组织培养技术 （二）植物组织培养的过程及原理 1、过程：,点此播放教学视频,二、植物组织培养技术 （二）植物组织培养的过程及原理 2、相关概念： （1）细胞的脱分化： 让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 （2）细胞的再分化： 脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程。,？脱分化的实质和结果分别是什么？,实质是恢复细胞的全能性过程。 结果是形成愈伤组织。,二、植物组织培养技术 （二）植物组织培养的过程及原理 2、相关概念： （2）细胞的再分化： 脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程。,二、植物组织培养技术 （二）植物组织培养的过程及原理 2、相关概念： （3）愈伤组织的特点： 排列疏松、无规则、 高度液泡化

3、、无定形 的，具有很强分生能 力的薄壁细胞团。,点此播放教学视频,二、植物组织培养技术 3、植物组织培养的原理,细胞的全能性,生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫细胞的全能性。,具有全能性的原因,生物体的每个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部基因。,点此播放教学视频,二、植物组织培养技术 4、讨论： （1）生物的生长发育过程中，细胞不会表现出全能性的原因？ 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因有选择性地表达出各种蛋白质，构成不同组织和器官。,点此播放教学视频,二、植物组织培养技术 4、讨论： （2）不同细胞的全能性差异： 受精卵（全能性） 生殖细胞 体细胞,植物细胞动物细胞 分化程度低的细胞分化程度高的细胞,点此播放教学视频,二、植物组织培养技术 4、讨论： （3）植物细胞在什么情况下可以表现出全能性？ 植物细胞表现出全能性的条件： 离体培养 一定的营养条件 一定的植物激素 其他的外界条件,点此播放教学视频,自学指导 根据教材P34-35的内容，完成要点分析中的二中的（三）。 （三）实例胡萝卜的组织培养试验 1、在组织培养

4、实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和试验人员的无菌操作？ 防止培养基上被杂菌污染，抑制培养物的生长，甚至导致其死亡。,点此播放教学视频,2、在本实验中，切取胡萝卜块石强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其它部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？ 可以，只是诱导愈伤组织比较困难。 花粉细胞也可经过组织培养形成完整植株，但此植株为单倍体。,点此播放教学视频,3、总结植物组织培养的条件： 营养物质（水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等） 植物激素（如细胞分裂素、生长素等） 无菌条件 适宜的温度和pH等 讨论：蔗糖的作用是什么？ 提供营养 调节细胞渗透压,点此播放教学视频,依据学过的知识和实验过程思考回答：,2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？,植物激素的种类和比例,1、离体的器官、组织或细胞，如果不进行脱分化处理能否培养成完整的植物体？,不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不进行脱分化处理就不能形成愈伤组织,点此播放教学视频,3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,在有光时，往往容易形成维管组织，而不

5、易形成愈伤组织。（但再分化时需要光，光能使细胞内形成叶绿体、叶绿素，进行光合作用）,点此播放教学视频,小结：,植物组织培养的过程,外植体,脱分化,再分化,（离体的,已分化组织或细胞）,（未分化）,（分化）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快 不受季节限制 工厂化生产 幼苗无毒 保持优良性状,适宜温度、光照、 pH和无菌环境。 无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等）,无定形状态 薄壁细胞 高度液泡化 排列疏松、无规则 无叶绿体,不进行光合作用,分化程度低去分化较易,因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。,这幅番茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,点此播放教学视频,自学指导 根据教材P36-37的内容，完成要点分析中的三。 三、植物体细胞杂交技术 （一）植物体细胞杂交技术的概念及优势： 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。 优势：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围。,三、植物体细胞杂交技术 （二）植物体细胞杂交的过程,点此播放教学

6、视频,三、植物体细胞杂交技术 （二）植物体细胞杂交的过程,融合的原生质体,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,植物原生质体的融合,植物的组织培养,（二）植物体细胞杂交的过程： 1、去除细胞壁的方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 2、原生质体融合的方法： 物理法：离心、振动、电激等 化学法：聚乙二醇（PEG） 3、植物体细胞完成融合的标志： 融合的原生质体形成新的细胞壁,点此播放教学视频,利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合,点此播放教学视频,去壁,去壁,纤维素酶果胶酶,原生质体,植物细胞,原生质体融合,离心、振动、电激、 聚乙二醇,再生细胞壁,杂种细胞,脱分化,愈伤组织,杂种植株,激素,筛选,等量,激素,再分化,植物体细胞杂交过程示意图,点此播放教学视频,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,“白菜甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。,（三）植物体细胞杂交技术的应用：,为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？,主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯番茄杂交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受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。,点此播放教学视频,四、总结植物体细胞杂交育种,点此播放教学视频,无性繁殖,细胞全能性,脱分化 再分化,保持优良性状 繁殖速度快、大规模生产 提高经济效益,杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍,去除细胞壁 融合形成杂种细胞 组织培养,膜流动性 细胞全能性,染色体变异、基因重组,点此播放教学视频,

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