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植物细胞工程的基本技术2章节

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  • 卖家[上传人]:E****
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  • 上传时间:2019-06-21
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    • 1、,专题2 细胞工程,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。,什么叫细胞工程?,基因工程:是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新 的生物类型和生物产品。,点此播放教学视频,植物细胞工程,动物细胞工程,细胞工程与基因工程的比较:,生物体外,生物体外,DNA分子水平,细胞或细胞器水平,细胞或细胞器,基因,改变细胞内遗传物质 或获得细胞产品,赋予生物新的遗传 特性,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术,植物组织培养技术,植物体细胞杂交,点此播放教学视频,回忆、思考,1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段?P33 2、植物组织培养技术的理论基础是什么?,植物细胞具有全能性,3、什么叫做细胞全能性?动物细胞具有全能性吗?P33,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能,即每个细胞都具有全能性。,4、生物体所有细胞全能性都一致吗?,受精卵生殖

      2、细胞体细胞;植物细胞动物细胞,科学利用菊花花瓣培养的菊花,点此播放教学视频,为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢?,为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢?,怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作?,花瓣细胞具有该物种的全套遗传信息,细胞的基因选择性表达的结果,点此播放教学视频,一、植物组织培养技术,1、实验:胡萝卜的组织培养P34,实验原理:,实验目的:略,材料用具:略,脱分化,再分化,一定的营养和不同比例植物激素,一定的营养和不同比例植物激素,点此播放教学视频,实验步骤:,制备胡萝卜段,胡萝卜段的消毒,70%酒精溶液消毒30秒,次氯酸钠溶液处理30分钟,制备胡萝卜组织块,选取有形成层的部位,思考:P35 讨论题2,(2)接种:P36“小知识”,(3)培养,2326恒温、避光(有些材料需光照)条件,观察愈伤组织的生长状况愈伤组织的诱导,(1)离体组织块的制备与消毒,(4)移栽与栽培,愈伤组织转接分化培养基愈伤组织的分化,(再分化),(脱分化),点此播放教学视频,一、植物组织培养技术,1、植物组织培养的过程,1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些?

      3、 2.在植物组培过程中,为什么要进行一系列的消毒,灭菌,并且要求无菌操作? 3、为什么切取胡萝卜根的形成层,其他部分也能培养成小植株吗? 4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养? 5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图,并与同学交流。,点此播放教学视频,1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些? 2.在植物组培过程中,为什么要进行一系列的消毒,灭菌,并且要求无菌操作? 3、为什么切取胡萝卜根的形成层,其他部分也能培养成小植株吗?,细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件,避免杂菌在上面迅速生长消耗营养,且有些杂菌产生的有毒物质会危害培养物的生长。,想一想,胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织,其他部分如叶、花也能培养成小植株,只是稍微困难些。,4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养? 5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图,并与同学交流。,不利于愈伤组织的形成。,点此播放教学视频,切取 形成层,无菌接种,诱导愈伤组织 的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,点此播放教学视频,过程,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,胚状体或芽,植物体,外植

      4、体,脱分化,植物激素: 细胞分裂素、生长素,再分化,植物组织培养,植物组织培养条件:,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。,根据上述过程,请同学们讨论归纳出组织培养的概念。,2、概念: 植物组织培养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。,阅读:金P274-二“特别提醒”,点此播放教学视频,自我评价,1、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养, 又可以分化形成胚状体或芽等器官,这一过程称为:,2、下列不能作为植物组织培养的材料是:,点此播放教学视频,3、下列属于组织培养的是( ) A. 花药离体培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株,自我评价,点此播放教学视频,4、若用“ ” 表示植物组织培养的过程。请回答: (1) 表示 , 能被培养成为的根本原因是 (2) 表示 ,其细胞特点 是 薄壁细胞。,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,具有分生能力的,愈伤组织

      5、,自我评价,点此播放教学视频,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。,于是,这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交,来实现这一美妙的设想。,二、植物体细胞杂交技术,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?,植物体细胞杂交过程示意图,点此播放教学视频,思考:,1、要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起,遇到的第一个障碍是什么?,细胞壁,2、有没有一种温和的去细胞壁的方法?,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,从而获得具有活力的原生质体,点此播放教学视频,3、两个来源不同的原生质体在自然状态下能否融合?为什么?,细胞膜的识别作用。因此必须借助一定的技术手段。,人工诱导方法,物理法:离心、振动、电激,化学法:一般用聚乙二醇(PEG)作诱导剂,不能,点此播放教学视频,4、原生质体能融合所依据的生物学原理是?,细胞膜的流动性,5、融合成功的标志是什么?,杂种细胞再生出细胞壁,6、原生质体融合后,会形成几种杂种细胞类型?,在实际操作过程中,是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起,让它们自由融合,再从中筛选出所需的杂种细胞。,杂种

      6、植株,融合的原生质体AB,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,1、过程,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞A,原生质体B,原生质体A,杂种细胞AB,去 壁,去 壁,人 工 诱 导,方法?,促进融合的方法?,融合完成的 标志,植物细胞B,二、植物体细胞杂交技术,点此播放教学视频,融合体,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,去壁的常用方法:,原生质体融合方法:,植物体细胞杂交过程示意图,植物体细胞杂交的实质:,原生质体融合,融合成功的标志:,杂种细胞再生出细胞壁,1、不能人工诱导原生质体融合的方法是( ),A、振动 B、电刺激 C、PEG试剂 D、重压,2、植物体细胞杂交尚未解决的问题有: A 去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 B 将杂种细胞培育成植株 C 让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D 尚未培育出属间杂种植物,C,D,自我评价,点此播放教学视频,7、如何将杂种细胞培育成杂种植株?,植物组织培养,8、杂种植株是否可育?,可育。因为细胞中存在同源染色体,可通过减数分裂产生有性生殖细胞,再经受精作用后发育形成种子。,点此播放教学视频,复习巩固: 1、写出植物组织培养的过程

      7、 2、指出植物体细胞杂交的过程: 3、植物体细胞杂交的两个关键步骤分别是: 4、植物组织培养和植物体细胞杂交的原理分别是:,去除细胞壁原生质体的融合,物理法:离心、振动、电击,化学法:聚乙二醇(PEG),植物组织培养: 植物体细胞杂交:,植物细胞的全能性,细胞膜的流动性,植物体细胞杂交过程(填图 ),愈伤组织,试管苗,点此播放教学视频,二、植物体细胞杂交技术,2、概念,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。,3、成果和未解决的问题,(1)意义:克服不同生物远缘杂交的障碍,培育生物的新类型。,(2)未解决的问题:未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良。,练习:金P275例2,四、植物细胞工程的实际应用,(一)植物繁殖的新途径,1、微型繁殖(快速繁殖)P38,优点:,繁殖速度快,保持种苗的优良遗传性状,不受自然生长季节的限制,培育目的:,获取试管苗,点此播放教学视频,2、作物脱毒:P39,依据:,植物分生区附近的病毒极少,甚至无病毒。,做法:,用植物分生区的细胞(如茎尖)进行组织培养,从而获得脱毒苗。,优点:,经脱毒苗培育的植株就不会或极少感染 病毒,实例:,脱毒草莓、马铃薯等,点此播放教学视频,3、人工种子,以植物组织培养得到 的胚状体、不定芽、顶芽 和腋芽等为材料,经过人 工薄膜包装得到的种子。,胚状体胚乳人工种皮,点此播放教学视频,(二)作物新品种的培育:P40,1、单倍体育种,做法:,纯种亲本杂交植株,花药离体培养,单倍体幼苗,秋水仙素处理,纯合子,优点:,获得稳定遗传的优良品种,明显缩短育种的年限。,点此播放教学视频,2、突变体的利用,原理:,基因突变,发生时间:,有丝分裂间期(DNA复制时),(三)细胞产物的工厂化生产,举例:,人参皂甙、紫杉醇,点此播放教学视频,工厂化生产人参皂甙的基本过程:,外植体,脱分化,愈伤组织,培养选择,优良细胞株,保存,发酵生产,发酵罐,细胞增殖,破碎细胞,提取人参皂甙,点此播放教学视频,脱分化的原因:,让基因得到表达的可能,脱分化的本质:,有丝分裂,无细胞分化,脱分化的结果:,形成愈伤组织,再分化的本质:,有丝分裂,细胞分化,点此播放教学视频,切取 形成层,无菌接种,诱导愈伤组织 的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,点此播放教学视频,

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