人教版选修3专题2课题1植物细胞工程的基本技术（共36张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3专题2课题1植物细胞工程的基本技术（共36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 2.0MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2014-10-08 09:31:42 | ||
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文档简介
课件36张PPT。2.1 .1植物细胞工程的基本技术什么叫细胞工程？包括哪两大领域？包括植物细胞工程、动物细胞工程两大领域 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。细胞工程基因工程和细胞工程的异同?外植体愈伤组织新植株植物细胞工程的基本技术为什么用菊花的一个花瓣就可以培育出菊花呢？ 植物细胞具有全能性。（1）受精卵的全能性最高
（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞低。 一、细胞的全能性植物细胞＞动物细胞 1.定义：
2.原理：
3.差异：
4.大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞（胚胎干细胞）1.表现全能性的条件有哪些？
2.生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？
3.为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？
离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。探究：C1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ.生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ.卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性趁热打铁：2.下列植物细胞全能性最高的是（ ） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
3．下列细胞全能性最高的是（ ） A．植物的卵细胞 B．植物的精子细胞 C．被子植物的受精卵 D．被子植物的的叶肉细胞AC 要把一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作呢?请同学们阅读P34实验完成P35讨论题。诱导愈伤组织
的形成移栽(1) 植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。(2)胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。(3) 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。二、植物组织培养1、概念① 探索阶段（20世纪初－30年代中）
德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验
② 奠基阶段（30－50年代）
1934年，White培养番茄离体根尖成功
1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功
White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培
Nobecourt：胡萝卜进行组培
以上三人是植物组织培养的奠基人
③ 迅速发展阶段（60年代后）
原生质体，花药，快繁技术迅速发展植物组织培养的发展简史 科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。 植物组织培养的发展简史离体的植物器官、组织或细胞
(高度分化)脱分化营养物质
激素
其他外界条件光照、营养物质、激素等发育水,无机盐,小分子有机物(蔗糖)等细胞分裂素和生长素无菌、温度、氧气、适宜的PH值、无光照。再分化二、植物组织培养植物组织培养需要用植物激素诱导，最重要的是细胞分裂素和生长素，这两种激素的作用是不同的强调：愈伤组织： 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞；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。植物细胞的脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化的细胞。植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。1.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
2.决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。能力提高植物激素知识拓展 当细胞分裂素和生长素共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆”。
具体内容详见P42拓展视野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。三、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？1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。背景资料白菜甘蓝白菜－甘蓝1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？
4．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：植物细胞A
植物细胞B杂种植株融合的原生质体AB愈伤组织杂种细胞AB去 壁
去 壁方法？促进融合的方法？融合完成的
标志融合的原理？三、植物体细胞杂交技术1、过程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、电刺激、
聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞去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植物体细胞杂交基本操作步骤1、原生质体的制备
2、原生质体的融合
3、杂种细胞的形成和筛选
4、杂种细胞进行组织培养去壁
诱融
生壁
组培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、优势和未解决的问题 优势（与有性杂交方法比较） ：打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。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。1.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，所以马铃薯—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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结1.下列属于组织培养的是（ ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区
D.未受精的卵发育成植株
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素A反馈练习CC3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
D.一定的营养物质和激素
（2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞低。 一、细胞的全能性植物细胞＞动物细胞 1.定义：
2.原理：
3.差异：
4.大小：受精卵＞生殖细胞＞体细胞（胚胎干细胞）1.表现全能性的条件有哪些？
2.生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？
3.为何已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能？
离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。探究：C1、有关全能性的表述中，不正确的是（ ）
Ａ.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完
整个体，因此全能性最高
Ｂ.生物体内细胞由于分化全能性不能表达
Ｃ.卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能
性很高
Ｄ.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性趁热打铁：2.下列植物细胞全能性最高的是（ ） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
3．下列细胞全能性最高的是（ ） A．植物的卵细胞 B．植物的精子细胞 C．被子植物的受精卵 D．被子植物的的叶肉细胞AC 要把一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作呢?请同学们阅读P34实验完成P35讨论题。诱导愈伤组织
的形成移栽(1) 植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。(2)胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。(3) 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。二、植物组织培养1、概念① 探索阶段（20世纪初－30年代中）
德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验
② 奠基阶段（30－50年代）
1934年，White培养番茄离体根尖成功
1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功
White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培
Nobecourt：胡萝卜进行组培
以上三人是植物组织培养的奠基人
③ 迅速发展阶段（60年代后）
原生质体，花药，快繁技术迅速发展植物组织培养的发展简史 科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。 植物组织培养的发展简史离体的植物器官、组织或细胞
(高度分化)脱分化营养物质
激素
其他外界条件光照、营养物质、激素等发育水,无机盐,小分子有机物(蔗糖)等细胞分裂素和生长素无菌、温度、氧气、适宜的PH值、无光照。再分化二、植物组织培养植物组织培养需要用植物激素诱导，最重要的是细胞分裂素和生长素，这两种激素的作用是不同的强调：愈伤组织： 细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的、无定形状态的具有分生能力薄壁细胞；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。植物细胞的脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而变成未分化的细胞。植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。1.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？
2.决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。能力提高植物激素知识拓展 当细胞分裂素和生长素共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为“激素杠杆”。
具体内容详见P42拓展视野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。三、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？1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——“Potamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。背景资料白菜甘蓝白菜－甘蓝1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？
4．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考：植物细胞A
植物细胞B杂种植株融合的原生质体AB愈伤组织杂种细胞AB去 壁
去 壁方法？促进融合的方法？融合完成的
标志融合的原理？三、植物体细胞杂交技术1、过程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、电刺激、
聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞去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植物体细胞杂交基本操作步骤1、原生质体的制备
2、原生质体的融合
3、杂种细胞的形成和筛选
4、杂种细胞进行组织培养去壁
诱融
生壁
组培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、优势和未解决的问题 优势（与有性杂交方法比较） ：打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。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。1.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，所以马铃薯—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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性小结1.下列属于组织培养的是（ ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区
D.未受精的卵发育成植株
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素A反馈练习CC3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
D.一定的营养物质和激素