人教版选修3专题2课题1第1课时植物细胞工程的基本技术（共39张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修3专题2课题1第1课时植物细胞工程的基本技术（共39张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 7.5MB | ||
| 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 | 2014-10-20 10:12:58 | ||
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文档简介
课件39张PPT。简述蛋白质工程的基本途径基因工程的实质基因工程的不足、天然蛋白质的不足蛋白质工程的基础蛋白质工程的实质或者手段回顾旧知您好，还记得我吗“我”的诞生利用了什么生物技术？？克隆羊的全过程白面羊乳腺细胞的细胞核黑面羊卵细胞的细胞质融合新的细胞黑面代孕母羊白面羊的克隆羊体外培养 一段时间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： 1、概念：细胞工程植物细胞工程动物细胞工程植物细胞工程花瓣愈伤组织植物体脱分化再分化细胞分裂素 生长素有机物 无机盐 水分试管苗植物细胞工程常用的技术手段：植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术植物细胞工程理论基础：细胞的全能性（P33）思考：
1、植物组织培养的原理——
细胞的全能性一、植物组织培养技术
（一）植物组织培养的过程及原理2、材料
胡萝卜根、经过灭菌的培养基等3、方法步骤
4、讨论
实验 胡萝卜的组织培养 P34
（1）、在组织培养实验中，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。
（2）、在本实验中，切取胡萝卜块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。
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 （3）根据上面的实验过程，概括出植物
组织培养技术的流程简图。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…遮光一定的
光照在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织 培养条件芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
问题1、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
问题：3、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2、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问题：（二）植物组织培养的概念P36 ：
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。1.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：
①→脱分化→②→再分化→③→④
⑴①表示 ，它能被培养成④的根本原因是 。
⑵②表示 ，它的细胞特点是 、
外植体植物细胞全能性 愈伤组织 细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态 （3）若①是花药，则④是 ，这项技术可用
在 上。 单倍体植株 单倍体育种 请同学们讨论如何实现？
概念P37 ：
优势（与有性杂交方法比较）： 克服远缘杂交不亲和的障碍，具有两物种的优良性状。
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。二、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交过程示意图马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体番茄原生质体正在融合的原生质体杂种细胞再生出细胞壁愈伤组织再生出小植株(1)诱导融合植物体细胞完成融合的标志脱分化再分化为什么“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。“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三、总结植物体细胞杂交育种
将两种不同的植物细胞去除细胞壁，并使二者融合成为杂种细胞，再经组织培养得到杂种植株。细胞的全能性
、
生物膜的流动性克服远缘杂交不亲和的障碍白菜—甘蓝杂种植株2.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： ⑴步骤①是去掉 ，使植物细胞成为 ，最
常用的方法是 。
⑵步骤②一般常用的化学试剂是 ，
目的是 。
⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的
技术手段是 ，其中步骤④相当于 ，
步骤⑤相当于 。细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 植物组织培养 脱分化 再分化 谢谢无性繁殖细胞全能性①脱分化
②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植物组织培养克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养生物膜流动性
细胞全能性染色体变异、基因重组四、植物组织培养与体细胞杂交技术的比较⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株
植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因
是 。
⑸从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传
统有性杂交方法能否实现？ 因此，这
项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于
。
⑹利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，
遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。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。
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。
结果是形成愈伤组织。细胞分化有丝分裂 受精卵小肠上皮细胞血红细胞神经细胞细胞的再分化：
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。愈伤组织的特点：
排列疏松、无规则、
高度液泡化、具有很强
分生能力的薄壁细胞团
细胞的全能性生物体的细胞具有发展成完整生物体的潜能，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。
不同细胞的全能性差异：
植物细胞 动物细胞
受精卵（全能性） 生殖细胞 体细胞
分化程度低的细胞全能性高>>>植物组织培养的培养基定义：含有一定营养成分，供植物组织培养生长的基质
无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素
有机营养成分
① 含N物质：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖
③ 琼脂：起支持作用
④ 激素：生长素，细胞分裂素等
PH值：5.0－6.0
生长素用量/细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。
激素用量的比例影响实验结果：
总结植物组织培养的条件：
无菌条件
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）
一定的外界条件（适宜的温度和pH等）
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？细胞壁2．有没有一种温和的去壁方法呢？酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
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）
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？细胞膜的流动性 思考：如果两种来源不同的原生质体发生了融合，若只考虑两两融合，可形成几种融合细胞？下一步该做何处理？
3种、筛选融合细胞脱分化和再分化的比较
1、植物组织培养的原理——
细胞的全能性一、植物组织培养技术
（一）植物组织培养的过程及原理2、材料
胡萝卜根、经过灭菌的培养基等3、方法步骤
4、讨论
实验 胡萝卜的组织培养 P34
（1）、在组织培养实验中，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。
（2）、在本实验中，切取胡萝卜块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。
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 （3）根据上面的实验过程，概括出植物
组织培养技术的流程简图。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…遮光一定的
光照在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织 培养条件芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
问题1、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
问题：3、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2、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问题：（二）植物组织培养的概念P36 ：
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。1.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：
①→脱分化→②→再分化→③→④
⑴①表示 ，它能被培养成④的根本原因是 。
⑵②表示 ，它的细胞特点是 、
外植体植物细胞全能性 愈伤组织 细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态 （3）若①是花药，则④是 ，这项技术可用
在 上。 单倍体植株 单倍体育种 请同学们讨论如何实现？
概念P37 ：
优势（与有性杂交方法比较）： 克服远缘杂交不亲和的障碍，具有两物种的优良性状。
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。二、植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交过程示意图马铃薯细胞番茄细胞马铃薯原生质体番茄原生质体正在融合的原生质体杂种细胞再生出细胞壁愈伤组织再生出小植株(1)诱导融合植物体细胞完成融合的标志脱分化再分化为什么“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。“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三、总结植物体细胞杂交育种
将两种不同的植物细胞去除细胞壁，并使二者融合成为杂种细胞，再经组织培养得到杂种植株。细胞的全能性
、
生物膜的流动性克服远缘杂交不亲和的障碍白菜—甘蓝杂种植株2.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： ⑴步骤①是去掉 ，使植物细胞成为 ，最
常用的方法是 。
⑵步骤②一般常用的化学试剂是 ，
目的是 。
⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的
技术手段是 ，其中步骤④相当于 ，
步骤⑤相当于 。细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 植物组织培养 脱分化 再分化 谢谢无性繁殖细胞全能性①脱分化
②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植物组织培养克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养生物膜流动性
细胞全能性染色体变异、基因重组四、植物组织培养与体细胞杂交技术的比较⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株
植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因
是 。
⑸从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传
统有性杂交方法能否实现？ 因此，这
项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于
。
⑹利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，
遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。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。
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。
结果是形成愈伤组织。细胞分化有丝分裂 受精卵小肠上皮细胞血红细胞神经细胞细胞的再分化：
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。愈伤组织的特点：
排列疏松、无规则、
高度液泡化、具有很强
分生能力的薄壁细胞团
细胞的全能性生物体的细胞具有发展成完整生物体的潜能，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。
不同细胞的全能性差异：
植物细胞 动物细胞
受精卵（全能性） 生殖细胞 体细胞
分化程度低的细胞全能性高>>>植物组织培养的培养基定义：含有一定营养成分，供植物组织培养生长的基质
无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素
有机营养成分
① 含N物质：包括维生素和氨基酸
② 碳源：2%—5%的蔗糖
③ 琼脂：起支持作用
④ 激素：生长素，细胞分裂素等
PH值：5.0－6.0
生长素用量/细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。
激素用量的比例影响实验结果：
总结植物组织培养的条件：
无菌条件
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）
一定的外界条件（适宜的温度和pH等）
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？细胞壁2．有没有一种温和的去壁方法呢？酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
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）
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？细胞膜的流动性 思考：如果两种来源不同的原生质体发生了融合，若只考虑两两融合，可形成几种融合细胞？下一步该做何处理？
3种、筛选融合细胞脱分化和再分化的比较