人教版高中生物选修三2.1.2植物细胞工程的实际应用 (共33张PPT)

课件33张PPT。专题2 细胞工程植物细胞工程细胞工程 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。 细胞工程理论基础细胞的全能性1、定义： 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。我们把这种潜能就成为细胞的全能性。2、原理： 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，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 3、差异： 植物细胞的全能性4.下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 C5. 萝卜根细胞培养出完整植株，以及克隆羊“多利”诞生各说明什么？ 6.为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。7.为什么运用植物组织培养技术能把植物的离体器官、组织或细胞培养成完整的植物体？植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化（又叫去分化）愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体植物组织培养激素诱导分化、严格的无菌条件、完全的营养条件1.植物组织培养的必要条件：2.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培育成完整植物体？不能3. 决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素植物组织培养避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长4.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要无菌操作？5.植物组织培养的过程如何？在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配置的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、从芽，最终形成完整的植株。植物组织培养背景资料20世纪60年代，一些科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，试图培育出如图所示的超级植物。
——“Potamato”。 1.两个不同植物的体细胞融合，要经过的第一关是什么？
2.如何顺利度过第一关？
3.怎样使两个不同的原生质体融合？
4.发生了融合的原生质体如何处理而获得杂种植物细胞？
5.如何将杂种细胞培育成杂种植株？思考问题细胞壁纤维素酶和果胶酶物理法和化学法脱分化再分化产生小植株6.什么是植物体细胞杂交？简述其过程思考问题用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 植物细胞再生细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织杂种植株激素等量激素再分化植物体细胞杂交过程示意图细胞膜的流动性7.植物细胞杂交与传统有性杂交比较有何优点？
8.现阶段取得的成就：克服了远缘杂交不亲和的障碍，实现了不同种间的杂交烟草-海岛烟草 胡萝卜-羊角芹
白菜-甘蓝思考与探究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？
马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、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。提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下：

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
(1)微型繁殖技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
(2)优点:
保持优良品种的遗传特性;
高效快速地实现种苗的大量繁殖.讨论1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？
提示：植物“微型”繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物“微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。2.作物脱毒
植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。
切取茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗
使农作物不会或极少感染病毒 (1)材料:(2)脱毒苗:（3）优点：3.神奇的人工种子
(1)特点:
后代无性状分离
不受气候,季节和地域限制
植物组织培养.
人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽. (2)技术:(3)结构:2.人工种子之所以神奇，是由于它具有天然种子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优点？
提示：人工种子的优点：
（1）天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。
（2）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。讨论3.人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？
提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。二、作物新品种的培育1.单倍体育种
(1)方法:
花药的离体培养
(2)优点:
后代稳定遗传,都是纯合体;
明显缩短育种年限.2.突变体的利用
(1)产生:
植物组织培养
(2)利用:
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.
植物的组织培养.
利用组织培养技术来大量生产人参皂甙干粉1.种类:2.技术:3.例子：4.高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题，与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在节约资源、保护环境方面的重要意义。
提示：可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫杉醇的含量是树皮的2～5倍。国内外在分化细胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。2.1.2植物细胞工程的实际应用（一） 思考与探究1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。
提示：a. 拯救濒危植物；
????? b. 提供食品制作的原料；
????? c. 利用愈伤组织进行转基因操作 2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。
提示：诱导植物愈伤组织
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　　　体细胞胚的诱导
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　　　体细胞胚的成熟
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　　　体细胞胚的机械化包裹
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　　　　贮藏或种植3.请查阅相关文献，设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。
花药 花粉细胞培养 愈伤组织
分化出小植物 单倍体植株
正常植株