植物细胞工程课件
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课件43张PPT。 专题二 细胞工程细胞工程 1概念:2分类:植物细胞工程和动物细胞工程
3基本技术：
植物组织培养技术植物体细胞杂交技术1.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页 回答下列问题3.什么是细胞的全能性?5.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？细胞的全能性4.全能性大小比较受精卵 生殖细胞 体细胞 第二组〉〉〉第一组植物细胞 动物细胞基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。具有某种生物__ ___________的任何一个细胞，都具有___________________的潜能。全部遗传信息发育成完整生物体一、植物组织培养技术植物器官切片图天竺葵筛管导管根尖这些形态结构和功能不同的细胞都有可能发育成完整个体吗？思考阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养1.概括植物组织培养技术的流程简图制备
外植体接种脱分化
培养再分
化培养试管苗正常植株转接移栽形成层容易诱导产生愈伤组织，其它部分也可以但诱导愈伤组织
蕉困难。2.在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分，原
因是什么？胡萝卜的其他部分是否也能培育成小植株？1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的胡萝卜新植株。
植物组织培养技术6.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器
官组织或细胞愈伤组织脱分化再分化幼根和幼芽胚状体(外植体)（1）什么是细胞脱分化？（2）愈伤组织有什么特点？ (3)高度分化的植物细胞表现全能性条件：细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件植物组织培养试管苗大规模培养请同学们讨论如何实现？1 概念： 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。 二、植物体细胞杂交 2 过程马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？融
合长壁原生
质体纤维素酶和果胶酶2.去壁以后的结构叫什么？3.用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？5.融合完成的标志是什么？6.杂种细胞遗传物质有什么特点？7.融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？ 物理方法：离心、振动、电击.
化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导
细胞膜融合细胞质融合细胞核融合细胞膜的流动性单核、长出新的细胞壁具有两个物种的遗传物质马—马、番--番所以还要经过筛选才能得到杂种植株杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B 原生质体A原生质体B正在融合的原生质体去细胞壁!再生细胞壁植物组织培养植物细胞融合2.过程3、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株
未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的
需要表现出亲代的优良性状4、意义可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物性状白菜甘蓝白菜 甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？
讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？一、植物繁殖的新途径 １、微型繁殖技术
概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术植物细胞工程技术的应用试管苗大规模培养优点① 繁殖速度快；
②“高保真”（因为是无性繁殖）；
③ 不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。 正文中讨论题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、作物脱毒作物脱毒的原因:
长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。 作物脱毒材料:
作物脱毒方法:
结果:分生区（如茎尖）的细胞进行组织培养脱毒苗3、人工种子概念：
产生途径：
为什么要造人工种子？（天然种子的缺陷有哪些？）探究：通过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。在适宜的条件下可以发芽成苗。
（1）由已脱分化的外植体直接产生；
（2）由愈伤组织产生；
1、解决了有些种子繁殖力差、结籽困难或发芽率低等问题。3、可以工业化生产，提高农业的自动化程度。优点：4、用人工种子播种可节约粮食。2、不会造成遗传性状的改变。讨论：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、作物新品种的培育复习:
1、传统方法－－－
原理:基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。
杂交育种结果:
通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中
缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种 一、单倍体育种复习
1、单倍体的概念:
2、单倍体的例子:由配子发育成的个体蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 .
多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体
花药离体培养 过程:
单倍体育种的原理:
单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体，其基因是高度纯合的，单倍体育种就是利用单倍体的这种特性。
单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种
优点
单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这样大大地缩短了育种年限。 2、突变体的利用突变体产生:
植物组织培养
突变体的利用:筛选对人有利的突变体培育新品种
3、细胞产物的工厂化生产1、种类:
2、利用的枝术:组织培养
3、过程:（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。
紫草 愈伤组织紫草素细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/生长素维持在高水平时：诱导芽的形成细胞分裂素/生长素的比例低时：诱导根的形成资料1根据以上资料，你得出什么结论？资料2植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（ ）
A、茎尖 B、子房壁 C、花粉粒 D、叶片练习1、阅读下列材料，分析后简要回答问题：材料1：植物的器官组织或细胞培养基中培养取下并放入B（A）胚状体植物体材料2：植物细胞a植物细胞b杂种细胞融合并再生出细胞壁细胞分裂再分化（C）（D）植物体脱分化愈伤组织原生质体a原生质体b否需要 C（08海南18分） ：某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：
（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程，②表示的是 过程，X代表的是 ，③表示的是 过程，④表示的是诱导 过程。
（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有 。练习2脱分化再分化胚状体分化激素单倍体细胞的全能性生根 如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入
试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请根据图回答下列问题：
⑴要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。
营养物质包括 和小分子有机物，激素包括细胞分裂素
和 两类植物激素。
⑵此过程依据的原理是 。A和B阶段主要进行的分裂
方式是 ，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞 等。
⑶此过程要无菌操作，主要是指对 进行灭菌消毒。
B阶段需要光照，原因是 。
⑷试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶
绿素，这是基因 的结果。答案⑴无机物 生长素 ⑵细胞的全能性 有丝分裂 分化
⑶培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件
⑷选择性表达练习3：
3基本技术：
植物组织培养技术植物体细胞杂交技术1.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页 回答下列问题3.什么是细胞的全能性?5.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？细胞的全能性4.全能性大小比较受精卵 生殖细胞 体细胞 第二组〉〉〉第一组植物细胞 动物细胞基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。具有某种生物__ ___________的任何一个细胞，都具有___________________的潜能。全部遗传信息发育成完整生物体一、植物组织培养技术植物器官切片图天竺葵筛管导管根尖这些形态结构和功能不同的细胞都有可能发育成完整个体吗？思考阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养1.概括植物组织培养技术的流程简图制备
外植体接种脱分化
培养再分
化培养试管苗正常植株转接移栽形成层容易诱导产生愈伤组织，其它部分也可以但诱导愈伤组织
蕉困难。2.在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分，原
因是什么？胡萝卜的其他部分是否也能培育成小植株？1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的胡萝卜新植株。
植物组织培养技术6.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器
官组织或细胞愈伤组织脱分化再分化幼根和幼芽胚状体(外植体)（1）什么是细胞脱分化？（2）愈伤组织有什么特点？ (3)高度分化的植物细胞表现全能性条件：细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件植物组织培养试管苗大规模培养请同学们讨论如何实现？1 概念： 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。 二、植物体细胞杂交 2 过程马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？融
合长壁原生
质体纤维素酶和果胶酶2.去壁以后的结构叫什么？3.用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？5.融合完成的标志是什么？6.杂种细胞遗传物质有什么特点？7.融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？ 物理方法：离心、振动、电击.
化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导
细胞膜融合细胞质融合细胞核融合细胞膜的流动性单核、长出新的细胞壁具有两个物种的遗传物质马—马、番--番所以还要经过筛选才能得到杂种植株杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B 原生质体A原生质体B正在融合的原生质体去细胞壁!再生细胞壁植物组织培养植物细胞融合2.过程3、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株
未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的
需要表现出亲代的优良性状4、意义可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物性状白菜甘蓝白菜 甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？
讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？一、植物繁殖的新途径 １、微型繁殖技术
概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物品种的植物组织培养技术植物细胞工程技术的应用试管苗大规模培养优点① 繁殖速度快；
②“高保真”（因为是无性繁殖）；
③ 不受自然生长季节的限制（因为在具有一定人工设施的室内生产）。 正文中讨论题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、作物脱毒作物脱毒的原因:
长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。 作物脱毒材料:
作物脱毒方法:
结果:分生区（如茎尖）的细胞进行组织培养脱毒苗3、人工种子概念：
产生途径：
为什么要造人工种子？（天然种子的缺陷有哪些？）探究：通过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。在适宜的条件下可以发芽成苗。
（1）由已脱分化的外植体直接产生；
（2）由愈伤组织产生；
1、解决了有些种子繁殖力差、结籽困难或发芽率低等问题。3、可以工业化生产，提高农业的自动化程度。优点：4、用人工种子播种可节约粮食。2、不会造成遗传性状的改变。讨论：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、作物新品种的培育复习:
1、传统方法－－－
原理:基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。
杂交育种结果:
通过基因重组，把两亲本的优良性状组合在同一后代中
缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种 一、单倍体育种复习
1、单倍体的概念:
2、单倍体的例子:由配子发育成的个体蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体 .
多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体
花药离体培养 过程:
单倍体育种的原理:
单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体，其基因是高度纯合的，单倍体育种就是利用单倍体的这种特性。
单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种
优点
单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这样大大地缩短了育种年限。 2、突变体的利用突变体产生:
植物组织培养
突变体的利用:筛选对人有利的突变体培育新品种
3、细胞产物的工厂化生产1、种类:
2、利用的枝术:组织培养
3、过程:（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。
紫草 愈伤组织紫草素细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/生长素维持在高水平时：诱导芽的形成细胞分裂素/生长素的比例低时：诱导根的形成资料1根据以上资料，你得出什么结论？资料2植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（ ）
A、茎尖 B、子房壁 C、花粉粒 D、叶片练习1、阅读下列材料，分析后简要回答问题：材料1：植物的器官组织或细胞培养基中培养取下并放入B（A）胚状体植物体材料2：植物细胞a植物细胞b杂种细胞融合并再生出细胞壁细胞分裂再分化（C）（D）植物体脱分化愈伤组织原生质体a原生质体b否需要 C（08海南18分） ：某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：
（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的 过程，②表示的是 过程，X代表的是 ，③表示的是 过程，④表示的是诱导 过程。
（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有 。练习2脱分化再分化胚状体分化激素单倍体细胞的全能性生根 如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入
试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请根据图回答下列问题：
⑴要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。
营养物质包括 和小分子有机物，激素包括细胞分裂素
和 两类植物激素。
⑵此过程依据的原理是 。A和B阶段主要进行的分裂
方式是 ，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞 等。
⑶此过程要无菌操作，主要是指对 进行灭菌消毒。
B阶段需要光照，原因是 。
⑷试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶
绿素，这是基因 的结果。答案⑴无机物 生长素 ⑵细胞的全能性 有丝分裂 分化
⑶培养基 芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件
⑷选择性表达练习3：