上課：生物：2.1.1《植物細(xì)胞工程》課件新人教版選修3

,專題2細(xì)胞工程,1996年7月5日,世界上第一只體細(xì)胞克隆動(dòng)物-克隆羊多利誕生于英國(guó).,這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？,細(xì)胞工程,還有哪些需要通過細(xì)胞過程來(lái)實(shí)現(xiàn)的例子呢？,細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。,1、細(xì)胞工程概念（P31）,2、細(xì)胞工程分類,植物細(xì)胞工程,動(dòng)物細(xì)胞工程,閱讀課本32頁(yè)：細(xì)胞工程的發(fā)展歷程,2.1植物細(xì)胞工程,植物細(xì)胞工程的基本技術(shù):,植物組織培養(yǎng)；植物體細(xì)胞雜交,（所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)：,植物細(xì)胞的全能性）,利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花,為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？,1什么是細(xì)胞的全能性？2為什么細(xì)胞具有全能性？3菊花體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？,4.所有細(xì)胞的全能性都一樣嗎？,一細(xì)胞的全能性,1、概念,：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能的特性。（P33）,2、原因,：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含本物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整個(gè)體的全套基因。,3、全能性一般不表現(xiàn)的原因在生物體內(nèi)，由于基因在特定的時(shí)間和空間條件下的選擇性表達(dá)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。也就是在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，表達(dá)的基因不同，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成不同的組織和器官。,1）受精卵,生殖細(xì)胞,體細(xì)胞,5、全能性的比較,2）植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞,4、細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件,3）幼嫩的細(xì)胞衰老的細(xì)胞,4）分裂能力強(qiáng)的分裂能力弱的,5）分化程度低的分化程度高的,離體，無(wú)菌,適宜的條件【營(yíng)養(yǎng)；激素；適宜的溫度；光照(培養(yǎng)后期）】,利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花,植物的花瓣是怎樣長(zhǎng)成一株完整植株的呢？,二、植物組織培養(yǎng),1、原理：植物細(xì)胞的全能型,2、植物組織培養(yǎng)過程,（植物細(xì)胞工程最基本技術(shù)之一）,愈傷組織-離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化無(wú)定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無(wú)規(guī)則的組織。,無(wú)菌環(huán)境、適合的PH、一定的溫度、空氣、適時(shí)光照等。,3、植物組織培養(yǎng)條件：,培養(yǎng)基,（無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、激素、瓊脂）,狀態(tài)：固態(tài),植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基,定義：含有一定營(yíng)養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長(zhǎng)的基質(zhì)無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸碳源：2%5%的蔗糖瓊脂：起支持作用生長(zhǎng)激素：生長(zhǎng)素，細(xì)胞分裂素和赤霉素PH值：5.06.0,菊花花瓣,愈傷組織,根、芽,植物體,由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程,愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程,離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化無(wú)定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無(wú)規(guī)則的組織。,要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應(yīng)該如何操作呢?,4、植物組織培養(yǎng)具體操作（P34實(shí)驗(yàn)）,課本：34頁(yè)實(shí)驗(yàn),切取形成層,無(wú)菌接種,誘導(dǎo)愈傷織的形成,試管苗的形成,培養(yǎng)室,移栽,脫分化,再分化,1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無(wú)菌操作？,離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件,避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)而危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。,想一想,植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。,5、植物組織培養(yǎng)概念,離體的植物器官、組織或細(xì)胞,愈傷組織,根、芽,植物體,外植體,脫分化,植物激素：細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素,再分化,小結(jié),二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù),番茄馬鈴薯,將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。,1、概念,原生質(zhì)體A,原生質(zhì)體B,原生質(zhì)體融合,正在融合的原生質(zhì)體,再生出細(xì)胞壁,雜種細(xì)胞,愈傷組織,雜種植株,纖維素酶果膠酶,物理方法化學(xué)方法：,離心振動(dòng)電激,聚乙二醇,植物組織培養(yǎng),植物細(xì)胞融合,2、過程,白菜,甘藍(lán),白菜甘藍(lán),說明：白菜甘藍(lán)具有兩個(gè)親本的特征，具有雙親的全部遺傳物質(zhì),為什么“番茄馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？,主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，所以雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯。,3、成果和未解決的問題,成果：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種。,未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。,比較,無(wú)性繁殖,細(xì)胞全能性,脫分化再分化,保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益,雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng),克服不同種生物遠(yuǎn)源雜交的障礙,去除細(xì)胞壁融合形成雜種細(xì)胞組織培養(yǎng),膜流動(dòng)性細(xì)胞全能性,無(wú)性繁殖；染色體變異,1、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（）,A、振動(dòng)B、電刺激C、PEG試劑D、重壓,2、植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是（）A、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁B、細(xì)胞膜發(fā)生融合C、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D、細(xì)胞核發(fā)生融合,A,D,自我評(píng)價(jià),1、下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是：(),A、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能,B、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能,C、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能,D、生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過程,C,2、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性,C,3.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫