人教版高二生物《植物细胞工程》课件.ppt

试管苗大规模培养 19961996年年7 7月月5 5日日,世界上第一只体细胞克隆世界上第一只体细胞克隆动物动物-克隆羊克隆羊多利多利诞生于英国诞生于英国,标志着一标志着一种新的生物技术种新的生物技术-动物体细胞克隆技术面世动物体细胞克隆技术面世,也揭开细胞工程更深层次发展的序幕也揭开细胞工程更深层次发展的序幕!细胞工程是指应用细胞生物学和分子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，通过生物学的原理和方法，通过细胞水平细胞水平或或细细胞器水平胞器水平上的操作，按照人们的意愿来上的操作，按照人们的意愿来改改变变细胞内的细胞内的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品的一的一门综合科学技术。门综合科学技术。什么叫细胞工程？什么叫细胞工程？细胞工程细胞工程 应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平或细胞细胞整体水平或细胞器水平器水平按照人们的意愿来改变按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获细胞内的遗传物质或获得细胞产品得细胞产品 按操作对按操作对象分类象分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程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 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术回忆、思考回忆、思考1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？2、植物组织培养技术的理论基础是什么？离体的器官、组织或细胞离体的器官、组织或细胞,脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织,再分再分化化为根和芽为根和芽完整植株完整植株植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢的植株呢？细胞失去了全能性细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因部分丢失 细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因进行选择性表达细胞中的基因变异不同细胞中的基因变异不同 怎样才能由一块组织通怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株过培养得到一株完整植株,应该如何操作应该如何操作?胡胡萝萝卜卜的的组组织织培培养养一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1.1.1.1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.2.2.2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？并且要求无菌操作？并且要求无菌操作？并且要求无菌操作？3 3 3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？小植株吗？小植株吗？小植株吗？4 4 4 4、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程程程程.1.1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？灭菌，并且要求无菌操作？3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？培养成小植株吗？离体条件、一定的营养物质、离体条件、一定的营养物质、激素和其他外界条件激素和其他外界条件避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，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。且有些杂菌会危害培养物的生长。想一想想一想 胡萝卜根胡萝卜根形成层形成层容易诱导成愈伤组容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。植株，只是稍微困难些。4、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技术的流程图术的流程图.切取形成层切取形成层无菌接种无菌接种诱导愈伤组织诱导愈伤组织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽过程过程离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化植物组织培养植物组织培养条件植物组织培养条件：含有全部营养成分的含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。等器官，这个过程叫做再分化。外植体：外植体：愈伤组织：愈伤组织：脱分化（去分化）：脱分化（去分化）：再分化：再分化：用于离体培养的植物器官、组织或细胞用于离体培养的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段离体的植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成一团细胞而时间以后，会通过细胞分裂，形成一团细胞而形成的组织叫愈伤组织。形成的组织叫愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物器官、组织或细胞由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。的脱分化。关键概念：若用若用若用若用“”表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答：（1 1）表示表示表示表示 ，能被培养成为能被培养成为能被培养成为能被培养成为的根本原因是的根本原因是的根本原因是的根本原因是（2 2）表示表示表示表示 ，脱分化再分化再分化离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性愈伤组织愈伤组织 有关全能性的表述中，不正确的是（有关全能性的表述中，不正确的是（）受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性全能性C因为不同种生物之间存因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。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。细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？植物体细胞杂交过程图二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化1 1、过程、过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B细胞壁：细胞壁：1，阻碍植物体细胞的杂交阻碍植物体细胞的杂交 2，除壁酶：纤维素酶、果胶酶除壁酶：纤维素酶、果胶酶诱导融合方法：诱导融合方法：1，物理法：离心、振动、电刺激等，物理法：离心、振动、电刺激等 2，化学法：聚乙二醇，化学法：聚乙二醇二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2、概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂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。种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。3、成果和未解决的问题 成果：成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种界没有的新品种,大大扩展了可用于杂交的亲本大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。组合范围。未解决的问题：未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。现出亲代的优良性状。白菜白菜白菜白菜甘蓝甘蓝甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝同普通的白菜比同普通的白菜比,具有生长周期短、耐热性强和易于贮具有生长周期短、耐热性强和易于贮藏等优点。又相继培育出了：烟草海岛烟草；胡萝藏等优点。又相继培育出了：烟草海岛烟草；胡萝卜羊角芹卜羊角芹1 1、不能人工诱导原生质体融合的方法、不能人工诱导原生质体融合的方法是（是（）A A、振动、振动 B B、电刺激、电刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重压、重压2 2、植物细胞融合完成的标志的是（、植物细胞融合完成的标志的是（）A A、产生新的细胞壁、产生新的细胞壁 B B、细胞膜发生融合、细胞膜发生融合C C、细胞质发生融合、细胞质发生融合 D D、细胞核发生融合、细胞核发生融合A AD Dn2、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？生物基因的表达不是孤立的，他们之生物基因的表达不是孤立的，他们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯间是相互调控、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。中的遗传物质一样有序表达。3、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（）A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 C、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 D、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果D4 4、下列属于组织培养的是（、下列属于组织培养的是（）A.A.花药离体培养成单倍体植株花药离体培养成单倍体植株B.B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.D.利用桑枝条扦插大田并发育成完利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株整植株再分化再分化花粉花粉 接种接种花粉细胞培养花粉细胞培养愈伤组织愈伤组织分化出小植物分化出小植物脱分化脱分化移栽移栽单倍体植株单倍体植株染色体加倍染色体加倍正常植株正常植株花药组织培养和染色体加倍的实验流程花药组织培养和染色体加倍的实验流程