高二生物植物细胞工程技术课件.ppt

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1、高二生物植物细胞工程技术课件现在学习的是第1页，共50页细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物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。传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。细胞工程细胞工程植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程现在学习的是第2页，共50页前者是前者是细胞水平或细胞器水平上细胞水平或细胞器水平上生物技术生物技术,后者是后者是分子水平上分子水平上的生物技术。的生物技术。克隆多莉羊

2、技术是克隆多莉羊技术是_水平上的水平上的技术，培育抗虫棉是技术，培育抗虫棉是_水平上的技水平上的技术。术。细胞细胞分子分子现在学习的是第3页，共50页植物细胞工程的理论基础是：植物细胞工程的理论基础是：植物细胞工程植物细胞工程常用的技术是常用的技术是 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现在学习的是第4页，共50页 植物植物细胞具有全能性。胞具有全能性。2、什么是细胞的全能性？、什么是细胞的全能性？概念概念：具有某种生物全部：具有某种生物全部遗传信息的任何一信息的任何一个个细胞，都具有胞，都具有发育成完整生物体的潜能，育成完整生物体的潜能，也就是

3、也就是说，每个生物，每个生物细胞都具有全能性的特胞都具有全能性的特点点。1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整植物体？整植物体？现在学习的是第5页，共50页原因原因：生物的每一个：生物的每一个细胞都有本物种的全胞都有本物种的全套套遗传物物质，都有，都有发育成完整个体的全套育成完整个体的全套基因。基因。3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？能？现在学习的是第6页，共50页现在学习的是第7页，共50页4：为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育：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？成完整的

4、植株呢？A.细胞失去了全能性胞失去了全能性B.细胞中的基因部分胞中的基因部分丢失失C.细胞中的基因胞中的基因进行行选择性表达性表达D.细胞中的基因胞中的基因变异不同异不同 这是基因在特定的是基因在特定的时间和空和空间条件下条件下选择性性表达的表达的结果果.在个体在个体发育的不同育的不同时期期,生物体的生物体的不同部位的不同部位的细胞表达的基因是不相同的胞表达的基因是不相同的,合成的合成的蛋白蛋白质也不一也不一样,从而形成了不同的从而形成了不同的组织和器官和器官.现在学习的是第8页，共50页当植物当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而而处于离体状于离体状态时，

5、在一定的，在一定的营养物养物质、激、激素和其他适宜外界条件的作用下，就可能表素和其他适宜外界条件的作用下，就可能表现出出全能性，全能性，发育成完整的植株。育成完整的植株。在生物的个体发育中，由于基因在特定时在生物的个体发育中，由于基因在特定时间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因间和空间下选择性地表达而形成不同器官，因此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体此，要实现细胞的全能性，首先必须使生物体的细胞处于离体状态。的细胞处于离体状态。现在学习的是第9页，共50页差异：差异：植物植物细胞全能性胞全能性 动物物细胞全能性胞全能性受精卵受精卵生殖生殖细胞胞体体细胞胞 受精卵的全能性最高受精卵的全

6、能性最高 5、生物体所有细胞全能性都一致吗？、生物体所有细胞全能性都一致吗？现在学习的是第10页，共50页细胞的分化程度越高，胞的分化程度越高，细胞的全能性胞的全能性越弱，越弱，细胞的分裂、分化能力越弱胞的分裂、分化能力越弱1、下列人体细胞中全能性最高的是、下列人体细胞中全能性最高的是 ()A.神神经细胞胞B.造血干造血干细胞胞C.胚胎干胚胎干细胞胞D.肌肉肌肉细胞胞C C现在学习的是第11页，共50页2、下列关于细胞全能性的说法不、下列关于细胞全能性的说法不正确的是正确的是 （）DEDEA受精卵在自然条件下能使后代受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个胞形成完整个体，因此全能性最高体，因此

7、全能性最高B生物体内，生物体内，细胞不能表胞不能表现出全能性，是因出全能性，是因为细胞中的基因胞中的基因选择性表达性表达 C菊花花瓣或叶片的任何一个活菊花花瓣或叶片的任何一个活细胞都具有全能性胞都具有全能性D哺乳哺乳动物成熟的物成熟的红细胞也有全能性胞也有全能性E、用菊花的一个叶肉、用菊花的一个叶肉细胞培养出了菊花叶片体胞培养出了菊花叶片体现了叶肉了叶肉细胞的全能性胞的全能性现在学习的是第12页，共50页现在学习的是第13页，共50页 植物组织培养就是在无菌和人工控制条件植物组织培养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，培养在人下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配

8、制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导工配制的培养基上，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。其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。现在学习的是第14页，共50页细胞离体、一定的胞离体、一定的营养物养物质、激素和其他外界条件、激素和其他外界条件避免避免杂菌在上面迅速生菌在上面迅速生长消耗消耗营养，且有些养，且有些杂菌会菌会危害培养物的生危害培养物的生长。2:在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并要求无菌操作？要求无菌操作？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？阅读

9、教材：阅读教材：请根据书上实验过程，讨论下列问题，并概请根据书上实验过程，讨论下列问题，并概括出植物组织培养技术的流程简图。括出植物组织培养技术的流程简图。胡胡萝卜根形成卜根形成层容易容易诱导成愈成愈伤组织，其他部分，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。些。3: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？现在学习的是第15页，共50页是一种由相对没有分化的活的薄壁是一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生细胞细胞团组成的新生细胞(细胞排细胞排列疏松、无规则列疏松、无规则)现在

10、学习的是第16页，共50页4:产生的愈伤组织细胞与叶细胞在染色体的数产生的愈伤组织细胞与叶细胞在染色体的数目上是否相同？目上是否相同？5:染色体上所含的遗传物质与叶细胞是否相同？染色体上所含的遗传物质与叶细胞是否相同？6:细胞的形态结构与叶细胞是否相同？细胞的形态结构与叶细胞是否相同？相同相同相同相同不同不同在有光在有光时，往往容易形成，往往容易形成维管管组织，而不，而不易形成愈易形成愈伤组织。7:为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？现在学习的是第17页，共50页几个关键词：几个关键词：外植体外植体:脱分化脱分化:从活植物体上切下从活植物体上切下进行培养

11、的那部分行培养的那部分组织或器官或器官已已经分化的分化的细胞，在一定的条件胞，在一定的条件下，重新恢复到原始未分化状下，重新恢复到原始未分化状态细胞分化细胞分化:在在发育育过程中，具有全能性的程中，具有全能性的细胞（如受精卵胞（如受精卵细胞）逐步胞）逐步转变成形成形态、结构、功能各异的构、功能各异的组织细胞的胞的过程程现在学习的是第20页，共50页再分化再分化:愈伤组织愈伤组织:胚状体胚状体:去分化的去分化的细胞，在一定的条件胞，在一定的条件下，又重新分化成各种特异性的下，又重新分化成各种特异性的组织细胞的胞的过程程在人工培养基上由外植体在人工培养基上由外植体长出来的一出来的一团无序生无序生长

12、的薄壁的薄壁细胞（胞（细胞排列疏松、无胞排列疏松、无规则）具有生根具有生根发芽能力的胚状芽能力的胚状结构构现在学习的是第21页，共50页离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞(外植体外植体)愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化根、芽根、芽(试管苗试管苗)植物体植物体再分化再分化优势优势?繁殖速度快繁殖速度快不受季节限制不受季节限制工厂化生产工厂化生产幼苗无毒幼苗无毒保持优良性状保持优良性状现在学习的是第22页，共50页现在学习的是第23页，共50页现在学习的是第24页，共50页现在学习的是第25页，共50页现在学习的是第26页，共50页现在学习的是第27页，共50页现在学习的是第28页，

13、共50页现在学习的是第29页，共50页现在学习的是第30页，共50页现在学习的是第31页，共50页 在在 条件下，将条件下，将 ，培养，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，最终形成、丛芽，最终形成 。1、概念、概念无菌和人工控制无菌和人工控制离体的植物器官、组织、细胞离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织愈伤组织完整的植株完整的植株细胞离体、一定的营养物质、激素和细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件其他外界条件（一定的温度、空气、无菌环境、适合的（一定的温度、空气、无菌环境、适合的pH、适时光照、适时光照等）

14、等）2、条件：、条件：3 3、原理：、原理：细胞的全能性细胞的全能性4 4、过程：、过程：现在学习的是第33页，共50页A AA.花粉培养成花粉培养成单倍体植株倍体植株B.芽芽发育成枝条育成枝条C.根尖分生区根尖分生区发育成成熟区育成成熟区D.未受精的卵未受精的卵发育成雄蜂育成雄蜂1.下列属于组织培养的是下列属于组织培养的是:()现在学习的是第34页，共50页C CA.消毒消毒灭菌菌B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不成愈伤组织的过程

15、中，下列哪一项条件是不需要的需要的 （）现在学习的是第35页，共50页C CA.具有完整具有完整细胞核的胞核的细胞胞B.离体状离体状态C.导入外源基因入外源基因D.一定的一定的营养物养物质和激素和激素3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要 （）现在学习的是第36页，共50页A.受精卵在自然条件下能使后代受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完胞形成完整个体，因此全能性最高整个体，因此全能性最高B.生物体内生物体内细胞由于分化全能性不能表达胞由于分化全能性不能表达C.卵卵细胞和受精卵一胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性胞未分化，全能性很高很高D.植物

16、植物细胞离体培养在一定条件下能表胞离体培养在一定条件下能表现出全出全能性能性4.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 ()C C现在学习的是第37页，共50页 将不同种植物的体细胞，在一定条将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞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。培育成新的植物体的技术。（不同（不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的）一点的）三、植物体细胞杂交现在学习的是第43页，共50页 19721972年卡尔森等通过两个烟草

17、品种之间年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。1978 1978年梅尔彻斯年梅尔彻斯(Melchers)(Melchers)等首次获得了番等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种茄和马铃薯的属间体细胞杂种“马铃薯番茄马铃薯番茄”。目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。系或育种上有用的新

18、材料。现在学习的是第44页，共50页（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？第一个障碍是什么？（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？）有没有一种温和的去细胞壁的方法？（3）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什）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？么特性有关？（4）融合的过程是怎样的？融合完成的标志是什么？）融合的过程是怎样的？融合完成的标志是什么？（5）杂种细胞遗传物质有什么特点？融合后除杂种细胞外）杂种细胞遗传物质有什么特点？融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？还有哪些融合细胞？（6

19、）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做如何处理？下一步该对此细胞做如何处理？现在学习的是第45页，共50页植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B去掉细胞壁去掉细胞壁去掉细胞壁去掉细胞壁原生质体原生质体A原生质体原生质体B原生质体融合原生质体融合杂合的原生质体杂合的原生质体再生出细胞壁再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂分化发育分化发育愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株植物体细胞杂交过程植物体细胞杂交过程植物植物组织组织培养培养植植物物细细胞胞融融合合现在学习的是第46页，共50页原生质体制备（酶解法去细胞壁

20、）原生质体制备（酶解法去细胞壁）原生质体融合（人工诱导）原生质体融合（人工诱导）杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）杂种植株的再生与鉴定杂种植株的再生与鉴定物理法：物理法：离心、振动、电刺激等离心、振动、电刺激等化学法：化学法：聚乙二醇等试剂聚乙二醇等试剂纤维素酶、果胶酶等纤维素酶、果胶酶等现在学习的是第47页，共50页思考讨论思考讨论1：为什么：为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，主要原因是：生物基

21、因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃 薯薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种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、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。地下结马铃薯就是很自然的了。现在学习的是第48页，共50页思考讨论思考讨论2 2：自然界中有一种含有叶绿体的原生动物：自然界中有一种含有叶绿体的原生

22、动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞眼虫，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。交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。现在学习的是第49页，共50页1 1、概念、概念将将 ，在一定条件下，在一定条件下融合融合成成 ，并将其培，并将其培养成养成 。不同种的植物体细胞不同种的植物体细胞杂种细胞杂种细胞新的植物体新的植物体2 2、原理、原理（1）细胞膜的流动性）细胞膜的流动性（2）细胞的全能性）细胞的全能性可以克服远缘杂交不亲和的障碍，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物性状定向改变生物性状5 5、不足、不足技术复杂、操作繁琐、工作量大技术复杂、操作繁琐、工作量大不一定按人们需要表达优良性状不一定按人们需要表达优良性状4 4、优势、优势3 3、过程、过程现在学习的是第50页，共50页