高二生物2.1.1植物细胞工程的基本技术（第1课时）课件

选修三 专题二 细胞工程细胞工程 1、什么是细胞工程？ 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，通过某种工程学 手段，在细胞整体水平或细胞器水平上， 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。应用的原理和方法 研究的水平 研究的目的 细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平 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 概念剖析：前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是DNA分子水平上的生物技术。 克隆多莉羊技术是 水平上 的技术， 培育抗虫棉是 水平上的技术。 细胞工程与基因工程相比： 细胞（细胞器） DNA分子 思考:按照研究对象分 2、细胞工程的分类 植物细胞工程 动物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 动物细胞培养 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体2.1植物细胞工程 第1课时 王志伟王志伟 西南大学三亚中学生物组西南大学三亚中学生物组【学习目标】 1、了解细胞工程的定义和分类。 2、掌握植物组织培养和植物体细胞杂交技术 的原理和基本操作过程。 3、通过阅读教材，找出关键词，归纳植物细 胞工程的两大技术的操作流程。 4、小组合作交流，激情投入，快乐学习。 【学习重难点】 植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和 基本操作过程。受精卵 有丝 分裂 细胞 分化 系 统 人人 体体 骨细胞 上皮 细胞 肌肉 细胞 神经 细胞 上皮组织 肌肉组织 神经组织 结缔组织 器 官 细胞分化植物器官切片图 天竺葵 筛管 导管 根冠 分生区 伸长区 成熟区 (根毛区) 根尖 保卫细胞 气 孔 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？科学家利用菊花花瓣培养的菊花一、植物组织培养技术 (一)植物组织培养的原理（理论基础） 植物细胞的全能性1. 概念: 细胞的全能性： 已经高度分化的细胞仍然具有发育成完 整个体的潜能。 2. 全能性高低： ①受精卵＞生殖细胞（卵细胞＞精子＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞 ③分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞 ④ 具有持续分裂能力的细胞＞不分裂的细胞 受精卵全能性最高4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是 分化成为不同的组织器官的原因： 基因在特定的时间和空间条件下选择性表 达的结果——基因的选择性表达 3. 原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套 遗传信息。 理论上讲，具有某种生物全部遗传信息的任 何一个细胞，都具有生长分化成为一个完整生 物体的潜能（即具有全能性）。5.全能性表达的条件： 离体、无菌、一定的营养物质、激素和其他适 宜的外界条件等。 体内，基因的选择性表达 体外，诱导因素的存在 6.全能性表达的两大环节： 不表现全能性 表现全能性 脱分化和再分化（1）脱分化: a.定义：让已经分化的细胞，经过诱导后，失 去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的 过程。 （2）再分化：脱分化产生的愈伤组织在一定的培 养条件下，再分化出幼根和芽，进而形成完整的 小植株。 b.脱分化的实质和结果分别是什么？ 实质:是恢复细胞的全能性过程。 结果:是形成愈伤组织(排列疏松无规则， 高度液泡化的薄壁细胞).1、实验——胡萝卜的组织培养。 （二）植物组织培养的过程：植物组织培养技术（1）取材与消毒 （2）外植体接种到诱导培养基上 脱分化 （3）愈伤组织转移到分化培养基上 （4）分化出丛芽、生根（幼苗） 再分化 （5）移栽到大田，培养成植株 该实验的流程简图离体的植物离体的植物 组织、器官组织、器官 或细胞或细胞 无菌接种到无菌接种到 培养基中培养基中 愈伤组织愈伤组织 胚状体或丛芽胚状体或丛芽植株移栽移栽 避避 光光 需需 光光 脱分化脱分化 再分化再分化1、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？ 因为这部分因为这部分容易诱导形成愈伤组织容易诱导形成愈伤组织 2、脱分化——不需光照；再分化——需要光照 3、脱分化和再分化的培养基不同，最大的差别是： 生长素和细胞分裂素的浓度配比不同 4、在组织培养实验中，为什么要强调所用器械 的灭菌和实验人员的无菌操作？ 防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。 杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物死亡杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物死亡（三）植物组织培养技术： 1、定义：植物组织培养就是指在无菌和人 工的控制下，将离体的植物器官、组织、 细胞，培养在人工配制的培养基上，给予 适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织， 再分化成胚状体或丛芽，最终形成完整的 植株。 2、原理：植物细胞的全能性。 （定义、原因、大小、表达条件等）3、过程示意图： 离体的植物器官、 组织或细胞 丛芽 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体 植物体 遮 光 光 照 外植体 诱导培养基诱导培养基 分化培养基分化培养基影响脱分化和再分化的因素 : 较低 有利于生根 有利于芽的产生 较高 有利于愈伤组织的形成适中 生长素和细胞分裂素的浓度配比 细胞分裂素 生长素 细胞分裂素 生长素 细胞分裂素 生长素小结：植物组织培养的过程 外植体 愈伤组织 丛芽或 胚状体 植物体 脱分化脱分化 再分化再分化 （离体、已分化的（离体、已分化的 植物组织或细胞）植物组织或细胞） （未分化）（未分化） （分化）（分化） 条 件 ？ 优 点 ？ 特点？ 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 ①①适宜温度、光照、适宜温度、光照、 pHpH和无菌环境。和无菌环境。 ②②无机物、有机物无机物、有机物 和植物激素（和植物激素（生长生长 素和细胞分裂素素和细胞分裂素）） 等。等。 排列疏松、无规则排列疏松、无规则 高度液泡化高度液泡化 无定形状态无定形状态 薄壁细胞薄壁细胞 无叶绿体无叶绿体,,不进行光不进行光 合作用合作用