人教版 2017-2018学年高二生物 选修3 专题二 2.1植物细胞工程课件（共30张PPT）.ppt

专题二 细胞工程 番茄与马铃薯同是茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？ 细胞工程 细胞工程 应用的原理和方法： 概念 分类 研究目的: 研究水平： 细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平 按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 植物细胞工程 动物细胞工程 前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是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 分子 思考: 为什么植物的一个花瓣能培养出完整的植株呢？ 一、植物组织培养技术 2.1 植物细胞工程 ①定义： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 ②体现： ④大小： 1、原理： 受精卵 生殖细胞 体细胞 ＞ ＞ 植物细胞 动物细胞 ＞ 细胞的全能性 ③原因： 生物体的任何一个细胞都具有该物种 所特有的全套遗传物质 细胞 完整个体 ⑥细胞全能性表达的前提： ⑤生物体内全能性不表达的原因： 基因的选择性表达 离体 生物体的不同组织和器官 外植体 一定的营养物质、激素 脱分化 愈伤组织 再分化 含有不同激素的分化培养基 丛芽或胚状体 试管苗 （离体的植物器官、组织或细胞） 2、植物组织培养过程 人工种子 离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成由一种高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞所组成的排列疏松无规则且具有分生能力的组织。 C、愈伤组织 B、再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。 脱分化和再分化 A、脱分化：高度分化的植物器官或细胞产生未分化的细胞的过程，又称去分化。 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。 D、植物激素的作用 植物中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。 使用顺序 实验结果 先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但不利分化 先使用细胞分裂素后使用生长素 细胞既分裂也分化 同时使用 分化频率提高 生长素 细胞分裂素： 有利于根的分化 生长素 细胞分裂素： 有利于芽的分化，抑制根的分化 生长素 细胞分裂素： ＝ 促进愈伤组织生长 生长素和细胞分裂素同时使用，用量的比例对植物细胞发育方向的影响 3、条件： 添加植物激素：生长素和细胞分裂素 添加适宜的营养物质： 如水、无机盐、蔗糖等 全程无菌操作 适宜的外界条件：如温度和PH等 2、实验流程 P34实验 制备外植体 接种 脱分化培养 再分化培养 试管苗 正常植株 实验关键： （1）全程无菌操作（包括接种用具、接种环境、接种材料、接种过程、培养过程）。 （2）取材：应选择含形成层的部分，易诱导形成愈伤组织。 （3）植物激素的比例适当。 因为不同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一点的。 于是，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。 这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？ 理想图 1972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。 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种—— “马铃薯番茄”。 二、植物体细胞杂交技术 1、概念 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。 杂种植株 融合的原生质体AB 再生出细胞壁 脱分化 愈伤组织 再分化 植物细胞的融合 植物组织培养 植物A细胞 原生质体B 原生质体A 杂种细胞AB 去 壁 去 壁 人 工 诱 导 融合完成的标志 植物B细胞 植物A细胞 植物B细胞 去壁 原生质体A 原生质体B 原生质体融合 融合的原生质体 再生壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 个体（杂种植株） ①去壁的方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等） ②诱导原生质体融合方法： 物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（PEG） 再分化 2、过程 4、意义（与传统有性杂交相比）： 克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍；打破了物种之间的生殖隔离；扩大了遗传重组范围。 3、原理： 细胞膜的流动性；植物细胞全能性 思考与探究 1、为什么“番茄—马