选修3专题植物细胞工程的基本技术.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,细胞工程,应用的原理和方法,细胞生物学和分子生物学,细胞整体水平或细胞器水平,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,分 类,植物细胞工程和动物细胞工程,理论基础,研究的水平,研究的目的,细胞的全能性,专题2 细胞工程,1、,1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物-克隆羊,多利,诞生于英国,标志着一种新的生物技术-,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!,3、细胞工程及分类,应用的原理和方法,细胞生物学和分子生物学,细胞整体水平或细胞器水平,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,分类,植物细胞工程,研究的目的,研究的水平,动物细胞工程,植物细胞培养,植物体细胞杂交,动物细胞培养,动物细胞融合,单克隆抗体,动物体细胞核移植,技术和克隆动物,（全能性）,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。,4、细胞工程与基因工程相比：,细胞,分子,思考:,5、细胞工程的发展历程,（1）植物细胞工程的发展,哈伯兰特,烟草形成层,斯图尔德,沃索,斯图尔德,怀特,植物细胞克隆,5、细胞工程的发展历程,（2）动物细胞工程的发展,哈里森,淋巴液,童第周,鱼,米尔斯坦和科勒,单克隆抗体,康康,多莉,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术第一课时,植物组织培养技术,课标要求,一、能力要求,1、理解和掌握植物组织培养的操作过程,2、理解和掌握植物体细胞杂交的操作过程,二、内容要求,1、理解植物细胞的全能性,2、了解植物细胞脱分化和再分化的结果,3、,掌握,植物组织培养的特点,4、理解植物体细胞杂交和植物细胞培养的联系,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,脱分化,成愈伤组织,再分化,为根和芽完整植株,植物细胞具有全能性,一、植物细胞全能性及原因,回忆、思考,3,、什么叫做细胞全能性？回忆,即书上:,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,即每个细胞都具有全能性。,生物体已经,分化的细胞,仍然具有,发育成完整个体,的潜能的特性，叫做细胞的全能性。,4,、细胞具有全能性的原因是什么？,从理论上讲，每个细胞,都包含该物种的全部遗传物质（全部基因），,所以每个活细胞都应具有全能性。,回忆、思考,动物细胞具有全能性吗？,具有全能性。,5,、生物体所有细胞全能性都一致吗？,全能性的比较,(1)受精卵生殖细胞体细胞;(2)卵细胞花粉细胞,生殖细胞,(3)植物细胞动物细胞,科学利用菊花花瓣培养的菊花,5、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,？,细胞失去了全能性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变异不同,为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢,？,怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作?,植物细胞具有全能性,二、植物组织培养技术,1、植物组织培养的过程,请根据录像和书上实验过程,，讨论并,概括出植物组织培养技术的流程简图,。,（1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？,（2.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？,（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？,（4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,（5、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，并与同学交流。,（1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？,（2.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？,（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？,细胞,离体,、一定的营养物质、激素和其他外界条件,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。,想一想,胡萝卜根,形成层,容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。,（4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,（5、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，并与同学交流。,在有光时，往往容,易形成维管组织,，而不易形成愈伤组织。,1切取,形成层,2无菌接种,3诱导愈伤组织,的形成,4试管苗的形成,5培养室培养,6移栽,脱分化,再分化,根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。,2、概念：,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,。,3、特点：,(1.繁殖速度快；,(2.“高保真”（因为是无性繁殖）；,(3.不受自然生长季节的限制,。,自我评价,1、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,B、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,D,、,愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,D,2、下列属于组织培养的是（）,A.花药离体培养成单倍体植株,B.芽发育成枝条,C.根尖分生区发育成成熟区,D.利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株,自我评价,3、若用“”,表示植物组织培养的过程。请回答：,（1）表示,，,能被培养成为的根本原因是,（2）表示,，其细胞特点,是,_ _,薄壁细胞。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,具有分生能力的无定形态的高度液泡化的,愈伤组织,自我评价,4、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,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,卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能,性很高,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出,全能性,C,自我评价,自然界有些具有重要经济价值的植物产生种子的过程非常困难，能否利用植物组织的原理获得具有正常发育能力的“人工种子”？,自我评价,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，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。,三、植物体细胞杂交技术(第二课时),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？,1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？,2有没有一种温和的,去壁,方法呢？,3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？,4用什么方法使之融合?,5如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？,6如何将杂种细胞培育成杂种植株？,请思考,(看书讲解),去壁,用_酶,流动性,培育方法,人工诱导,1、过程,三、植物体细胞杂交技术(对照书讲),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,1、过程,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞A,原生质体B,原生质体A,杂种细胞AB,去 壁,去 壁,人,工,诱,导,方法？,促进融合的方法？,融合完成的,标志,植物细胞B,三、植物体细胞杂交技术(对照书讲),复习过程(选1讲过),离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,外植体,脱分化,植物激素：同时使用,生长素/细胞分裂素,再分化,植物组织培养,植物组织培养条件,：,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。,比例适中(1:1),1,1,二、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,(1)成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种,。,(2)未解决的问题：未能让杂种植物按照人们,的需要表现出亲代的优良性状。,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,(3)白菜-甘蓝的优点：生长期短,耐热性强和易于贮藏,异想天开,要是把老牛的细胞与植物细胞杂交,得到绿色的小奶牛,那岂不是只要晒晒太阳就可以挤出牛奶啦!,（二）植物体细胞杂交技术,4、意义,克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。,1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）,A、振动 B、电刺激,C、PEG试剂 D、重压,2、植物细胞融合完成的标志的是（）,A、产生新的细胞壁,B、细胞膜发生融合,C、细胞质发生融合,D、细胞核发生融合,A,D,自我评价,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,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,小结,1、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,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,卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能,性很高,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出,全能性,C,练习,分组讨论：,1、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？,生物基因虽然是遗传物质的结构与功能的基本单位，具有一定的独立性,；但它的表达不是孤立的，它们之间是互相调控、互相影响的。杂种植株的细胞中含有两个物种的遗传物质由于相互干扰，使双方的基因都不能有序正常的表达。,分组讨论：,2.眼虫是一种含有叶绿体的原生动物，它和植物细胞之间可以实现杂交吗？请尝试设计具体的方案。,植物材料,诱导出愈伤组织,除去细胞壁，得到原生质体,动物胚胎细胞培养,电脉冲融合,融合的胚胎细胞培养,分裂形成胚胎,将胚移植到代孕母的子宫内,动植物杂交种出生,3、（6分）美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答与之有关的问题：,（1）科学家所用的这种生物技术叫做,。依据的理论基础是植物细胞具有,_,性。B过程称为_，C过程称为_,（2）通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？,；染色体上所含的遗传物质是否相同？,_,；细胞的形态结构是否相同？_,植物组织培养,全能,脱分化,再分化,相同,相同,不同,作业,请完成课本38页第2题,