人教版 (2019)选择性必修3一 植物细胞工程的基本技术优质作业课件ppt

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简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术（科学思维）
理解植物组织培养的原理和过程，植物体细胞杂交的原理（科学思维）
尝试进行植物组织培养（科学探究、生命观念）
动物细胞工程（含胚胎工程）
“其芽聋聋，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。追夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
利用植物组织培养技术快速繁殖兰花，具体操作为取兰花幼嫩部位消毒后，置于诱导形成愈伤组织的培养基中培养，经脱分化、在分化形成愈伤组织，转接到诱导生根培养基上，再分化形成胚状体或丛芽，移栽获得兰花植株。
兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
细胞经分裂和分化后，仍然具有　　　　　 或　　　　　　　　　的潜能。
2.细胞全能性的遗传基础：
每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息
3.生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会　　 　　　　。
实例：芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
4.体现全能性的标志：
细胞→完整个体或其他各种细胞
实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株；受精卵发育成个体（动植物）；蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获取特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
（1）依据操作对象分：
（2）依据操作技术分：
植物细胞工程和动物细胞工程
植物组织培养技术、细胞融合技术、动物细胞核移植技术等
植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性（具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成为完整植株的潜力）
指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
离体培养的植物器官、组织或细胞
①概念：在一定的____和____等条件的____下，_____________的细胞________________________，转变成________________的过程；
失去其特有的结构和功能
⑤过程中涉及的生命活动
已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞
形成愈伤组织（不定形的薄壁组织团块）
只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化
①外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶等成熟的组织脱分化则较难。
②该过程添加的外源激素主要是细胞分裂素和生长素，因为二者能强烈地促进愈伤组织的形成。
⑤过程中涉及的生命活动：
________能重新_____成____________的过程；
再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株
需要给予适当时间和强度的光照
诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用
既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化
①愈伤组织再分化可以形成根、芽，也可以形成具有胚芽、胚轴、胚根的胚状体。
②影响植物组织再分化的因素 a.外植体的遗传特征和取材的位置会影响愈伤组织的再分化能力。 b.培养基的成分和物理性质对器官的形成有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，特别是生长素和细胞分裂素的配比。
脱分化和再分化都是在含有营养物质和激素的试管中完成的。再分化之后，要将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
①植物细胞一般具有______；
②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过______和______，形成________，长出_________，进而发育成__________；
③植物激素中______和__________是启动_________、______和______的关键激素，它们的_____、_____等都会影响植物细胞的发育方向；
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
（2）接种到诱导愈伤组织培养基
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
（3）接种到诱导生芽培养基
若先生根后面就不易生芽
①接种3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，并分析它们被污染的可能原因
②从刚接种的外植体到长出愈伤组织需经历多久？
③培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
无菌技术包括培养基的消毒灭菌和植物材料（外植体）的消毒灭菌。即使对于有经验的操作人员，操作后出现培养物被污染的情况也常有。一般情况下，细菌污染可能是由接种人员造成的，如未戴口罩、接种时说话或手及器械消毒不严等。真菌污染可能是植物材料灭菌不当。需要特别注意的是，一旦发现培养材料被污染，特别是真菌性污染，一定不要打开培养瓶。应先将所有被污染的培养瓶统一放在高压蒸汽锅内进行高压蒸汽灭菌，然后再打开培养瓶，进行清洗。
实验中定时观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出愈伤组织。统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成根和芽的比例和时间。
幼苗的移栽是否合格幼苗移裁的关键是既要充分清洗根条表面的培养基，又不能伤及根系。一般使用无土栽培的办法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为5％的高锰酸钾溶液，并用塑料薄膜覆盖12h 。掀开塑料薄膜后24h才能移栽。移栽的幼苗要在培养箱内生长几天，等壮苗后再定植大田或进行盆栽。
植物组织培养过程需要严格的无菌条件的原因
植物组织培养所用的培养基含有植物生长发育所需要的各种营养物质，这些营养物质同样能为细菌等微生物的快速繁殖提供适宜的条件。在这种培养基上，细菌等微生物比植物细胞具有更强的新陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，影响植物细胞代谢。因此，植物组织培养要想取得成功，必须有效地防止细菌等微生物的污染，保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌，为了达到这一要求，就要在植物组织培养时进行一系列的消毒、灭菌等无菌操作。
三、植物体细胞杂交技术
欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你会有什么办法呢？
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+ —高pH融合法等
（1）植物细胞融合完成的标志：
（2）植物体细胞杂交完成的标志：
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍
仍有许多理论与技术问题没有解决，还不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
离体的植物器官、组织或细胞
植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较
①选材：选取幼嫩的茎段，此部分容易诱导形成愈伤组织。②光照：诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
①与动物细胞融合相比，植物细胞首先要去除细胞壁变为原生质体，可以用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。②只有处理时间得当，细胞壁去除了才能提高成活率
下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的说法，不正确的是（ ）A.已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。B.已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成愈伤组织的过程。C.愈伤组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程。D.离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导。