人教版 (2019)选择性必修3一 植物细胞工程的基本技术课文课件ppt

这是一份人教版 (2019)选择性必修3一 植物细胞工程的基本技术课文课件ppt，共32页。PPT课件主要包含了问题探讨，方法步骤，①消毒，②外植体切段，③接种，④脱分化，⑤再分化，⑥移栽培养等内容，欢迎下载使用。

1902年，哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功
植物细胞工程的发展历程
1958年，斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持
1960年，科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体
1964年，古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚
1971年，卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株
1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现，之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合
第1节 植物细胞工程
“其芽葺葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨夫花开,凝晴瀼露,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？
讨论：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可以大量、快速地培育兰花。 兰花是观赏植物中最常见的一类依靠植物组织培养繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40%
一　植物细胞工程的基本技术　
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
生物体内细胞并不都表现全能性
没有分化的细胞也具有全能性
实例（1）表现出全能性的例子 （2）未表现出全能性的例子
①利用菊花茎段培养获得试管苗；②利用胡萝卜的韧皮部细胞培养获得胡萝卜幼苗；③受精卵发育成个体；④蜜蜂的孤雌生殖中，卵细胞直接发育成雄蜂；⑤通过花药离体培养，获得单倍体幼苗；⑥胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞；
①芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶；②神经干细胞分化形成各类神经细胞；③造血干细胞可分化形成多种血细胞；
*多莉羊的诞生只表现了动物细胞核的全能性，没有表现出动物细胞的全能性；
思考：1.是不是所有的活细胞都具有全能性？2.种子发育成植株体现了全能性了吗？3.细胞具有的全能性一定能表现出来吗？
不是；例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞
没有；植物种子种的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能；
不一定；例如动物的体细胞
高度分化的植物组织细胞，如叶片和花瓣的细胞还能不能在适宜的条件下表现出全能性呢？
早在1902年，哈伯兰特（Haberlandt）提出高等植物的器官和组织可以不断地分割，直至单个细胞的观点，预言植物体细胞在适宜的条件下有发育成完整植株的潜力，提出了植物细胞全能性的设想，并且用植物细胞组织进行了培养实验。他虽然未能获得再生植株，却是植物组织培养的开创者。1902年他发表了著名论文《植物细胞离体培养实验》，论文中提出的“植物细胞全能性” 理论成为植物组织培养的理论基础。从哈伯兰特提出植物细胞全能性理论，到1958年斯图尔德（）等人用胡萝卜根的韧皮部细胞证实了植物细胞的全能性，科学家们用了整整56年。
植物组织培养是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。
植物细胞工程的基本技术
（1）脱分化①概念 在一定的____和____等条件的____下，________的细胞___________________，转变成___________的过程；②实质 ____________________________________________③结果：___________ *愈伤组织的特点：_________________④光照条件：_______________⑤过程中涉及的生命活动 __________________________________________
失去其特有的结构和功能
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
只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化
（2）再分化①概念 ________能重新_____成____________的过程；②实质 ______________③结果 __________________________________________④光照条件：_________________________ 为什么？_____________________________________⑤过程中涉及的生命活动 __________________________________________
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
取决于植物激素的种类及配比。主要是生长素和细胞分裂素。
1.菊花的组织培养—植物激素的作用
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.材料用具①外植体：_______________*经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能力强、分化程度低的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织；②体积分数为70%的酒精*对手、超净工作台、外植体进行消毒③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液*对外植体进行消毒④无菌水*清洗外植体⑤培养基（参见本书附录1）*包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）；*蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压*培养基灭菌方法为：___________
思考：组培过程中较易染菌，因此应在实验前应确定培养基灭菌彻底，如何确定？
将1-3瓶培养基放置于恒温培养箱，预培养3d左右，若无污染，则培养基灭菌彻底，可使用。*制备好的培养基应尽量在2周内使用，含植物激素的培养基建议在4℃保存；
用酒精擦拭双手和超净工作台台面
思考：若想缩短消毒时间，可以怎么做？
适当提高次氯酸钠溶液的浓度
将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中
用无菌滤纸吸去表面的水分
用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3-1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记；
*接种操作应在酒精灯火焰旁进行，但注意塑料的瓶口不可灼烧；*接种时，注意外植体的方向，不要倒插（应使形态学下端接触培养基）
思考：1.为什么整个过程要保证无菌操作？2.为什么外植体不能倒插？（了解）
避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长
与生长素的极性运输有关；生长素含量多的部分容易生出不定根，含量少的部分生出不定芽，一般而言，容易长不定芽的是形态学上端，容易长不定根的是形态学下端，因此应该将形态学上端朝上，下端朝下，若倒插，外植体不易存活。
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18-22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况；
*该过程一般不需要光照；*有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织；
*注意顺序，先诱导生芽，再诱导生根；*该过程每日需要给予适当时间和强度的光照；
培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上
将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
￭ 菊花的组织培养 （视频已嵌入）
菊花的组织培养—基本过程
高度液泡化薄壁、不定形
离体的植物器官、组织或细胞
4.结果分析与评价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，试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少天？③培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？
培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等；
生根苗移栽技术的关键是既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系。 一般使用无土栽培方法。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，并用塑料薄膜覆盖12h，掀开塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。
4.结果分析与评价④若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？
空白对照：不加任何激素实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1；实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1；实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1；
特殊的植物组织培养——花药离体培养
（1）植物组织培养过程中涉及的分裂方式为_________；（2）该过程涉及的生殖方式是_________*；（3）经秋水仙素加倍之后，获得的植株一般为_______，一定是吗？_______