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植物细胞工程的基本技术第一课时上课课件


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。 这样的生物技术属于何种生物工程? 细胞工程

什么叫细胞工程?
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,通过细胞水平或细 胞器水平上的操作,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

概念 研究的水平 研究的目的 细 胞 工 程 分类 动物细胞工程

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

植物细胞工程

2.1植物细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术

植物组织培养

利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花

探究:
1、为什么植物的一个花瓣就可以培 育出完整的植株呢? 植物细胞具有全能性。

2、什么是细胞的全能性? 为什么细胞具有全能性?

一、细胞的全能性
1、定义:
生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整 个体的潜能的特性。

2、原理:
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特 有的全套遗传物质,都有发育成为完整个 体所必需的全部基因,从理论上讲,生物 体的每一个活细胞都应该具有全能性。

细胞全能性的大小有什么差异?
3、差异:(1)受精卵的全能性最高
(2)生殖细胞的全能性较高 (3)受精卵分化后的细胞中,体细胞的 全能性比生殖细胞低

4、大小: 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
植物细胞>动物细胞

趁热打铁:
1、有关全能性的表述中,不正确的是( ) A.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 B.生物体内细胞由于分化全能性不能表达 C.卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全 能性很高 D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现 出全能性

C

2.下列植物细胞全能性最高的是( A ) A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 3.下列细胞全能性最高的是( C ) A.植物的卵细胞 B.植物的精子细胞 C.被子植物的受精卵 D.被子植物的的叶肉细胞

4.在生物体内,细胞没有表现出全能性, 而是分化为不同的组织、器官,是因为 ( ) A、细胞的基因丧失了全能性 B、基因在特定时间和空间条件下选择 性表达的结果 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期,细胞内的 基因发生了变化

B

要把一块组织通过培养得到一 株完整植株, 应该如何操作呢?
请同学们阅读P34实 验完成P35讨论题。

切取

接种

愈伤组织的形成

试管苗

培养室

移栽

切取 形成层 移栽

无菌 接种

脱分化

诱导愈伤组织 的形成

培养室

再分化 试管苗的形成

(1)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?

植物组织培养中用到的培养基含有丰 富的营养成分,有利于培养物的生长,然 而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长, 所以植物组织培养过程中污染现象经常发 生。培养基一旦被污染,迅速生长的各种 杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些 杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有 害的物质,导致培养物迅速死亡。

(2)在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切 取含有形成层部分,原因是这部分容易诱导形 成愈伤组织。请思考一下,胡萝卜的其他部分 (如茎、叶、花),是否也能培养成小植株, 你能用实验的方法进行验证吗? 胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)也能 培养再生形成小植株,只是诱导愈伤组织 比较困难。
细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关。

(3)请根据上面的实验过程,概括出植物组 织培养技术的流程简图。

二、植物组织培养
1、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。

2、过程
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化
遮光

外植体

愈伤组织
再分化
光照

植物激素: 细胞分裂素、生长素

根、芽

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。

植物体

能力提高
1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避 光培养? 在有光时,往往容易形成维管组织, 而不易形成愈伤组织。 2、决定植物脱分化、再分化的关键因 素是什么? 植物激素 3、表现全能性的条件有哪些?
离体状态、提供营养物质、激素及其它适宜条 件(无菌,光照,温度,PH值等)。

强调几个概念:
愈伤组织: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 成一种高度液泡化,由无定 形状态薄壁细胞组成的排列

疏松无规则的组织。

植物细胞的脱分化:由高度分化的植物器
官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,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。
植物细胞的再分化:脱分化产生的愈伤组织在

培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程。

知识拓展
当细胞分裂素和生长素共同使用时, 能刺激愈伤组织的形成,而通过调节 二者的浓度比,就可以调控植物细胞 培养过程中芽和根的形成,称为“激 素杠杆”。
具体内容详见P42拓展视野

反馈练习
1.下列属于组织培养的是( A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株

A )

2.在离体的植物器官、组织或细胞脱 分化形成愈伤组织的过程中,下列 哪一项条件是不需要的( C ) A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素

3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完 整植株,不需要( C ) A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素

4、植物组织培养形成的愈伤 组织进行培养, 又可以分 化形成根、芽等器官,这一 过程称为:
A、脱分化 B、去分化

C、再分化

D、脱分化或去分化

5、下列不能作为植物组织培养 的材料是
A、秋海棠的叶
B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉

D

D、木质部中的导管细胞


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