资源简介

(共50张PPT)
动物细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交细胞工程第1节植物细胞工程从社会中来“其茅mao葺qi，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫开也，凝情瀼（ráng）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。从社会中来国画作品《兰》利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。一、植物细胞工程的基本技术细胞的全能性植物组织培养的基本原理（一）细胞的全能性：（1）原因：高度分化的细胞仍含有该物种的全部遗传信息，具有发育成完整个体所需要的全套基因。叶子花瓣花粉细胞植物体一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。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，卵细胞发育成雄峰用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株（2）生物体内细胞并不都表现全能性原因：（一）细胞的全能性：生长点叶原基芽轴芽原基枝芽结构示意图叶原基的细胞只能发育为叶芽原基的细胞只能发育为芽在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达（3）表现出全能性的条件：1958年Steward利用胡萝卜韧皮部诱导分化产生了胚状体，这是人类第一次获得了人工胚状体，并获得个体植株。（必修一P118-121）①离体②一定的营养物质、植物激素③适宜的温度、pH等外界条件④无菌环境（一）细胞的全能性：1.以下不能说明细胞全能性的实验是()A.菊花花瓣细胞培育出菊花新植株B.紫色糯性玉米种子培育出植株C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株B2.下列实例中，能体现体细胞全能性的是()A.壁虎的断尾重生B.植物体用种子繁殖后代C.婴儿长成大人D.兰花茎尖细胞经诱导形成幼苗D3.下列有关植物细胞全能性的说法，错误的是(　　)A.体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C.植物细胞一般具有全能性是植物组织培养的理论基础D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性D二、植物组织培养技术1.植物组织培养（1）概念：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。（2）生殖方式：无性生殖（3）分裂方式：有丝分裂外植体2. 原理：植物细胞一般具有全能性（2）脱分化：在一定的激素和营养条件的诱导下，使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。（1）外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞。接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化再分化再分化3. 过程P35一般不需光（3）愈伤组织：通过脱分化后的细胞，形成不定形的薄壁组织团块。接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化再分化再分化3. 过程：（4）再分化：愈伤组织在培养过程中重新分化成芽、根等器官的过程。光照细胞分裂素生长素芽分化愈伤组织根分化巧记：高根低芽中愈伤适中：利于愈伤组织的形成低：利于芽的分化＞1（高）：利于根的分化生长素细胞分裂素（1）实验原理探究.实践菊花的组织培养P35探究.实践（1）了解植物组织培养的基本原理（2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响（3）尝试进行植物组织培养（2）实验目的（3）材料用具①外植体：幼嫩的菊花茎段（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116页附录1）蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压灭菌方法为：湿热灭菌法菊花的组织培养P35探究.实践①培养基名称：；②物理性质：；③碳源：。植物组织培养常用的培养基配方（P116）MS培养基固体培养基有机碳源（蔗糖）（4）方法步骤Ⅰ.用酒精擦拭双手和超净工作台台面Ⅱ.外植体的消毒1.消毒流水冲洗→酒精消毒30s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2～3次菊花的组织培养P35探究.实践将消毒的外植体置于无菌培养皿中→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。2.外植体的切段在酒精灯火焰旁，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。注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插。（形态学上端朝上，下端朝下）3.接种外植体注意：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。4.诱导愈伤组织(脱分化)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。（脱分化）避光培养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。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。（再分化）注意：每日需要给予适当时间和强度的光照。（光照培养，促进叶绿素合成）5.诱导生芽生根若先生根,后面就不易生芽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。6.移栽固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培珍珠岩,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。1.A、B过程分别为。A过程一般光照，该过程细胞分裂方式是，B过程细胞分裂方式是，同时也进行，该过程光照，因为。C是。2.影响A、B过程的关键因素是，主要是和，二者添加的会影响A过程和B过程。3.植物组织培养是一个（无性繁殖或有性繁殖）过程。有丝分裂细胞分化植物激素细胞分裂素生长素无性繁殖有丝分裂浓度和比例【即时练习】下列是植物组织培养流程图，请回答：植物体根、芽或胚状体外植体A BC脱分化、再分化愈伤组织不需要叶绿素的合成需要光照需要欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么妙招？【思考·讨论】×土豆西红柿1.通过有性杂交能实现吗？为什么？不能，不同物种之间存在生殖隔离。植物体细胞杂交技术。2. 有没有方法可以打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，获得“番茄-马铃薯杂种植株”呢？【思考·讨论】（一）概念：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。融合实例+=白菜甘蓝白菜-甘蓝三、植物体细胞杂交技术去除细胞壁去除细胞壁脱分化再分化（二）过程：原生质体：脱去细胞壁的细胞植物细胞=细胞壁+原生质体④酶解法原理：植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶构成；酶具有专一性（1）去除细胞壁①去壁原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）②方法：酶解法③相关酶：纤维素酶和果胶酶2.技术流程原生质体②方法：物理法：电融合法、离心法等化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法等①原理：细胞膜具有一定的的流动性（2）原生质体间的融合注意：去除细胞壁和诱导原生质体融合时，不能在低渗溶液中。将细胞放在等渗或略大于的溶液中，防止原生质体吸水而涨破，保持原生质体正常。（3）杂种细胞培育成杂种植株①技术：植物组织培养技术②原理：植物细胞的全能性③根据植株性状对杂种植株进行筛选②植物体细胞杂交完成的标志：（4）两个标志①植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁，形成杂种细胞（在此过程中高尔基体参与、线粒体供能）培育出杂种植株（5）体细胞融合成功后，培养基中主要有5种类型的细胞（A、B、AA、BB、AB），其中两两融合细胞类型有3种（AA、BB、AB），而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。ABAAAA番茄BBBB马铃薯ABABAAAABBB（6）杂种细胞中染色体数、染色体组数，都采用直接相加的方法。生殖类型变异类型染色体数染色体组数基因组成无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律染色体数目变异两亲本染色体数之和。2n+2m两亲本染色体组数之和。2+2两亲本基因型之和。AaBbCcDdA细胞基因型为Aabb，B细胞基因型为ccDd1.杂种细胞AB染色体数为？2. 杂种细胞AB染色体组数为？8条染色体4个染色体组（异源四倍体）3. 杂种细胞AB基因型为？AabbccDd3.变异类型：染色体数目变异打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。5.意义：属于无性生殖，不遵循孟德尔遗传定律4. 生殖方式：6. 植物体细胞杂交技术的实例①培育出了白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等杂种植株。②在木本植物的体细胞杂交方面，培育出了多种柑橘属不同种间的杂种植株。三、植物体细胞杂交技术白菜甘蓝白菜—甘蓝×为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？（拓展应用P38）原因是：生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以"番茄—马铃薯"杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。三、植物体细胞杂交技术植物组织培养植物体细胞杂交技术生殖方式原理步骤意义联系植物体细胞杂交技术包括和两个过程，植物组织培养是植物体细胞杂交的一个环节，融合的体细胞只有通过植物组织培养才能发育成完整的个体。无性繁殖细胞全能性①脱分化②再分化保持优良性状，繁殖速度快打破生殖隔离，实现远缘杂交育种①去除细胞壁②融合形成杂种细胞③组织培养（脱分化、再分化）细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性无性繁殖植物细胞融合植物组织培养1.(2023·襄阳五中期中)某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是(　　)A.取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施C.接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基D2.科研人员通过植物体细胞杂交技术获得了具有油菜叶绿体和萝卜雄性不育特性的春油菜，下列叙述正确的是(　　)B.将油菜细胞与萝卜细胞直接诱导融合形成杂种细胞C.杂种细胞培育成新植物体的过程属于有性生殖D.春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体总数的一半A.春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作A3.(2023·天津滨海新区高二期末)下图为“番茄—马铃薯”杂种植株幼苗的培育过程图，有关叙述错误的是(　　)A.通常在等渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体a和bB.诱导a、b细胞融合的化学方法有聚乙二醇、高Ca2＋—高pH融合法等C.可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生D.上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程D4.(2023·江苏常州高二期中)猕猴桃是一种营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个品种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代。(2)用酶解法制备原生质体时，用__________________酶去除细胞壁，获得原生质体。生殖隔离纤维素酶和果胶(3)③过程依据的生物学原理是______________。此过程使用的化学法包括________________融合法和________________融合法等。(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是__________________，⑤⑥过程分别称为_____________________________________________________。(5)已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选得到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。(6)若两种猕猴桃都是二倍体，则杂种植株为________倍体。从理论上讲，该杂种植株的育性为________(填“可育”或“不育”)。细胞膜的流动性聚乙二醇(PEG)高Ca2＋—高pH植物细胞的全能性脱分化、再分化碘乙酰胺(异源)四可育

展开更多......

收起↑