高二生物 2.1《植物细胞工程》

植 物 细 胞 A 植 物 细 胞 B
植物体细胞杂交过程示意图
(1) (2) (1) (5)
杂
(3)
种 细 胞
(4)
去壁的常用方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 去壁的常用方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
原生质体融合方法： 原生质体融合方法：
物理法：离心、振动、电刺激等 物理法：离心、振动、 化学法：聚乙二醇（PEG） 化学法：聚乙二醇（PEG）
植物细胞＞ 植物细胞＞动物细胞
思考： 思考：
1、是不是所有的植物细胞都能表现出全能性？ 、是不是所有的植物细胞都能表现出全能性？ 理论上是的； 理论上是的；但是由于不同种类植物或同种植物 的不同个体之间遗传性的差异， 的不同个体之间遗传性的差异，它们表达细胞 全能性的程度大不相同。 全能性的程度大不相同。
• 原理： 原理：
–细胞全能性 细胞全能性 人工种子
1）优点：
①培植周期短 ②后代无性状分离 不受气候, ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
2）人工种皮的有效成分 加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等
单倍体育种
• 方法： 方法： –花药离体培养 花药离体培养 • 技术： 技术： –组织培养获得单倍体 组织培养获得单倍体 –秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍 秋水素处理单倍体的幼苗， 秋水素处理单倍体的幼苗 • 优点： 优点： –明显缩短了育种年限 明显缩短了育种年限 –后代稳定遗传 后代稳定遗传
2、在生物的生长发育过程中，细胞为什么并未 、在生物的生长发育过程中，
表现出全能性？ 表现出全能性？ 在特定的时间和空间条件下， 在特定的时间和空间条件下，基因选择性 的表达的结果。 的表达的结果。
2、植物组织培养的条件 植物组织培养的条件
（1）离体的细胞、组织或器官 ）离体的细胞、 （2）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜 ）适宜的外界环境条件，例如无菌、 的温度、湿度、光照、 等 的温度、湿度、光照、pH等 （3）培养基 ）培养基: 无机成分:水 氧气、无机盐、 无机成分 水、氧气、无机盐、 有机成分：维生素、氨基酸、 有机成分：维生素、氨基酸、糖 植物激素：生长素， 植物激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
红豆杉与紫杉醇
6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： 6.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： 下图为植物体细胞杂交过程示意图
⑴步骤①是去掉 细胞壁 使植物细胞成为 原生质体 最 步骤① ， ， 常用的方法是 酶解法 。 步骤② ⑵步骤②一般常用的化学试剂是 聚乙二醇 ， 目的是 诱导原生质体融合 。 ⑶在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中， 其中步骤④ 技术手段是 组织培养 ，其中步骤④相当于 脱分化 ， 步骤⑤ 步骤⑤相当于 再分化 。
人工种子
• 结构： 结构：
–人工种皮+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工种皮+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽） 人工种皮
• 优点： 优点：
培养周期短 不受气候、季节、 不受气候、季节、地域的限制 后代无性状分离， 后代无性状分离，可以保持优良性状 方便储存和运输
• 技术： 技术：
–组织培养 组织培养
胚 状 体 人工种皮 人工胚乳
突变体的利用
• 利用组织培养时，分裂状态的细胞易受 利用组织培养时， 培养条件和外界压力（如射线， 培养条件和外界压力（如射线，化学物 质等）的影响而产生突变的原理，诱导 质等）的影响而产生突变的原理， 并筛选出对人类有用的突变体。 并筛选出对人类有用的突变体。
细胞产物的工厂化生产
人参皂甙粉的生产
1、细胞的全能性 、
（1）定义：生物体的细胞具有发育成完整个体 ）定义：生物体的细胞具有发育成完整个体 的潜能的特性。 的潜能的特性。 （2）原理：生物体的每一个细胞都包含有该物 ）原理：生物体的每一个细胞 每一个细胞都包含有该物 全套遗传物质， 种所特有的全套遗传物质 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， 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 从理论上讲，生物体的每一个活细 都应该具有全能性。 胞都应该具有全能性。 （3）大小：受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 ）大小：
植物体细胞杂交技术
教学目标 1、简述植物体细胞杂交的过程 、 2、理解体细胞杂交的原理和优点 、
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝 白菜－
二、植物体细胞杂交
用两个来自不同植物的体细胞融合 1、定义： 定义： 成一个杂种细胞， 成一个杂种细胞，且把杂种细胞培 育成新的植物体的方法。 育成新的植物体的方法。
2、优势： 克服了远缘杂交不亲和的障碍 优势：
A．植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲 和的障碍 杂种细胞经过④ 过程可以培育成杂种植株， B．杂种细胞经过④和⑤过程可以培育成杂种植株，说明 杂种细胞具有全能性 尽管愈伤组织可以进行光合作用， C．尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需 要糖类、 要糖类、氨基酸等有机营养 的基因型为Rr Rr， 的基因型为Yy Yy， D．若A的基因型为Rr，B的基因型为Yy，则最终形成的杂 种植株的基因型为RrYy 种植株的基因型为RrYy
4、比较下列育种方法及原理 、 （1）花药离体培养 ）
单倍体育种， 单倍体育种，染色体变异
的小麦与基因型为aaBB （2） 由基因型为 ） 由基因型为AAbb的小麦与基因型为 的小麦与基因型为 的小麦杂交，获得基因型为AaBb的小麦 的小麦杂交，获得基因型为 的小麦
杂交育种， 杂交育种，基因重组
（3）三倍体无子西瓜的培育 ）
想一想：为什么离体？无菌？
体
植
外植体
分化
脱分化
过 程
化
分化
分化 体
分化
植
体
1、植物细胞表现出全能性的必要条件是（ Ｃ ） 、植物细胞表现出全能性的必要条件是（ A．给予适宜营养和条件 ． B．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 ． C．脱离母体后，给予适宜的营养和条件 ．脱离母体后， D．导入其他植物细胞的基因 ． 2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形 、在离体的植物器官、 成愈伤组织过程中， 成愈伤组织过程中，下列哪项是不需要的 （ 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 ． ．
（与有性杂 交方法比较） 交方法比较）
3、过程
植物体细胞的融合 植物组织培养
植物细胞A 植物细胞
原生质体A 原生质体A 原生质体B 原生质体
人 工 诱 导
融合的 原生质 体AB
杂种 细胞 再 AB
生 出 细 胞 壁
愈 伤 组 织
杂 种 植 株
植物细胞B 植物细胞
思考：A细胞的体4）细胞是什么?常用的方法是什么 思考4、、 步骤）B1）是什么 常用的方法是什么？ 2、 、 （ 的 6、植物体细胞杂交的 是什么是什么？ ？ 是什么? 是什么？ 的是什么？ 、 、 常用的方法 体 ？ 的是什么体？ ？ 8、：1、步骤（ ） 体 步骤常用的方法是什么？ 、 、 步骤（2）是什么 ？步骤（是什么？ ？？ 杂 （5） 植物是 ？ 3、 步骤（ （ 的 5、步骤 7、 是什么？ 、 步骤（ ） 、 是什么？ ？ ）
⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株， 植物的性状能够在新的植物体上有所表现， 植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因 是 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 。 从理论上讲， ⑸从理论上讲，杂种植株的育性为 可育 。若运用传 统有性杂交方法能否实现？ 因此， 统有性杂交方法能否实现？ 因此，这 不能 项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 克服远缘杂交不亲和的障碍 。 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中， ⑹利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中， 遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？ 遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？ 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。 不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。
的水稻（ 条染色体 条染色体） ５、基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过 基因型为 的水稻 无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。 无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。 （1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细 ） 水 胞团，愈伤组织形成中， 胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得 、无机盐 和小分子有机物等营养物质。 和小分子有机物等营养物质。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有 生长素 ）要促进花粉细胞分裂生长， 两类激素。 和 细胞分裂素 两类激素。 （3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。这一过程 ）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。 中必须给予光照，其原因是： 中必须给予光照，其原因是： ① 光是叶绿素形成的必要条件 ② 光合作用需要光 分子。 （4）试管苗的细胞核中含有 １２ 个DNA分子。 ） 分子 （5）培养成的试管苗可能出现的基因型有ab Ab AB aB 。 ） 如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种， 如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的 。 育种步骤是 秋水仙素处理单倍体幼苗
植物细胞工程
教学目标 1、理解细胞的全能性 、 2、植物组织培养的原理和过程 、
一、植物组织培养
探究： 探究：
1、为什么用植物组织培养技术能把植物离体 、 器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 植物细胞具有全能性。 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？ 、什么是细胞的全能性？
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交