高中生物选修三专题二2.1植物细胞工程

是 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质
。
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？ 不能
因此，这
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
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？
不遵循，植物体细胞杂交属于无性生殖。
不能 存在生殖隔离
尝试用这两种植物的体细胞进行杂交
二、植物体细胞杂交技术
请思考：
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融 合，遇到的第一个障碍是什么？ 去细胞壁
2．有没有一种温和的去壁方法呢？ 酶解法
植物体细胞杂交过程
去壁
融合基础：细胞 膜具有流动性
植物细胞A
等量
植物细胞B
纤维素酶 和果胶酶
杂菌和培养物争夺营养、以及杂菌生长过程中产生大 量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。
阅读培养过程回答下列问题： 3.造成培养基污染的因素有哪些？
一般包括外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻 底、操作人员操作不规范等。
4.为什么要在避光条件下培养愈伤组织？ 愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞脱分化产生愈 伤组织。如果在光照条件下容易分化产生维管等组织， 不利于产生大量的愈伤组织。
分生区附近病毒极少，甚至无病毒
3.神奇的人工种子 （1）概念：所谓的人工种子，就是以以植物组织
培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽为材料，经 过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种皮：藻酸钠 (3)特点: 后代无性状分离 不受气候、季节和地域限制
（4）应用 用于解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难、 濒危植物的拯救等问题
湿度、光照等； 2）培养基（一定的营养物质，激素）
一、植物组织培养技术：
4、过程：
外植体脱遮分光化 愈伤组织
再分化 根、芽
（需光）
植物体
生长素、细胞分裂素
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。
关键词：
外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
随堂练习
1、下列不能作为植物组织培养的材料是：
3、已分化的细胞为什么具有发育 成完整个体的潜能？
生物体细胞含有本物种所特的全 套遗传信息，都有发育成完整个体的全 部基因。
4、生物体内的细胞为什么没有表现出 全能性，而是分化成不同的组织器官？
在特定的时间和空间条件下， 基因选择性的表达的结果。
5Байду номын сангаас全能性大小
1） 受精卵的全能性最高 2）受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞体细胞
植物细胞A 植物细胞B
纤维素酶 和果胶酶
原生质体A 原生质体B
原生质体融合 人工诱导
杂合的原生质体
杂合的原生质体 再生出细胞壁
杂种 脱分化 愈伤 再分化 胚状体 发育 杂种
细胞
组织
或丛芽
植株
1、若A细胞有20条染色体，B细胞有30条染色体，则杂种植株有 50 条染色体。 2、若A细胞基因型为DdEE，B细胞基因型为YYRR，则杂种植株的基Dd因E型EY为YRR 3、若A细胞有4个染色体组，B细胞有8个染色体组，则杂种植株有 12 个染色体组。 4、若植物A为六倍体，植物B为二倍体，则杂种植株有 为 八倍体
专题二 细胞工程
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？
原理方法
研究水平
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。
原生质体A 原生质体B
三种类型：
AA、BB、AB
原生质体融合 人工诱导
杂合的原生质体
物理法：离心、振动、电激 方 法
化学法：聚乙二醇（PEG）
杂合的原生质体 再生出细胞壁
原生质体融合 成功的标志
杂种 脱分化 愈伤 再分化 胚状体 发育 杂种
细胞
组织
或丛芽
植株
筛 选
植物组织培养
植物体细胞杂交过程 无性生殖
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法:花药的离体培养 (2)优点: 后代稳定遗传,都是纯合体; 明显缩短育种年限.
2.突变体的利用 （1）产生：植物组织培养 （2）利用：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种 （3）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱胡野生烟草、 抗除草剂胡白三叶草
三、细胞产物的工厂化生产
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
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
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?
2.1.1植物细胞工程的基本技术
一、植物组织培养技术
实验 ： 胡萝卜的组织培养（P34）
实验 ： 胡萝卜的组织培养
原理：
植物根、茎、叶一般都具有全能性，在一定的营 养和激素等条件下，可以 脱分化形成 愈伤组,织 将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就 可以诱导其 再分化 生成胚状体或丛芽，进而发育成 完整的小植株。 证明：分化的植物细胞，仍具有形成完整植株所需 要的全部基因 。
1.种类：蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等. 2.技术：植物的组织培养. 3.实例：人参皂甙、紫杉醇、紫草素
植物组织培养大量生产紫草素
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、 玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成 功紫，草但由于愈成伤本组织较高，紫中草国素尚未应用于生产。
总结: 植物细胞工程的实际应用
是 植物细胞全能性
。
⑵②表示 愈伤组织 ，它的细胞特点
是 细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态
、
⑶若想制造人工种子，应选择（写编号） ③
。
⑷若①是花药，则④是 单倍体植株，这项技术可用 在 单倍体育种 上。
⑷植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株
植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因
注意： 杂种植株的染色体、基因型、染色体组都采用直接相加的方式。
二、植物体细胞杂交技术
1、过程：
（1）、去壁的常用方法：
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
（2）、原生质体融合方法：
物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（PEG）
（3）、细胞融合的基础：
细胞膜的流动性
二、植物体细胞杂交技术
利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合
获取 外植体
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
的形成
试管苗的形成 再分化 扩大培养
阅读培养过程回答下列问题： 1.在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成 层部分，原因是什么？胡萝卜的其他部分是否也能培 育成小植株？
形成层容易诱导产生愈伤组织，其它部分也可以但 诱导愈伤组织较困难。
2.次氯酸钠、无菌水、高压灭菌锅、超净工作台、消毒 用棉球都意味组织培养过程全程灭菌，为什么要强调所 用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
一、植物组织培养技术：
1、概念：
外植体 如：茎尖、根尖
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、原理：植物细胞的全能性
3、条件
内因：离体细胞、组织或器官
外因：1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、
A、秋海棠的叶 C、成熟的花粉
D B、马铃薯的块茎 D、木质部中的导管细胞
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（ ）
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
植物组织培养所得到的 植株是新品种吗？
二、植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利用传统有 性杂交方法能实现吗？为什么？
随堂练习
不能人工诱导原生质体融合的方法是：
A、振动
D
B、电刺激、
C、PEG试剂、
D、重压
2.1 植物细胞工程
2.1.2 植物细胞工程的实际应用
（一）、植物繁殖的新途径
植
物
1.微型繁殖
细
2.作物脱毒
胞 工
3.神奇的人工种子
程 （二）、作物新品种的培育
的 实
1.单倍体育种
际
2.突变体的利用
应 用
（三）、细胞产物的工厂化生产
植物组织培养的培养基
定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的 基质
无机营养成分：水、无机盐
有机营养成分
为什么不用葡萄糖？
① 氮源：包括维生素和氨基酸
植物组织培养的外植体
外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或 器官
1）外植体灭菌消毒（根尖、茎尖、芽、嫩叶、种子 、花粉等）
2）用灭菌消毒过的器械将外植体置于培养皿上 3）切取所需的外植体 4）将外植体接种于培养容器的培养基上 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤
转基因细胞 杂种细胞 茎尖、根尖等分生区 花药（花粉）
转基因植物 杂种植物 作物脱毒 单倍体育种 微型繁殖