專題二細胞工程

專題二細胞工程1受精卵有絲分裂細胞分化系統人體骨細胞上皮細胞肌肉細胞神經細胞上皮組織肌肉組織神經組織結締組織器官受精卵有絲分裂細胞分化系統人體骨細胞上皮細胞肌肉細胞神經細2植物器官切片圖天竺葵篩管導管根冠分生區伸長區成熟區(根毛區)根尖保衛細胞氣孔這些形態結構和功能不同的細胞都有可能發育成完整個體嗎？思考植物器官切片圖天竺葵篩管導管根冠分生區伸長區成熟區根尖保衛細3細胞工程1概念:應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品2分類:植物細胞工程和動物細胞工程

3基本技術：

植物組織培養技術植物體細胞雜交技術細胞工程1概念:應用的原理和方法細胞生物學和分子生物學細胞41.植物組織培養的原理是什么？閱讀教材P33-34頁回答下列問題3.什么是細胞的全能性?5.為什么體內細胞沒有表現出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？細胞的全能性4.全能性大小比較受精卵生殖細胞體細胞

第二組〉〉〉第一組植物細胞動物細胞基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。具有某種生物_____________的任何一個細胞，都具有___________________的潛能。全部遺傳信息發育成完整生物體一、植物組織培養技術1.植物組織培養的原理是什么？閱讀教材P33-34頁回答5閱讀培養過程回答下列問題：組織培養的實例：胡蘿卜的組織培養1.概括植物組織培養技術的流程簡圖制備外植體接種脫分化培養再分化培養試管苗正常植株轉接移栽形成層容易誘導產生愈傷組織，其它部分也可以但誘導愈傷組織較困難。2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊時強調要切取含有形成層部分，原因是什么？胡蘿卜的其他部分是否也能培育成小植株？閱讀培養過程回答下列問題：組織培養的實例：胡蘿卜的組織培養161958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）將胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行培養獲得了完整的胡蘿卜新植株。植物組織培養技術1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）將胡76.植物組織培養的基本過程植物體離體的植物器官組織或細胞愈傷組織脫分化再分化幼根和幼芽胚狀體(外植體)（1）什么是細胞脫分化？（2）愈傷組織有什么特點？

(3)高度分化的植物細胞表現全能性條件：細胞離體、一定的營養物質、激素和其他外界條件6.植物組織培養的基本過程植物體離體的植物器愈傷組織脫分化再8請同學們討論如何實現？請同學們討論如何實現？91概念：

用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。二、植物體細胞雜交2過程1概念：用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且10馬鈴薯細胞番茄細胞雜種細胞1.阻礙植物細胞親和的結構是什么？怎么去除？融合長壁原生質體纖維素酶和果膠酶2.去壁以后的結構叫什么？3.用什么方法才能讓細胞緊密接觸并發生融合？4.融合的過程是怎樣的？其原理是什么？5.融合完成的標志是什么？6.雜種細胞遺傳物質有什么特點？7.融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？

物理方法：離心、振動、電擊.

化學方法：聚乙二醇（PEG）誘導細胞膜融合細胞質融合細胞核融合細胞膜的流動性單核、長出新的細胞壁具有兩個物種的遺傳物質馬—馬、番--番所以還要經過篩選才能得到雜種植株馬鈴薯細胞番茄細胞雜種細胞1.阻礙植物細胞親和的結構是什么？11雜種細胞愈傷組織雜種植株植物細胞A植物細胞B原生質體A原生質體B正在融合的原生質體去細胞壁!再生細胞壁植物組織培養植物細胞融合2.過程雜種細胞愈傷組織雜種植株植物細胞A植物細胞B原生質體A原生123、成果和尚未解決的問題：成果：培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株未解決問題：尚未讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優良性狀4、意義可以克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變生物性狀3、成果和尚未解決的問題：成果：培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株13白菜甘藍白菜甘藍同學們設計一下白菜甘藍培育過程？討論白菜甘藍細胞內的染色體數目？白菜甘藍白菜甘藍同學們設計一下白菜甘藍培育過程？14秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍AB白菜－甘藍AABB秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍AB白菜－甘藍AABB15三、植物細胞工程技術的應用1、植物繁殖新途徑(1)微型繁殖技術：特點和優點三、植物細胞工程技術的應用1、植物繁殖新途徑(1)微型繁殖技16試管苗大規模培養試管苗大規模培養17植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導突變體細胞產物的工廠化生產植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑18概念：應用組織培養技術，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術）原理：植物細胞的全能性優點：繁殖率高，可大批量生產取材少培養周期短保持優良性狀微型繁殖概念：應用組織培養技術，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術）微型19作物脫毒病毒在作物體內逐年積累，會導致作物產量降低，品質變差分生區附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚至沒有采用莖尖進行組織培養作物脫毒病毒在作物體內逐年積累，會導致作物產量降低，品質變差20人工種子結構：人工薄膜+胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）優點：不受氣候、季節、地域的限制保留優良性狀時間短，占地少技術：組織培養原理：細胞全能性人工種子結構：21養分、無機鹽、有機碳源、農藥、抗生素、有益菌生長調節劑養分、無機鹽、有機碳源、農藥、抗生素、有益菌22單倍體育種方法：花藥離體培養技術：組織培養獲得單倍體秋水素處理單倍體的幼苗，使染色體加倍優點：明顯縮短了育種年限后代穩定遺傳單倍體育種方法：23突變體的利用利用組織培養時，分裂狀態的細胞易受培養條件和外界壓力（如射線，化學物質等）的影響而產生突變的原理，誘導并篩選出對人類有用的突變體。突變體的利用利用組織培養時，分裂狀態的細胞易受培養條件和外界24細胞產物的工廠化生產紅豆杉與紫杉醇人參皂甘的生產細胞產物的工廠化生產紅豆杉與紫杉醇人參皂甘的生產25紫草愈傷組織紫草素紫草愈傷組織紫草素26植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導突變體細胞產物的工廠化生產植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑27細胞分裂素/生長素基本相等時：維持愈傷組織的生長細胞分裂素/生長素維持在高水平時：誘導芽的形成細胞分裂素/生長素的比例低時：誘導根的形成使用順序實驗結果先使用生長素或使用細胞分裂素有利于細胞分裂但不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞分裂也分化同時使用分化頻率加快資料1根據以上資料，你得出什么結論？資料2植物激素對脫分化和再分化起到決定性的作用，培養基中植物激素的種類、濃度、比例和使用順序都會影響實驗結果。細胞分裂素/生長素基本相等時：維持愈傷組織的生長細胞分裂素/281.植物組織培養屬于哪種生殖方式？2.植物組織培養得到的植物體細胞中染色體數目？想一想：4.要想獲得遺傳物質來自兩個親本的番茄—馬鈴薯（番茄、馬鈴薯之間存在生殖隔離，有性雜交不能成功），需要用什么技術手段？3.植物組織培養得到的植物，遺傳物質來自

個親本？1.植物組織培養屬于哪種2.植物組織培養得到的植物體想一想：29（3）名貴花卉進行離體培養時不應采用該株的（）A、莖尖B、子房壁C、花粉粒D、葉片練習1、閱讀下列材料，分析后簡要回答問題：材料1：植物的器官組織或細胞培養基中培養取下并放入B（A）胚狀體植物體材料2：植物細胞a植物細胞b雜種細胞融合并再生出細胞壁細胞分裂再分化（C）（D）（2）（A）過程是否需要光照？再分化是否需要光照？植物體脫分化愈傷組織CD（1）寫出以下過程或結構的名稱：AB原生質體a原生質體b否需要

C（3）名貴花卉進行離體培養時不應采用該株的（）練習1、閱30（08海南18分）：某二倍體植物是雜合體，圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養基上培養產生完整植株的過程。據圖回答：（1）圖中①表示的是該花粉培養過程中的

過程，②表示的是

過程，X代表的是

，③表示的是

過程，④表示的是誘導

過程。（2）圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條，具體通過那一條途徑主要取決于培養基成分中

的種類及其濃度配比，最后獲得的來源于為成熟花粉的完整植株都稱為

植株（甲）。未成熟花粉經培養能形成完整植株，說明為成熟花粉具有

。（3）對植株進行

，才能使其結實產生后代（乙），否則植株甲只有通過

的方式才能產生后代（丙）。乙、丙兩種植株中，能產生可育花粉的是

植株，該植株群體中每一植株產生可育花粉的基因組成種類數為

種，該群體植株產生可育花粉的基因組成種類數為

種。花藥培養在育種上的特殊意是

，從而開辟育種新途徑。脫分化再分化胚狀體分化激素單倍體生根無性繁殖乙一多縮短育種周期細胞的全能性染色體加倍（08海南18分）：某二倍體植物是雜合體，圖為其花藥中未成31如下圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作，接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程，請根據圖回答下列問題：⑴要促進細胞分裂生長，培養基中應有營養物質和激素。營養物質包括

和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和

兩類植物激素。⑵此過程依據的原理是

。A和B階段主要進行的分裂方式是

，B階段除了細胞分裂外，還進行細胞

等。⑶此過程要無菌操作，主要是指對

進行滅菌消毒。B階段需要光照，原因是

。⑷試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉綠素，這是基因

的結果。答案⑴無機物生長素⑵細胞的全能性有絲分裂分化⑶培養基芽發育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件⑷選擇性表達練習3：如下圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作，32

專題二細胞工程

專題二細胞工程33受精卵有絲分裂細胞分化系統人體骨細胞上皮細胞肌肉細胞神經細胞上皮組織肌肉組織神經組織結締組織器官受精卵有絲分裂細胞分化系統人體骨細胞上皮細胞肌肉細胞神經細34植物器官切片圖天竺葵篩管導管根冠分生區伸長區成熟區(根毛區)根尖保衛細胞氣孔這些形態結構和功能不同的細胞都有可能發育成完整個體嗎？思考植物器官切片圖天竺葵篩管導管根冠分生區伸長區成熟區根尖保衛細35細胞工程1概念:應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品2分類:植物細胞工程和動物細胞工程

3基本技術：

植物組織培養技術植物體細胞雜交技術細胞工程1概念:應用的原理和方法細胞生物學和分子生物學細胞361.植物組織培養的原理是什么？閱讀教材P33-34頁回答下列問題3.什么是細胞的全能性?5.為什么體內細胞沒有表現出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？細胞的全能性4.全能性大小比較受精卵生殖細胞體細胞

第二組〉〉〉第一組植物細胞動物細胞基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。具有某種生物_____________的任何一個細胞，都具有___________________的潛能。全部遺傳信息發育成完整生物體一、植物組織培養技術1.植物組織培養的原理是什么？閱讀教材P33-34頁回答37閱讀培養過程回答下列問題：組織培養的實例：胡蘿卜的組織培養1.概括植物組織培養技術的流程簡圖制備外植體接種脫分化培養再分化培養試管苗正常植株轉接移栽形成層容易誘導產生愈傷組織，其它部分也可以但誘導愈傷組織較困難。2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊時強調要切取含有形成層部分，原因是什么？胡蘿卜的其他部分是否也能培育成小植株？閱讀培養過程回答下列問題：組織培養的實例：胡蘿卜的組織培養1381958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）將胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行培養獲得了完整的胡蘿卜新植株。植物組織培養技術1958年，美國科學家斯圖爾德（F.C.Steward）將胡396.植物組織培養的基本過程植物體離體的植物器官組織或細胞愈傷組織脫分化再分化幼根和幼芽胚狀體(外植體)（1）什么是細胞脫分化？（2）愈傷組織有什么特點？

(3)高度分化的植物細胞表現全能性條件：細胞離體、一定的營養物質、激素和其他外界條件6.植物組織培養的基本過程植物體離體的植物器愈傷組織脫分化再40請同學們討論如何實現？請同學們討論如何實現？411概念：

用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。二、植物體細胞雜交2過程1概念：用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且42馬鈴薯細胞番茄細胞雜種細胞1.阻礙植物細胞親和的結構是什么？怎么去除？融合長壁原生質體纖維素酶和果膠酶2.去壁以后的結構叫什么？3.用什么方法才能讓細胞緊密接觸并發生融合？4.融合的過程是怎樣的？其原理是什么？5.融合完成的標志是什么？6.雜種細胞遺傳物質有什么特點？7.融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？

物理方法：離心、振動、電擊.

化學方法：聚乙二醇（PEG）誘導細胞膜融合細胞質融合細胞核融合細胞膜的流動性單核、長出新的細胞壁具有兩個物種的遺傳物質馬—馬、番--番所以還要經過篩選才能得到雜種植株馬鈴薯細胞番茄細胞雜種細胞1.阻礙植物細胞親和的結構是什么？43雜種細胞愈傷組織雜種植株植物細胞A植物細胞B原生質體A原生質體B正在融合的原生質體去細胞壁!再生細胞壁植物組織培養植物細胞融合2.過程雜種細胞愈傷組織雜種植株植物細胞A植物細胞B原生質體A原生443、成果和尚未解決的問題：成果：培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株未解決問題：尚未讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優良性狀4、意義可以克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變生物性狀3、成果和尚未解決的問題：成果：培育出“番茄馬鈴薯”雜種植株45白菜甘藍白菜甘藍同學們設計一下白菜甘藍培育過程？討論白菜甘藍細胞內的染色體數目？白菜甘藍白菜甘藍同學們設計一下白菜甘藍培育過程？46秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍AB白菜－甘藍AABB秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍AB白菜－甘藍AABB47三、植物細胞工程技術的應用1、植物繁殖新途徑(1)微型繁殖技術：特點和優點三、植物細胞工程技術的應用1、植物繁殖新途徑(1)微型繁殖技48試管苗大規模培養試管苗大規模培養49植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導突變體細胞產物的工廠化生產植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑50概念：應用組織培養技術，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術）原理：植物細胞的全能性優點：繁殖率高，可大批量生產取材少培養周期短保持優良性狀微型繁殖概念：應用組織培養技術，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術）微型51作物脫毒病毒在作物體內逐年積累，會導致作物產量降低，品質變差分生區附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚至沒有采用莖尖進行組織培養作物脫毒病毒在作物體內逐年積累，會導致作物產量降低，品質變差52人工種子結構：人工薄膜+胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）優點：不受氣候、季節、地域的限制保留優良性狀時間短，占地少技術：組織培養原理：細胞全能性人工種子結構：53養分、無機鹽、有機碳源、農藥、抗生素、有益菌生長調節劑養分、無機鹽、有機碳源、農藥、抗生素、有益菌54單倍體育種方法：花藥離體培養技術：組織培養獲得單倍體秋水素處理單倍體的幼苗，使染色體加倍優點：明顯縮短了育種年限后代穩定遺傳單倍體育種方法：55突變體的利用利用組織培養時，分裂狀態的細胞易受培養條件和外界壓力（如射線，化學物質等）的影響而產生突變的原理，誘導并篩選出對人類有用的突變體。突變體的利用利用組織培養時，分裂狀態的細胞易受培養條件和外界56細胞產物的工廠化生產紅豆杉與紫杉醇人參皂甘的生產細胞產物的工廠化生產紅豆杉與紫杉醇人參皂甘的生產57紫草愈傷組織紫草素紫草愈傷組織紫草素58植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導突變體細胞產物的工廠化生產植物細胞工程的實際應用繁殖植物的新途徑59細胞分裂素/生長素基本相等時：維持愈傷組織的生長細胞分裂素/生長素維持在高水平時：誘導芽的形成細胞分裂素/生長素的比例低時：誘導根的形成使用順序實驗結果先使用生長素或使用細胞分裂素有利于細胞分裂但不分化先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞分裂也分化同時使用分化頻率加快資料1根據以上資料，你得出什么結論？資料2植物激素對脫分化和再分化起到決定性的作用，培養基中植物激素的種類、濃度、比例和使用順序都會影響實驗結果。細胞分裂素/生長素基本相等時：維持愈傷組織的生長細胞分裂素/601.植物組織培養屬于哪種生殖方式？2.植物組織培養得到的植物體細胞中染色體數目？想一想：4.要想獲得遺傳物質來自兩個親本的番茄—馬鈴薯（番茄、馬鈴薯之間存在生殖隔離，有性雜交不能成功），需要用什么技術手段？3.植物組織培養得到的植物，遺傳物質來自

個親本？1.植物組織培養屬于哪種2.植物組織培養得到的植物體想一想：61（3）名貴花卉進行離體培養時不應采用該株的（）A、莖尖B、子房壁C、花粉粒D、葉片練習1、閱讀下列材料，分析后簡要回答問題：材料1：植物的器官組織或細胞培養基中培養取下并放入B（A）胚狀體植物體材料2：植物細胞a植物細胞b雜種細胞融合并再生出細胞壁細胞分裂再分化（C）（D）（2）（A）過程是否需要光照？再分化是否需要光照？植物體脫分化愈傷組織CD（1）寫出以下過程或結構的名稱：AB原生質體a原生質體b否需要

C（3）名貴花卉進行離體培養時不應采用該株的（）練習1、閱62（08海南18分）：某二倍體植物是雜合體，圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養基上培養產生完整植株的過程。據圖回答：（1）圖中①表示的是該花粉培養過程中的

過程，②表示的是

過程，X代表的是

，③表示的是