高二生物選修三植物細胞工程課件第一頁，共七十三頁，2022年，8月28日

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，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的一門綜合科學技術。什么叫細胞工程？按操作對象分類植物細胞工程動物細胞工程第二頁，共七十三頁，2022年，8月28日切取形成層無菌接種誘導愈傷組織的形成試管苗的形成培養室移栽脫分化再分化第三頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物組織培養離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織脫分化過程植物激素：細胞分裂素、生長素外植體根、芽植物體再分化第四頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物組織培養條件：第五頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物組織培養條件：含有全部營養成分的培養基、一定的溫度、空氣、無菌環境、適合的PH、適時光照等。第六頁，共七十三頁，2022年，8月28日根據上述過程，請同學們討論歸納出組織培養的概念。第七頁，共七十三頁，2022年，8月28日根據上述過程，請同學們討論歸納出組織培養的概念。植物組織培養就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。第八頁，共七十三頁，2022年，8月28日這幅圖中番茄—馬鈴薯利用傳統有性雜交方法能實現嗎？為什么？第九頁，共七十三頁，2022年，8月28日不能。因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統的有性雜交方法是不可能做到這一點的。這幅圖中番茄—馬鈴薯利用傳統有性雜交方法能實現嗎？為什么？第十頁，共七十三頁，2022年，8月28日要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？

第十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？

細胞壁的阻礙第十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法？第十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法？有，用酶纖維素酶和果膠酶去除細胞壁第十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日過程2誘導原生質體融合第十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日過程2誘導原生質體融合是關鍵環節第十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日過程2誘導原生質體融合是關鍵環節根據的原理是:細胞膜的流動性第十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日過程2誘導原生質體融合是關鍵環節根據的原理是:細胞膜的流動性方法：物理方法：離心、振動、電激化學方法：聚乙二醇(PEG)作誘導劑第十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日過程2誘導原生質體融合是關鍵環節根據的原理是:細胞膜的流動性方法：物理方法：離心、振動、電激化學方法：聚乙二醇(PEG)作誘導劑成功標志是:雜種細胞產生了新的細胞壁第十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法？有，用酶纖維素酶和果膠酶去除細胞壁雜種細胞遺傳物質有什么特點？融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？融合了倆個親本的遺傳物質，雜種細胞AB外，還可以出現AA、BB等類型。第二十頁，共七十三頁，2022年，8月28日如果兩個來源不同的原生質體發生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？通過植物組織培養培育成新的植物體第二十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細胞雜交過程示意圖第二十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日二、植物體細胞雜交技術1.過程第二十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物細胞A植物細胞B第二十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物細胞A去壁去壁植物細胞B第二十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物細胞A原生質體B原生質體A去壁去壁植物細胞B第二十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物細胞A原生質體B原生質體A去壁去壁人工誘導植物細胞B第二十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB植物細胞A原生質體B原生質體A去壁去壁人工誘導植物細胞B第二十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB再生

出細

胞壁植物細胞A原生質體B原生質體A去壁去壁人工誘導植物細胞B第二十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB再生

出細

胞壁植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化愈傷組織植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日雜種植株融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日雜種植株融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B植物細胞的融合第三十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日雜種植株融合的原生質體AB再生

出細

胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞的融合植物組織培養植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導植物細胞B第三十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日原生質體制備（酶解法去細胞壁）原生質體融合（人工誘導）

雜種細胞的篩選和培養（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定第三十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日原生質體制備（酶解法去細胞壁）原生質體融合（人工誘導）

雜種細胞的篩選和培養（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定纖維素酶、果膠酶等第三十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日原生質體制備（酶解法去細胞壁）原生質體融合（人工誘導）

雜種細胞的篩選和培養（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定物理法：離心、振動、

電刺激等化學法：聚乙二醇等試劑第三十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日白菜甘藍白菜－甘藍第四十頁，共七十三頁，2022年，8月28日二、植物體細胞雜交技術2.概念第四十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日二、植物體細胞雜交技術2.概念將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。第四十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日3.成果和未解決的問題二、植物體細胞雜交技術第四十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日3.成果和未解決的問題成果：克服不同生物遠緣雜交的障礙，出現自然界沒有的新品種。二、植物體細胞雜交技術第四十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日3.優勢與不足：優勢：克服不同生物遠緣雜交的障礙，出現自然界沒有的新品種。不足：未能讓雜種植物按照人們的需要表現出親代的優良性狀。二、植物體細胞雜交技術第四十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日植物細胞工程小結第四十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日所采用技術的理論基礎植物細胞工程小結第四十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日所采用技術的理論基礎植物細胞工程植物細胞的全能性小結第四十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日所采用技術的理論基礎植物細胞工程通常采用的技術手段植物細胞的全能性小結第四十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日所采用技術的理論基礎植物細胞工程通常采用的技術手段植物組織培養植物體細胞雜交植物細胞的全能性小結第五十頁，共七十三頁，2022年，8月28日例1：資料一:植物組織培養培養基基本成分：無機營養成分：C、H、O等大量元素及部分微量元素。有機營養成分：含N物質包括維生素和氨基酸；碳源：2%—5%的蔗糖。瓊脂起支持作用。相關激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素等。PH值調整如5.0－6.0。第五十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日資料二:在生長素存在的情況下，細胞分裂素的作用呈現加強的趨勢。使用順序影響實驗結果：先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化；先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化；同時使用分化頻率提高。激素用量的比例影響實驗結果：生長素用量比細胞分裂素用量比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時，促進愈傷組織的生長。第五十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日思考：利用以上資料概括脫分化和再

分化需要考慮什么外界條件？第五十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日思考：利用以上資料概括脫分化和再

分化需要考慮什么外界條件？愈傷組織的形成需要有外界刺激因素和激素誘導，需要加入適當營養物質和植物生長調節劑，如無機鹽、糖類、植物激素等。并用適當比例的營養物質和生長調節劑誘導愈傷組織形成和分化。第五十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日培養過程中，在培養基上需加入蔗糖，培養時需要光照，那么，培養的植物到底是自養型還是異養型？光的作用是什么？對于上述疑問，某研究性學習小組進行了下列實驗：一組在培養基中加30%的蔗糖，另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩個小組，分別在光下和暗中培養。1個月后，觀察植物體生長、分化情況，結果為下表：例2：第五十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日培養條件加蔗糖不加蔗糖光正常生長，分化不生長，死亡暗只生長，不分化不生長，死亡你能得出什么結論？

第五十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日培養條件加蔗糖不加蔗糖光正常生長，分化不生長，死亡暗只生長，不分化不生長，死亡你能得出什么結論？

蔗糖為生長、分化的必需成分(提供能量)，光促進細胞分化。第五十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日例3.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？第五十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日例3.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？

生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯就是很自然的了。第五十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日

自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼

蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存

活，請探討：動物細胞

與植物細胞之間可以實

現雜交嗎？如果理

論上可行，請設計

出具體實驗方案。例4：第六十頁，共七十三頁，2022年，8月28日

自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼

蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存

活，請探討：動物細胞

與植物細胞之間可以實

現雜交嗎？如果理

論上可行，請設計

出具體實驗方案。思考討論２：第六十一頁，共七十三頁，2022年，8月28日自我評價1.不能人工誘導原生質體融合的方法是

A.振動

B.電刺激

C.PEG試劑

D.重壓第六十二頁，共七十三頁，2022年，8月28日自我評價1.不能人工誘導原生質體融合的方法是

A.振動

B.電刺激

C.PEG試劑

D.重壓第六十三頁，共七十三頁，2022年，8月28日2.植物細胞融合完成的標志的是

A.產生新的細胞壁

B.細胞膜發生融合

C.細胞質發生融合

D.細胞核發生融合第六十四頁，共七十三頁，2022年，8月28日2.植物細胞融合完成的標志的是

A.產生新的細胞壁

B.細胞膜發生融合

C.細胞質發生融合

D.細胞核發生融合第六十五頁，共七十三頁，2022年，8月28日3.有關全能性的表述中，不正確的是

A.受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高

B.生物體內細胞由于分化全能性不能表達

C.卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高

D.植物細胞離體培養在一定條件下能表現出全能性第六十六頁，共七十三頁，2022年，8月28日3.有關全能性的表述中，不正確的是

A.受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高

B.生物體內細胞由于分化全能性不能表達

C.卵細胞和受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高

D.植物細胞離體培養在一定條件下能表現出全能性第六十七頁，共七十三頁，2022年，8月28日自我評價4.關于愈傷組織形成過程的正確敘述是

A.愈傷組織的形成是離體植物細胞分化的結果

B.愈傷組織的形成是離體植物細胞分裂的結果

C.愈傷組織的形成是離體動物細胞分化的結果

D.愈傷組織的形成是離體植物細胞脫分化的結果第六十八頁，共七十三頁，2022年，8月28日自我評價4.關于愈傷組織形成過程的正確敘述是

A.愈傷組織的形成是離體植物細胞分化的結果

B.愈傷組織的形成是離體植物細胞分裂的結果

C.愈傷組織的形成是離體動物細胞分化的結果

D.愈傷組織的形成是離體植物細胞脫分化的結果第六十九頁，共七十三頁，2022年，8月28日5.下列屬于組織培養的是（）

A.花藥離體培養成單倍體植株