人教版 (2019)選擇性必修3第2章 細(xì)胞工程第1節(jié) 植物細(xì)胞工程一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)備課課件ppt

這是一份人教版 (2019)選擇性必修3第2章 細(xì)胞工程第1節(jié) 植物細(xì)胞工程一 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)備課課件ppt，共28頁(yè)。PPT課件主要包含了細(xì)胞具有全能性，植物組織培養(yǎng)，體細(xì)胞雜交，本課學(xué)習(xí)結(jié)束等內(nèi)容，歡迎下載使用。
“其芽葺葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺立獨(dú)立，可敬可慕，迨夫花開，凝晴瀼露，萬(wàn)態(tài)千妍，熏風(fēng)自來(lái)，四坐芬郁，豈非入蘭室乎！豈非有國(guó)香乎！”這是我國(guó)歷史上第一部蘭譜——《金漳蘭譜》（宋?趙時(shí)庚）中對(duì)蘭花的一段描述。從古至今，我國(guó)人民都把蘭花看作高潔、典雅的象征，很多人喜歡養(yǎng)蘭花。但是，蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低，傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長(zhǎng)，繁殖率等等問題，如果靠自然繁殖，蘭花價(jià)格可想而知。如何讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？
一、植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
人工栽培的植物，無(wú)論是絢麗多姿的花草，還是碧綠參天的大樹，大多都是通過播種或扦插實(shí)現(xiàn)繁殖的。
植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)
在一定條件下，利用它們的一片花瓣、一?；ǚ郏踔烈粋€(gè)細(xì)胞，同樣可以繁殖出新的植株。這是為什么呢？
但是，在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性，比如，芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉。這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。
在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性，比如，芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉。這又是為什么呢？
這是因?yàn)樵谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)。
（細(xì)胞全能性未表現(xiàn)而分化的原因）
高度分化的植物組織細(xì)胞，如葉片和花瓣的細(xì)胞，如何表現(xiàn)出全能性呢？
這離不開植物細(xì)胞工程中的基本技術(shù)——
指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞（稱為外植體）等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。
【探究·實(shí)踐】菊花的組織培養(yǎng)
原理：植物細(xì)胞一般具有全能性。過程：脫分化：已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，進(jìn)而形成不定形的薄壁組織團(tuán)塊（稱為愈傷組織）。再分化：愈傷組織能重新分化成芽、根等器官。條件：激素誘導(dǎo)：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，它們的濃度、用量的比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。營(yíng)養(yǎng)等條件將愈傷組織接種到含有特定激素的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其再分化成胚狀體，長(zhǎng)出芽和根，進(jìn)而發(fā)育成完整的植株。
了解植物組織培養(yǎng)的基本原理。了解生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的濃度、用量的比例對(duì)菊花愈傷組織形成和分化的影響。嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。
材料：幼嫩的菊花莖段、培養(yǎng)基、體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液和無(wú)菌水等。各種培養(yǎng)基的配制參見教材附錄1。用具：50mL錐形瓶（或植物組織培養(yǎng)瓶）、燒杯、酒精燈、超凈工作臺(tái)（或接種箱）、高壓蒸汽滅菌鍋、培養(yǎng)箱、封口膜、濾紙、標(biāo)簽、消毒用酒精棉球、培養(yǎng)皿、解剖刀和鑷子等。
用酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)臺(tái)面。流水沖洗后的外植體（幼嫩的莖段）→酒精消毒30s→無(wú)菌水清洗2~3次→次氯酸鈉溶液處理30min→無(wú)菌水清洗2~3次。
將消過毒的外植體置于無(wú)菌的培養(yǎng)皿中，用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分。用解剖刀將外植體切成0.5~1cm長(zhǎng)的小段。
在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3~1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。
將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18~22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)情況。
培養(yǎng)15~20d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出芽后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗。
先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開花。
實(shí)驗(yàn)中使用的培養(yǎng)基和所有的器械都要滅菌。接種操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行，并且每次使用后的器械都要滅菌。接種時(shí)注意外植體的方向，不要倒插。誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過程中，每日需要給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照。
接種3~4d后，檢查外植體的生長(zhǎng)情況，統(tǒng)計(jì)有多少外植體被污染，有多少能正常生長(zhǎng)，并分析它們被污染的原因。
【提示】用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合某些微生物的生長(zhǎng)，如一些細(xì)菌、真菌等的生長(zhǎng)。培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄，因此，要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。導(dǎo)致外植體被污染的原因可能有：培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過程不符合無(wú)菌操作要求等。
你培養(yǎng)出愈傷組織了嗎？如果培養(yǎng)出來(lái)了，從剛接種的外植體到長(zhǎng)出愈傷組織經(jīng)歷了多少天？這些愈傷組織進(jìn)一步分化出芽和根了嗎？
觀察外植體的分化情況，填好結(jié)果記錄表，并及時(shí)分析結(jié)果。
你培育的幼苗移栽到露地后，能夠正常生長(zhǎng)嗎？
一般來(lái)說(shuō)，容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物也容易進(jìn)行組織培養(yǎng)，如蘆薈、秋海棠和月季等，你可以從中挑選一種你喜歡的植物，嘗試進(jìn)行組織培養(yǎng)。如果你對(duì)植物激素的作用感興趣，可以在查閱資料的基礎(chǔ)上，探究生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的使用比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響。例如，你可以設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分別探究不加任何植物激素，生長(zhǎng)素用量與細(xì)胞分裂素用量的比值為1、比值大于1以及比值小于1時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。
20世紀(jì)60年代，科學(xué)家嘗試將番茄和馬鈴薯雜交，希望培育出一種地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯的“超級(jí)作物”。
兩種生物之間存在著天然的生殖隔離，用傳統(tǒng)的有性雜交的方法很難得到雜種后代。
原因：細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交方法：利用纖維素酶和果膠酶
方法：物理法—電融合法、離心法等；化學(xué)法—聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。原理：膜的流動(dòng)性
植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖
將不同來(lái)源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。
科學(xué)家培育出了白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長(zhǎng)穗偃麥草等雜種植株。我國(guó)科學(xué)家還在木本植物的體細(xì)胞雜交方面取得了不少成果，培育出了多種柑橘屬不同種間的雜種植株。
打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種等方面。
預(yù)習(xí)：植物細(xì)胞工程的應(yīng)用