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1、,如何用一片花瓣培育出完整的植株呢,导入新课,一个设想,20世纪60年代，一些科学家提出这样一个设想：培养出地上部分结番茄果实，地下部分结马铃薯块茎的植株。如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？,甘蓝,白菜甘蓝,白菜,体细胞杂交,视频：,植物体细胞杂交,专题2 细胞工程,2.1.1 植物细胞工程的基本技术,2.1植物细胞工程,1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。,2、列举植物细胞工程的实际应用。,1、能够让学生更好地理解先进技术的应用价值。,2、有利于培养学生分析问题、解决问题的能力。,知识目标,能力目标,教学目标,通过次专题的学习，使学生认同科学是一个不断发展的过程，激发学生探索
2、生命科学奥秘的兴趣及勇于质疑的科学精神。,情感态度与价值观,1 、植物组织培养的原理和过程。,2、 植物体细胞杂交的原理。,3、 植物细胞工程应用的实例。,植物组织培养的实验。,重点,难点,教学重难点,植物细胞工程,理论基础,技术手段,植物细胞的全能性,植物组织培养,植物体细胞杂交,一、 细 胞 的 全 能 性,全能性大小：,植物体细胞表现出全能性的条件？,定义：,生物体的细胞，具有使后代细胞发育成完整个体的潜能。,原因：,生物的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。,受精卵生殖细胞体细胞,无机成分：水 、无机盐,适宜的，无菌空气，适时的光照,生长素和细胞分裂素,离体的细胞、组织或器官,
3、无菌的环境,营养物质,激素,其他的外界条件,有机分子：蔗糖、氨基酸 、 维生素等,二 、 植物组织培养,2、理论基础：,细胞的全能性,1、植物组织培养的概念,在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，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。,外植体,幼 苗,完整植株,愈伤组织,3、植物组织培养过程示意图,细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。,4、植物组织培养技术名词解释,愈伤组织：,由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。,脱分化产生的愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。,脱分化：,再分
4、化：,通过上面实验，我们总结出:,植物组织培养 就是在无菌和人工控制条件下将离体的器官、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。,切取,接种,愈伤组织的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,此操作过程需要注意什么事项？,讨论,提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。,提示：胡萝卜的其他部分（如茎
5、、叶、 花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。可以参考利用胡萝卜根进行组织培养的实验，尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。,讨论,讨论,视频：,植物组织培养,20世纪60年代，一些科学家提出这样一个设想：,2、如果要实现这一设想，你认为可以采用哪些方法？,三、植物体细胞杂交,1、让番茄与马铃薯杂交，培育出地上结番茄果实，地下结马铃薯块茎的植物。,（一）植物体细胞杂交技术,将不同种的植物体细胞，在一定条件下融 合成杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新 植物体的方法。,定义：,原理：,细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。,1、分离原生质体-酶解法2、原生质体融合-物理
6、或化学法3、新细胞壁形成4、植物组织培养,要使两个来自不同植物的体细胞完成融 合，将会遇到什么障碍？,（二）植物体细胞杂交过程示意图,杂种植株,融合的原生质体ab,产生新的细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,植物体细胞杂交过程示意图二,植物细胞a,原生质体b,原生质体a,杂种细胞ab,去 壁,去 壁,植物细胞b,人工诱导,(三）植物体细胞杂交技术优缺点,还不能完全按照人们的意愿表达亲代的优良性状,未解决的问题：,优势：（与有性杂交方法比较）,克服远源杂交不亲和的障碍,结合所学知识，回答以下问题,.物理和化学方法诱导原生质体融合的基本原理是什么？,1、化学融合的机制：常用化学融合方法有高pH高 C
7、a2+法和聚乙二醇（PEG）法,2、物理融合的机制：常用方法为电融合法,.杂种细胞的筛选方法有哪些？,2、利用物理特异性差异的选择方法：这是利用两个原生质体物理特异性差异的一种选择，包括原生质体的大小、颜色、浮密度等的不同来选择；,3、利用生长特异性差异的选择方法。,1、细胞系互补的选择方法，包括叶绿素缺失互补、营养缺陷互补和抗性互补等；,. 体细胞杂种的鉴定方法有哪些？,2、细胞学鉴定。理论上讲如果染色体不丢失，杂种细胞中染色体数目应为双亲染色体数目之和。也可以用基因组原位杂交的分子细胞学方法进行鉴定；,4、分子生物学鉴定。,3、同功酶鉴定。杂种细胞中的同功酶谱一般是双亲酶谱之和，但有时也会
8、出现双亲没有的新带；,1、形态学鉴定。如叶片大小与形状，花的形状与颜色、叶脉、叶柄、花梗及表皮毛有无等；,固体蔗糖植物激素,细胞全能性,培养成植株,快速繁殖培养无病毒植株,1、植 物 组 织 培 养,课堂小结,2、植物体细胞杂交的过程及意义,过程：,包括原生质体制备、原生质体融合、杂种细胞筛选、杂种细胞培养、杂种植株再生以及杂种植株鉴定等步骤。,意义：,植物体细胞杂交是克服植物有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围的一种手段 。,(2008江苏生物)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ ）,A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调 节渗透压B. 培养基中的生长素和细胞
9、分裂素影响愈伤 组织的生长和分化C. 离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化 才能形成愈伤组织D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培 养获得的愈伤组织基因相同,D,1、若用“ ” 表示植物组织培养的过程。请回答： （1） 表示 ， 被培养成为的根本原因是（2） 表示 ，其细胞特点 是 。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,具有分生能力的薄壁细胞,愈伤组织,2、下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是（ ）,A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生 长和分化C. 离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能
10、形成 愈伤组织D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的 愈伤组织基因相同,D,3、有关细胞全能性的含义，正确的是（ ）,A. 每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B. 生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C. 生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能D. 生物体的每个细胞经过产生、分裂、分化、生长、 衰老、都死亡的全过程,C,提示：将的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。,提示：,
