高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程二 植物细胞工程的应用说课课件ppt

这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程二 植物细胞工程的应用说课课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了细胞工程的概念，细胞工程分类，多肉进行叶插繁殖，叶插成功，菊花的组织培养，植物组织培养技术，小贴士等内容，欢迎下载使用。

1. 1902年，哈伯兰特（G.Haberlandt，1854-1945）提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。2. 1958年，斯图尔德（，1904-1993）等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。3. 1960年，科金（，1931-）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。4. 1971年，卡尔森（，1944-2017）诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。1964年，古哈（S.Guha，1938-2007）等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。5. 1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。
动物细胞工程（含胚胎工程）1. 1890年，希普（W.Heape，1855-1929） 将安哥拉兔的胚胎移入比利时兔的输卵管内，得到了两只安哥拉兔，这是世界上胚胎移植成功的首例。2. 1907年，哈里森（，1870-1959）用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法。3. 1951年，张明觉（1908-1991）等发现了哺乳动物精子的获能现象。4. 1958年，格登（J.Gurdn，1933-） 用非洲爪蟾进行体细胞核移植实验，成功培育出性成熟个体。同一时期，我国科学家童第周（1902-1979）等开展了鱼类细胞核移植工作。5. 1959年，试管家兔诞生。之后，多种试管动物相继出生。1975年，米尔斯坦（C.Milstein，1927-2002）和科勒（G.Khler，1946-1995）等创立了单克隆抗体技术。
6. 1975年，米尔斯坦（C.Milstein，1927-2002）和科勒（G.Khler，1946-1995）等创立了单克隆抗体技术。7. 1978年，小鼠的桑甚胚被成功分割。次年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵美羊。8. 1996年，世界上第一只体细胞克隆羊多莉在英国诞生。随后多种克隆动物相继问世。9. 1981年，埃文斯（，1941-）等成功分离和培养了小鼠的胚胎干细胞。10. 2006年，山中伸弥（S.Yamanaka，1962-）等获得了诱导多能干细胞。我国科学家用这种细胞培育出了小鼠。11. 2014年，世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生。12. 2017年，我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。
“其芽聋聋，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。追夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？

植物细胞工程的基本技术ZHIWUXIBAOGONGCHENGDEJIBENJISHU
细胞工程（cell engineering）是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞或细胞器的水平上的操作，按照人们的意愿去改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的综合性科学技术。
（1）原理和方法：细胞生物学和分子生物学 （2）操作水平：细胞或细胞器 （3）目的：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
（1）依据操作对象分：植物细胞工程和动物细胞工程 （2）依据操作技术分：植物组织培养技术、细胞融合技术、动物细胞核移植技术等
3.植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术
1.选取多肉上健康、饱满的叶片。
2.用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3.平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4.叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干。
5.待叶片晾干后移至半阴处养护。
6.约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
1.用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2~3次；再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2~3次。
2.将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。
3.在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
4.将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18~22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
5.培养15~20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
6.移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的虹石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
植物组织培养是指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体，并在培养基上培养，在适宜的条件下使其发育成部分或完整植株的技术。
1.植物组织培养的概念
（1）外植体——离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外植体。
（2）脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
（3）愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。
愈伤组织的细胞排列疏松而无规则是一种高度液泡化的无定形状态的细胞。愈伤组织形成以后，如果在原来的培养基上续培养，就会由于培养基中养分不足或有毒代谢产物的，导致愈伤组织生长停止，甚至老化变黑乃至死亡。如果要愈伤组织续生长增殖，必须定期地将它们分成小，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保持旺盛的生长。愈伤组织的再分化主要有两种方式。一种是不定芽方式，就是在某些条件下，愈伤组织的细胞发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根（图1-2-8）。另一种是胚状体方式，就是由愈伤组织诱导分化出的具有胚芽、 胚根、胚轴的类似于胚的结构。能够产生胚状体的愈伤组织常见于胡萝卜、芦笋、玉米和小麦等植物。
（4）再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等 器官的过程。
（5）胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程 所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
5.影响植物组织再分化的因素有： ① 生长素和细胞分裂素的比值 ② 微生物 ③ 培养基的离子平衡 ④pH值 ⑤ 温度
3.植物组织培养的理论基础：
4.植物组织培养的条件：
①离体 ②无菌 ③培养基 ④适宜的外界条件
生长素含量＞细胞分裂素时，主要诱导根原基的形成，反之，主要诱 导芽原基的形成。
2003年1月5日，“神舟”四号准确陆。这次时6天18小时的空行，开展了多 项在轨研究，其中有一项被媒体描述成“太空婚礼”的生物实验。不过，“婚礼”中的 “新郎”和“新娘”是一对对体细胞，作为“新房”的是一个黑色的小合子——电融合仪。原来，这是科技工作者在空间微重力条件下进行的细胞融合（cell fusin）实验。
二、植物体细胞杂交技术
1.植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交技术是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2.植物体细胞杂交技术环节 原生质体的制备、原生质体的融合、杂合细胞的筛选和植物组织培养等环节。
植物体细胞杂交技术流程图
植物体细胞杂交过程实例
3.植物体细胞杂交的方法（1）化学法和物理法（原生质体融合用这两种方法） 化学法：聚乙二醇 优点：使用方便，诱导细胞融合的频率高 缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞） 物理法：电刺激、离心等 优点：诱导细胞融合的频率高、对细胞无毒害作用、 操作简便、可重复性好，诱导过程可控性强
4.植物细胞杂交前还需去除细胞壁 用纤维素酶和果胶酶
（2）生物法：病毒诱导融合（仙台病毒——应用最为广泛） 优点：诱导细胞融合的效率高，对各种动物细胞都适宜， 并且仙台病毒能在鸡胚中大量繁殖，容易培养 缺点：仙台病毒不稳定，保存过程中融合活性降低，制 备烦琐，病毒进入细胞后，会对细胞的生命活动产生干扰。