高中生物2.1.1植物细胞工程的基本技术课件人教版选修3

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1、一、教学目标一、教学目标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。3. 尝试进行植物组织培养。思考：为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整思考：为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？的植株呢？ 植物细胞的全能性植物细胞的全能性讨论：讨论：（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？分化处理，能否培养成完整植物体？（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？素是什么？否否离体、植物激素，即生长激素和细胞分离体、植物激素，即生长激素和细胞分裂素裂素植物

2、组织培养的原理：植物组织培养的原理：实验：胡萝卜的组织培养实验：胡萝卜的组织培养讨论：讨论： 1.在组织培养实验中，为什么要强调所用器在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？械的灭菌和实验人员的无菌操作？提示：植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养提示：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常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各

3、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。成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。免带入杂菌

4、。2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？的方法进行验证吗？提示：胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再提示：胡萝卜的其他部分（如茎、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。可以让学生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。可以让学生参考利用胡萝卜根进行组织培养的实

5、验，尝试设计出生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利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。3.请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。的流程简图。思考讨论：（思考讨论：（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？合在一起，遇到的第一个障碍是什么？（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？）有没有一种温和的去细胞壁的方法？（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合，可形成）如果两个来源不同的原生质体发生融合，可形成几种融

6、合细胞？下一步该如何种处理？几种融合细胞？下一步该如何种处理？（4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？与学生一起讨）如何将杂种细胞培育成杂种植株？与学生一起讨论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结。论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结。细胞壁细胞壁酶解法酶解法植物组织培养植物组织培养3种、筛选融合细胞种、筛选融合细胞说明：说明： 流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生流程图中为了简化，仅画了一个马铃薯的原生质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操质体与一个番茄的原生质体之间的融合，可真正在实际操作过程中，是把许多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生作过程中，是把许

7、多马铃薯的原生质体和许多番茄的原生质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂质体放在一起，让它们自由融合，再从中筛选出所需的杂种细胞。种细胞。 由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任由于不同种的细胞其细胞膜的特点不一样，如不作任何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，何处理，把它们放在一起，让它们自然融合是不可能的，所以原生质体间的融合必须要人工诱导。所以原生质体间的融合必须要人工诱导。 1.为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？提示：提示：1

8、978年，梅尔彻斯（年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与）等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片番茄的属间体细胞杂种。他们将培育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细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄马铃薯番茄”。像大多数杂。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成了“类似块茎的生殖根类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止正意

9、义上的块茎。到目前为止“马铃薯马铃薯番茄番茄”一类的体细胞杂交植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。物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。至于马铃薯至于马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、薯，主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯的遗传物质，但

10、这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。地下结马铃薯就是很自然的了。2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。计出具体实验方案。提示：提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下下：