1、植物细胞工程植物细胞工程为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？(一一)细胞的全能性细胞的全能性1 1什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？2 2菊花体内的细胞为什么没有表现菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织出全能性，而是分化成不同的组织器官？器官？3 3为什么运用植物组织培养技术能为什么运用植物组织培养技术能把菊花的花瓣培养成完整植物体？把菊花的花瓣培养成完整植物体？生物体的每一个细胞都包含有该生生物体的每一个细胞都包含有该生物所特有的物所特有的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育成，都有发育成为完整个体所必需的为完
2、整个体所必需的全部基因全部基因，从理论，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。有全能性。2 2、菊花体内的细胞为什么没有表现出全、菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？能性，而是分化成不同的组织器官？在生物体内，由于在生物体内，由于基因的选择性基因的选择性表达表达，细胞不能表现出全能性，而是，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。分化成为不同的组织器官。3 3、为什么运用植物组织培养技术能把菊、为什么运用植物组织培养技术能把菊花的花瓣培养成完整植物体？花的花瓣培养成完整植物体？当已分化的植物器官、组织或细胞脱离
3、母当已分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下分化形成愈伤组织（一种相对没有分化的用下分化形成愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团），继而在植物激素等诱导下发生再分细胞团），继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能化，才能表达出全能性表达出全能性。发育成完整植株。发育成完整植株。(一一)细胞的全能性细胞的全能性1 1、概念、概念1 1）受精卵）受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞：已分化的细胞，还具有发育成完整：已分化的细胞，还具有发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。胞的全能
4、性。2 2、原因、原因3 3、全能性的比较、全能性的比较：从理论上讲，每个细胞都包含该生：从理论上讲，每个细胞都包含该生物的全部遗传物质（全部基因），所物的全部遗传物质（全部基因），所以每个活细胞都应具有全能性以每个活细胞都应具有全能性 。2 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强）植物细胞全能性一般比动物细胞强 在一个生物体内，细胞没有表现出全在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（能性，原因是（）细胞失去了全能性细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因部分丢失 细胞中的基因选择性表达细胞中的基因选择性表达细胞中的基因变异不同细胞中的基因变异不同C C切取形成层无菌接种诱导愈伤组织
5、的形成试管苗的形成培养室移栽脱分化再分化 根据上述过程，请同学们讨论根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。归纳出组织培养的概念。2 2、概念：、概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培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，最终养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。形成完整的植株。1.1.植物细胞表现出全能性的必要条件是植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？什么？2.2.在植物组培过程中，为什么
6、要进行一在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？作？细胞离体、一定的营养物质、细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件激素和其他外界条件避免杂菌在上面迅速生长而避免杂菌在上面迅速生长而危害培养物的生长。危害培养物的生长。想一想想一想3 3、影响植物细胞脱分化和再、影响植物细胞脱分化和再分化的一个重要因素是什么？分化的一个重要因素是什么？细胞分裂素细胞分裂素/生长素生长素基本相等时基本相等时：维持愈伤组织的生长维持愈伤组织的生长细胞分裂素细胞分裂素/生长素生长素维持在高水平时维持在高水平时：诱导芽的形成诱导芽的形成细胞分裂素细胞分裂
7、素/生长素的生长素的比例低时比例低时：诱导根的形成诱导根的形成下列属于组织培养的是（下列属于组织培养的是（）A.A.花粉培养成单倍体植株花粉培养成单倍体植株B.B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.D.未受精的卵发育成植株未受精的卵发育成植株A A因为不同种生物之间存因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这一点的。于是，这些科学家试图用这两种植物的体于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。（
8、二）植物体细胞杂交技术（二）植物体细胞杂交技术1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？成融合，遇到的第一个障碍是什么？2 2有没有一种温和的去壁方法呢？有没有一种温和的去壁方法呢？3 3为什么两个原生质体能发生融合，这为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？与细胞膜的什么特性有关？4 4如果两个来源不同的原生质体发生了如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？融合，下一步该做何处理？5 5如何将杂种细胞培育成杂种植株？如何将杂种细胞培育成杂种植株？杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再
9、生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化植物体细胞杂交的过程植物体细胞杂交的过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。成果和未解决的问题 成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。未解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良。1.1.人们利
10、用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化育苗生产，这是利用了该项技术的哪些特点？生产，这是利用了该项技术的哪些特点？提示：植物提示：植物“微型微型”繁殖技术具有高效性和繁殖技术具有高效性和可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂可以保持种苗的优良遗传特性的优势。工厂化大规模育苗生产正是利用了植物化大规模育苗生产正是利用了植物“微型微型”繁殖技术的这两方面优势。利用植物繁殖技术的这两方面优势。利用植物“微型微型”繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优繁殖技术我们可以在短时间中获得大量的优质种苗。质种苗。2 2、作物脱毒、作物脱毒作物脱毒的原因作物脱毒的原因:长期进
11、行无性繁殖的作物，易长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差，而植物的分生低，品质变差，而植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区一般不会感染病毒，用分生区的细胞进行组织培养，就能区的细胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗得到大量的脱毒苗。作物脱毒材料作物脱毒材料:作物脱毒方法作物脱毒方法:结果结果:分生区（如茎尖）的细胞分生区（如茎尖）的细胞进行组织培养进行组织培养脱毒苗脱毒苗3 3、人工种子、人工种子概念：概念：产生途径：产生途径：为什么要造人工种子？（天然种为什么要造人工种子？（天然种子的缺陷有哪些？）子的缺陷有哪些？）探究：探究：通过植物
12、组织培养得到的胚状体、不定芽、顶通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。在适宜的条件下可以发芽成苗。种子。在适宜的条件下可以发芽成苗。（1）由已脱分化的外植体直接产生；）由已脱分化的外植体直接产生；（2）由愈伤组织产生；）由愈伤组织产生；探究：探究：人工种子具有哪些优点？人工种子具有哪些优点？（1）不受季节的限制。）不受季节的限制。（2）可以很方便的储藏和运输。）可以很方便的储藏和运输。（3）不会造成遗传性状的改变。）不会造成遗传性状的改变。讨论：讨论：人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺人工种皮是保证包裹在其
13、中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中利生长成小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？质？提示：针对植物种类和土壤等条件，在提示：针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些长发育，还可以向人工种
14、皮中加入一些植物生长调节剂。植物生长调节剂。二、作物新品种的培育二、作物新品种的培育复习复习:1 1、传统方法、传统方法原理原理:基因的自由组合定律，优良基因的自由基因的自由组合定律，优良基因的自由组合。组合。杂交育种杂交育种P A A R R a a r r有 芒 抗 病 无 芒 不 抗 病配 子 A R a rF 1 A a R r有 芒 抗 病F 2 A _ R _ :A _ r r :a a R _ :a a r r有 抗 :有 不 抗 :无 抗 :无 不 抗9 :3 :3 :1自 交 并 选 育 多 代a a R R结果结果:通过基因重组，把两亲本的优良性通过基因重组，把两亲本的优良
15、性状组合在同一后代中状组合在同一后代中 缺点缺点:要不断进行要不断进行(多年多年)纯化和选择，纯化和选择，才得到一种符合理想要求的新品种才得到一种符合理想要求的新品种 一、单倍体育种一、单倍体育种复习1、单倍体的概念:2、单倍体的例子:由配子发育成的个体由配子发育成的个体蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的单倍体的单倍体.多数植物都可通过花药或花粉来获得多数植物都可通过花药或花粉来获得单倍体单倍体 花药离体培养花药离体培养 过程:单倍体育种的原理单倍体育种的原理:单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产单倍体经过秋水仙素等处理使其染色体加倍以后产生的二倍体，其
16、基因是高度纯合的，单倍体育种就生的二倍体，其基因是高度纯合的，单倍体育种就是利用单倍体的这种特性。是利用单倍体的这种特性。单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种单倍体育种只需两年即可得到纯合新品种 花 药 离体 培 养组 织萌 发自 交人 工 诱 变染 色 体 加 倍培 养发 育单 倍 体 植 株正 常植 株种 子(纯 合 体)新 植 株(新 品 种)第 一 年第 二 年优点优点 单倍体育种可以直接得到纯合体，单倍体育种可以直接得到纯合体，所以这样大大地缩短了育种年限。所以这样大大地缩短了育种年限。2 2、突变体的利用、突变体的利用突变体产生突变体产生:植物组织培养植物组织培养突变体的利用突变体
17、的利用:筛选对人有利的突筛选对人有利的突变体培育新品种变体培育新品种3 3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产1 1、种类、种类:2 2、利用的枝术、利用的枝术:组织培养组织培养3 3、过程、过程:（一）（一）思考与探究思考与探究1.1.通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们通过查阅资料，请你再列举出植物组织培养技术在我们生活中的另外一些应用。生活中的另外一些应用。提示：提示：a.拯救濒危植物；拯救濒危植物；b.提供食品制作的原料；提供食品制作的原料；c.利用愈伤组织进行转基因操作。利用愈伤组织进行转基因操作。2.2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技请查阅植物人工种子制备技术的详细过程，设计出制备技术的主要流程图。术的主要流程图。提示：诱导植物愈伤组织提示：诱导植物愈伤组织体细胞胚的诱导体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟体细胞胚的成熟体细胞胚的机械化包裹体细胞胚的机械化包裹贮藏或种植贮藏或种植
