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河南郑州人教版生物选修三优秀课件:《植物细胞工程》

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2.1植物细胞工程一、细胞工程细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,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的一门综合科学技术。细胞工程学科基础操作水平(操作对象)目的操作环境分类细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品体外植物细胞工程和动物细胞工程主要技术植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术核移植植物细胞工程技术动物细胞工程技术科技探索之路1902年,哈伯兰特提出了____________的理论。1937年,怀特用烟草茎段形成层作材料,在试管中培养出了烟草植株。1958年,斯图尔德利用胡萝卜的组织培养再次证明了________________1965年,沃索在一定培养基上由烟草的单细胞得到再生植株 。1970年,斯图尔德 用悬浮的单个细胞也培养出了可育的新植株,进一 步证明了______________。20世纪70年代以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。细胞全能性植物细胞的全能性细胞的全能性1970年,哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元,证明了动物组织体外培养的可行性,并首创了___________________20世纪60年代初,童第周开展鱼类的___________工作,他还通过把黑斑蛙红细胞的核转移到同种生物的去核卵中,得到发育正常的蝌蚪。1975年,米尔斯和科勒用产生抗体的单个细胞与肿瘤细胞杂交,创立了_______________。1996年7月,世界第一只克隆羊多莉在英国诞生。2001年11月3日,我国首例体细胞克隆牛康康在山东莱阳农学院动物胚胎工程中心试验场降生。科技探索之路动物体外组织培养法细胞核移植单克隆抗体技术2.1.1植物细胞工程的基本技术微型繁殖的菊花科学家利用菊花的花瓣培养出的菊花。为什么植物一个的花瓣就可以培育成一株完整植株的呢?一、细胞的全能性1、概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。2、原理:细胞内具有发育成个体的全部遗传物质。3、全能性大小比较:4、全能性的表现:受精卵>卵细胞>精子>干细胞>体细胞分化程度高的细胞>分化程度低的细胞不表现全能性表现全能性体内,基因的选择性表达体外,诱导因素的存在科学家利用菊花的花瓣培养出的菊花。那么,植物的花瓣是怎样培育成一株完整植株的呢?植物的花瓣属于_________的组织,利用它来培育出新的植株,首先要通过细胞的________过程,培养出_________,然后再从愈伤组织________形成小植株。高度分化脱分化愈伤组织分化分化:在个体发育中,有一个或一种细胞增殖产生的后代(细胞),在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。细胞脱分化:就是让已经分化的细胞,经过(激素)诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。愈伤组织:一种高度液泡化、无定形状态具有分生能力的薄壁细胞团。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成根或芽等器官。二、植物组织培养过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素:细胞分裂素、生长素再分化植物组织培养条件:离体,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。植物组织培养就是在_____和人工控制条件下,将______的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的_______上,给予适宜的培养条件,______其产生_________、丛芽最终形成完整的植株。无菌离体培养基诱导愈伤组织离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根芽胚状体植物体脱分化再分化一定的营养物质、 一定的温度、 空气、无菌环境、 适合的PH、 适时光照等。植物激素:细胞分裂素、生长素外植体高度分化培养基上培养产生愈伤组织需要两个条件创伤和外源激素诱导阶段往往要暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织三、植物体细胞杂交技术(细胞融合)20世纪60年代,一些科学家提出这样一个设想:让番茄与马铃薯杂交,培育出地上结番茄,地下结马铃薯的植物。问:用传统的有性杂交方法是否有可能得到二者的杂种后代?为什么?原生质体番茄细胞原生质体融合再生出细胞壁杂种细胞脱分化愈伤组织杂种植株再分化1、过程:马铃薯细胞标志:成功融合人工诱导植物组织培养植物细胞的融合去壁去壁2、去细胞壁方法:植物细胞原生质体纤维素酶和果胶酶3、原生质体融合方法:物理法化学法离心振动电激聚乙二醇(PEG)4、成功融合的标志:再生出细胞壁5、原生质体融合的原理:细胞膜的流动性6、植物体细胞杂交的概念: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。胚状体、不定芽、顶芽、腋芽人工薄膜:透气不透水,易降解培养基四、植物细胞工程的实际应用1、植物繁殖的新途径:微型繁殖神奇的人工种子作物脱毒原理:植物组织培养优点:繁殖快,保持优良性状。选取部位:分生区附近细胞。2、作物新品种的培育:单倍体育种突变体的利用优点:缩短育种年限。3、细胞产物的工厂化生产:人参紫杉醇红豆杉(紫杉)1、植物体细胞杂交尚未解决的问题有:A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体B、将杂种细胞培育成植株C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性D、尚未培育出属间杂种植物2、不能人工诱导原生质体融合的方法是:A、振动B、电激C、PEG试剂、D、重压CD3、在生物体内,细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织、器官,是因为:A、细胞丧失了全能性B、基因的表达有选择性C、不同的细胞内基因不完全相同D、在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生了变化B4、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养, 又可以分化形成根、芽等器官,这一过程称为:A、脱分化B、去分化C、再分化D、脱分化或去分化C5、当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时,下列有可能使其表现出全能性,发育成完整的植株的是( )A、细胞分裂素B、生长素C、一定的营养物质D、以上三者均是6、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技术不属于细胞工程( )A、有性杂交B、体细胞杂交C、组织培养D、细胞核移植7、在生物体的所有细胞中,全能性最高的是A、卵细胞B、植物花粉C、体细胞D、受精卵DAD

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