第二节《 植物细胞工程》word教案 苏教版生物选修2

* **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。
***教学重点
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。
***教学难点
1． 植物组织培养的实验。
☆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，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平，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。
一、植物细胞 工程的基本技术
1．基本原理 ／理论基础：植物细胞具有全能性（原因：每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因）。属于无性繁殖 ，现已推广应用。
☆细胞全能性比较：受精卵>生殖细胞>未分化细胞>成熟细胞
练习：植物细胞表现出全能性的必要条件是                。
2．基本概念：
①细胞脱分化：是指让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转化成未分化细胞的过程。
②细胞再分化：是指愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程
③植物组织培养：是指在无菌和人工条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。4．愈伤组织特点 ：排列疏松、无规则、高度液泡化、无定形的未分化的薄壁细胞。
5．组织培养优点：取材少、耗时短、繁殖率高、便于自动化管理。
6．组织培养用途：快速繁殖名贵的花卉和果树；培育无病毒植物(采用根尖、茎尖组织)等。
7．细胞培养技术的条件：无菌操作
8．培养基的组成：无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂四部分组成。
培养基成分主要内容与作用
①水水（H2O）：为细胞代谢提供条件，参与细胞代谢[来m]
②无机盐大量元素：N、P、S、K、C a、Mg
③微量元素：Fe、Mn、Mo、B、Cu、Zn满足植物对各矿质元素的需求，参与各种物质合成、代谢 调节，生长必需
④碳源蔗糖重要营养成分：愈伤组织不光合，利用蔗糖异养生活
⑤大气CO2重要碳源：完成组织分化，形成营养器官后，叶片能进行光合自养
⑥氮 原NH4+、NO3：合成核酸、 蛋白质、辅酶、核苷酸等
⑦生长因 子细胞分裂素、生长素必不可少的调节物质：诱导脱分化形成愈伤组织，诱导愈伤组织再分化成植株
⑧维生素明显促进离体组织的生长[来
9．植物组织培养的操作基本流程 

实例：【实验 胡萝卜的组织培养】方法与步骤
1．清洗材料：将胡萝卜用自来水冲洗干净，用刮皮刀除去表皮1-2mm，横切成大约10mm厚的切片。用酒精棉球擦手消毒）（下列各步骤全部在无菌条件下进行。）]
2．消毒材料：胡萝卜片经70%乙醇处理30秒钟后，用无菌水冲洗2~3次，再用饱和漂白粉溶液 （次氯酸钠溶液 ）浸泡30分钟，无菌水冲洗2~3次。
3．制备外殖体：用无菌的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。在消毒瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1cm厚的横切片，再选取有形成层的部位，切取1cm3左右的小块。
4．接种：将胡萝卜组织小块接种培养基表面。用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎实。在培养瓶的标签 上写明材料名称、接种日期和编号。
5．材料培养：将培养物一部分置于23~260C温箱中暗培 养。（可用另一部分到光照培养室中进行培养，以比较光照和暗培养对愈伤组织诱导的反映。）
6．观察与记录
①4天后，检查培养材料的污染情况并作好记录。
②14天后，观察愈伤组织的生长情况并作好记录。（外植体表面开始变得粗糙，有许多光亮点出现 ，这是愈伤组织开始形成的症状。）]
7．培养一段时间后 ，将生长良好的愈伤组织转接到 分化培养基上。培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出试管苗。然后将试管苗移载到大田，培养成正常植株。
二 、植物体细胞杂交技术
1．概念：将不同种的植物细胞，在一定条件下融合杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．基本原理：      
3．过程         
植物细胞A 原生质体A   杂合原生质体
植物细胞B 原生质体B            杂种细胞再生出细胞壁
                                                                    
                      杂种植株            再生出小植株          愈伤组织
4．人工诱导的方 法
  ①物理方法：离心、振动、电激等
②化学方法；聚乙二醇（P EG）
5．意义 ：克服远缘杂交不亲和的障碍，打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围。
三、植物 细胞的实际 应用[
1． 快速繁殖、培育无病毒植株[
2．细胞培养生产药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂（发酵罐中诱导分离的愈伤组织）
3．人工种 子： 胚状体 + 人工种皮
4． 转基因植物的培育
四、植物细胞杂交与传统细胞杂交比较：

传统杂交细胞杂交&K]
依据杂种优势细胞全能性、原生质体融合
过程自然发生，在母体完成胚发育人工诱导融合，需组织培养
本质精、卵两种生殖细胞结合，完成遗传物质的重新组合不同生物的体细胞融合，完成和遗传物质的融合
优点杂种第一代生长整齐、植株健壮、产量高、抗虫抗病能力强克服远源杂交不亲和障碍，实现不同种间的杂交
缺点存在生殖隔离；杂种第二代会出现生长不齐、产量下降等现象很多理论、技术问题未解 决，距离推广应用有一定差距
目的获得杂种优势，提高产量获得优良性状[来
意义自然发生、方便生产扩展了用于杂交的亲本组合

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