人教版高中生物选修三专题二《植物细胞工程》课件

发展简史
1838-1839年，德国科学家Schleide 和Schwann发表了细胞 学说，奠定了组织培养的理论基础。
1902年，德国植物学家Haberlandt 根据细胞学说，提出单 个细胞的植物细胞全能性（totipotency）理论。
1904年，Hanning 最先成功地培养了萝卜和辣根菜的胚。 1958年，英国科学家Steward 等用胡萝卜根的愈伤组织细胞 进行悬浮培养，成功诱导出胚状体并分化为完整的小植株，不但 使细胞全能性理论得到证实，而且为组织培养的技术程序奠定了 基础。 1962年，Murashinge 和Skoog 在烟草培养中筛选出至今仍 被广泛使用的MS培养基。 1964-1966年，印度科学家Guha 和Maheswari 在曼陀罗花 药培养中首次由花粉诱导得到了单倍体植株。 1972年，Carlson 通过两个种的烟草原生质体融合培养，获 得了第一个体细胞杂交的杂种植株。……
植物细胞工程
1975年美国的查可巴瑞成功地在培养基上将4种降解性质粒转 到1株细菌的细胞内，构建成举世瞩目的第一个“超级菌”。该种 超级菌能同时降解7种以上的石油烃类化合物，几小时内的效果相 当于自然菌株一年以上的同等水平。1982年他又实现了细胞间质粒 的自然传递和相互作用，构建出新的超级菌，新超级菌清除石油污 染所需时间不到传统方法的10％，消耗费用仅为传统方法的35％。
4、远缘杂交 利用组织培养可以使难度很大的远 缘杂交取得成功，从而育成一些罕见的新物种。比如辽 宁果树研究所利用这种方法获得苹果与梨的杂交种。
克服远源杂交不亲和的障碍
去掉细胞壁
大大扩展了可用于杂交的亲 本组合范围
原生质体A
原生质体B
1、离心、振动、 电刺激 2、聚乙二醇
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
的原理和方法，通过某种工程学手 段，在细胞整体或细胞器水平，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。
脱分化（dediffeHale Waihona Puke Baiduentiation)：已经分化组织的 并停止分裂的细胞从植物体部分的抑制性影 响下解脱出来，恢复细胞的分裂活性。
再分化（redifferentiation):脱分化所形成的愈 伤组织继续进行培养，又可以重新分化成芽 或根等器官。这个过程叫做再分化。
思考
结合基因工程成果和展望的知识，简述“超级细菌” 的培育过程。
用基因工程的方法，把能分解三种烃类的基因通过运载体 都转移到能分解另一种烃类的假单孢杆菌类，从而创造出能分 解四种烃类的“超级细菌”
设想
可以将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合 或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌内，使之具 有分解四种烃类化合物的功能。
细胞工程
动物细胞工程 植物细胞工程
科学
基础 推动
应用
技术
社会
植物组织培养 植物体细胞杂交
Science
Technology
Society
细胞的全能性
1、概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能。
2、萝卜根细胞培养产生完整植株说明什么？克隆羊“多莉”诞 生说明什么？
乳腺上皮细胞
卵细胞
多莉羊
离体的植 物器官、 组织或细 胞
排列疏松而无规 则，高度液泡化 的呈无定形状态 的薄壁细胞
包裹上人造种 皮，制成人工 种子
脱分化
外植体
愈伤 再分化 根、芽 生长
组织
（胚状体）
植物体
细胞分 裂素和 生长素
生产药物、 食品添加剂、 香料、色素 和杀虫剂
试管苗的快 速繁殖、培 育无病毒植 物
应用领域
1、快速繁殖 运用组织培养的途径，一个单株一年 可以繁殖几万到几百万个植株。例如一株葡萄一年繁殖 到3万多株，一株兰花一年繁殖到400万株。
细胞分裂 杂种细胞AB
智能训练
白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传 统的有性杂交。那么如何得到如图这样的“白菜——甘蓝” 植株呢？
小结
细胞工程
动物细胞工程 植物细胞工程
科学
基础 推动
应用
技术
社会
植物组织培养 植物体细胞杂交
Science
Technology
Society
谢 谢
应用细胞生物学和分子生物学
原因
生物体的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，理论上讲， 生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
思考
生物体内的细胞为什么没有表现出全 能性呢?
基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。
探究
生物体的细胞怎样才能表现出全能性呢？
离体状态 营养物质 植物激素 外界条件
植物组织培养简介
定义：离体（in vitro)条件下利 用人工培养条件在无菌情况下培养、 生长、发育再生出完整植株的过程。
植物组织培养是二十世纪发展起来的新 技术，近三十年来由于组织培养基础理论研 究的深入，发展极为迅速，发表的文献浩如 烟海，几乎以植物为研究对象的各个分支学 科都在广泛进行组织培养。
2、种苗脱毒 针对病毒对农作物造成的严重危害， 通过组织培养可以有效地培育出大量的无病毒种苗。已 经取得成功的有马铃薯、草莓、香蕉、葡萄等等。
3、突变育种 采用组织培养可以直接诱变和筛选 出具抗病、抗盐、高赖氨酸、高蛋白等优良性状的品种。 象中国林科院用逐步加大培养基中盐的浓度，直接获得 耐盐的杨树株系。