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1、植物细胞的全能性,1、定义：,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。,2、原理：,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。,3、大小：,（1）受精卵的全能性最高,（2）分化程度低（有分裂能力）的细胞，全能性高，反之则低。,细胞的全能性,植物细胞动物细胞,4.全能性的实例 花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。,2:植物组织培养的过程,离体的植物器官或组织或细胞（外植体）,愈伤组织,脱分化,胚状体或丛芽,植物幼体,继续分裂和分化,一棵完整的植株,细胞分裂和再分化,需
2、要适宜的环境条件,适宜温度、pH和无菌环境。无机、有机成分和植物激素（生长素、细胞分裂素）,分化程度低去分化较易,2:植物组织培养的过程,光照问题:形成愈伤组织不需要光照而愈伤组织的再分化需要光照,适当调整植物激素的比例生长素与细胞分裂素的浓度及其比例不同调控脱分化和根与芽的再分化,离体的植物器官或组织或细胞（外植体）,愈伤组织,脱分化,胚状体或丛芽,植物幼体,继续分裂和分化,一棵完整的植株,细胞分裂和再分化,植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖,用 葡萄糖也可以,但后者的成本高。诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根 的过程中,要进行换瓶处理,以改变培养基中的激 素配比及浓度。愈伤组织再
3、分化形成植物幼苗时,需光照 处理,以便诱导叶绿体的形成。,提醒,2:植物组织培养中的核心概念,植物组织培养:,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，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，最终形成完整的植株。,愈伤组织：,胡萝卜的愈伤组织,未分化的具有分生能力的薄壁细胞群。,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变成未分化细胞的过程。,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，这一过程称为植物细胞的再分化。,实质是指已去分化的细胞在某种诱导因素的激活下，再出现程序化的分化
4、。,植物组织培养技术流程简图,植物组织培养技术流程简图,二、植物体细胞杂交技术,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。,杂种植株,筛选融合AB的原生质体,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞A,原生质体B,原生质体A,杂种细胞AB,去 壁,去 壁,人工诱导,方法？,促进融合的方法？,融合完成的标志,植物细胞B,植物体细胞杂交技术过程,原理？,原理？,细胞的全能性,细胞膜的流动性,1.提醒：(1)植物体细胞杂交的障碍 植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。原生质体融合。人工诱
5、导方法包括物理法,如离心、振动、电激;化学法,如聚乙二醇(PEG)等。(2)杂种细胞的类型 有三种：AA、BB、AB,符合要求的只有AB,需要进行筛选。(3)杂种细胞AB形成的标志：新的细胞壁的生成。,(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,染色体组数也是两个亲本染色体组数之和，形成异源多倍体。(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。,2.该技术的目的 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是 形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两种 植物的遗传特征,原因
6、是杂种植株中含有两种植物 的遗传物质。3.该技术在育种上应用时最大的优点 克服远缘杂交不亲和的障碍。4.未解决的问题 目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达 亲代的优良性状,如番茄马铃薯。,思维误区警示 对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清(1)植物体细胞杂交 若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合,A含有2X条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,B含有2Y条染色体,2个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2X+2Y,基因型为AabbccDd,从中不难看出,体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。,(2)
7、植物有性杂交 有性杂交的结果：子代细胞中染色体数为X+Y、基因型为“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”,即先减半再相加。(3)有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律,而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。,植物细胞工程的实际应用,1、植物繁殖的新途径微型繁殖作物脱毒人工种子2、作物新品种的培育单倍体育种突变体的利用3、细胞产物的工厂化生产,（快速、保持亲本优良性状，无性繁殖）,（分生区附近病毒少，常用茎尖）,（人工薄膜+胚状体/不定芽/顶芽/腋芽）,（花药离体培养+秋水仙素处理）,（常利用理化方法诱变愈伤组织）,（如生产人参皂甙甚至人参）,1、（2011年江苏卷）下列有关植物组织
8、培养的叙述，正确的是 A愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得,D,2（11年上海卷）下列关于植物组织培养的表述，错误的是A外植体可以来自于植物的任何细胞B培养应在无菌条件下进行C以花粉作为外植体可得到单倍体植株D不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同答案：A,不是所有细胞都行，必须是活的有细胞核的细胞，比如说木质部，导管都是死细胞。成熟的筛管细胞无细胞核，也不能取其作为外植体。,脱分化 再分化 胚状体 分化（或发育）
9、生根 激素 单倍体 细胞的全能性,染色体加倍 无性生殖 乙 一 多 缩短育种周期,(1)过程是，实际融合的过程中原生质体可能会形成 种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。与过程密切相关的细胞器是。,3,高尔基体和线粒体,原生质体融合,(2)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，若将番茄和马铃薯采用有性杂交的育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含 条染色体，若采用体细胞杂交技术所得植株含 条染色体，(3)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为 倍体。,习题,(A+B)/2,A+B,六,探究：,2、克隆羊“多利”的诞生说明了什么？3、生物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？,1.表现全能性的条件有哪些？,离体、无菌、提供营养物质、激素及其它适宜条件。,细胞核中含有保持物种遗传性所需的全套基因，并没有因为细胞分化而丢失基因，高度分化的细胞的细胞核仍具有全能性。,在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。,细胞分化原因？,所有细胞含全套基因但表达的基因不同-分化的根本原因使转录的mRNA不同翻译成的蛋白质不同-分化的直接原因导致细胞的形态、结构、功能不同,
