《最新21植物细胞工程的基本技术PPT文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新21植物细胞工程的基本技术PPT文档.ppt（43页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、同学们好，还记得我吗,1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物-克隆羊多利诞生于英国,卵细胞,C羊子宫,羊,羊,乳腺细胞,细胞质,细胞核,胚胎移植,早期胚胎,多利羊,这样的生物技术属于何种生物工程？,细胞工程,专题2 细胞工程,细胞工程：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。按照操作对象的不同，可以分为植物细胞工程和动物细胞工程。,我如果爱你，绝不甘当攀援的凌霄花，借你的高枝炫耀自己。我如果爱你，绝不愿做随风而来的一片叶，只为在你身旁短暂停歇。我，必须是你近旁的一株木棉，作为树的形
2、象和你共担风雨。让我从叶做起，脱分化，我毫无怨意，再分化，无需更多言语。愈伤组织，便已成追忆，发芽长根，也不只是出现在我的梦里。我的DNA充斥着你所有的信息，我愿意成为那一棵植株与你终身相依，共享虹霓。,2.1.1植物细胞工程的基本技术,植物组织培养,为什么利用植物组织培养技术能把离体的植物器官、组织或细胞培养成完整的植物体？,思考：,利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花,一、细胞全能性,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。,1、定义,2、全能性大小比较,2）,4）植物细胞 动物细胞,3）,1）全能性最高的细胞：,分化程度低
3、的细胞 分化程度高的细胞,一、细胞全能性,受精卵 胚胎干细胞 生殖细胞 体细胞,受精卵,一、细胞全能性,在特定的时间和空间条件下，基因选择性表达的结果。,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？,离体、营养物质、激素及其它适宜条件。,4、细胞表现全能性的条件有哪些？,探究 怎样把植物离体器官、组织或细胞培育成完整的植株？,二、植物组织培养技术P36,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。,植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：含N物质：
4、包括维生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖溶液，调节渗透压 琼脂：起支持作用 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PH值：5.06.0,切取形成层,无菌接种,诱导形成愈伤组织,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,三、植物组织培养的过程P35,胚状体或丛芽已分化形成根、芽,脱分化,再分化,植物组织培养的过程,离体的、已分化器官、组织或细胞,优点？,繁殖速度快不受季节限制工厂化生产幼苗无毒保持优良性状,分化程度低脱分化较易,理论基础：,细胞的全能性,避光,光照,脱分化（P33）,由已分化的细胞经过诱导后，失去特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，又称去分化。,脱分化的实质：,实质:恢复细胞
5、的全能性过程,愈伤组织：,特点：具分裂、分化能力；具全能性；无叶绿体，不进行光合作用,在植物中，一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成愈伤组织。,再分化：,脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化形成根或芽等器官的过程,1、在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？,防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。,讨论,2、在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，
6、你能用实验的方法进行验证吗？,胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。,讨论,3、请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。,模型构建,3、请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。,模型构建,1、有关全能性的表述中，不正确的是（）受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,C,趁热打铁：,2.下列植物细胞全能性最高的是（）A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞3下
7、列细胞全能性最高的是（）A植物的卵细胞B植物的精子细胞C被子植物的受精卵D被子植物的的叶肉细胞,A,C,4.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、细胞的基因丧失了全能性 B、基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果 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,B,番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？,一个梦想?,因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的
8、有性杂交方法是不可能做到这一点的。,于是，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。,四、植物体细胞杂交技术,这幅番茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,理想图,1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？2有没有一种温和的去壁方法呢？3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？4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？5如何将杂种细胞培育成杂种植株？,根据 P36图2-5植物体细胞杂交技术流程图 思考：,利用电激法将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合,杂种植株,融合的原生质体AB,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组
9、织,再分化,1、植物体细胞杂交的过程,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,2、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。,3、原理,1）细胞膜的流动性2）植物细胞的全能性,3、意义,在克服不同种生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破，从而扩大了可用于杂交的亲本组合。,4.未能解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。,1.为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯
10、？,主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。,思考与探究P38,2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。,比较,无性繁殖,细胞全能性,脱分化再分化,保持优良性状繁殖速度快、大规模生产提高经济效益,杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远源杂交的障碍,去除细
11、胞壁融合形成杂种细胞组织培养,膜流动性细胞全能性,染色体变异、基因重组,1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）,A、振动 B、电刺激C、PEG试剂 D、重压,2、植物细胞融合完成的标志的是（）A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合C、细胞质发生融合 D、细胞核发生融合,A,D,自我评价,2.1.2 植物细胞工程的实际应用,一、植物繁殖的新途径,1.微型繁殖(1)微型繁殖技术:(2)特点:,保持优良品种的遗传特性;高效快速地实现种苗的大量繁殖.,快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.,2.作物脱毒(1)材料:无病毒的茎尖(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得,3.人工种子(1)特点:(2)技术:(3)结构:,后代无性状分离不受气候,季节和地域限制,植物组织培养.,人工种皮、胚乳、胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.,二、作物新品种的培育,1.单倍体育种(1)方法:(2)优点：,花药的离体培养秋水仙素诱导,后代都是纯合体，稳定遗传；明显缩短育种年限,2.突变体的利用(1)产生:植物组织培养(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,三、细胞产物的工厂化生产,1.种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.2.技术:植物的组织培养.,培育到什么阶段提取？,愈伤组织,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,小结,再见,
