植物细胞工程3-2-2.ppt

第二章 细胞工程 高二生物教研组 2011.04.07 植物细胞工程（2） 二、植物细胞培养 1、概念： 将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分 散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到 分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖， 从而获得大量的细胞群体的一种技术。 2、培养过程 ： 筛选细胞 获得次生代谢产物含量高、生长迅 速的单细胞无性繁殖系 扩大培养 发酵生产 分离纯化次生代谢产物 3、目的： 获得人类所需的次生代谢产物 4、优点: (1)可快速、高效的生产具有生理活性的次生代谢产物 。 （2）生产不受季节、外部环境等条件的限制。 5、应用： 生产药用原料：如紫杉醇、人参皂苷等 生产食品添加剂：如食用色素、天然香精甜味剂等 生产保健品：如培养螺旋藻 6、意义： 植物细胞培养技术是继微生物培养发酵技术之 后的又一重要应用技术。 7、与组织培养的比较： 植物组织培养植物细胞培养 原理细胞全能性细胞增殖 培养基固体培养基液体培养基 培养对象 离体的植物器官、组织 、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到 的悬浮细胞 培养过程略见2 培养目的植物幼苗细胞的次生代谢产 物 二者关系植物组织培养是植物细胞培养的基础； 他们都属于细胞过程的范畴。 三、植物体细胞杂交 1、概念： 是指将不同种的植物细胞，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。 2、原理： 植物细胞融合依据的原理：细胞膜的流动性。 形成杂种植物依据的原理：细胞的全能性。 (1) (1) (2) (3) (4) (5) 3、过程： 标志 杂 种 植 株 融合的 原生质 体AB 再 生 出 细 胞 壁 脱 分 化 愈 伤 组 织 再 分 化 3、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 去壁 去壁 纤维素酶 果胶酶 原 生 质 体 植物细胞 原生质体融合 离心、 振动、 电刺激 、 聚乙二 醇(PEG) 再生细胞壁 杂种细胞 去 分 化 愈伤组织 杂种植株 激素 筛选 等量 激素 再分化 3、过程: 相关知识点 ： 1、去除细胞壁的方法： 酶解法（纤维素酶、果胶酶） 2、诱导原生质体融合的方法： 物理法（电场诱导）、化学法（聚乙二醇) 3、原生质体融合完成的标志： 再生细胞壁 与高尔基体有关 4、原生质体A、B，只考虑两两融合，得到几种细胞 ： AA、AB、BB 5、理论上，杂种植株能够表现A、B两个亲本的遗传 特征，但实际情况并没有达到想要的预期结果。 白菜白菜 甘蓝甘蓝 白菜甘蓝白菜甘蓝 4. 植物体细胞杂交应用 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？ 马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番 茄、地下结马铃薯，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， 所以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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马 铃薯就是很自然的了。 优势和未解决的问题: 优势（与有性杂交方法比较)： 打破了不同种生物间的生殖隔离限制， 大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 未解决的问题： 未能让杂种植物按照人们的需要表现出 亲代的优良。 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、电刺激、 C、PEG试剂、 D、重压 3 植物体细胞融合完成的标志是（ ） 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 4、植物的微型繁殖技术是指（ ） A植物体细胞杂交技术 B嫁接 C营养繁殖 D D植物组织培养植物组织培养 A D 5 5：右图为植物体细胞杂交过程：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：示意图。据图回答： 1 1）步骤）步骤是是_ _ 最常用的方法是最常用的方法是_._. 2 2）步骤）步骤一般常用的化学试剂是一般常用的化学试剂是 _目的是目的是_ _._. 3 3）在利用杂种细胞培育成为杂种）在利用杂种细胞培育成为杂种 植株的过程中，运用的技术手段植株的过程中，运用的技术手段 是是_ _ ，其中步骤，其中步骤相相 当于当于_，步骤，步骤相当于相当于_ 去掉细胞壁分离出有去掉细胞壁分离出有 活力的原生质体活力的原生质体 酶解法酶解法 聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG） 诱导原生质体融合诱导原生质体融合 植物组织培养植物组织培养 脱分化脱分化再分化再分化 6 6：右图为植物体细胞杂交过程：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：示意图。据图回答： 4 4）植物体细胞杂交的目的是获得）植物体细胞杂交的目的是获得 新新的杂种植株。使的杂种植株。使_ 能能够在新的植物体上有所表现够在新的植物体上有所表现， 其其根本根本原因原因: : 5 5）从理论上讲，杂种植株的育性）从理论上讲，杂种植株的育性 _。若运用传统有性杂交方法。若运用传统有性杂交方法 能否实现？能否实现？_。并说明理由：。并说明理由： 因此，这项研究对于培养作物新品因此，这项研究对于培养作物新品 种方面的重大意义在于：种方面的重大意义在于： . . 两个亲本的遗传性状两个亲本的遗传性状 杂种植株获得了双亲的遗传物质杂种植株获得了双亲的遗传物质 可育可育 不能不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离因为不同种生物之间存在生殖隔离 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了 可用于杂交的亲本组合范围可用于杂交的亲本组合范围 7.基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过 无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问 ： （1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规 则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基 中获得_ 等营养物质 。 （2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _和_两类激素。 水、无机盐、维生素和小分子有机物 细胞分裂素植物生长素