植物细胞工程--一轮复习

1、专题2 细胞工程细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平细胞水平或细胞器水平按照人们的意愿改变细胞内按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的遗传物质或获得细胞产品按操作对按操作对象分类象分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程什么叫细胞工程？什么叫细胞工程？原理方法原理方法操作水平操作水平研究目的研究目的2.1植物细胞工程植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术技术手段技术手段组织培养的实例：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养胡萝卜的组织培养阅读阅读P34P

2、34的实验，回答问题：的实验，回答问题：1 1、植物组织培养的条件有哪些？、植物组织培养的条件有哪些？2 2、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？毒，灭菌，并且要求无菌操作？3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分能否、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分能否培养成小植株？培养成小植株？4 4、脱分化和再分化对光照有什么要求？为什么？、脱分化和再分化对光照有什么要求？为什么？5 5、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？6 6、请同学们概括出植物组织培养技术的流程图。、请同

3、学们概括出植物组织培养技术的流程图。愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化一、植物组织培养一、植物组织培养（分化）（分化）外植体外植体（离体的（离体的,已已分化组织或分化组织或细胞）细胞）幼芽或幼根？幼芽或幼根？条件？条件？（未分化）（未分化）特点？特点？适宜温度、适宜温度、pH和无菌环境和无菌环境、 无无光光。无机物、有机物无机物、有机物和植物激素（和植物激素（生长生长素，细胞素，细胞分裂素分裂素等等），琼脂，琼脂无定形状态无定形状态薄壁细胞薄壁细胞高度液泡化高度液泡化排列疏松、无规则排列疏松、无规则无叶绿体无叶绿体,不进行光不进行光合作用合作用分化程度低分化程度低

4、脱脱分化较易分化较易理论基础：理论基础：细胞的全能性细胞的全能性1 1、植物细胞表现出全能性的条件有哪些？、植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2 2、在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒，、在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？灭菌，并且要求无菌操作？3 3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？小植株吗？细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件。细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件。避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会

5、危害培养物的生长。害培养物的生长。想一想想一想形成层更容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也形成层更容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些能培养成小植株，只是稍微困难些。4 4、脱分化和再分化对光照有什么要求？为什么？脱分化和再分化对光照有什么要求？为什么？5 5、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？6 6、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养 技术的流程图，并与同学交流。技术的流程图，并与同学交流。脱分化避光，因为避光更易形成愈伤组织。再分化需脱分化避光，因为避光更易形成愈伤

6、组织。再分化需要光照来合成叶绿素。要光照来合成叶绿素。植物激素。植物激素。当生长素含量当生长素含量高于高于细胞分裂素时，有利于细胞分裂素时，有利于根根的形成。的形成。当生长素含量当生长素含量低于低于细胞分裂素时，有利于细胞分裂素时，有利于芽芽的形成。的形成。离体的器官、离体的器官、组织或细胞组织或细胞脱分化脱分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织根和芽根和芽完整植株完整植株发育发育激素、避光激素、避光激素、光照激素、光照植物体植物体离体的植物器离体的植物器官组织或细胞官组织或细胞愈伤组织愈伤组织脱分化脱分化再分化再分化幼根和幼芽幼根和幼芽胚状体、丛芽胚状体、丛芽(外植体外植体)原理：原理：条件：条件

7、：过程：过程：植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性 植物组织培养就是在植物组织培养就是在无菌无菌和人工控制条件下，将和人工控制条件下，将离体离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的的培养基培养基上，给予上，给予适宜的培养条件适宜的培养条件，诱导其产生，诱导其产生愈伤组织愈伤组织、丛芽，最终形成、丛芽，最终形成完整的植株完整的植株。概念：概念：解除接触性抑制解除接触性抑制有机营养成分、无机营养成分有机营养成分、无机营养成分生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素固体培养基固体培养基离离 体：体：营养物质：营养物质：植物激素：植物激素：其他适宜条件：其他适宜条

8、件：琼琼 脂：脂：无菌、适宜的温度和无菌、适宜的温度和pH这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？怎样才能实现怎样才能实现? ?植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 (1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交植物体细胞杂交二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术请同学们阅读请同学们阅读P36，思考以下几个问题：，思考以下几个问题：酶解法（纤维素酶和果胶酶）酶解法（纤维素酶和果胶酶） 原生质体原生质体物理方法：离心、振动、电激物理方法：离心、振动、电激化学方法：聚乙二醇（化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导）诱导细胞膜的

9、流动性细胞膜的流动性再生细胞壁再生细胞壁马马-番、马番、马马、番马、番-番番植物组织培养植物组织培养1 1怎样去除细胞壁？去壁以后的结构叫什么？怎样去除细胞壁？去壁以后的结构叫什么？2.2.用什么方法才能让两个原生质体能发生融合？这与用什么方法才能让两个原生质体能发生融合？这与细胞膜的什么特性有关？细胞膜的什么特性有关？3 3融合完成的标志是什么？融合完成的标志是什么？4 4融合后会有哪几种结果？下一步该做何处理？融合后会有哪几种结果？下一步该做何处理？5 5如何将杂种细胞培育成杂种植株？如何将杂种细胞培育成杂种植株？杂杂种种植植株株再再分分化化1. 1.过程过程植物细胞的融合植物细胞的融合植

10、物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A再再生生出出细细胞胞壁壁杂种杂种细胞细胞AB脱脱分分化化愈伤愈伤组织组织去去 壁壁去去 壁壁融合的融合的原生质原生质体体ABAB诱导诱导融合融合方法？方法？诱导融合诱导融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B细胞融合的基础：细胞融合的基础： 细胞膜的流动性细胞膜的流动性用两个来自用两个来自不同植物不同植物的的体细胞体细胞融合成一个融合成一个杂种杂种细胞细胞，且把杂种细胞培育成，且把杂种细胞培育成新的植物体新的植物体的方法。的方法。 2. 2.概念概念3.3.成果和未解决的问题成果和未解决的问题

11、 打破了生殖隔离的界限，克服远缘杂交不打破了生殖隔离的界限，克服远缘杂交不亲和的障碍。亲和的障碍。成果：培育出成果：培育出“番茄马铃薯番茄马铃薯”杂种植株杂种植株未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状现出亲代的优良性状4. 4.意义意义白菜甘蓝白菜 甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？秋水仙素处理幼苗秋水仙素处理幼苗BBBBAAAA白菜白菜甘蓝甘蓝ABAB白菜甘蓝白菜甘蓝AABBAABB植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属范畴所属范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁

12、殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持优良性状繁殖速度快、繁殖速度快、大规模生产大规模生产提高经济效益提高经济效益植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术打破生殖隔离的界限，打破生殖隔离的界限，克服远源杂交不亲和克服远源杂交不亲和的障碍的障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞全能性细胞全能性染色体变异、基因重组染色体变异、基因重组三、植物细胞工程技术的应用三、植物细胞工程技术的应用1、植物繁殖新途径、植物繁殖新途径（1）微型繁殖技术：特点和优点）微型繁殖技术

13、：特点和优点（2）作物脱毒：选择部位及原因）作物脱毒：选择部位及原因（3）制造人工种子：概念和优点）制造人工种子：概念和优点人工种子人工种子：用植物组培技术获得胚状：用植物组培技术获得胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经体、不定芽、顶芽和腋芽等材料，经过人工薄膜包装得到的种子。过人工薄膜包装得到的种子。3 3、可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮菌、可在胚乳中添加各种附加成分。如：固氮菌、防病虫农药、除草剂等。防病虫农药、除草剂等。1 1、解决了有些种子繁殖力差、结籽困难或发解决了有些种子繁殖力差、结籽困难或发芽率低等问题。芽率低等问题。2 2、可以工业化生产，提高农业的自动化程度。可以工业化

14、生产，提高农业的自动化程度。优点：优点：4 4、用人工种子播种可节约粮食。用人工种子播种可节约粮食。2、作物新品种的培育：课本、作物新品种的培育：课本40页页3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产1.植物组织培养属于哪种生殖方式？植物组织培养属于哪种生殖方式？2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数目？植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数目？4.要想获得遗传物质来自两个亲本的番茄要想获得遗传物质来自两个亲本的番茄马铃薯马铃薯（番茄、马铃薯之间存在生殖隔离，有性杂交不能成（番茄、马铃薯之间存在生殖隔离，有性杂交不能成功），需要用什么技术手段？功），需要用什么技术手段？3.植物组织培养

15、得到的植物，遗传物质来自几个亲本？植物组织培养得到的植物，遗传物质来自几个亲本？生长素生长素/ /细胞分裂素细胞分裂素基本相等时基本相等时： 维持愈伤组织的生长维持愈伤组织的生长生长素生长素/ /细胞分裂素细胞分裂素维持在高水平时维持在高水平时：诱导芽的形成诱导芽的形成生长素生长素/ /细胞分裂素的细胞分裂素的比例低时比例低时：诱导根的形成诱导根的形成使用顺序使用顺序实验结果实验结果先使用生长素或使用细先使用生长素或使用细胞分裂素胞分裂素有利于细胞分裂但不分有利于细胞分裂但不分化化先使用细胞分裂素，后先使用细胞分裂素，后使用生长素使用生长素细胞分裂也分化细胞分裂也分化同时使用同时使用分化频率加快分化频率加快资料资料1根据以上资料，你得出什么结论？根据以上资料，你得出什么结论？资料资料2植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。愈伤组织：愈伤组织：高度液泡化，无定形状态的薄高度液泡化，无定形状态的薄壁细胞壁细胞