植物细胞工程的基本技术课件

1、专题专题2 2 细胞工程细胞工程 1996 1996年年7 7月月5 5日日, ,世界上第一只体细胞世界上第一只体细胞克隆动物克隆动物-克隆羊克隆羊多利多利诞生于英国诞生于英国. .克隆羊多莉培育过程克隆羊多莉培育过程:黑面绵羊去黑面绵羊去核卵细胞核卵细胞白面绵羊乳白面绵羊乳腺细胞核腺细胞核细胞核移植细胞核移植重组细胞重组细胞电脉冲刺激电脉冲刺激早期胚胎早期胚胎胚胎移植胚胎移植另一头绵羊的子宫另一头绵羊的子宫妊娠、出生妊娠、出生克隆羊多利克隆羊多利这样的生物技术属于何这样的生物技术属于何种生物工程？种生物工程？细胞工程细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子细胞工程是指应用细胞生物学和分子生

2、物学的原理和方法，通过生物学的原理和方法，通过细胞水平细胞水平或或细细胞器水平胞器水平上的操作，按照人们的意愿来上的操作，按照人们的意愿来改改变变细胞内细胞内的的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品的一的一门综合科学技术。门综合科学技术。什么叫细胞工程？什么叫细胞工程？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应用的原理和应用的原理和方法方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和分子细胞生物学和分子生物学生物学细胞整体水平或细细胞整体水平或细胞器水平胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞

3、产品或获得细胞产品利用菊花利用菊花花瓣花瓣培养的菊花培养的菊花为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株？为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株？ 1 1什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？2 2为什么细胞具有全能性？为什么细胞具有全能性？3 3菊花在生长发育的过程中，细胞菊花在生长发育的过程中，细胞 为什么没有表现出全能性，而是为什么没有表现出全能性，而是 分化成不同的组织器官？分化成不同的组织器官？4.4.所有细胞的全能性都一样吗？所有细胞的全能性都一样吗？一一 细胞的全能性细胞的全能性1 1、概念：、概念：具有某种生物全部遗传信息的任何具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具

4、有发育成完整生物一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。体的潜能。2 2、原因：、原因：生物体的每一个细胞都含本物种的生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育成完整个，都有发育成完整个体的体的全套基因全套基因。 3 3、在特定的时间和空间条件下，细、在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织蛋白质，从而构成生物体的不同组织器官。器官。（基因的选择性表达）（基因的选择性表达）1 1）受精卵）受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞* *4 4、全能性大小：全能性大小：2 2）植物细胞全能性一般比动

5、物细胞强）植物细胞全能性一般比动物细胞强植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？ 菊花菊花花瓣花瓣愈伤愈伤组织组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化就是让已经分化的细胞，经过诱导后，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。分化细胞的过程。愈伤组织重新分愈伤组织重新分化成根或芽等器化成根或芽等器官的过程官的过程是一种高度液泡化无定形状态是一种高度液泡化无定形状态 ，并且具有分生能力的薄壁细胞组并且具有分生能力的薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。成的排列疏松无规则的组织。

6、要把一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作?二、植物组织培养二、植物组织培养切取切取形成层形成层无菌无菌接种接种诱导愈伤织诱导愈伤织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化实验：萝卜的组织培养实验：萝卜的组织培养离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体根、芽根、芽外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化1 1、过程：、过程：植物体植物体 植物细胞表现出全能性的必要条件是植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？什么？离体、一定的营养物质、激离体、一定的营养物质

7、、激素和其他外界条件素和其他外界条件想一想：想一想：2 2、植物细胞表现出全能性的必要条件：、植物细胞表现出全能性的必要条件： 植物组织培养就是在植物组织培养就是在无菌无菌和和人工控人工控制制条件下，将条件下，将离体离体的植物器官、组织、的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给细胞，培养在人工配制的培养基上，给予予适宜的培养条件适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。织、丛芽，最终形成完整的植株。3 3、概念、概念4 4、优点（意义）：、优点（意义）：保持母本的优良性状保持母本的优良性状繁殖速度快，能大规模生产繁殖速度快，能大规模生产因为不同

8、种生物之间存因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这一点的。科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂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。交，来实现这一美妙的设想。三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术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？l1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完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？成融合，遇到的第一个障碍是什么？l2 2有没有一种温和的去壁方法呢？

9、有没有一种温和的去壁方法呢？l3 3为什么两个原生质体能发生融合，这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？与细胞膜的什么特性有关？l4 4如果两个来源不同的原生质体发生了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？融合，下一步该做何处理？l5 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？请思考：请思考：植物细胞植物细胞a a植物细胞植物细胞b b原生质体原生质体a a原生质体原生质体b b原生质体融合正在融合的正在融合的原生质体原生质体再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去细胞壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶物理方法物理方法

10、化学方法：化学方法：离心离心振动振动电刺激电刺激聚乙二醇聚乙二醇细胞分裂植物组织培养植物细胞融合植物细胞融合酶解法人工诱导方法1 1、过过程程 将不同种的植物体细胞，在一定条件下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融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。植物体的技术。2 2、概念、概念3 3、原理：、原理：细胞膜的流动性细胞膜的流动性植物细胞的全能性植物细胞的全能性4 4、实例：、实例：5 5、优点和未解决的问题、优点和未解决的问题 优点：克服不同生物远缘杂交的障碍，出优点：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种现自然界没有的新品种

11、。未解决的问题：不能让杂种植物按照人们的未解决的问题：不能让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良性状。需要表现出亲代的优良性状。“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想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，为什么？像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯，为什么？ 主要原因是：主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它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，们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯马铃薯番茄杂番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但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，薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以所以杂杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。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所属范畴范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁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、大规模生产繁殖速度快、大规模生产提高经济效益提高经济效益杂交技术应用了组织培养杂交技术应