植物细胞工程好

1、专题复习专题复习细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平或细胞整体水平或细胞器水平细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产品或获得细胞产品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程研究的目的研究的目的研究的水平研究的水平动物细胞工程动物细胞工程前者前者是是细细胞水平或胞水平或细细胞器水平上生物技胞器水平上生物技术术, ,后者后者是是DNADNA分子水平上的生物技分子水平上的生物技术术。 。克隆多莉羊技术是克隆多莉羊技术是 水平上的技术，水平上的技术，培育抗虫棉是培育抗虫棉是 水平

2、上的技术。水平上的技术。细胞工程与基因工程相比：细胞工程与基因工程相比：细胞细胞分子分子思考思考: :植物细胞工程的理论基础植物细胞工程的理论基础是什么？通常采用的技术手段是什么？通常采用的技术手段有哪些？有哪些？所采用技术所采用技术的理论基础的理论基础 植植物物细细胞胞工工程程通常采用的通常采用的技 术 手 段技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性（一）植物组织培养（一）植物组织培养2 2、理论基础：、理论基础：细胞的全能性细胞的全能性1 1、植物组织培养的概念、植物组织培养的概念 在无菌和人工控制的条件下在无菌和人工控制的条件

3、下, ,将离体的植物器官、组织、细胞，培将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，给予适宜养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、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。丛芽，最终形成完整的植株。细胞的全能性细胞的全能性1 1、概念、概念1 1）受精卵）受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞：生物体的细胞具有使后代细胞形：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性，叫做细成完整个体的潜能的特性，叫做细胞的全能性。胞的全能性。2 2、原因、原因3 3、全能性的比较、全能性的比较：从理论上讲，每个细胞都包含该物：从理论上讲，每个细胞都包含

4、该物种的全部遗传物质（全部基因），所种的全部遗传物质（全部基因），所以每个活细胞都应具有全能性以每个活细胞都应具有全能性 。2 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强）植物细胞全能性一般比动物细胞强？在生物体内，细胞为什么没表现出全能性，而在生物体内，细胞为什么没表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官呢？是分化为不同的组织、器官呢？ 这是因为在特定的时间和空间条件下这是因为在特定的时间和空间条件下选择性表达选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不相同的，生物体不同部位的细胞表达的基因是不相同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的

5、组合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。织和器官。？植物细胞什么条件下才能表现出全能性呢？植物细胞什么条件下才能表现出全能性呢？离体状态离体状态，在一定的，在一定的营养物质营养物质、激素激素和其和其它外它外界条件界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。成完整的植株。（一）植物组织培养（一）植物组织培养3 3、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程植物体植物体根、芽根、芽离体的植物离体的植物器官组织或器官组织或细胞细胞2 2、理论基础：、理论基础：细胞的全能性细胞的全能性脱分化脱分化再分化再分化1 1、植物组织培养的概念、植物组织培养的

6、概念 二、植物组织培养二、植物组织培养（1 1）细胞脱分化：）细胞脱分化： 已经分化已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成有的结构和功能而转变成未分化未分化细胞的过程。细胞的过程。(2)(2)愈伤组织：愈伤组织：一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分一些分化的细胞，经过激素的诱导，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞化为具有分生能力的薄壁细胞(3)(3)再分化：再分化： 愈伤组织在一定的培养条件下可以再分愈伤组织在一定的培养条件下可以再分化出幼根和芽，形成完整的小植株。化出幼根和芽，形成完整的小植株。（一）植物组织培养（一）植物组织培养5 5、植

7、物组织培养的操作过程、植物组织培养的操作过程植物体植物体再分化再分化脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织外植体外植体试管苗试管苗1 1、胡萝卜洗净、去皮、切段、手消毒、胡萝卜洗净、去皮、切段、手消毒 2 2、胡萝卜段用酒精、次氯酸钠溶液消毒、胡萝卜段用酒精、次氯酸钠溶液消毒 ，用，用无菌水消毒无菌水消毒3 3、切取胡萝卜段的形成层的部位、切取胡萝卜段的形成层的部位4 4、接种到固体培养基、接种到固体培养基5 5、脱分化培养（避光条件）、脱分化培养（避光条件）6 6、再分化培养（见光条件）、再分化培养（见光条件）1、固体培养基、无菌、光照：、固体培养基、无菌、光照：愈伤组织愈伤组织的培养最初避光培养，后

8、期见光培养的培养最初避光培养，后期见光培养此操作过程需要注意什么事项？此操作过程需要注意什么事项？2 2、生长素与细胞分裂素的协同调控作用、生长素与细胞分裂素的协同调控作用当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱当生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导脱分化和根原基的形成导脱分化和根原基的形成当细胞分裂素高于生长素时，主要诱导当细胞分裂素高于生长素时，主要诱导再分化和芽原基的形成再分化和芽原基的形成无菌无菌: :微生物比植物细胞生长繁殖快，微生物比植物细胞生长繁殖快，且产生毒素，使植物细胞很快死亡且产生毒素，使植物细胞很快死亡避光：光抑制愈伤组织的形成避光：光抑制愈伤组织的形成决定植物细胞脱分化、再

9、分化的关键因素是什么？决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？用植物体的根用植物体的根培养的植株长出培养的植株长出叶片是绿叶片是绿色，色，原因是原因是根细胞含控制叶绿素合成的基因根细胞含控制叶绿素合成的基因3 3、若用、若用“ ” 表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答： （1 1） 表示表示 ， 被被培养成为的根本原因是培养成为的根本原因是（2 2） 表示表示 ，其细胞特点，其细胞特点 是是 。 脱分化脱分化再分化再分化离体的植物组织器官、组织或细胞离体的植物组织器官、组织或细胞植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性具有分生能力的薄壁细胞具有分生能力的薄壁细胞愈伤组

10、织愈伤组织？你认为两个来自不同植物的体细胞完成融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？合，遇到的第一个障碍是什么？细胞壁细胞壁（二）植物体细胞杂交技术（二）植物体细胞杂交技术1 1、植物体细胞杂交就是将、植物体细胞杂交就是将不同种的不同种的植物体细植物体细胞，在一定条件下融合成胞，在一定条件下融合成杂种细胞杂种细胞，并且把杂，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。种细胞培育成新植物体的方法。三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术2 2、植物体细胞杂交过程示意图、植物体细胞杂交过程示意图: :3 3种细胞融合方式：种细胞融合方式：AAAA、ABAB、BBBB杂杂种种

11、植植株株融合的原融合的原生质体生质体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化2 2、植物体细胞杂交的过程、植物体细胞杂交的过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A A原生质体原生质体B B原生质体原生质体A A杂种杂种细胞细胞ABAB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合完成的融合完成的标志标志植物细胞植物细胞B B三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术？有没有一种温和的去壁方法呢？有没有一种温和的去壁方法呢？原生质体如何融合的呢？原生质体如何融合的呢？酶解法（用纤维素酶和果胶

12、酶）酶解法（用纤维素酶和果胶酶）人工诱导原生质体融合的方法有人工诱导原生质体融合的方法有物理物理法和法和化学化学法两大类：物理法是利用法两大类：物理法是利用离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG)等试剂作为诱导剂诱导融合等试剂作为诱导剂诱导融合 。？如果两个来源不同的原生质体发生了融合，如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？下一部该做何处理？诱导其再生壁诱导其再生壁三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术 由于不同种生物之间存在着由于不同种生物之间存在着生殖隔离生殖隔离，利用植物体

13、细胞杂交能够在一定程度上利用植物体细胞杂交能够在一定程度上克服远克服远缘杂交不亲和缘杂交不亲和的障碍的障碍. .与传统的有性杂交方法相比，植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比，植物体细胞杂交有什么优越之处？有什么优越之处？缺点：杂种植株未能按人们的意愿表现出优良缺点：杂种植株未能按人们的意愿表现出优良性状。性状。原因：杂种植株中虽有两个物种的遗传物质，原因：杂种植株中虽有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但这些遗传物质的表达受到相互干扰植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖属于无性生殖原理：原理：细胞膜的流动性、细胞

14、的全能性细胞膜的流动性、细胞的全能性1 1）微型繁殖）微型繁殖2 2）作物脱毒）作物脱毒3 3）神奇的人工种子）神奇的人工种子2 2、作物新品种的培育、作物新品种的培育1 1）单倍体育种）单倍体育种2 2）突变体的利用）突变体的利用3 3、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产（三）植物细胞工程的实际应用（三）植物细胞工程的实际应用1 1、植物繁殖的新途径、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径2.1.2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用1、微型繁殖、微型繁殖（2 2）特点）特点: :保持优良品种的遗传特性；保持优良品种的遗传特性； 高效快速地实现

15、种苗的大量繁殖。高效快速地实现种苗的大量繁殖。（1 1）微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的）微型繁殖技术：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。植物组织培养技术。一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径2.1.2 2.1.2 植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用2 2、作物脱毒、作物脱毒（1 1）材料）材料: :无病毒的茎尖无病毒的茎尖（2 2）脱毒苗）脱毒苗: :切取茎尖进行组织培养获得切取茎尖进行组织培养获得 常规种子植物生产的不足常规种子植物生产的不足（1 1）不少植物需要生长数年才能结出种子）不少植物需要生长数年才能结出种子（2 2）优良杂种的后代因发生性状分离而）优良杂种的后代因

16、发生性状分离而丧失其优良特性丧失其优良特性（3 3）种子的生产受季节、气候和地域的限制）种子的生产受季节、气候和地域的限制（4 4）制种需要占用大量土地）制种需要占用大量土地一、植物繁殖的新途径一、植物繁殖的新途径3 3、神奇的人工种子、神奇的人工种子人工种子的结构人工种子的结构 通过植物组织培养的方法获得的通过植物组织培养的方法获得的胚状体、胚状体、不定芽、顶芽和腋芽不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着等材料外面包被着人工薄人工薄膜膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。 人工种子通过植物组织培养人工种子通过植物组织培养:天然种子天然种子:无性生殖无性生殖

17、有性生殖有性生殖技术：植物组织培养技术：植物组织培养优点优点1、后代无性状分离，保持优良特性、后代无性状分离，保持优良特性2 2、不受季节、气候和地域的限制、不受季节、气候和地域的限制3 3、易于储藏和运输、易于储藏和运输在人工种子中还可以加入在人工种子中还可以加入适量的养分适量的养分、无无机盐机盐、有机碳源有机碳源以及以及农药农药、抗生素抗生素、有益有益菌菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂植物生长调节剂。 人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关

18、键部分，请探讨人工种皮中应该具有的小植株的关键部分，请探讨人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？ 过程过程 优点优点后代都是纯合子，能稳定遗传后代都是纯合子，能稳定遗传明显缩短育种年限，加速育种进程明显缩短育种年限，加速育种进程诱诱 变变染色体加倍染色体加倍选择选择亲本亲本有性有性杂交杂交F F1 1代代花药离花药离体培养体培养单倍体单倍体植植 株株可可 育育纯合子纯合子选择所选择所需类型需类型二二. .作物的新品种培育作物的新品种培育单倍体育种过程单倍体育

19、种过程普通植株普通植株减数减数 分裂分裂花粉花粉花药离花药离 体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗秋水仙秋水仙 素处理素处理纯合子幼苗纯合子幼苗筛选所需的品种筛选所需的品种DDTTF1 DdTtF1 DdTt花药离体培养花药离体培养DT Dt dT dt DT Dt dT dt 幼苗幼苗秋水仙素处理秋水仙素处理DDTT DDtt ddTT ddttDDTT DDtt ddTT ddtt筛选所需的品种（筛选所需的品种（ddTTddTT）ddttDT Dt dT dtP P 高秆抗锈病高秆抗锈病 矮秆易染锈病矮秆易染锈病花药离体培养花药离体培养属于植物组织培养属于植物组织培养，但属于但属于有性生殖有性生殖，原因是用原因是用有性生殖细胞有性生殖细胞离体培养离体培养花药花药单倍体植株单倍体植株脱分化脱分化愈伤愈伤组织组织再分化再分化2.2.突变体的利用突变体的利用（1 1）突变体的产生）突变体的产生 在植物组织培养的过程中，由于培养的在植物组织培养的过程中，由于培养的细胞一直处于不断的细胞一直处于不断的分生状态分生状态，因此容易受，因此容易受到培养条件和外界压力（如到培养条件和外界压力（如射线、化学物质射线、化学物质等）的影响而产生突变。等）的影响而产生突变。 产生的突变属于什么？产生的突变属于什么？ 为什么不断分生的细胞容易突变？为什么不断分生的细胞容