植物细胞工程的基本技术PPT

1、关于植物细胞工程的基本技术PPT现在学习的是第一页，共40页现在学习的是第二页，共40页细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和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胞器水平细胞整体水平或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植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程分类分类现在学习的是第三页，共40页2.1.1 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2.12.1植物细胞工程植物细胞工程现在学习的是第四页，共40页为什么植

2、物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 细胞的全能性细胞的全能性现在学习的是第五页，共40页1.1.什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？ 2.2.细胞表现全能性的原因是什么细胞表现全能性的原因是什么？ 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程称为理功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化细胞分化 。3.3.生物体所有细胞全能性都一致吗生物体所有细胞全能性都一致吗 ？受精卵生殖细胞体细胞受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞植物细胞动物细胞4.

3、4.为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？器官？基因的选择性表达基因的选择性表达不同细胞中遗传信息的执行情况各不相同不同细胞中遗传信息的执行情况各不相同现在学习的是第六页，共40页如何把植物的一个花瓣培育出完整的植株呢？如何把植物的一个花瓣培育出完整的植株呢？关键词：关键词：脱分化、再分化、愈伤组织脱分化、再分化、愈伤组织现在学习的是第七页，共40页一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术脱分化脱分化实质：恢复细胞的全能性的过程实质：恢复细胞的全能性的过程结果：形成愈伤组织结果：形成愈伤组织 愈伤组织愈伤组织再分化

4、再分化（脱去细胞分化）（脱去细胞分化）现在学习的是第八页，共40页一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程 请根据书上实验过程，思考请根据书上实验过程，思考3535页讨论题和页讨论题和以下补充问题：以下补充问题：1.1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？整的植物体？2.2.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 3.3.决定植物细胞脱分化、再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？4.4.再分化需

5、要光照培养，原因是什么？再分化需要光照培养，原因是什么？现在学习的是第九页，共40页一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化 脱分化又称去分化。是指已分化的细胞，经过诱导后，失脱分化又称去分化。是指已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 分化的细胞，经过激素的诱导，脱分化为具有分生能力的薄壁细分化的细胞，经过激素的诱导，脱分化为具有分生能力的薄壁细胞团。胞团。 愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽的过程。愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽的过程。现在学

6、习的是第十页，共40页 胚状体胚状体: :在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形成由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形成的与胚相类似的结构。的与胚相类似的结构。 胚胚: :由受精卵发育而成的新一代植物体的雏型。是种由受精卵发育而成的新一代植物体的雏型。是种子的最重要的组成部分。在种子中胚是唯一有生命的部分子的最重要的组成部分。在种子中胚是唯一有生命的部分，已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四，已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分。部分。 丛芽丛芽: :其实就是一些丛生其实就

7、是一些丛生（数目多个数目多个）状的芽而已状的芽而已，可以来自愈伤组织分化，继续培养则长大为丛生状植株，可以来自愈伤组织分化，继续培养则长大为丛生状植株。丛芽与胚状体的形态结构不相同。丛芽与胚状体的形态结构不相同。现在学习的是第十一页，共40页超净工作台 现在学习的是第十二页，共40页接种箱 现在学习的是第十三页，共40页步骤步骤1 1、2 2、3 3步骤步骤4 4步骤步骤5 5步骤步骤6 6现在学习的是第十四页，共40页试管苗大规模培养现在学习的是第十五页，共40页移栽到大田现在学习的是第十六页，共40页植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基无机营养成分：水、矿质元素无机营养成分：水、矿质元

8、素有机营养成分：有机营养成分： 碳源：碳源：(2%5%(2%5%的蔗糖溶液的蔗糖溶液) )，调节渗透压，调节渗透压 激素：生长素，细胞分裂素激素：生长素，细胞分裂素 含含N N物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用PHPH值：值：5.05.06.06.0现在学习的是第十七页，共40页过程过程离体的植物器官、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根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化再分化再分化现在学习的是第十八页，共40页一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程 请根据书上实验过程

9、，思考请根据书上实验过程，思考3535页讨论题和以下页讨论题和以下补充问题：补充问题：1. 1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？植物体？ 不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。2. 2.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 在有光时，不易形成愈伤组织。在有光时，不易形成愈伤组织。3. 3.决定植物细胞脱分化、再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？ 植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分

10、裂素的协同调控植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆激素杠杆”。4.4.再分化需要光照培养，原因是什么？再分化需要光照培养，原因是什么？ 发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行光合作用。光进行光合作用。现在学习的是第十九页，共40页一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程 请根据书上实验过程，思考请根据书上实验过程，思考3535页讨论题和以下页讨论题和以下补充问题：补充问题：1. 1.离体的器官、组织或

11、细胞如果不进行脱分化处理，能否培养离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？成完整的植物体？ 不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。2. 2.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？ 在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。3. 3.决定植物细胞脱分化、再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？ 植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控

12、作用在组培中非常重要，被称为调控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆激素杠杆”。4.4.再分化需要光照培养，原因是什么？再分化需要光照培养，原因是什么？ 发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行光合作用。光合作用。现在学习的是第二十页，共40页 根据上述过程，请同学们讨论归纳出根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。组织培养的概念。 2 2、植物组织培养的概念：、植物组织培养的概念： 现在学习的是第二十一页，共40页 通过植物组织培养技术的学习，你认为细胞表现出通过植物组织培养技术的学习，你认为细胞表现出全能性的条件

13、是什么？全能性的条件是什么？离体状态离体状态有一定营养物质、激素和其他外界条件（如无菌、有一定营养物质、激素和其他外界条件（如无菌、pH等）等）现在学习的是第二十二页，共40页一、细胞的全能性一、细胞的全能性1、概念：2、细胞全能性的原因：3、全能性最高的细胞：受精卵受精卵 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞, ,都具有发育成完都具有发育成完整生物体的潜能整生物体的潜能. .4、生物体内细胞没有表现出全能性的原因：基因选择性表达基因选择性表达 5、细胞表现出全能性需要提供的条件有哪些？二、植物组织培养二、植物组织培养离体植物器官、离体植物器官、组织或细

14、胞组织或细胞脱分化愈伤组织愈伤组织再分化根、芽根、芽植物体植物体现在学习的是第二十三页，共40页 于是，这些科学家试图于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设杂交，来实现这一美妙的设想。想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术 这幅番茄这幅番茄马铃薯图利用马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗传统有性杂交方法能实现吗？为什么？为什么？现在学习的是第二十四页，共40页 1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇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？到的第一个障碍是什么？ 2 2有没有一种温和的去壁方法呢？有

15、没有一种温和的去壁方法呢？ 3 3为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什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？么特性有关？ 4. 4. 如何诱导原生质体融合？如何诱导原生质体融合？ 5 5如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一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？步该做何处理？ 6 6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：原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的结构称为原生质体。原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的结构称为原生质体。 现在学习的是第二十五页，共40页植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B原生质

16、体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合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细胞分裂植物细胞融合植物细胞融合酶解法酶解法人工诱人工诱导方法导方法1 1、过程、过程二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术植物组织培养植物组织培养现在学习的是第二十六页，共40页杂种细胞杂种细胞AAAAA AA A杂种细胞杂种细胞BBBBB BB BA AB B杂种细胞杂种细胞ABAB现在学

17、习的是第二十七页，共40页3 3、优势：、优势：（与有性杂交方法比较）与有性杂交方法比较） 克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。的新品种。4 4、未解决问题：、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尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。良性状。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2 2、定义：、定义：现在学习的是第二十八页，共40页羊角芹羊角芹胡萝卜胡萝卜现在学习的是第二十九页，共40页现在学习的是第三十页，共40页1.1.为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科超级杂种植株没有如科

18、学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 马铃薯马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄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：、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达不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，孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马所以马铃薯铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗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，再像马铃薯或番茄植株

19、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杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。的了。现在学习的是第三十一页，共40页2.2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物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。以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。现在学习的是第三十二页，共40页1.1.对细胞全能性的表述正确的是对细胞全能性的表述正确的

20、是A.A.非离体植物细胞能够表现出全能性非离体植物细胞能够表现出全能性B.B.动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C.C.单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性D.D.花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现2.2.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A.A.给予适宜的营养和外界条件给予适宜的营养和外界条件B.B.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件C.C.导入其他植物细胞的基因导入其他植物细胞的基因D.D.将成熟筛管的细胞核

21、移植到去核的卵细胞内将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 现在学习的是第三十三页，共40页3.3.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是在生物体的所有细胞中，全能性最高的是A A卵细胞卵细胞 B B 植物花粉植物花粉 C C体细胞体细胞 D.D.受精卵受精卵4.4.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分在生物体内，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：化为不同的组织、器官，是因为： A.A.细胞丧失了全能性细胞丧失了全能性 B.B.基因的表达有选择性基因的表达有选择性 C.C.不同的细胞内基因不完全相同不同的细胞内基因不完全相同 D.D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因

22、发生了在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化变化 现在学习的是第三十四页，共40页5.5.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是导的植物激素分别是细胞的全能性细胞的全能性 离体植物器官，组织或细胞离体植物器官，组织或细胞 根，芽生长素和细胞分裂素根，芽生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯生长素和乙烯 愈伤组织再分化愈伤组织再分化 脱分化脱分化 植物体植物体A A和和 B B和和C C和和 D D和和 现在学习的是第三十五页，共40页6.6.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙

23、述错误的是伤组织的叙述错误的是A.A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的B.B.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子形成愈伤组织的培养基不需含有机分子C.C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构D.D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对补配对7.7.能刺激愈伤组织形成的诱导剂是能刺激愈伤组织形成的诱导剂是A.A.细胞分裂素和生长素细胞分裂素和生长素 B.B.赤霉素赤霉素 C.C.生长素和赤霉素生长素和赤霉素 D.D.细胞分裂素和乙烯细胞分裂素和乙烯 现在学习的是第三十六页，共40页8.8.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是中不需要的是A A、具有完整细胞核的细胞、具有完整细胞核的细胞 B B、一定的营养物质和植物激素、一定的营养物质和植物激素C C、离体状态、离体状态 D D、导入指定基因、导入指定基因 9.9.（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势。因为植物组织培养的过程留杂种优势。因为植物组织培养的过程 A.A