生物《植物细胞工程》课件资料(新人教版选修3)

1、 细胞工程简介 (一）植物细胞工程 阜阳十中 吴杰细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品所采用技术的理论基础 植物细胞工程通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性（一） 细胞的全能性1、定义： 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。 2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传

2、物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 3、差异： （1） 受精卵的全能性最高 （2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。 5、例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 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： A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细

3、胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化 Schwann在1839 年明确的指出：“如果具有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可以独立生活和发展”。背景资料 德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。植物组织培养的发展简史 探索阶段（19世纪初30年代中） 德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验 奠基阶段（3050年代） 1934年，Whi

4、te培养番茄离体根尖成功 1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功 White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培 Nobecourt：胡萝卜进行组培 以上三人是植物组织培养的奠基人 迅速发展阶段（60年代后）原生质体，花药，快繁技术迅速发展 科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。 植物组织培养的发展简史植物组织培养关键词：外植体、脱分化、再分化、愈伤

5、组织细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件必要条件：植物组织培养外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等）2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上3）切取所需的外植体4）将外植体接种于培养容器的培养基上整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织切取接种植物组织培养的培养基定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素有机营养成分 含N物质：包括维生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖 琼脂：起支持作用 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素P

6、H值：5.06.0愈伤组织的形成愈伤组织：在人工培养基上由外植体长出来的一团无序生长的薄壁细胞（细胞排列疏松、无规则）。愈伤组织的形成植物组织培养（试管苗的形成）培养室移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培试管苗大规模培养过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素：细胞分裂素、生长素再分化植物组织培养植物组织培养条件： 含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。2、植物组织培养的应用： （1）试管苗的快速繁殖（2）无病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工种子（5）转基因植物的培育（二） 植物组织培养 植物组织培养 现

7、在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。 人工种子用人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子人工种皮：藻酸钠解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题制作过程体细胞胚与藻酸钠混合后，滴入到硝酸钙或CaCl2中，2分钟后，表面聚合，形成人工种子植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： A、脱分化 B、去分化 C、再分化 D、脱分化或去分化下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞 1972年卡尔森等通过两个烟草品

8、种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。背景资料1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种“Potamato”。 目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。 （三） 植物体细胞杂交1、定义： 用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 2、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。(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图植物A细

9、胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（PEG） 植物体细胞杂交过程示意图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; / 淘宝优惠券 joq381fhk 时，人因为胖而有点气喘吁吁的。“不是让生产上加班加点地生产了吗？”赵树春

10、顷刻心情异常激动，情不自禁地站起来，已经有好多年不曾出现过如此火爆的场面了，改革措施带来如此好的成效也是赵春树不曾预料到的，他强迫自己用平静的语气说。“还是不够，至少少一个班的瓶子供应量，现在大热天的，临时招人根本招不到。”赵树春想了想答道：“我们自己想办法！”当天下午，赵树春、常宏义、张之文等单位领导全部到场地上拾瓶子，榜样的力量是无穷的，何况是领导带头。物流部、生产部、质量技术部等部门人员看到后，也自发地、陆陆续续地来到瓶场上拾瓶。整个瓶场上，拾瓶子的拾瓶子，搬箱子的搬箱子，大家都忙得不亦乐乎，整个甁厂上人欢马叫，仿佛又回到了大干社会主义的劳动。秦天雅搬起箱子来，挺着个将军肚一路小跑。张之

11、文看到了，羡慕地笑着感叹道：“你看，年轻人就是年轻人，搬满箱瓶子就像拎个皮球，人年轻就是好，干活不知到累，吃饭不知道饱，真是青春无敌啊！”“是呀，人年轻真好。我年轻时加班或打牌，一晚上不睡觉，身体根本不买账，到第二天还照样精神抖擞地去上班。现在不行了，一晚上不睡觉，第二天就受不了，困得厉害。”常宏义一边拾瓶子，一边感叹道：“岁月不饶人。”“大家辛苦了。歇一下，洗一下手，喝点水，喝点绿豆汤，吃点饼子。”赵树春大声喊道。看到啤酒销得这么好，眼瞅着大家不惧烈日，这么卖劲地干活，他一边用毛巾擦汗，一边走到休息处，欣喜地说道：“外面气温恐怕能达到40以上，大家却不畏酷暑都来拾瓶，谢谢大家！要注意防暑。”说完，端起一碗绿豆汤，大口大口地灌下去了。虽然很累，脸上却像开了一朵菊花儿，正所谓人逢喜事苦也甜。他好像看到了卡车把成捆成捆的钞票在往单位里拉。马启明本来是个旱鸭子，他以前不敢下水。一次被秦天雅从后面故意推下水，马启明在水里拼命挣扎，高呼“救命”“救命”秦天雅笑着大声地喊：“你站起来！站起来！”结果，马启明站起来水才摸过他的大腿。一年以后，马启明会游泳了，特别是在夏天，浑身汗滴滴的他扎到游泳池心里那个痛快简直没办法用语言来形容，就只好用日本话来说：“死啦死啦！吆兮吆兮!”“我见过大夏天，但没见过这么热的大夏