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文档简介
1、第2章 细胞工程生物学选择性必修三生物技术与工程2.1 植物细胞工程4.1 植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术4.1.1 阐明植物组织培养是在一定条件下,将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织,并重新分化,最终形成完整植株的过程4.1.2 概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞,继而培育成新植物体的技术4.1.3 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率内容要求植物细胞工程300细胞工程概念细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过_水平或_水平上的操作,按照人的意愿
2、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。根据操作对象的不同,可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。细胞细胞器注意同基因工程在操作水平和目的做对比01植物组织培养技术及应用1.植物组织培养离体条件外界营养无菌激素外界条件(温度、pH)原理细胞膜的流动性细胞分裂细胞的代谢细胞的全能性01植物组织培养技术及应用1.植物组织培养1、概念:将离体的植物器官、组织或细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生形成完整植株的技术。01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材分生组织:如茎尖、韧皮部全能性:细
3、胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。原因:生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因大小比较:受精卵生殖细胞体细胞;分化程度低的细胞分化程度高的细胞;植物细胞动物细胞具体体现:利用植物的一片花瓣、一粒花粉,甚至一个细胞,都可以繁殖出新的植株未表现及原因:在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性在特定的时间和原因空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材处理方法:用充分冲洗外植体(幼嫩的茎段);酒精擦拭双手和超净工作台;外植体的消毒:用
4、 消毒30 s,然后立即用无菌水清洗23次;再用溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗23次;用解剖刀将外植体切成0.51 cm长的小段流水次氯酸钠70%酒精01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材营养成分:常用的培养基是_,主要成分包括:_:N、P、S、K、Ca、Mg等。 _:B、Mn、Cl、Zn、Fe、Mo、I、Co等。有机物:甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、以及_(葡萄糖/蔗糖)等。植物激素: _和_是启动细胞分裂、
5、脱分化和再分化的关键性激素,二者的_、_及_等都会影响实验结果。MS培养基大量元素微量元素蔗糖MS培养基中为什么用蔗糖而不用葡萄糖?生长素细胞分裂素浓度使用的顺序用量的比例01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材 使用情况 实验结果先使用生长素,后使用细胞分裂素先使用细胞分裂素,后使用生长素同时使用生长素用量/细胞分裂素用量的比值高生长素用量/细胞分裂素用量的比值低生长素用量/细胞分裂素用量的比值适中有利于细胞分裂但细胞不分化细胞既分裂也分化分化频率提高促进根分化,抑制芽形成促进芽分化,抑制根形成促进愈伤组织的形成先“生”分裂
6、不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化频率高;“高”根,“低”芽,“中”愈伤01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材外界条件:如pH、温度、光照等环境条件。一般而言,菊花的组织培养所需的pH为5.8左右,温度为18-22,光照条件为每日用日光灯照射12h。 思考1、什么是脱分化、愈伤组织? 脱分化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_细胞的过程。形成的不定形的薄壁组织团块即愈伤组织。资料:在胡萝卜的组织培养过程中,首先避光培养,形成愈伤组织后,为了让愈伤组织大量增殖,继续避光培养。未分化01植物组织
7、培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材液体培养基细胞群(植物细胞培养)紫草宁、紫杉醇原理:细胞分裂原理:细胞代谢 思考2、组培时,光照条件该如何控制? 分析:形成愈伤组织以及愈伤组织的扩大培养需_,诱导愈伤组织再分化出芽需_。避光照光01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材突变体的利用:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的_状态,因此容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生_。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新
8、品种。增殖突变作为诱变材料01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材再分化:愈伤组织继续进行培养,重新分化成_等器官的过程。条件:光照;“高”根,“低”芽。胚状体:是指在组织培养过程中,在植物组织块或愈伤组织上产生的一种结构,它与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育过程。根、芽营养人工种子胚状体人工胚乳人工种皮抗压、保水、透气具有发育成完整植株的能力保证胚状体生长发育的必需物质01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材营养人工种子思考1、为了促进胚状体的生长发
9、育,还可以向人工种皮中加入哪些物质?可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。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_。思考2、人工种子有何优点?无性繁殖,易于保留优良性状。不受气候、季节和地域限制。方便储存和运输。解决了某些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。节约大量的粮食。植物生长调节剂01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材愈伤组织见光后愈伤组织变为绿色愈伤组织01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材思考1、
10、种子形成幼苗的过程是否体现了全能性?没有,这是发育过程。01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程培养基脱分化愈伤组织再分化胚状体新个体幼苗芽、根外植体取材植物的体细胞植物的花粉新个体单倍体无性生殖有性生殖01植物组织培养技术及应用2.植物组织培养基本过程02植物体细胞杂交技术3.植物体细胞杂交技术思考1、细胞壁的主要成分是 在不损伤细胞膜的前提下,用_处理植物细胞。纤维素的水解过程如何?纤维素酶是一种复合酶,至少包括三种组分,即C1酶、CX酶和葡萄糖苷酶。02植物体细胞杂交技术3.植物体细胞杂交技术思考2、区别原生质、原生质体、原生质层?如何诱导不同的原生质体融合?原生质是由生命的物
11、质,原生质层是指细胞膜、液泡膜以及它们之间的细胞质。人工诱导的方法基本可以分为两大类:_法和_法。物理法包括_、_等;化学法一般是用_作为诱导剂来诱导细胞融合。物理化学离心法电融合法聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法思考3、两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗?诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类?不一定,融合的细胞类型有三种AA、BB和AB,在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。02植物体细胞杂交技术3.植物体细胞杂交技术思考4、若一植物细胞A含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞B含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则:上述所获得杂种植株应为,其体细胞中
12、染色体数为_条, 个染色体组,基因型为 。上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于植株。上述植物体细胞杂交的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗?异源四倍体(2x2y)AabbccDd单倍体4不遵循 思考5、科学家已经培育出“番茄一马铃薯”超级杂种植株,但并未出现,地上长番茄、地下结马铃薯的性状,可能的原因是什么? 提示:马铃薯基因组的_可能影响了番茄基因组的表达,番茄基因组的表达产物也可能影响了马铃薯基因组的表达,导致融合植株细胞中的基因不能_表达。表达产物有序02植物体细胞杂交技术3.植物体细胞杂交技术02 植物体细胞杂交技术3.植物体细胞杂交技术项目 体细胞杂交 P1:2n(AaBb) 与 P2:2m(CcDd)生殖类型变异类型染色体数染色体组数基因组成无性繁殖,育种过程中不遵循孟德尔定律染色体数目变异两亲本染色体数之和。2n+2m两亲本染色体组数之和。2+2两亲本基因型之和。AaBbCcDd若亲本植株可育,则杂种植株可育。杂种植株是不同于亲本的新物种。重点试题1.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线
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