植物细胞工程课件

专题二细胞工程

专题二细胞工程1受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细2植物器官切片图天竺葵筛管导管根冠分生区伸长区成熟区(根毛区)根尖保卫细胞气孔这些形态结构和功能不同的细胞都有可能发育成完整个体吗？思考植物器官切片图天竺葵筛管导管根冠分生区伸长区成熟区根尖保卫细3细胞工程1概念: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2分类:植物细胞工程和动物细胞工程

3基本技术：

植物组织培养技术植物体细胞杂交技术细胞工程1概念:应用的原理和方法细胞生物学和分子生物学细胞41.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页回答下列问题3.什么是细胞的全能性?5.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？细胞的全能性4.全能性大小比较受精卵生殖细胞体细胞

第二组〉〉〉第一组植物细胞动物细胞基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。具有某种生物_____________的任何一个细胞，都具有___________________的潜能。全部遗传信息发育成完整生物体一、植物组织培养技术1.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页回答5阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养1.概括植物组织培养技术的流程简图制备外植体接种脱分化培养再分化培养试管苗正常植株转接移栽形成层容易诱导产生愈伤组织，其它部分也可以但诱导愈伤组织较困难。2.在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分，原因是什么？胡萝卜的其他部分是否也能培育成小植株？阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养161958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的胡萝卜新植株。植物组织培养技术1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡76.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器官组织或细胞愈伤组织脱分化再分化幼根和幼芽胚状体(外植体)（1）什么是细胞脱分化？（2）愈伤组织有什么特点？

(3)高度分化的植物细胞表现全能性条件：细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件6.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器愈伤组织脱分化再8请同学们讨论如何实现？请同学们讨论如何实现？91概念：

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。二、植物体细胞杂交2过程1概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且10马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？融合长壁原生质体纤维素酶和果胶酶2.去壁以后的结构叫什么？3.用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？5.融合完成的标志是什么？6.杂种细胞遗传物质有什么特点？7.融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？

物理方法：离心、振动、电击.

化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导细胞膜融合细胞质融合细胞核融合细胞膜的流动性单核、长出新的细胞壁具有两个物种的遗传物质马—马、番--番所以还要经过筛选才能得到杂种植株马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？11杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B原生质体A原生质体B正在融合的原生质体去细胞壁!再生细胞壁植物组织培养植物细胞融合2.过程杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B原生质体A原生123、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状4、意义可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物性状3、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株13白菜甘蓝白菜甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？白菜甘蓝白菜甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？14秋水仙素处理幼苗×BBAA白菜甘蓝AB白菜－甘蓝AABB秋水仙素处理幼苗×BBAA白菜甘蓝AB白菜－甘蓝AABB15三、植物细胞工程技术的应用1、植物繁殖新途径(1)微型繁殖技术：特点和优点三、植物细胞工程技术的应用1、植物繁殖新途径(1)微型繁殖技16试管苗大规模培养试管苗大规模培养17植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径18概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产取材少培养周期短保持优良性状微型繁殖概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）微型19作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差20人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性人工种子结构：21养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌生长调节剂养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌22单倍体育种方法：花药离体培养技术：组织培养获得单倍体秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传单倍体育种方法：23突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界24细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产25紫草愈伤组织紫草素紫草愈伤组织紫草素26植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径27细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/生长素维持在高水平时：诱导芽的形成细胞分裂素/生长素的比例低时：诱导根的形成使用顺序实验结果先使用生长素或使用细胞分裂素有利于细胞分裂但不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞分裂也分化同时使用分化频率加快资料1根据以上资料，你得出什么结论？资料2植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/281.植物组织培养属于哪种生殖方式？2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数目？想一想：4.要想获得遗传物质来自两个亲本的番茄—马铃薯（番茄、马铃薯之间存在生殖隔离，有性杂交不能成功），需要用什么技术手段？3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自

个亲本？1.植物组织培养属于哪种2.植物组织培养得到的植物体想一想：29（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（）A、茎尖B、子房壁C、花粉粒D、叶片练习1、阅读下列材料，分析后简要回答问题：材料1：植物的器官组织或细胞培养基中培养取下并放入B（A）胚状体植物体材料2：植物细胞a植物细胞b杂种细胞融合并再生出细胞壁细胞分裂再分化（C）（D）（2）（A）过程是否需要光照？再分化是否需要光照？植物体脱分化愈伤组织CD（1）写出以下过程或结构的名称：AB原生质体a原生质体b否需要

C（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（）练习1、阅30（08海南18分）：某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的

过程，②表示的是

过程，X代表的是

，③表示的是

过程，④表示的是诱导

过程。（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中

的种类及其浓度配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为

植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有

。（3）对植株进行

，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过

的方式才能产生后代（丙）。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是

植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为

种，该群体植株产生可育花粉的基因组成种类数为

种。花药培养在育种上的特殊意是

，从而开辟育种新途径。脱分化再分化胚状体分化激素单倍体生根无性繁殖乙一多缩短育种周期细胞的全能性染色体加倍（08海南18分）：某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成31如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请根据图回答下列问题：⑴要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括

和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和

两类植物激素。⑵此过程依据的原理是

。A和B阶段主要进行的分裂方式是

，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞

等。⑶此过程要无菌操作，主要是指对

进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是

。⑷试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因

的结果。答案⑴无机物生长素⑵细胞的全能性有丝分裂分化⑶培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件⑷选择性表达练习3：如下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，32

专题二细胞工程

专题二细胞工程33受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细胞上皮组织肌肉组织神经组织结缔组织器官受精卵有丝分裂细胞分化系统人体骨细胞上皮细胞肌肉细胞神经细34植物器官切片图天竺葵筛管导管根冠分生区伸长区成熟区(根毛区)根尖保卫细胞气孔这些形态结构和功能不同的细胞都有可能发育成完整个体吗？思考植物器官切片图天竺葵筛管导管根冠分生区伸长区成熟区根尖保卫细35细胞工程1概念: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2分类:植物细胞工程和动物细胞工程

3基本技术：

植物组织培养技术植物体细胞杂交技术细胞工程1概念:应用的原理和方法细胞生物学和分子生物学细胞361.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页回答下列问题3.什么是细胞的全能性?5.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？细胞的全能性4.全能性大小比较受精卵生殖细胞体细胞

第二组〉〉〉第一组植物细胞动物细胞基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。具有某种生物_____________的任何一个细胞，都具有___________________的潜能。全部遗传信息发育成完整生物体一、植物组织培养技术1.植物组织培养的原理是什么？阅读教材P33-34页回答37阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养1.概括植物组织培养技术的流程简图制备外植体接种脱分化培养再分化培养试管苗正常植株转接移栽形成层容易诱导产生愈伤组织，其它部分也可以但诱导愈伤组织较困难。2.在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分，原因是什么？胡萝卜的其他部分是否也能培育成小植株？阅读培养过程回答下列问题：组织培养的实例：胡萝卜的组织培养1381958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养获得了完整的胡萝卜新植株。植物组织培养技术1958年，美国科学家斯图尔德（F.C.Steward）将胡396.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器官组织或细胞愈伤组织脱分化再分化幼根和幼芽胚状体(外植体)（1）什么是细胞脱分化？（2）愈伤组织有什么特点？

(3)高度分化的植物细胞表现全能性条件：细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件6.植物组织培养的基本过程植物体离体的植物器愈伤组织脱分化再40请同学们讨论如何实现？请同学们讨论如何实现？411概念：

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。二、植物体细胞杂交2过程1概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且42马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？融合长壁原生质体纤维素酶和果胶酶2.去壁以后的结构叫什么？3.用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？4.融合的过程是怎样的？其原理是什么？5.融合完成的标志是什么？6.杂种细胞遗传物质有什么特点？7.融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？

物理方法：离心、振动、电击.

化学方法：聚乙二醇（PEG）诱导细胞膜融合细胞质融合细胞核融合细胞膜的流动性单核、长出新的细胞壁具有两个物种的遗传物质马—马、番--番所以还要经过筛选才能得到杂种植株马铃薯细胞番茄细胞杂种细胞1.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？43杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B原生质体A原生质体B正在融合的原生质体去细胞壁!再生细胞壁植物组织培养植物细胞融合2.过程杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞A植物细胞B原生质体A原生443、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状4、意义可以克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改变生物性状3、成果和尚未解决的问题：成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株45白菜甘蓝白菜甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？白菜甘蓝白菜甘蓝同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？46秋水仙素处理幼苗×BBAA白菜甘蓝AB白菜－甘蓝AABB秋水仙素处理幼苗×BBAA白菜甘蓝AB白菜－甘蓝AABB47三、植物细胞工程技术的应用1、植物繁殖新途径(1)微型繁殖技术：特点和优点三、植物细胞工程技术的应用1、植物繁殖新途径(1)微型繁殖技48试管苗大规模培养试管苗大规模培养49植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径50概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产取材少培养周期短保持优良性状微型繁殖概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）微型51作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差52人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性人工种子结构：53养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌生长调节剂养分、无机盐、有机碳源、农药、抗生素、有益菌54单倍体育种方法：花药离体培养技术：组织培养获得单倍体秋水素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传单倍体育种方法：55突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。突变体的利用利用组织培养时，分裂状态的细胞易受培养条件和外界56细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产57紫草愈伤组织紫草素紫草愈伤组织紫草素58植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径59细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/生长素维持在高水平时：诱导芽的形成细胞分裂素/生长素的比例低时：诱导根的形成使用顺序实验结果先使用生长素或使用细胞分裂素有利于细胞分裂但不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞分裂也分化同时使用分化频率加快资料1根据以上资料，你得出什么结论？资料2植物激素对脱分化和再分化起到决定性的作用，培养基中植物激素的种类、浓度、比例和使用顺序都会影响实验结果。细胞分裂素/生长素基本相等时：维持愈伤组织的生长细胞分裂素/601.植物组织培养属于哪种生殖方式？2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数目？想一想：4.要想获得遗传物质来自两个亲本的番茄—马铃薯（番茄、马铃薯之间存在生殖隔离，有性杂交不能成功），需要用什么技术手段？3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自

个亲本？1.植物组织培养属于哪种2.植物组织培养得到的植物体想一想：61（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（）A、茎尖B、子房壁C、花粉粒D、叶片练习1、阅读下列材料，分析后简要回答问题：材料1：植物的器官组织或细胞培养基中培养取下并放入B（A）胚状体植物体材料2：植物细胞a植物细胞b杂种细胞融合并再生出细胞壁细胞分裂再分化（C）（D）（2）（A）过程是否需要光照？再分化是否需要光照？植物体脱分化愈伤组织CD（1）写出以下过程或结构的名称：AB原生质体a原生质体b否需要

C（3）名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的（）练习1、阅62（08海南18分）：某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：（1）图中①表示的是该花粉培养过程中的

过程，②表示的是

过程，X代表的是

，③表示的是