福建省福清市高中生物細(xì)胞工程2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件

1、 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和 方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平 或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞 內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué) 技術(shù)。技術(shù)。 應(yīng)用的原理和方法應(yīng)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 細(xì)胞生物學(xué)和分細(xì)胞生物學(xué)和分 子生物學(xué)子生物學(xué) 細(xì)胞整體水平細(xì)胞整體水平 或細(xì)胞器水平或細(xì)胞器水平 按照人們的意愿來改變按照人們的意愿來改變 細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲細(xì)胞內(nèi)

2、的遺傳物質(zhì)或獲 得細(xì)胞產(chǎn)品得細(xì)胞產(chǎn)品(定向改造）定向改造） 細(xì)胞工程 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交 動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程 一、植物組織培養(yǎng)一、植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的概念：植物組織培養(yǎng)的概念： n在無菌和人工控制的條件下將離體的植在無菌和人工控制的條件下將離體的植 物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制 的培養(yǎng)基上，給予一定的培養(yǎng)條件，誘的培養(yǎng)基上，給予一定的培養(yǎng)條件，誘 導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織和胚狀體，最終形成完導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織和胚狀體，最終形成完 整的植株。整的植株。 1.原理：原理： 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性

3、 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性 1. 概念概念: 已高度分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體已高度分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體 的潛能。的潛能。 2. 原因：原因： 生物體細(xì)胞含有本物種所特有的全套遺傳 生物體細(xì)胞含有本物種所特有的全套遺傳 信息。信息。 3. 全能性高低：全能性高低： 受精卵胚胎干細(xì)胞生殖 細(xì)胞體細(xì)胞 植物細(xì)胞動物細(xì)胞動物細(xì)胞 離體植離體植 物細(xì)胞物細(xì)胞 愈傷組織愈傷組織 胚狀體胚狀體根芽根芽植物體植物體 脫分化脫分化再分化再分化 二、植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)應(yīng)用舉例（一） 一、植物組織培養(yǎng)一、植物組織培養(yǎng) n3、 植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程 n外植體外植體 愈傷

4、組織愈傷組織 胚狀體胚狀體已分化出根、芽已分化出根、芽 分化程度降低，分分化程度降低，分 裂能力增強(qiáng)裂能力增強(qiáng) 重新分化出組織器重新分化出組織器 官的過程（官的過程（細(xì)胞分細(xì)胞分 裂素、生長素裂素、生長素） 細(xì)胞分化程度與細(xì)胞分裂能力呈負(fù)相關(guān)細(xì)胞分化程度與細(xì)胞分裂能力呈負(fù)相關(guān) 脫分化脫分化 遮光遮光 再分化再分化 光照光照 一、植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) n2、植物組織培養(yǎng)的條件植物組織培養(yǎng)的條件 n內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官 n外因：外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無）適宜的外界環(huán)境條件，例如無 菌、適宜的溫度、濕度、光照等菌、適宜的溫度、濕度、光照等 n2）培養(yǎng)基

5、）培養(yǎng)基（一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素） 植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基 無機(jī)營養(yǎng)成分：無機(jī)鹽離子無機(jī)營養(yǎng)成分：無機(jī)鹽離子 有機(jī)營養(yǎng)成分：有機(jī)營養(yǎng)成分： 含含N N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸物質(zhì)：包括維生素和氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓 瓊脂：起支持作用瓊脂：起支持作用 激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素 PHPH值：值：5.05.06.06.0 一、 植物組織培養(yǎng) 愈傷組織的形成 n愈傷組織：離體的植物愈傷組織：離體的植物 器官、組織或細(xì)胞，在器官、組織或細(xì)胞，在 培養(yǎng)一段時間以后，通培養(yǎng)一

6、段時間以后，通 過細(xì)胞分裂，形成一種過細(xì)胞分裂，形成一種 排列疏松無規(guī)則、高度排列疏松無規(guī)則、高度 液泡化、無定形態(tài)的薄液泡化、無定形態(tài)的薄 壁細(xì)胞壁細(xì)胞組成的組織。組成的組織。 植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成） 試管苗大規(guī)模培養(yǎng) 移栽 經(jīng)過煉經(jīng)過煉 苗的小苗的小 苗，可苗，可 以和一以和一 般植物般植物 一樣進(jìn)一樣進(jìn) 行大規(guī)行大規(guī) 模栽培模栽培 植植 物物 細(xì)細(xì) 胞胞 工工 程程 的的 實(shí)實(shí) 際際 應(yīng)應(yīng) 用用 1.單倍體育種 2.突變體的利用 1.微型繁殖(屬無性繁殖) (1)微型繁殖技術(shù)（快速繁殖技術(shù)）: 快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù). (2)特點(diǎn):保持優(yōu)良品種的遺傳特性; 高效快速地實(shí)

7、現(xiàn)種苗的大量繁殖. 2.培育脫毒作物 (1)材料:無病毒的莖尖 (2)脫毒苗:切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得 人工種子 n用人工種皮包被體用人工種皮包被體 細(xì)胞胚，可以制造細(xì)胞胚，可以制造 人工種子人工種子 n人工種皮：藻酸鈉人工種皮：藻酸鈉 n解決有些植物結(jié)子解決有些植物結(jié)子 困難、發(fā)芽率低、困難、發(fā)芽率低、 繁殖困難等問題繁殖困難等問題 植物組織培養(yǎng)大量生產(chǎn)紫草素 現(xiàn)在已有胡蘿卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、現(xiàn)在已有胡蘿卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、 玉米、水稻、橡膠等幾十種植物的人工種子試種成玉米、水稻、橡膠等幾十種植物的人工種子試種成 功，但由于成本較高，中國尚未應(yīng)用于生產(chǎn)。功，但由于成本較高，中

8、國尚未應(yīng)用于生產(chǎn)。 紫草紫草紫草素紫草素 愈傷組織愈傷組織 能力訓(xùn)練：能力訓(xùn)練： 1、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是：、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是： A、秋海棠的葉、秋海棠的葉 B、馬鈴薯的塊莖、馬鈴薯的塊莖 C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞 D 植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用研究植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用研究 1 1、定義：、定義： 將兩個來自不同植物的體細(xì)胞融合成將兩個來自不同植物的體細(xì)胞融合成 一個雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成一個雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成 新的植物體的過程。新的植物體的過程。 2 2、優(yōu)勢、優(yōu)勢： （與有性雜交與有性雜交 方法比較方法比較）

9、克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，拓展，拓展 了可用于雜交的親本組合范圍了可用于雜交的親本組合范圍。 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交 (1) (1) (2) (3) (4) (5) 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交 標(biāo)志標(biāo)志 去壁去壁 思考題 n細(xì)胞壁如何去除？細(xì)胞壁如何去除？ n原生質(zhì)層如何融合？融合的基礎(chǔ)是什么？原生質(zhì)層如何融合？融合的基礎(chǔ)是什么？ n雜交完成的標(biāo)志是什么？雜交完成的標(biāo)志是什么？ n最后通過什么手段得到新個體最后通過什么手段得到新個體 ？ 植物植物A A細(xì)胞細(xì)胞 植物植物B B細(xì)胞細(xì)胞 去壁去壁 原生質(zhì)體原生質(zhì)體A A 原生質(zhì)體原生質(zhì)體B B 原生質(zhì)體融合原生

10、質(zhì)體融合 融合體融合體 再生壁再生壁 雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞 細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂 愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株 去壁的常用方法：去壁的常用方法： 酶解法（纖維素酶、果膠酶等）酶解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法原生質(zhì)體融合方法： 物理法：離心、振動、電刺激等物理法：離心、振動、電刺激等 化學(xué)法：聚乙二醇（化學(xué)法：聚乙二醇（PEGPEG） 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交 細(xì)胞融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞融合的基礎(chǔ)： 細(xì)胞膜的流動性細(xì)胞膜的流動性 不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是：不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是： A A、振動、振動 B B、電刺激、電刺激、 C C、PEGPEG試劑、試劑、 D D、重壓、重壓 對應(yīng)訓(xùn)練 n08江蘇高考：下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的江蘇高考：下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的 敘述中，錯誤的是敘述中，錯誤的是 nA培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng) 和調(diào)節(jié)滲透壓和調(diào)節(jié)滲透壓 nB培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞