生物植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)新人教選修

1、細(xì)細(xì) 胞胞 工工 程程 應(yīng)用的原理和方法應(yīng)用的原理和方法 細(xì)胞生物學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)和 分子生物學(xué)分子生物學(xué) 細(xì)胞整體水平或細(xì)細(xì)胞整體水平或細(xì) 胞器水平胞器水平 按照人們的意愿來(lái)改按照人們的意愿來(lái)改 變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì) 或獲得細(xì)胞產(chǎn)品或獲得細(xì)胞產(chǎn)品 概念概念 分類分類 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程 研究的目的研究的目的 研究的水平研究的水平 動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程 與基因工程的比較：與基因工程的比較：前者是前者是細(xì)細(xì)胞水平或胞水平或細(xì)細(xì)胞器胞器 水平上生物技水平上生物技術(shù)術(shù), ,后者是分子水平上的生物技后者是分子水平上的生物技術(shù)術(shù)。 。 一、細(xì)胞的全能性一、細(xì)胞的全能性 受精卵受精

2、卵 生殖細(xì)胞（精、卵）生殖細(xì)胞（精、卵） 體細(xì)胞體細(xì)胞 體細(xì)胞：體細(xì)胞：植物細(xì)胞植物細(xì)胞 動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞 分化分化程度低的細(xì)胞程度低的細(xì)胞 分化程度高的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞 幼嫩細(xì)胞幼嫩細(xì)胞 衰老的細(xì)胞衰老的細(xì)胞 分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞 分裂能力弱的細(xì)分裂能力弱的細(xì) 胞胞 4.全能性表達(dá)的條件（植物組織培養(yǎng)的條件）：全能性表達(dá)的條件（植物組織培養(yǎng)的條件）： 1）離體細(xì)胞、組織或器官離體細(xì)胞、組織或器官 2）提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件 1、植物組織培養(yǎng)的概念、植物組織培養(yǎng)的概念 植物組織培養(yǎng)就是在植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌無(wú)菌和人工控制條和人工控制條

3、 件下，將件下，將離體離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培的植物器官、組織、細(xì)胞，培 養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng) 條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形 成成完整的植株完整的植株。 二、植物組織培養(yǎng)二、植物組織培養(yǎng) 離體的植物器官、組織或細(xì)胞離體的植物器官、組織或細(xì)胞 愈傷組織愈傷組織 胚狀體胚狀體 或叢芽或叢芽 植物體植物體 外植體外植體 A、脫分化、脫分化 B、再分化、再分化 植物激素：植物激素：細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素 2、植物組織培養(yǎng)過程、植物組織培養(yǎng)過程 1、A過程進(jìn)行有絲分裂過程進(jìn)行有絲分

4、裂 2、B過程進(jìn)行有絲分裂同時(shí)過程進(jìn)行有絲分裂同時(shí) 也進(jìn)行分化也進(jìn)行分化 3、A不需光照，而不需光照，而B需光需光 照，葉綠素的合成需光照照，葉綠素的合成需光照 也叫也叫去分化去分化，高度分化的組織、器官誘導(dǎo)后，高度分化的組織、器官誘導(dǎo)后 轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞和組織轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞和組織 脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)又可以重脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)又可以重 新分化新分化成根或芽成根或芽等器官。等器官。 一種一種高度液泡化高度液泡化的呈無(wú)定形狀態(tài)的的呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞薄壁細(xì)胞 疏疏 疏松排列疏松排列 用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。 離體的植物

5、離體的植物 器官、組織器官、組織 或細(xì)胞或細(xì)胞 愈愈 傷傷 組組 織織 胚胚 狀狀 體體 或或 叢叢 芽芽 植植 物物 體體 脫分化脫分化再分化再分化 試管苗大規(guī)模培養(yǎng) （1 1）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基：）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基： 水、無(wú)機(jī)鹽水、無(wú)機(jī)鹽 有機(jī)小分子營(yíng)養(yǎng)成分：有機(jī)小分子營(yíng)養(yǎng)成分： 氮源：氮源：包括包括維生素維生素和和氨基酸氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的的蔗糖蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓溶液，調(diào)節(jié)滲透壓 瓊脂：瓊脂：起支持作用起支持作用 激素：激素：生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素、赤霉素、赤霉素 pH值：值：5.05.06.06.0 3、胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)、胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)

6、 1、 選取胡蘿卜洗凈，削皮，切段選取胡蘿卜洗凈，削皮，切段 2、酒精消毒、次氯酸鈉殺菌、酒精消毒、次氯酸鈉殺菌 3、切取、切取1立方厘米左右的立方厘米左右的形成層形成層小塊小塊 5、定期觀察和記錄愈傷組織、定期觀察和記錄愈傷組織 脫分化脫分化 再分化再分化 （3 3）方法步驟）方法步驟 4、接種，將外植體接種到、接種，將外植體接種到培養(yǎng)基培養(yǎng)基上，封蓋扎緊上，封蓋扎緊 6、誘導(dǎo)出試管苗，移栽、誘導(dǎo)出試管苗，移栽 a、激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：、激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，細(xì)胞分裂素用量，有利于根的分化有利于根的分化 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，

7、細(xì)胞分裂素用量，有利于芽的分化有利于芽的分化， 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，細(xì)胞分裂素用量，促進(jìn)愈傷組織的生促進(jìn)愈傷組織的生 長(zhǎng)。長(zhǎng)。 （4 4）注意事項(xiàng)）注意事項(xiàng) b、脫分化時(shí)，需要、脫分化時(shí)，需要避光避光 一、植物細(xì)胞的雜交技術(shù)一、植物細(xì)胞的雜交技術(shù) 將將不同種植物不同種植物的體細(xì)胞，的體細(xì)胞， 在一定條件下融合成在一定條件下融合成雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞， 并把雜種細(xì)胞培育成新的植物并把雜種細(xì)胞培育成新的植物 體的技術(shù)。體的技術(shù)。 1 1、細(xì)胞雜交技術(shù)概念、細(xì)胞雜交技術(shù)概念 植物細(xì)胞植物細(xì)胞A A植物細(xì)胞植物細(xì)胞B B 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)體融合原生質(zhì)體融

8、合 正在融合的正在融合的 原生質(zhì)體原生質(zhì)體 再生出細(xì)胞壁（融合成功的標(biāo)志再生出細(xì)胞壁（融合成功的標(biāo)志） 雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞 愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株 去細(xì)胞壁去細(xì)胞壁 纖維素酶纖維素酶 果膠酶果膠酶 物理方法物理方法 化學(xué)方法化學(xué)方法： 離心離心 振動(dòng)振動(dòng) 電刺激電刺激 聚乙二醇聚乙二醇 細(xì)胞分裂細(xì)胞分裂 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物細(xì)胞融合植物細(xì)胞融合 酶解法 人工誘 導(dǎo)方法 3 3、植物體細(xì)胞雜交過程、植物體細(xì)胞雜交過程 雜種植株的特征：雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征具備兩種植物的遺傳特征， 該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)源雜交的不親和障礙克服遠(yuǎn)源雜交的不親和障

9、礙。 體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體 個(gè)數(shù)還是染色體組都采用直接相加的方法個(gè)數(shù)還是染色體組都采用直接相加的方法 該過程培育新品種的過程中，該過程培育新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵遺傳物質(zhì)的傳遞不遵 循孟德爾的遺傳定律。循孟德爾的遺傳定律。 目前還不能讓雜種細(xì)胞完全按人們的需要去表達(dá)親目前還不能讓雜種細(xì)胞完全按人們的需要去表達(dá)親 代的優(yōu)良性狀代的優(yōu)良性狀 4 4、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義 v克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出自然界克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育出自然界 中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。中沒有

10、的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。 1、細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性的概念、全能性大小的比較的概念、全能性大小的比較 2、植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)的概念、原理、過程。的概念、原理、過程。 3、植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)所需的條件：離體、無(wú)菌、培養(yǎng)所需的條件：離體、無(wú)菌、培養(yǎng) 基、基、 環(huán)境條件。環(huán)境條件。 4、植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交的概念、原理、過程的概念、原理、過程。 本節(jié)課內(nèi)容小結(jié)本節(jié)課內(nèi)容小結(jié) 植物組織培養(yǎng)就是在植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)菌無(wú)菌和人工控制條和人工控制條 件下，將件下，將離體離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培的植物器官、組織、細(xì)胞，培 養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)養(yǎng)在人工配制的

11、培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng) 條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形 成成完整的植株完整的植株。 二、植物組織培養(yǎng)二、植物組織培養(yǎng) a、激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：、激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，細(xì)胞分裂素用量，有利于根的分化有利于根的分化 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，細(xì)胞分裂素用量，有利于芽的分化有利于芽的分化， 生長(zhǎng)素用量生長(zhǎng)素用量細(xì)胞分裂素用量，細(xì)胞分裂素用量，促進(jìn)愈傷組織的生促進(jìn)愈傷組織的生 長(zhǎng)。長(zhǎng)。 b、脫分化時(shí)，需要、脫分化時(shí)，需要避光避光 雜種植株的特征：雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征具備兩種植物的遺傳特征， 該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)：該技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)：克服遠(yuǎn)源雜交的不親和障礙克服遠(yuǎn)源雜交的不親和障礙。 體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體體細(xì)胞雜交即兩