lilin植物細胞工程的基本技術(shù)

1、植物細胞工程的基本技術(shù)植物細胞工程的基本技術(shù)澳洲朱焦澳洲朱焦租擺效果租擺效果澳洲朱焦穴盤苗澳洲朱焦穴盤苗細胞工程細胞工程 指應用細胞生物學和分子生物學的原理和指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。技術(shù)。 應用的原理和方法應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胞生物學和分細胞生物學和分子生物學子生物學細胞整體水平細胞整體水平或細胞器水平

2、或細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胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品得細胞產(chǎn)品(定向改造）定向改造）細胞工程植物細胞工程植物細胞工程植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交植物體細胞雜交動物細胞工程動物細胞工程一、植物組織培養(yǎng)一、植物組織培養(yǎng)1.植物組織培養(yǎng)的原理是什么？植物組織培養(yǎng)的原理是什么？教材教材P33-34頁頁 回答下列問題回答下列問題3.什么是細胞的全能性什么是細胞的全能性?5.為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？不同的組織、器官？細胞的全能性細胞的全能性4.4.全能性大小比較全

3、能性大小比較受精卵受精卵 生殖細胞生殖細胞 體細胞體細胞 第二組第二組第一組第一組植物細胞植物細胞 動物細胞動物細胞基因在特定空間和時間條件下基因在特定空間和時間條件下選擇性表達選擇性表達的結(jié)果。的結(jié)果。具有某種生物具有某種生物_的任何一個細胞，都具有的任何一個細胞，都具有_的潛能。的潛能。全部遺傳信息全部遺傳信息發(fā)育成完整生物體發(fā)育成完整生物體例題辨析例題辨析下列關(guān)于細胞全能性的說法不正確的是（下列關(guān)于細胞全能性的說法不正確的是（ ）受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高此全能性最高生物體內(nèi)，細胞不能表現(xiàn)出全能性，是因為細胞中

4、的生物體內(nèi)，細胞不能表現(xiàn)出全能性，是因為細胞中的基因選擇性表達基因選擇性表達 菊花花瓣或葉片的任何一個活細胞都具有全能性菊花花瓣或葉片的任何一個活細胞都具有全能性哺乳動物成熟的紅細胞也有全能性哺乳動物成熟的紅細胞也有全能性E E、用菊花的一個葉肉細胞培養(yǎng)出了菊花葉片體現(xiàn)了葉肉細、用菊花的一個葉肉細胞培養(yǎng)出了菊花葉片體現(xiàn)了葉肉細胞的全能性胞的全能性E6.6.植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程植物體植物體離體的植物器離體的植物器官組織或細胞官組織或細胞愈傷組織愈傷組織脫分化脫分化再分化再分化幼根和幼芽幼根和幼芽胚狀體胚狀體(外植體外植體)（1 1）什么是細胞脫分化？什么是細胞脫分化？（2

5、 2）愈傷組織有什么特點？）愈傷組織有什么特點？脫分化：脫分化：已經(jīng)分化的細胞在一定印度作用下恢復了一定的分已經(jīng)分化的細胞在一定印度作用下恢復了一定的分化能力，失去原有分化狀態(tài)過程?；芰?，失去原有分化狀態(tài)過程。再分化：再分化：已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下，再分化出胚已經(jīng)脫分化的愈傷組織在一定條件下，再分化出胚狀體形成完整的植株。狀體形成完整的植株。一、植物組織培養(yǎng)一、植物組織培養(yǎng) 植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程 外植體外植體 愈傷組織愈傷組織 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，分裂能力增強裂能力增強重新分化出組織器重新分化出組織器官的過程

6、（官的過程（細胞分細胞分裂素、生長素裂素、生長素）細胞分化程度與細胞分裂能力呈負相關(guān)細胞分化程度與細胞分裂能力呈負相關(guān)脫分化脫分化遮光遮光再分化再分化光照光照 愈傷組織的形成 愈傷組織：離體的植物愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種過細胞分裂，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)的薄壁細胞壁細胞組成的組織。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一樣進行大規(guī)行大規(guī)模栽培模栽培 在

7、在 條件下，條件下，將將 ，培，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生 、叢芽，最終形成叢芽，最終形成 。概念概念植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)無菌和人工控制無菌和人工控制離體的植物器官、組織、細胞離體的植物器官、組織、細胞愈傷組愈傷組織織完整的植株完整的植株細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件必要條件：必要條件：注意：全程無菌操作注意：全程無菌操作植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：無機鹽離子無機營養(yǎng)成分：無機鹽離子有機營養(yǎng)成分：有機營養(yǎng)成分： 含含N N物

8、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，細胞分裂素和赤霉素激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素PHPH值：值：5.05.06.06.0一、 植物組織培養(yǎng)植植物組織培養(yǎng)物組織培養(yǎng)過程示意圖過程示意圖上上面的示意圖中還有什么地方不夠完善的？面的示意圖中還有什么地方不夠完善的？沒有進行滅菌處理，試管也沒有做密封等。沒有進行滅菌處理，試管也沒有做密封等。離體的植物離體的植物器官、組織、器官、組織、細胞細胞脫分化脫分化愈愈傷傷組組織織再分化再分化根根芽芽植植物物體體(一一)植植物

9、組織培養(yǎng)的基本過程物組織培養(yǎng)的基本過程愈傷組織愈傷組織愈傷組織是通過細胞分裂細胞分裂形成的，其細胞排列疏松而無規(guī)則疏松而無規(guī)則，高度液泡化液泡化呈無定形無定形狀態(tài)的薄壁薄壁細胞。（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素（二）影響植物組織培養(yǎng)的因素 材料的選擇、營材料的選擇、營養(yǎng)養(yǎng)成分、激素、一成分、激素、一定定的外界的外界因素（溫因素（溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適、適時光時光照等）。照等）。外植體選擇外植體選擇激素配比對組織培養(yǎng)的影響激素配比對組織培養(yǎng)的影響在培養(yǎng)基中需要添加在培養(yǎng)基中需要添加生長素生長素和和細胞分裂素細胞分裂素等植物激素，其等植物激素，其濃度濃度、使用的

10、先后順序使用的先后順序、用量的比例用量的比例等都影響結(jié)果。等都影響結(jié)果。高高 利于利于根分化、抑制芽的形成根分化、抑制芽的形成生長素生長素/細胞分細胞分裂素裂素 低低 利于芽的形成利于芽的形成適中適中 利于愈傷組織的形成利于愈傷組織的形成1、外植體帶菌、外植體帶菌2、培養(yǎng)基及接種、培養(yǎng)基及接種器具滅菌不徹底器具滅菌不徹底3、接種操作時帶入、接種操作時帶入4、環(huán)境不清潔、環(huán)境不清潔組組織培養(yǎng)污染的主要途徑及怎樣預防污染？織培養(yǎng)污染的主要途徑及怎樣預防污染？污染的預防措施污染的預防措施（一）防止外植體帶菌（一）防止外植體帶菌（二）保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌（二）保證培養(yǎng)基及接種器具徹底滅菌（三）

11、操作人員嚴格遵守無菌操作規(guī)程（三）操作人員嚴格遵守無菌操作規(guī)程（四）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔（四）保證接種與培養(yǎng)環(huán)境清潔植物組織培養(yǎng)過程外植體外植體（離體的植物器官、組織、細胞或原生質(zhì)體離體的植物器官、組織、細胞或原生質(zhì)體）脫分化（去分化）脫分化（去分化）愈傷組織愈傷組織再分化再分化根、芽等器官根、芽等器官(或胚狀體或胚狀體)植物幼苗植物幼苗完整植物體完整植物體閱讀培養(yǎng)過程回答下列問題閱讀培養(yǎng)過程回答下列問題：組織培養(yǎng)的實例：組織培養(yǎng)的實例： 胡蘿卜的組織培養(yǎng)胡蘿卜的組織培養(yǎng)1. 1.概括植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖概括植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖制備制備外植體外植體接種接種脫分化脫分化培養(yǎng)培養(yǎng)再分

12、再分化培養(yǎng)化培養(yǎng)試管苗試管苗正常植株正常植株轉(zhuǎn)接轉(zhuǎn)接移栽移栽形成層容易誘導產(chǎn)生愈傷組織，其它部分也可以但誘導愈傷組織形成層容易誘導產(chǎn)生愈傷組織，其它部分也可以但誘導愈傷組織蕉困難。蕉困難。2.2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊時強調(diào)要切取含有在本實驗中，切取胡蘿卜塊時強調(diào)要切取含有形成層形成層部分，原部分，原因是什么？胡蘿卜的其他部分是否也能培育成小植株？因是什么？胡蘿卜的其他部分是否也能培育成小植株？4.4.次氯酸鈉、無菌水、高壓滅菌鍋、超凈工作臺、消次氯酸鈉、無菌水、高壓滅菌鍋、超凈工作臺、消毒用棉球都意味組織培養(yǎng)過程全程滅菌，為什么要強毒用棉球都意味組織培養(yǎng)過程全程滅菌，為什么要強調(diào)所用器械的

13、調(diào)所用器械的滅菌滅菌和實驗人員的和實驗人員的無菌操作無菌操作？雜菌和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)、以及雜菌生長過雜菌和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)、以及雜菌生長過程中產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致程中產(chǎn)生大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致培養(yǎng)物迅速死亡。培養(yǎng)物迅速死亡。能力訓練：能力訓練：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)部中的導管細胞、木質(zhì)部中的導管細胞D08江蘇高考：下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘江蘇高考：下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是述中，錯誤的是 A培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和

14、培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓調(diào)節(jié)滲透壓B培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化傷組織的生長和分化C離體器官或組織的細胞都必須通過脫分離體器官或組織的細胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織化才能形成愈傷組織D同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因相同D如下圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作，接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程，請根據(jù)圖回答下列問題：要促進細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。要促進細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有營養(yǎng)物質(zhì)和激素

15、。營養(yǎng)物質(zhì)包括營養(yǎng)物質(zhì)包括 和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和小分子有機物，激素包括細胞分裂素和和 兩類植物激素。兩類植物激素。此過程依據(jù)的原理是此過程依據(jù)的原理是 。A A和和B B階段主要進行的分裂階段主要進行的分裂方式是方式是 ，B B階段除了細胞分裂外，還進行細胞階段除了細胞分裂外，還進行細胞 等。等。此過程要無菌操作，主要是指對此過程要無菌操作，主要是指對 進行滅菌消毒。進行滅菌消毒。 B B階段需要光照，原因是階段需要光照，原因是 。試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉綠素，這是基因綠素，這是基因 的結(jié)果。的結(jié)果。2.2.無

16、機物無機物 生長素生長素 細胞的全能性細胞的全能性 有絲分裂有絲分裂 分化分化培養(yǎng)基培養(yǎng)基 芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成需要光照條件 選擇性表達選擇性表達植物體細胞雜交應用研究植物體細胞雜交應用研究 思考題 細胞壁如何去除？細胞壁如何去除？ 原生質(zhì)層如何融合？融合的基礎是什么？原生質(zhì)層如何融合？融合的基礎是什么？ 融合完成的標志是什么？融合完成的標志是什么？ 雜種細胞遺傳物質(zhì)有什么特點？雜種細胞遺傳物質(zhì)有什么特點？馬鈴薯馬鈴薯細胞細胞 番茄細胞番茄細胞雜種細胞雜種細胞1.阻礙植物細胞親和的結(jié)構(gòu)是什么？阻礙植物細胞親和的結(jié)構(gòu)是什么？怎么去除？怎

17、么去除？融融 合合長壁長壁原生原生質(zhì)體質(zhì)體纖維素酶纖維素酶和果膠酶和果膠酶2.去壁以后的結(jié)構(gòu)叫什么？去壁以后的結(jié)構(gòu)叫什么？3.用什么方法才能讓細胞緊密接觸并發(fā)用什么方法才能讓細胞緊密接觸并發(fā)生融合？生融合？4.融合的過程是怎樣的？其過程中用融合的過程是怎樣的？其過程中用到了膜的什么特性？到了膜的什么特性？5.融合完成的標志是什么？融合完成的標志是什么？6.雜種細胞遺傳物質(zhì)有什么特點？雜種細胞遺傳物質(zhì)有什么特點？7.融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞？ 物理方法：離心、振動、電擊物理方法：離心、振動、電擊. . 化學方法：聚乙二醇（化學方法：聚乙二醇（PEGP

18、EG）誘導）誘導細胞膜融合細胞膜融合細胞質(zhì)融合細胞質(zhì)融合細胞核融合細胞核融合流動性流動性單核、長出新的細胞壁單核、長出新的細胞壁二、植物體細胞雜交二、植物體細胞雜交1 1、概念、概念 將將 ，在一定條件下，在一定條件下融合融合成成 ，并將其培養(yǎng)成，并將其培養(yǎng)成 。不同種的植物體細胞不同種的植物體細胞雜種細胞雜種細胞新的植物體新的植物體2 2、原理、原理（1）細胞膜的流動性）細胞膜的流動性（2）細胞的全能性）細胞的全能性可以克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變生物性狀可以克服遠緣雜交不親和的障礙，定向改變生物性狀3 3、不足、不足技術(shù)復雜、操作繁瑣、工作量大技術(shù)復雜、操作繁瑣、工作量大不一定按人們需要表達優(yōu)良性狀不一定按人們需要表達優(yōu)良性狀4 4、優(yōu)勢優(yōu)勢植物植物A A細胞細胞植物植物B B細胞細胞去壁去壁原生質(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)體融合原生質(zhì)體融合融合體融合體再生壁再生壁雜種細胞雜種細胞細胞分裂細胞分