2[1].1.1《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》

1、生物 選修3現(xiàn)代生物科技專題1專題2 細(xì)胞工程2 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，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)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？按操作對象分植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程3應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平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)品概念：4前者是細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)?？寺《嗬蜓蚣夹g(shù)是 水平上的技術(shù)，培育抗蟲棉是 水平上的技術(shù)。細(xì)胞工程與基因工程相比：細(xì)胞分子思考:52.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程技術(shù)常

2、用的技術(shù)手段：植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性62.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)回憶：1、植物組織培養(yǎng)的大致過程包括哪幾個(gè)階段？離體的器官、組織或細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化根、芽植物體2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是什么？植物細(xì)胞具有全能性7一、細(xì)胞的全能性：1、概念： 生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能，細(xì)胞的這種特性叫細(xì)胞的全能性。2、基礎(chǔ)（具有全能性的原因）：生物體的每個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所需的全部基因。83、全能性的程度：4、生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官的原因 基因在特定的

3、時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果（1） 受精卵的全能性最高 受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞（2）植物細(xì)胞動物細(xì)胞 （3）（4）分化程度低的細(xì)胞分化程度高的細(xì)胞95、植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件： 處于離體狀態(tài)，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，植物細(xì)胞就可能表現(xiàn)全能性，發(fā)育成完整的植株。10 怎樣才能由一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株, 應(yīng)該如何操作?11二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)：植物組織培養(yǎng)1213(1)在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？ 防止雜菌污染，因?yàn)殡s菌生長快，會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)。雜菌生長過程中會產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。討論14(2)在本實(shí)驗(yàn)中

4、，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。15(3)請根據(jù)上面的實(shí)驗(yàn)過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。植物材料（消毒）脫分化無菌接種、誘導(dǎo)愈傷組織再分化誘導(dǎo)試管苗移栽到大田,培養(yǎng)成正常植株模型構(gòu)建16依據(jù)學(xué)過的知識和實(shí)驗(yàn)過程思考回答：2、決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？植物激素的種類和比例1、離體的器官、組織或細(xì)胞，如果不進(jìn)行脫分化處理能否培養(yǎng)成完整的植物體？不能，因?yàn)?/p>

5、細(xì)胞已經(jīng)分化，失去了分裂能力。不進(jìn)行脫分化處理就不能形成愈傷組織17 3、為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？在有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。（但再分化時(shí)需要光，光能使細(xì)胞內(nèi)形成葉綠體、葉綠素，進(jìn)行光合作用）18應(yīng)該掌握的幾個(gè)概念： 1、愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。19 2、植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)是恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。20 3、植物細(xì)胞的再分化：脫分

6、化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。21小結(jié)：植物組織培養(yǎng)的過程外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化（離體的,已分化組織或細(xì)胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根？條件？優(yōu)點(diǎn)？特點(diǎn)？繁殖速度快不受季節(jié)限制工廠化生產(chǎn)幼苗無毒保持優(yōu)良性狀適宜溫度、光照、 pH和無菌環(huán)境。無機(jī)物、有機(jī)物和植物激素（生長素，細(xì)胞分裂素等）無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則無葉綠體,不進(jìn)行光合作用分化程度低去分化較易22植物組織培養(yǎng)的概念： 植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、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)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整

7、的植株。23脫分化、再分化的比較：見步步高P.211表影響脫分化、再分化的因素：激素選修3P.42-4324三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)：因?yàn)椴煌N生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點(diǎn)的。于是，這些科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，來實(shí)現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。這幅番茄馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？251你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？2有沒有一種溫和的去壁方法呢？3為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？4、把原生質(zhì)體放在一起能自然融合嗎？5如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？6如何將雜

8、種細(xì)胞培育成雜種植株？請思考：261、過程：雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去 壁去 壁人工誘導(dǎo)方法？促進(jìn)融合的方法？融合完成的標(biāo)志植物細(xì)胞B27去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等 化學(xué)法：聚乙二醇（PEG） 28利用電激發(fā)將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合29去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細(xì)胞雜交過程示意圖302、概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。3、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較） 打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。31白菜甘藍(lán)白菜甘藍(lán)“白菜甘藍(lán)”同普通白菜相比，具有生長期短、耐熱性強(qiáng)和易于貯藏等優(yōu)點(diǎn)。32為什么“番茄馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，所以雜交植株不能地上長番茄、