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文檔簡介

1、植物細胞工程 細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法,通過細胞水平或細胞器水平上的操作,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(xué)技術(shù)。什么叫細胞工程?按操作對象分類植物細胞工程動物細胞工程切取形成層無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化植物組織培養(yǎng)離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織脫分化過程植物激素:細胞分裂素、生長素外植體根、芽植物體再分化植物組織培養(yǎng)條件: 植物組織培養(yǎng)條件: 含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。根據(jù)上述過程,請同學(xué)們討論歸納出組織培養(yǎng)的概念。根據(jù)上述過程,請同學(xué)們討論歸納出

2、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,最終形成完整的植株。 這幅圖中番茄馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎?為什么? 不能。因為不同種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的。 這幅圖中番茄馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎?為什么?要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起,遇到的第一個障礙是什么? 要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起,遇到的第一個障礙是什么? 細胞壁的阻礙有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法?有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法?有

3、,用酶纖維素酶和果膠酶去除細胞壁過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細胞膜的流動性過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細胞膜的流動性方法: 物理方法:離心、振動、電激 化學(xué)方法:聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑過程2誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合是關(guān)鍵環(huán)節(jié)根據(jù)的原理是:細胞膜的流動性方法: 物理方法:離心、振動、電激 化學(xué)方法:聚乙二醇(PEG)作誘導(dǎo)劑成功標(biāo)志是:雜種細胞產(chǎn)生了新的細胞壁有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法?有,用酶纖維素酶和果膠酶去除細胞壁雜種細胞遺傳物質(zhì)有什么特點?融合后除雜種細胞外還有哪些融合細胞?融合了倆個親本的遺傳物

4、質(zhì),雜種細胞AB外,還可以出現(xiàn)AA、 BB等類型。如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞,下一步該對此細胞做何種處理?通過植物組織培養(yǎng)培育成新的植物體(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細胞雜交過程示意圖二、植物體細胞雜交技術(shù)1. 過程植物細胞A植物細胞B植物細胞A去壁去壁植物細胞B植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁植物細胞B植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁植物細

5、胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞A原生質(zhì)體B

6、原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B植物細胞的融合雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)植物細胞B原生質(zhì)體制備(酶解法去細胞壁)原生質(zhì)體融合(人工誘導(dǎo)) 雜種細胞的篩選和培養(yǎng)(形成愈傷組織)雜種植株的再生與鑒定原生質(zhì)體制備(酶解法去細胞壁)原生質(zhì)體融合(人工誘導(dǎo)) 雜種細胞的篩選和培養(yǎng)(形成愈傷組織)雜種植株的再生與鑒定纖維素酶、果膠酶等原生質(zhì)體制備(酶解法去細胞壁)原生質(zhì)體融合(人工誘導(dǎo)) 雜種細胞的篩選和培養(yǎng)(形成愈傷組織)雜種植株的再生與鑒定物理法:離心、振動、電刺激等化學(xué)

7、法:聚乙二醇等試劑白菜甘藍白菜甘藍二、植物體細胞雜交技術(shù)2. 概念二、植物體細胞雜交技術(shù)2. 概念將不同種的植物體細胞,在一定條件下融合成雜種細胞,并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。3. 成果和未解決的問題 二、植物體細胞雜交技術(shù)3. 成果和未解決的問題 成果:克服不同生物遠緣雜交的障礙,出現(xiàn)自然界沒有的新品種。二、植物體細胞雜交技術(shù)3. 優(yōu)勢與不足:優(yōu)勢:克服不同生物遠緣雜交的障礙,出現(xiàn)自然界沒有的新品種。不足:未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。二、植物體細胞雜交技術(shù)植物細胞工程小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細胞工程小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細胞工程植物細胞的全能性

8、小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段 植物細胞的全能性小 結(jié)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細胞工程通常采用的技術(shù)手段 植物組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交植物細胞的全能性小 結(jié)例1:資料一:植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基基本成分:無機營養(yǎng)成分:C、H、O等大量元素及部分微量元素。有機營養(yǎng)成分:含N物質(zhì)包括維生素和氨基酸;碳源:2%5%的蔗糖。瓊脂起支持作用。相關(guān)激素:生長素,細胞分裂素和赤霉素等。PH值調(diào)整如5.06.0。資料二:在生長素存在的情況下,細胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強的趨勢。使用順序影響實驗結(jié)果:先使用生長素,后使用細胞分裂素有利于細胞分裂,但細胞不分化;先使用細胞分裂素,后使用生長素細

9、胞既分裂也分化;同時使用分化頻率提高。激素用量的比例影響實驗結(jié)果:生長素用量比細胞分裂素用量比值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時,有利于芽的分化,抑制根的形成;比值適中時,促進愈傷組織的生長。思考:利用以上資料概括脫分化和再分化需要考慮什么外界條件?思考:利用以上資料概括脫分化和再分化需要考慮什么外界條件?愈傷組織的形成需要有外界刺激因素和激素誘導(dǎo),需要加入適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑,如無機鹽、糖類、植物激素等。并用適當(dāng)比例的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織形成和分化。 培養(yǎng)過程中,在培養(yǎng)基上需加入蔗糖,培養(yǎng)時需要光照,那么,培養(yǎng)的植物到底是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型?光的作用是什么?對于

10、上述疑問,某研究性學(xué)習(xí)小組進行了下列實驗:一組在培養(yǎng)基中加30%的蔗糖,另一組不加蔗糖,接種后,每組再分成兩個小組,分別在光下和暗中培養(yǎng)。1個月后,觀察植物體生長、分化情況,結(jié)果為下表:例2:培養(yǎng)條件 加蔗糖不加蔗糖光正常生長,分化不生長,死亡暗只生長,不分化不生長,死亡你能得出什么結(jié)論? 培養(yǎng)條件 加蔗糖不加蔗糖光正常生長,分化不生長,死亡暗只生長,不分化不生長,死亡你能得出什么結(jié)論? 蔗糖為生長、分化的必需成分(提供能量),光促進細胞分化。 例3.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?例3.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

11、樣,地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯?生物基因的表達不是孤立的,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胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì),但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾,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,雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。自然界中有一種含有葉綠體的原生動物眼蟲,說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活,請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎?如果理論上可行,請設(shè)計出具體實驗方案。例4:自然界中有一種含有葉綠體的原生動物眼蟲,說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活,請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎?如果理論上可行

12、,請設(shè)計出具體實驗方案。思考討論:自我評價1. 不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 A. 振動 B. 電刺激 C. PEG試劑 D. 重壓自我評價1. 不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是 A. 振動 B. 電刺激 C. PEG試劑 D. 重壓2. 植物細胞融合完成的標(biāo)志的是 A. 產(chǎn)生新的細胞壁 B. 細胞膜發(fā)生融合 C. 細胞質(zhì)發(fā)生融合 D. 細胞核發(fā)生融合2. 植物細胞融合完成的標(biāo)志的是 A. 產(chǎn)生新的細胞壁 B. 細胞膜發(fā)生融合 C. 細胞質(zhì)發(fā)生融合 D. 細胞核發(fā)生融合3. 有關(guān)全能性的表述中,不正確的是A.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B.生物體內(nèi)細胞由于分化

13、全能性不能表達C.卵細胞和受精卵一樣,細胞未分化,全能性很高D.植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性3. 有關(guān)全能性的表述中,不正確的是A.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B.生物體內(nèi)細胞由于分化全能性不能表達C.卵細胞和受精卵一樣,細胞未分化,全能性很高D.植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性自我評價4. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.愈傷組織的形成是離體植物細胞分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細胞分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動物細胞分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細胞脫分化的結(jié)果自我評價4. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.

14、愈傷組織的形成是離體植物細胞分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細胞分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動物細胞分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細胞脫分化的結(jié)果5. 下列屬于組織培養(yǎng)的是( )A. 花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株B. 芽發(fā)育成枝條C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株5. 下列屬于組織培養(yǎng)的是( )A. 花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株B. 芽發(fā)育成枝條C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答:(1)表示_, 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_,其細胞特點 是_薄壁細胞。 脫分化再分化6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答:(1)表示_, 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_,其細胞特點 是_薄壁細胞。 脫分化再分化離體的植物組織器官、組織或細胞6.若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答:(1)表示_, 能被培養(yǎng)成為的根本原因是 _(2)表示_,其細胞特點 是_薄壁細胞。 脫分化再分化離體

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