人教高中生物選修專題二植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件PPTPPT資料

人教高中生物選修專題二植物(zhíwù)細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件PPT第一頁，共25頁。番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。

人們曾經(jīng)有這樣一個(yīɡè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？一個(yīɡè)夢想?第二頁，共25頁。細(xì)胞工程指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通細(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(chǎnpǐn)的一門綜合科學(xué)技術(shù)。第三頁，共25頁。細(xì)胞工程應(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)品概念分類植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程理論(lǐlùn)基礎(chǔ)細(xì)胞(xìbāo)的全能性第四頁，共25頁。主要(zhǔyào)技術(shù)植物(zhíwù)組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞(xìbāo)雜交動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合單克隆抗體技術(shù)胚胎移植核移植植物細(xì)胞工程技術(shù)動物細(xì)胞工程技術(shù)第五頁，共25頁。所采用(cǎiyòng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物(zhíwù)細(xì)胞工程通常(tōngcháng)采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性第六頁，共25頁。（一）細(xì)胞(xìbāo)的全能性1、定義(dìngyì)：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整(wánzhěng)生物體的潛能。2、原理：生物體的細(xì)胞一般地包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。

3、差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。植物細(xì)胞的全能性受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞4、大小第七頁，共25頁。5.細(xì)胞表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)有一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素(jīsù)和其他外界條件第八頁，共25頁。思考討論：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？基因在特定(tèdìng)空間和時間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。第九頁，共25頁?？茖W(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細(xì)胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他(qítā)外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。1958年Steward和Reinert用胡蘿卜根的愈傷組織誘導(dǎo)成了體細(xì)胞胚，并進(jìn)而獲得(huòdé)了完整植株。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史第十頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)關(guān)鍵詞：外植體、脫分化(fēnhuà)、再分化(fēnhuà)、愈傷組織細(xì)胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素(jīsù)和其他外界條件必要條件：第十一頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分(bùfen)組織或器官1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）2）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上3）切取所需的外植體4）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上整個試驗在超凈工作臺上進(jìn)行，保持無菌！外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織第十二頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)無機營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素(yuánsù)及部分微量元素(yuánsù)有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④生長激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0第十三頁，共25頁。試管(shìguǎn)苗大規(guī)模培養(yǎng)第十四頁，共25頁。第十五頁，共25頁。過程(guòchéng)離體的植物器官(qìguān)、組織或細(xì)胞愈傷組織(zǔzhī)根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)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。第十六頁，共25頁。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合(rónghé)，獲得了第一個體細(xì)胞雜種。背景(bèijǐng)資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得(huòdé)了番茄和馬鈴薯的屬間體細(xì)胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細(xì)胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。第十七頁，共25頁。背景(bèijǐng)資料植物(zhíwù)細(xì)胞工程物理法：離心、振動、電刺激等科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細(xì)胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他(qítā)外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分(bùfen)組織或器官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)品定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞都具有發(fā)育成完整(wánzhěng)生物體的潛能。雜種細(xì)胞(xìbāo)思考討論：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？第二十三頁，共25頁。生出細(xì)胞(xìbāo)壁（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。思考討論：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。（三）植物體細(xì)胞(xìbāo)雜交1、定義(dìngyì)：用兩個(liǎnɡɡè)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)胞培育成新的植物體的方法。2、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，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。植物體細(xì)胞雜交第十八頁，共25頁。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(xìbāo)雜交過程示意圖第十九頁，共25頁。植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合(rónghé)體再生壁雜種(zázhǒng)細(xì)胞細(xì)胞分裂愈傷組織雜種植株去壁的常用(chánɡyònɡ)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）植物體細(xì)胞雜交過程示意圖第二十頁，共25頁。制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細(xì)胞(xìbāo)壁誘導(dǎo)融會新的原生質(zhì)體生出細(xì)胞(xìbāo)壁雜種細(xì)胞(xìbāo)組織培養(yǎng)雜種植株意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種植物體細(xì)胞雜交(zájiāo)方法及意義第二十一頁，共25頁。幾個(jǐɡè)概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞(xìbāo)，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細(xì)胞(xìbāo)分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞(xìbāo)組成的排列疏松無規(guī)則的組織。第二十二頁，共25頁。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(chǎnshēng)愈傷組織的過程，又稱去分化。植物細(xì)胞的再分化：脫分化產(chǎn)生(chǎnshēng)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。第二十三頁，共25頁。1、當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官(qìguān)或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（）A、細(xì)胞分裂素B、生長素C、一定的營養(yǎng)物質(zhì)D、以上三者均是2、細(xì)胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)。下列哪項技術(shù)不屬于細(xì)胞工程（）A、有性雜交B、體細(xì)胞雜交C、組織培養(yǎng)D、細(xì)胞核移植3、在生物體的所有細(xì)胞中，全能性最高的是A、卵細(xì)胞B、植物花粉C、體細(xì)胞D、受精卵第二十四頁，共25頁。4、在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有(méiyǒu)表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為（）A、細(xì)胞喪失了全能性B、基因的表達(dá)有選擇性C、不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同D、在個體發(fā)育的不同時期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化5、植物體細(xì)胞雜交尚未解