《植物細胞工程的基本技術》課件2

1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物-----克隆羊多利誕生于英國.這樣的生物技術屬于何種生物工程？細胞工程

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，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的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。什么叫細胞工程細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程動物細胞工程2.1.1植物細胞工程的基本技術2.植物細胞工程的理論基礎是：植物細胞的全能性1.植物細胞工程常用的技術是

植物體細胞雜交植物組織培養(yǎng)2.1植物細胞工程細胞的全能性(1).概念:

已高度分化的細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。

(2).原因：生物體細胞含有本物種所特有的全套遺傳信息。(3).全能性高低：

①受精卵＞胚胎干細胞＞生殖細胞＞體細胞②植物細胞＞動物細胞一、植物組織培養(yǎng)1、原理：細胞的全能性2、植物組織培養(yǎng)的條件內因：離體細胞、組織或器官外因：1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營養(yǎng)物質，激素）

無機營養(yǎng)成分：無機鹽離子有機營養(yǎng)成分：①含N物質：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖溶液，調節(jié)滲透壓③瓊脂：起支持作用④激素：生長素，細胞分裂素

PH值：5.0－6.0離體的植物組織、器官、細胞脫分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、避光、無菌）愈傷組織再分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、光照、無菌）胚狀體或叢芽植物體3.植物組織培養(yǎng)的大致過程：細胞分裂素=生長素：促進愈傷組織形成和生長細胞分裂素＞生長素：誘導芽的形成細胞分裂素＜生長素的：誘導根的形成關鍵因素：植物激素的比例（細胞分裂素、生長素）外植體愈傷組織外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細胞。愈傷組織：排列疏松無規(guī)則、高度液泡化、無定形態(tài)的薄壁細胞組織。

(具有分生能力)脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞，經(jīng)過誘導后，失去其特有的結構和功能而產(chǎn)生愈傷組織的過程。（避光）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化成根或芽等器官，進而發(fā)育成一棵完整的植株的過程。（需光）切取形成層無菌接種誘導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)（試管苗的形成）試管苗大規(guī)模培養(yǎng)1.植物組織培養(yǎng)屬于哪種生殖方式？2.植物組織培養(yǎng)得到的植物體細胞中染色體數(shù)目？3.植物組織培養(yǎng)得到的植物，遺傳物質來自幾個親本？想一想：無性繁殖和親本染色體數(shù)目相同一1.在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？

防止雜菌污染，因為雜菌生長快，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，導致培養(yǎng)物迅速死亡。討論2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。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，你能用實驗的方法進行驗證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。3.為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。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，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。植物體細胞雜交應用研究

1、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。2、優(yōu)勢和未解決的問題

優(yōu)勢：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。未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。植物體細胞雜交植物體細胞雜交過程植物細胞A植物細胞B去掉細胞壁去掉細胞壁原生質體A原生質體B原生質體融合雜合的原生質體再生出細胞壁雜種細胞脫分化再分化愈傷組織雜種植株植物細胞融合植物組織培養(yǎng)思考題細胞壁如何去除？原生質層如何融合？融合的基礎是什么？雜交完成的標志是什么？最后通過什么手段得到新個體？去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇（PEG）細胞融合的基礎：細胞膜的流動性雜交完成的標志再生出細胞壁通過什么手段得到新個體

：植物組織培養(yǎng)去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質體植物細胞原生質體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞脫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胞雜交過程示意圖問題為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質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一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯就是很自然的了。白菜甘藍白菜－甘藍白菜細胞(AA)白菜細胞(BB)白菜原生質體(AA)白菜原生質體(BB)原生質體融合白菜－甘藍植株(AABB)去細胞壁去細胞壁白菜－甘藍原生質體(AABB)白菜－甘藍雜種細胞(AABB)再生出細胞壁秋水仙素處理幼苗×BBAA白菜甘藍AB白菜－甘藍AABB1、有關全能性的表述中，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C趁熱打鐵：2.下列植物細胞全能性最高的是（）

A.形成層細胞B.韌皮部細胞C.木質部細胞D.葉肉細胞

3．下列細胞全能性最高的是（）

A．植物的卵細胞

B．植物的精子細胞

C．被子植物的受精卵

D．被子植物的的葉肉細胞AC反饋練習1.下列屬于組織培養(yǎng)的是：（）A.花粉培養(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.未受精的卵發(fā)育成植株A2.在離體的植