植物細胞工程的基本技術(shù)

植物細胞工程的基本技術(shù)第一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

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,標(biāo)志著一種新的生物技術(shù)---動物體細胞克隆技術(shù)面世,也揭開細胞工程更深層次發(fā)展的序幕!第二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

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

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？按操作對象分植物細胞工程動物細胞工程研究水平細胞水平原理方法研究目的第三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日前者是細胞水平或細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)。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:？第四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日科技探索之路1902年，哈伯蘭特提出了的理論。1937年，懷特用煙草莖段形成層作材料，在試管中培養(yǎng)出了煙草植株。1958年，斯圖爾德利用胡蘿卜的組織培養(yǎng)再次證明了

1965年，沃索在一定培養(yǎng)基上由煙草的單細胞得到再生植株。1970年，斯圖爾德用懸浮的單個細胞也培養(yǎng)出了可育的新植株，進一步證明了。20世紀(jì)70年代以植物細胞克隆為代表的細胞工程誕生。

細胞全能性植物細胞的全能性細胞的全能性第五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日1970年，哈里森用一滴淋巴液成功培養(yǎng)了蝌蚪的神經(jīng)元，證明了動物組織體外培養(yǎng)的可行性，并首創(chuàng)了20世紀(jì)60年代初，童第周開展魚類的工作，他還通過把黑斑蛙紅細胞的核轉(zhuǎn)移到同種生物的去核卵中，得到發(fā)育正常的蝌蚪。1975年，米爾斯和科勒用產(chǎn)生抗體的單個細胞與腫瘤細胞雜交，創(chuàng)立了。1996年7月，世界第一只克隆羊多莉在英國誕生。2001年11月3日，我國首例體細胞克隆?？悼翟谏綎|萊陽農(nóng)學(xué)院動物胚胎工程中心試驗場降生?？萍继剿髦穭游矬w外組織培養(yǎng)法細胞核移植單克隆抗體技術(shù)第六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日2.1植物細胞工程§2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)第七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日一、細胞的全能性1．什么是細胞的全能性？2．為什么細胞具有全能性？3．生物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？

生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性。

每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因

在生物體內(nèi)，在特定的時間和空間條件下，由于基因的選擇性表達，細胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。

第八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日4、差異（試比較生殖細胞、受精卵、體細胞的全能性）（1）受精卵的全能性﹥生殖細胞﹥體細胞

(未分化細胞)

一、細胞的全能性（2）植物細胞＞動物細胞

（3）分化程度低的細胞＞分化程度高的細胞第九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日

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?請同學(xué)們閱讀P34實驗完成P35討論題。第十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日超凈工作臺接種箱第十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日高壓蒸汽滅菌鍋－濕熱滅菌第十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日酒精燈－干熱滅菌第十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日接種工具第十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日滅菌是用物理或化學(xué)的方法來殺死或除去物品上或環(huán)境中的所有微生物。消毒是用物理或化學(xué)的方法殺死物體上絕大部分微生物。消毒實際上是部分滅菌。滅菌與消毒植物組織培養(yǎng)操作中需要滅菌或消毒的物品有：滅菌：消毒：錐形瓶、培養(yǎng)基、燒杯、培養(yǎng)皿、解剖刀、鑷子工作臺、手、外植體、培養(yǎng)皿(瓷磚)第十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日實驗胡蘿卜的組織培養(yǎng)技術(shù)原理：植物根、莖、葉一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素等條件下，可以形成,將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其生成胚狀體或叢芽，進而發(fā)育成完整的小植株。證明：分化的植物細胞，仍具有形成完整植株所需要的。

愈傷組織再分化全部基因脫分化第十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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第十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化（去分化）植物激素：細胞分裂素、生長素再分化2、過程

離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。無葉綠體,不進行光合作用第十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)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(zhì)，導(dǎo)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(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。胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株？能。可以培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。第十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日1、概念：

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。2、理論基礎(chǔ)：植物細胞的全能性3、過程：

外植體

愈傷組織根、芽植物體二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)再分化脫分化也叫：外植體如：莖尖、根尖

適宜的溫度、PH值、養(yǎng)料、激素、充足氧氣條件第二十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日5、脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。條件：①適宜溫度、避光、pH和無菌環(huán)境。②無機物、有機物和植物激素（生長素，細胞分裂素等）6、再分化：脫分化產(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。（需光）

具分裂、分化能力結(jié)果無細胞分裂、分化能力第二十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日三、植物體細胞雜交技術(shù)不能存在生殖隔離嘗試用這兩種植物的體細胞進行雜交這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？第二十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？請思考：去細胞壁酶解法2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？第二十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日原生質(zhì)體番茄細胞原生質(zhì)體融合再生出細胞壁雜種細胞脫分化愈傷組織雜種植株再分化1、過程：馬鈴薯細胞標(biāo)志：成功融合人工誘導(dǎo)去壁植物組織培養(yǎng)植物細胞的融合第二十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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)方法？促進融合的方法？融合完成的標(biāo)志植物細胞B第二十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日（1）、去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

（2）、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）1、過程：第二十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日利用電激發(fā)將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進行細胞融合第二十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日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)。4、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）克服植物遠緣雜交不親和性主要：原生質(zhì)體融合結(jié)果3、原理：

細胞膜的流動性和細胞全能性如馬、驢之間第二十八頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日白菜甘藍白菜－甘藍“白菜－甘藍”同普通白菜相比，具有生長期短、耐熱性強和易于貯藏等優(yōu)點。第二十九頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日為什么“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？原因：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。5、未解決問題：第三十頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日比較植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交技術(shù)所屬范疇原理步驟意義聯(lián)系無性繁殖細胞全能性①脫分化②再分化保持優(yōu)良性狀繁殖速度快大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟效益雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠緣雜交不親和的障礙①去除細胞壁②融合形成雜種細胞③組織培養(yǎng)膜流動性細胞全能性染色體變異、基因重組第三十一頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日1、植物體細胞融合完成的標(biāo)志是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A2、用不同種植物的兩個體細胞融合成一個雜種細胞的過程。該過程是指A.不同植物的精子和卵細胞的融合B.不同植物的原生質(zhì)體的融合C．完整的兩個體細胞的融合D.植物花粉細胞的兩兩融合B鞏固練習(xí)第三十二頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日3、右圖為植物體細胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答：1）步驟①是________________________________最常用的方法是_________。2）步驟②一般常用的化學(xué)試劑是________目的是_____________。3）在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術(shù)手段是___________，其中步驟④相

當(dāng)于_____，步驟⑤相當(dāng)于_____。

去掉細胞壁分離出有酶解法聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合脫分化再分化植物組織培養(yǎng)活力的原生質(zhì)體第三十三頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日異想天開第三十四頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日植物細胞工程的實際應(yīng)用繁殖植物的新途徑微型育種作物脫毒人工種子育種新方法單倍體育種誘導(dǎo)突變體細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)第三十五頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日概念：應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術(shù)）原理：植物細胞的全能性優(yōu)點：繁殖率高，可大批量生產(chǎn)取材少培養(yǎng)周期短保持優(yōu)良性狀微型繁殖第三十六頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日作物脫毒病毒在作物體內(nèi)逐年積累，會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差分生區(qū)附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚至沒有采用莖尖進行組織培養(yǎng)第三十七頁，共四十一頁，編輯于2023年，星期日人工種子結(jié)構(gòu)：人工薄膜+胚狀體（不定芽、頂芽、腋芽）優(yōu)點：不受氣候、季節(jié)、地域的限制保留優(yōu)良性狀時間短，占地少