植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

關(guān)于植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

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)胞器水平的操作，按照人的意愿來改變細(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)。細(xì)胞工程第2頁,共34頁，2024年2月25日，星期天前者是細(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:第3頁,共34頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法細(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)胞工程研究的目的研究的水平動(dòng)物細(xì)胞工程第4頁,共34頁，2024年2月25日，星期天思考1、植物組織培養(yǎng)的大致過程包括哪幾個(gè)階段？2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是什么？外植體—愈傷組織—長出叢芽—生根--移栽成活植物細(xì)胞具有全能性3、什么叫做細(xì)胞全能性？動(dòng)物細(xì)胞具有全能性嗎？

已經(jīng)分化的細(xì)胞,仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能.

動(dòng)物細(xì)胞核具有全能性4、生物體所有細(xì)胞全能性都一致嗎？受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞;植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞第5頁,共34頁，2024年2月25日，星期天所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)

植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段

植物組織培養(yǎng)

植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性一、植物細(xì)胞工程第6頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？

花瓣細(xì)胞具有這種生物全部遺傳信息，具有發(fā)育成完整植物體的潛能每個(gè)植物細(xì)胞都具有全能性的特點(diǎn)第7頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

為什么植物的花瓣在植物體內(nèi)沒有能發(fā)育成完整的植株呢？因?yàn)椋涸谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因有選擇性的表達(dá)第8頁,共34頁，2024年2月25日，星期天體現(xiàn)全能性的外界條件：

細(xì)胞應(yīng)具有這種植物體的全部遺傳信息離體狀態(tài)；一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素、及其它外界條件。體現(xiàn)全能性的物質(zhì)基礎(chǔ)：第9頁,共34頁，2024年2月25日，星期天一、植物組織培養(yǎng):2、理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性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(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，最終形成完整的植株第10頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3、過程:植物體芽、根

離體的植物器官、組織、細(xì)胞愈傷組織脫分化再分化第11頁,共34頁，2024年2月25日，星期天區(qū)分:

在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程.細(xì)胞的分化:脫分化:再分化:

由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程

脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官的過程。第12頁,共34頁，2024年2月25日，星期天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13頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件有哪些？2.在植物組培過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？3、為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎？離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件

胡蘿卜根形成層容易誘導(dǎo)成愈傷組織，其他部分也能培養(yǎng)，只是誘導(dǎo)困難

所利用的植物材料體積小、抗性差；用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，使培養(yǎng)物生長受到影響第14頁,共34頁，2024年2月25日，星期天4、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。第15頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

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。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

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？第16頁,共34頁，2024年2月25日，星期天雜種植株正融合的原生質(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)植物細(xì)胞B1、植物體細(xì)胞雜交過程：第17頁,共34頁，2024年2月25日，星期天去壁的常用方法：用“纖維素酶和果膠酶”(酶解法）去除

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動(dòng)、電激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）作誘導(dǎo)劑融合細(xì)胞形成的標(biāo)志：新的細(xì)胞壁已經(jīng)形成注：第18頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、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、成果和未解決的問題

成果：克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種。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。第19頁,共34頁，2024年2月25日，星期天白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)第20頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

基因型為AaBb的水稻（含24條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問：1）要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有_____________和__________兩類激素。2）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原因是________能利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長發(fā)育細(xì)胞分裂素生長素葉綠體第21頁,共34頁，2024年2月25日，星期天3）試管苗的細(xì)胞核中含____條脫氧核糖核苷酸鏈。4）培育成的試管苗可能出現(xiàn)的基因型有_____________。24AB、aB、Ab、ab第22頁,共34頁，2024年2月25日，星期天材料二：植物細(xì)胞a→C植物細(xì)胞b→D融合再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂……植物的器官、組織或細(xì)胞取下并放入培養(yǎng)基中培養(yǎng)AB再分化植物體胚狀體材料一：

閱讀下列材料，分析后簡(jiǎn)要回答問題：1）寫出以下過程或結(jié)構(gòu)的名稱：A_______________；B_______________；C_______________；D_______________。脫分化愈傷組織原生質(zhì)體a原生質(zhì)體b第23頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2）材料2中在獲得雜種細(xì)胞的容器中還有其他什么細(xì)胞？______________________________________3）A過程是否需要光照？________；再分化是否需要光照？_____________4）名貴花卉進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該株的A．莖尖B.子房壁()C.花粉粒D.葉片細(xì)胞a、細(xì)胞b、細(xì)胞a→細(xì)胞a、細(xì)胞b→細(xì)胞b不需要需要C第24頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2、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A第25頁,共34頁，2024年2月25日，星期天1、當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，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(xiàng)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DAD第26頁,共34頁，2024年2月25日，星期天8、植物體細(xì)胞雜交可以解決不同生物之間的（）問題A．親緣關(guān)系遠(yuǎn)

B．生殖隔離C．地理隔離

D．組織分化B第27頁,共34頁，2024年2月25日，星期天植物體細(xì)胞雜交過程是（

）A.用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出有活性的原生質(zhì)體B.人工誘導(dǎo)使兩個(gè)不同植物的原生質(zhì)體融合C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質(zhì)體得到雜種植株D.通過以上三者來完成D第28頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

在細(xì)胞工程——原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)是將營養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去，通常是采用纖維素酶和果膠酶的酶解破壁法處理。如將去掉了細(xì)胞壁的成熟植物細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞將：A.皺縮B.脹破C.呈球形D.保持原狀B第29頁,共34頁，2024年2月25日，星期天

在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，不需要A.具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B.離體狀態(tài)C.導(dǎo)入外源基因D.一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素CC第30頁,共34頁，2024年2月25日，星期天植物體細(xì)胞雜交的目的中錯(cuò)誤的是 （）A.把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上B.獲得雜種植株

C.克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙 D.實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合

D第31頁,共34頁，2024年2月25日，星期天2．右圖為植物體細(xì)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③一般常用的化學(xué)試劑是

，目的是_________________________。

(3)在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，運(yùn)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(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體酶解法PEG

誘導(dǎo)不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)

脫分化再分化第32頁,共