ggg2[1].1.1植物細胞工程的基本技術

1、專題2 細胞工程,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遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。,細胞工程,應用的原理和方法,細胞生物學和分子生物學,細胞整體水平或細胞器水平,按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品,概念,分類,植物細胞工程,研究的目的,研究的水平,動物細胞工程,前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術, 后者是分子水平上的生物技術。,克隆多莉羊技術是 水平上的技術， 培育抗蟲棉是 水平上的技術。,細胞工程與基因工程相比：,細胞,分子,思考:,科技探索之路,能否培育成完整的植株呢？,植物細胞工程,所采用技術

2、的理論基礎,植物細胞工程,通常采用的技術手段,植物組織培養(yǎng),植物體細胞雜交,植物細胞的全能性,離體的組織或器官或細胞,已分化的細胞，經誘導失去特有結構和功能而轉變成未分化細胞的過程。,一 植物組織培養(yǎng),概念：,植物細胞全能性：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整植物體的潛能。,發(fā)育過程沒有表現全能性：,在特定時間和空間條件下，細胞中的基因會有選擇性的表達出各種蛋白質，從而構成生物體的不同組織和器官。,1）受精卵,生殖細胞,體細胞,2）植物細胞動物細胞,全能性的比較,1 原理：植物細胞全能性,胡蘿卜的植物組織培養(yǎng)：,切取,接種,愈傷組織的形成,試管苗的形成,培養(yǎng)室,移栽,2、

3、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）,植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基,無機營養(yǎng)成分：無機鹽離子 有機營養(yǎng)成分： 含N物質：包括維生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖溶液，調節(jié)滲透壓 瓊脂：起支持作用 激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素 PH值：5.06.0,一、 植物組織培養(yǎng),一、植物組織培養(yǎng),3、 植物組織培養(yǎng)的基本過程 外植體 愈傷組織 胚狀體已分化出根、芽,分化程度降低，分裂能力增強,重新分化出組織器官的過程（細胞分裂素、生長素）,細胞分化程度與細胞分裂能力呈負相關,愈傷組織的形成,愈傷組織

4、：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，形成一種排列疏松無規(guī)則、高度液泡化、無定形態(tài)的薄壁細胞組成的組織。,植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）,試管苗大規(guī)模培養(yǎng),移栽,經過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培,植物組織培養(yǎng)： 概念,理論基礎：,能力訓練：,1、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是：,D,3.請根據上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖。,例3.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)育成植株例4.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的(

5、 ) 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,A,C,植物體細胞雜交應用研究,1、定義：,將兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的過程。,2、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）,克服了遠緣雜交不親和的障礙，拓展了可用于雜交的親本組合范圍。,植物體細胞雜交,植株,3、過程,雜種植株,融合的原生質體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,原生質體B,原生質體A,雜種細胞AB,去 壁,去 壁,人 工 誘 導,方法？,促進融合的方法？,融合完成的 標志,植物細胞B,利用電激法將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進行

6、細胞融合,植物體細胞雜交：,失敗,甘藍,白菜,白菜甘藍,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。,.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，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，所以雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯。,融合體,雜種細胞,去壁的常用方法：,原生質體融合方法：,植物體細胞雜交過程示意圖,細胞融合的基礎：,細胞膜的流動

7、性,例5、植物體細胞融合完成的標志是 ( )A產生新的細胞壁 B細胞膜發(fā)生融合C細胞質發(fā)生融合 D細胞核發(fā)生融合例6、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,A,B,比較,無性繁殖,細胞全能性,脫分化 再分化,保持優(yōu)良性狀 繁殖速度快、大規(guī)模生產 提高經濟效益,雜交技術應用了組織培養(yǎng),克服不同種生物遠源雜交的障礙,去除細胞壁 融合形成雜種細胞 組織培養(yǎng),膜流動性 細胞全能性,染色體變異、基因重組,2.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雜交嗎？如果理論上可行，請設計出具體實驗方案。,提示：根據眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現雜交的。具體的實驗方案可以設計如下：,2.1.1 植物細胞工程的基本技術,細胞工程：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