2.1.1植物细胞工程的基本技术PPT文档.ppt
概念：,前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。,克隆多莉羊技术是 水平上的技术，培育抗虫棉是 水平上的技术。,细胞工程与基因工程相比：,细胞,分子,思考:,2.1 植物细胞工程,植物细胞工程理论基础：,植物细胞的全能性,细胞的全能性,1、定义：,生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能的特性。,2、原理：,生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因.,受精卵,生殖细胞,体细胞,3、大小：,植物细胞动物细胞,胚胎干细胞,注意：受精卵的全能性最高,4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官的原因,基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果,5、植物细胞表现出全能性的条件：,离体一定的营养物质、激素适宜的温度、pH、无菌等外界条件,以下不能说明细胞全能性的实验是 A.玉米花粉粒培育出植株 B.转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株 C.紫色糯性玉米种子培育出植株 D.核移植获得的组装细胞培育出鲤鲫移核鱼,C,植物细胞工程的基本技术,1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段？,2、植物组织培养技术的理论基础是什么？,愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。,脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。,脱分化的实质和结果分别是什么？,实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。,再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。,(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？,防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。,讨论,(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？,胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。,(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。,植物材料（消毒）,愈伤组织,再分化,诱导,试管苗,移栽到大田,培养成正常植株,模型构建,依据学过的知识和实验过程思考回答：,2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？,植物激素的种类和比例,1、离体的器官、组织或细胞，如果不进行脱分化处理能否培养成完整的植物体？,不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不进行脱分化处理就不能形成愈伤组织,3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。（但再分化时需要光，光能使细胞内形成叶绿体、叶绿素，进行光合作用）,小结：,植物组织培养的过程,外植体,脱分化,再分化,（离体的,已分化组织或细胞）,（未分化）,（分化）,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快不受季节限制工厂化生产幼苗无毒保持优良性状,适宜温度、光照、pH和无菌环境。无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等）,无定形状态薄壁细胞高度液泡化排列疏松、无规则无叶绿体,不进行光合作用,植物组织培养的概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,二、植物体细胞杂交技术：,因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。,于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。,这幅番茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,“Potamato”,1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2有没有一种温和的去壁方法呢？3为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？4、把原生质体放在一起能自然融合吗？5如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？6如何将杂种细胞培育成杂种植株？,请思考：,去壁,去壁,原生质体,植物细胞,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,植物体细胞杂交过程示意图,杂种植株,融合的原生质体AB,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞A,原生质体B,原生质体A,杂种细胞,去 壁,去 壁,人工诱导,方法？,促进融合的方法？,融合完成的标志,植物细胞B,1.过程,去壁的常用方法：,原生质体融合方法：,2、概念：,将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。,3、优势：（与有性杂交方法比较）,克服了不同种生物间的生殖隔离障碍(远缘杂交不亲和的障碍),4、未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要 表现出亲代的优良性状。,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,“白菜甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。,为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,异想天开,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,小结,
