学校讲课课件《植物细胞工程的基本技术》.ppt

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1、转基因抗虫棉,番茄-马铃薯杂交植株,水平,专题2 细胞工程,细胞工程,指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。,原理,水平,目的,分类,2.1.1 植物细胞工程的基本技术,植物组织培养技术,植物体细胞杂交技术,用到了怎样 的工程技术手段,1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？,植物细胞具有全能性。,2、什么是细胞的全能性？,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点 。

2、,一、植物细胞的全能性,3、大小：,植物细胞动物细胞,花粉细胞有无全能性？,花粉中是否含有发育成本物种的全套遗传物质？你如何理解全套遗传物质,同一植株的不同细胞经过组织培养获得的愈伤组织基因型是否完全相同,分化程度低的细胞 分化程度高的细胞,切取,外植体,器械,培养基,二植物组织培养过程,脱分化形成愈伤组织,1脱分化,让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程，使其具有分裂、分化能力,2脱分化的实质,细胞恢复全能性的过程,3脱分化的结果,形成愈伤组织,4固体培养基的成分有哪些？,无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂,5诱导愈伤组织形成是否需要光照？是否需要

3、植物激素？细胞的新陈代谢类型？,无光、生长素=细胞分裂素、异养需氧型,6愈伤组织的特点？,排列疏松、无规则、高度液泡化的薄壁细胞,再分化形成根芽,1再分化,脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化形成根、芽等器官的过程,2再分化过程是否需要光照？是否需要植物激素？细胞的新陈代谢类型？,需光；生/细 高有利于根的分化 自养需氧型 生/细 低有利于芽的分化；,3分化的实质？分化过程中遗传物质是否改变,基因的选择性表达 不变,4分化的特点,普遍性、持久性、不可逆性,再分化形成根芽,试管苗大规模培养,P35,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,外植体,脱分化,再分化,过程,无光；生长

4、素=细胞分裂素；异养需氧型；,排列疏松、无规则、高度液泡化的薄壁细胞,需光；生/细 高有利于根的分化 自养需氧型 生/细 低有利于芽的分化；,概念,实质,结果,结果,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（营养物质和激素）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。,植物组织培养的概念,1植物组织培养的原理,植物细胞具有全能性,2植物细胞表达全能性的条件,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

5、茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,三、植物体细胞杂交技术,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,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？去壁后得到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？5如何将杂种细胞培育成杂种植株？,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,1、过程,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AB,去 壁,去 壁,人工诱导,方法？,促进融合的方法？,融合完成标志,植物细胞B,技术、原理

6、、几倍体,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、优势和未解决的问题,优势（与有性杂交方法比较） ：克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍,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。,比较,无性繁殖,植物细胞具有能性,脱分化再分化,保持优良性状繁殖速度快、大规模生产提高经济效益,杂交技术应用了组织培养,克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍,去除细胞壁融合形成杂种细胞组织培养,细胞膜具有流动性植物细胞具有全能性,染色体变异,（1）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？,马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、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。,（2）自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。,