高中生物 克隆技术植物的克隆课件 浙科版选修3.ppt
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1、 蝴蝶兰属热带气生兰,花形似蝴蝴蝶兰属热带气生兰,花形似蝴蝶,因而得名。其花形态美丽,色彩蝶,因而得名。其花形态美丽,色彩丰富,花期长,在热带兰中有丰富,花期长,在热带兰中有“兰花兰花皇后皇后”之美称,是近年来最受欢迎的之美称,是近年来最受欢迎的洋兰之一。蝴蝶兰是单茎性气生兰,洋兰之一。蝴蝶兰是单茎性气生兰,植株极少发育侧芽,且种子极难萌发植株极少发育侧芽,且种子极难萌发, ,对其进行常规性的繁殖,增殖速度很对其进行常规性的繁殖,增殖速度很慢。你能想办法快速大量繁殖它吗?慢。你能想办法快速大量繁殖它吗?思考思考: 粮食危机是全球五大危机之粮食危机是全球五大危机之一,土地面积减少,粮食产量降一,
2、土地面积减少,粮食产量降低,威胁着人类的生存,你能想低,威胁着人类的生存,你能想办法在现有土地上增产粮食吗办法在现有土地上增产粮食吗? ?植物的克隆植物的克隆植物克隆的技术基础:植物组织培养植物克隆的技术基础:植物组织培养19581958年年, ,斯图斯图尔德尔德( (美美) )胡萝胡萝卜组卜组织培织培养养为什么胡萝卜根的培养细胞能培养成一为什么胡萝卜根的培养细胞能培养成一个完整的胡萝卜植株呢?个完整的胡萝卜植株呢?植物组织培养的理论基础(原理):植物组织培养的理论基础(原理):细胞的全能性细胞的全能性一、植物细胞的全能性一、植物细胞的全能性1.1.植物细胞全能性:植物体的每个生植物细胞全能性
3、:植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而活细胞都具有遗传上的全能性,因而具有发育成完整植株的潜能。具有发育成完整植株的潜能。2.2.原理:生物体的每一个细胞都包含原理:生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的有该物种所特有的全套遗传物质全套遗传物质,都,都有发育成为完整个体所必需的有发育成为完整个体所必需的全部基全部基因因。 在生物体内为什么细胞没有表现出全能在生物体内为什么细胞没有表现出全能性性, ,而是分化为不同的组织或器官呢而是分化为不同的组织或器官呢? ?基因在特定的时间和空间条件下基因在特定的时间和空间条件下选选择性表达择性表达的结果的结果. .3.3.植物细胞全能性表达的条
4、件植物细胞全能性表达的条件离体状态(必要),无菌;离体状态(必要),无菌;有一定的营养物质;有一定的营养物质;植物生长调节剂;植物生长调节剂;一定的外界环境条件(温度,光照)一定的外界环境条件(温度,光照) 生物体的绝大多数活细胞含有该生物全生物体的绝大多数活细胞含有该生物全部的遗传信息,具有遗传上的全能性,因而部的遗传信息,具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整生物体的潜能。植物细胞都具有发育成完整生物体的潜能。植物细胞和动物的受精卵等细胞能较强地表现这种全和动物的受精卵等细胞能较强地表现这种全能性,而一般情况下高等动物细胞的全能性能性,而一般情况下高等动物细胞的全能性无法表现无法表现4.
5、4.全能性的体现全能性的体现所有的植物生活细胞(即使是已经高所有的植物生活细胞(即使是已经高度分化的细胞)都具有全能性,通过度分化的细胞)都具有全能性,通过植物组织培养就可体现全能性植物组织培养就可体现全能性不同种类植物和同种植物的不同基因型个体不同种类植物和同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异,全能性的表达程度大不之间遗传性的差异,全能性的表达程度大不相同相同细胞全能性的比较:细胞全能性的比较:受精卵受精卵 生殖细胞(卵细胞或花药)生殖细胞(卵细胞或花药) 干细胞干细胞 体细胞体细胞植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞分化程度低的细胞分化程度低的细胞 分化程度高的细胞分化程度高的细胞、配置
6、(半固体)培养基、配置(半固体)培养基、获取(消毒的)植物组织、获取(消毒的)植物组织、组织培养,组织培养,获得愈伤组织获得愈伤组织、诱导新植株形成诱导新植株形成 二二. .植物组织培养程序植物组织培养程序 植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基 无机营养成分:无机营养成分:C C,H H,O O大量元素及部分微量元大量元素及部分微量元素素 有机营养成分有机营养成分 含含N N物质:包括维生素和氨基酸物质:包括维生素和氨基酸 碳源:碳源:2%5%2%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂:起支持作用琼脂:起支持作用 相关激素:生长素,细胞分裂素和赤霉素相关激素:生长素,细胞分裂素和赤霉素 PHPH值:值:5
7、.05.06.06.0植物组织培养的一般程序:植物组织培养的一般程序:脱分化脱分化愈伤组织:相对愈伤组织:相对没有没有分化分化的活的薄壁细胞的活的薄壁细胞团组成的新生组织团组成的新生组织再再分分化化调节营养物质、调节营养物质、无菌条件和生长无菌条件和生长调节剂的适当配调节剂的适当配比比诱导根、芽顶诱导根、芽顶端分生组织端分生组织离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽或胚状体根、芽或胚状体小植株小植株脱分化脱分化植物激素:植物激素:细胞分裂素、生长素等细胞分裂素、生长素等再分化再分化植物组织培养植物组织培养植物组织培养条件植物组织培养条件: 一定的营养物质和植
8、物一定的营养物质和植物生长调节剂、一定的温度、生长调节剂、一定的温度、空气、无菌环境、适合的空气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。植物组织培养的一般程序:植物组织培养的一般程序:脱分化脱分化通过悬浮培养通过悬浮培养分散成分散成单细胞单细胞细胞质丰富、液泡细胞质丰富、液泡小而细胞核大(小而细胞核大(胚胚性细胞性细胞的特征)的特征)再再分分化化调节营养物质和调节营养物质和生长调节剂的适生长调节剂的适当配比当配比包裹人工种皮,包裹人工种皮,形成人工种子形成人工种子胚状体胚状体离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体小植株小植株脱分化脱分化植物
9、激素:植物激素:细胞分裂素、生长素等细胞分裂素、生长素等再分化再分化植物组织培养植物组织培养单细胞单细胞通过悬浮培养分散成通过悬浮培养分散成包以人工种皮,包以人工种皮,形成人工种子形成人工种子愈伤组织或创伤组织愈伤组织或创伤组织产生的愈伤组织细胞与叶细胞在染色体的数目上是否相同?产生的愈伤组织细胞与叶细胞在染色体的数目上是否相同?染色体上所含的遗传物质是否相同?染色体上所含的遗传物质是否相同?细胞的形态结构是否相同?细胞的形态结构是否相同?相同相同相同相同不同不同是一种由相对没有分化的活的薄壁细是一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的的新生细胞。胞团组成的的新生细胞。排列疏松无规则、高度液泡
10、化、无定排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞形态的薄壁细胞切取切取接种接种愈伤组织的形成愈伤组织的形成试管苗的形成试管苗的形成试管苗大规模培养试管苗大规模培养移栽至土壤移栽至土壤染色体畸变染色体畸变细胞核变异细胞核变异 非整倍体产生非整倍体产生 遗传物质变化遗传物质变化 激素水平打破激素水平打破对外源生长物质敏感性下降对外源生长物质敏感性下降 其他原因其他原因 生长发育生长发育条件变化条件变化 长期培养中细胞全能性下降的原因:长期培养中细胞全能性下降的原因:1 1、深入探讨特定植物细胞全能性的表、深入探讨特定植物细胞全能性的表达条件达条件2 2、尽量选择、尽量选择性状优良性状优良、细
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