211《植物细胞工程的基本技术》2(教育精品).ppt
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1、复习回顾:抗虫棉是如何获得的?现有一株抗虫棉,如何大面积培育?可不可以种子繁殖?专题2细 胞 工 程 本专题大纲要求:v 植物的组织培养 v 动物细胞培养与体细胞克隆 v 细胞融合与单克隆抗体 细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程v例题:判断哪项属于细胞工程范畴 vA 超级杂交水稻的培育vB
2、 抗虫棉的培育vC 胡萝卜组织培养技术vD 无籽西瓜的培育C2.1植物细胞工程植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花探究:探究:植物细胞工程的理论基础植物细胞工程的理论基础1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离、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?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。植物细胞具有全能性。2、什么是细胞的全能性?、什么是细胞的全能性?1、定义:、定义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞
3、,都具有发育成胞,都具有发育成 完整个体完整个体 的潜能。的潜能。2、全能性大小差异:、全能性大小差异:细胞的全能性细胞的全能性 受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞 植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞 具分裂能力细胞具分裂能力细胞不分裂细胞不分裂细胞 分化程度低细胞分化程度低细胞分化程度高细胞分化程度高细胞 有关全能性的表述中,不正确的是(有关全能性的表述中,不正确的是().受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体,因此全能性最高整个体,因此全能性最高 .生物体内细胞由于分化全能性不能表达生物体内细胞由于分化全能性不能表达 .卵细胞和受精卵一样,细胞
4、未分化,全能卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全能 性很高性很高 .植物细胞离体培养在一定条件下能表现出植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性全能性C例题例题:如何利用植物的一个茎秆培育成完如何利用植物的一个茎秆培育成完整的植株呢?整的植株呢?二、二、植物细胞工程的技术手植物细胞工程的技术手段段 植物组织培养植物组织培养植物组织培养的过程离体的离体的植物器官、组织或细胞植物器官、组织或细胞脱分化(又叫去分化)脱分化(又叫去分化)愈伤组织愈伤组织(排列疏松而无规则,高度液泡排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞)化的呈无定形状态的薄壁细胞)再分化再分化幼幼根根和和芽芽或胚或胚状
5、体状体植物体植物体发育发育脱分化脱分化:由高度分化的植物器官、组织或细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。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?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。实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。结果是形成愈伤组织。植物细胞的植物细胞的再分化再分化:脱分化产生的愈伤组织在: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。培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。强调几个概念强调几个概念:愈伤组织:愈伤组织:离体的植物器官、离体的植物器官、组织或细胞,在培养一段时组织或细胞,在培养
6、一段时间以后,通过细胞分裂,形间以后,通过细胞分裂,形成一种高度液泡化、无定形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。松无规则的组织。5、离体的器官、组织或细胞如果不进离体的器官、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行脱分化处理,能否培养成完整的植物体体?能力提高能力提高6、决定植物脱分化、再分化的关键因、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么?素是什么?植物激素知识拓展知识拓展 当当细胞分裂素细胞分裂素和和生长素生长素共同使用时,共同使用时,能刺激愈伤组织的形成,而通过调节能刺激愈伤组织的形成,而通过调节二者的浓度比,就可以调控
7、植物细胞二者的浓度比,就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成,称为培养过程中芽和根的形成,称为“激激素杠杆素杠杆”。具体内容详见具体内容详见P42拓展视野拓展视野植物组织培养条件:v总结植物组织培养概念离体的细胞、离体的细胞、适宜的养料和激素,适宜的养料和激素,适宜的温度和无菌条件适宜的温度和无菌条件反馈练习反馈练习1.下列属于组织培养的是:(下列属于组织培养的是:()A.花粉培养成单倍体植株花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成个体未受精的卵发育成个体A2.在离体的植物器官、组织或细胞脱在离体的植物器官、组织或细
8、胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件是不需要的(哪一项条件是不需要的()A.消毒灭菌消毒灭菌B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株,不需要(植株,不需要()A.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞B.离体状态离体状态C.导入外源基因导入外源基因D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素C因为不同种生物之间存因为不同种生物之间存在着生殖隔离,所以用在着生殖隔离,所以用传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这
9、一点的。于是,这些科学家试图用这两种植物的体于是,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。细胞进行杂交,来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗?为什么?实现吗?为什么?19721972年卡尔森等通过两个烟草品种之间年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合,获得了第一个体细胞杂种。原生质体的融合,获得了第一个体细胞杂种。19781978年梅尔彻斯年梅尔彻斯(Melchers)(Melchers)等首次获得等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种了番茄和马铃薯
10、的属间体细胞杂种“PotamatoPotamato”。目前,已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与目前,已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代,获得了有价值的新品系或育种上等细胞杂种及其后代,获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。有用的新材料。白菜白菜白菜白菜甘蓝甘蓝甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝v1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完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?成融合,遇到的第一个障碍是什么?v2 2有没有一种温和的去壁方法呢?有没有
11、一种温和的去壁方法呢?v3 3为什么两个原生质体能发生融合,这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?与细胞膜的什么特性有关?v4 4如果两个来源不同的原生质体发生了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?融合,下一步该做何处理?v5 5如何将杂种细胞培育成杂种植株?如何将杂种细胞培育成杂种植株?请思考:请思考:杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化1 1、过程、过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细
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