《植物细胞工程》PPT课件.ppt

,专题2 细胞工程,1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物-克隆羊多利诞生于英国.,这样的生物技术属于何种生物工程？,细胞工程,细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，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。,什么叫细胞工程？,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术,利用菊花花瓣培养的菊花,为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？,一 细胞的全能性,1什么是细胞的全能性？ 2为什么细胞具有全能性？ 3菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？,4.所有细胞的全能性都一样吗？,一 细胞的全能性,1、概念,：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、原因,：生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。,3 、在生物体内，由于基因的选择性表 达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。,1）受精卵,生殖细胞,体细胞,*4、全能性的比较,2）植物细胞全能性一般比动物细胞强,利用菊花花瓣培养的菊花,植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？,菊花 花瓣,愈伤组织,根、芽,植物体,由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程,愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段间以后，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。,要把一块组织通过培养得到一株完整植株, 应该如何操作呢?,切取 形成层,无菌接种,诱导愈伤织 的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,1、细胞全能性表现的条件 (1)离体状态(未离体的细胞，由于细胞的分化其全能性受到限制，不能表现)。 (2)无菌操作(防止杂菌污染)。 (3)适宜物质的诱导和调节(植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。 (4)种类齐全、比例适合的营养物质。 (5)适宜的外界条件(如温度、pH、光照等)。,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,植物激素： 细胞分裂素、生长素,再分化,2、过程,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、植物组织培养,概念,【例1】 如图为植物组织培养过程，有关说法不正确的是( )。,B,AB试管中细胞全能性最高 BD试管中培育出的个体都是纯合子 CAB的过程不需要光照 DAD的细胞分裂都是有丝分裂,三、植物体细胞杂交技术,番茄马铃薯,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。,1、概念,原生质体A,原生质体B,原生质体融合,正在融合的原生质体,再生出细胞壁,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,纤维素酶 果胶酶,物理方法 化学方法：,离心 振动 电刺激,聚乙二醇,植物组织培养,植物细胞融合,2、 过 程,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,说明：白菜甘蓝具有两个亲本的特征，具有双亲的全部遗传物质,【例2】 科学家利用细胞工程培育了“白菜甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题。,(1)由D形成F过程所依据的原理是_，从本质上讲，“白菜甘蓝”杂种植株具有的性状是_的结果。 (2)若“白菜甘蓝”杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是_倍体。 (3)“白菜甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。,植物细胞的全能性,基因选择性表达,单,取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜甘蓝”植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在_ 植株乙上。 适宜条件下培养一段时间后，分别观察_的生活情况。 若_，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；若_， 说明甲植株的抗虫基因得到表达。,长势相似的普通“白菜甘蓝”,昆虫幼虫,甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活,甲植株上昆虫幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活,3、成果和未解决的问题,成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出 现自然界没有的新品种。,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。,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，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，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。,比较,无性繁殖,细胞全能性,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,植物体细胞杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远源杂交不亲和的障碍,去除细胞壁 融合形成杂种细胞 组织培养,细胞膜流动性 植物细胞全能性,染色体变异、基因重组,1、不能人工诱导原生质体融合的方法是（ ）,A、振动 B、电刺激 C、PEG试剂 D、重压,2、植物细胞融合完成的标志的是（ ） A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合 C、细胞质发生融合 D、细胞核发生融合,A,D,自我评价,3、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：( ),A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能,B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能,C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能,D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程,C,4、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 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 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性,C,5.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的