高中生物克隆技术选修三第二节植物的克隆.ppt

第二节 2008 9 12 植物的克隆 1958年 1 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 植物细胞的全能性 是指植物体的每个生活细胞都具有发育成完整植株的潜能 因为植物体的每一个细胞都具有植物体的全部遗传信息 2 是不是所有植物体的培养细胞都能发育成相应的完整植株呢 认识一 所有的植物细胞都具有全能性 认识二 植物的培养细胞发育成一个完整的植株是有条件的 不是所有的植物培养细胞在自然状态下都能发育成一个完整的植株 3 植物的培养细胞是如何培养成一个完整的植株的呢 一 要有适宜的培养条件 营养条件 生长调节剂条件 无菌条件 思考讨论 为什么体内细胞没有表现出全能性 而是分化成为不同的组织 器官 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果 在个体发育的不同时期 生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的 合成的蛋白质也不一样 从而形成了不同的组织和器官 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 二 培养细胞培养成一个完整植株的过程 植物组织培养 schwann在1839年明确的指出 如果具有与有机体内一样的条件时 每个细胞应该可以独立生活和发展 背景资料 德国著名植物学家g haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说 他认为 高等植物的组织 器官可以不断分割 直到单个细胞 如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力 那么 可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体 植物组织培养的发展简史 探索阶段 19世纪初 30年代中 德国植物生理学家haherlandt首次进行了植物细胞培养实验 奠基阶段 30 50年代 1934年 white培养番茄离体根尖成功1939年 gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功white 烟草种间杂种的瘤组织进行组培nobecourt 胡萝卜进行组培以上三人是植物组织培养的奠基人 迅速发展阶段 60年代后 原生质体 花药 快繁技术迅速发展 科学研究表明 处于离体状态的植物活细胞 在一定的营养物质 激素和其他外界条件的作用下 就可能表现出全能性 发育成完整的植株 人工条件下实现的这一过程 就是植物组织培养 1958年steward和reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚 并进而获得了完整植株 植物组织培养的发展简史 植物组织培养的培养基 定义 含有一定营养成分 供组织培养植物生长的基质无机营养成分 c h o大量元素及部分微量元素有机营养成分 含n物质 包括维生素和氨基酸 碳源 2 5 的蔗糖 琼脂 起支持作用 生长激素 生长素 细胞分裂素和赤霉素ph值 5 0 6 0 植物组织培养 外植体 从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官1 外植体灭菌消毒 根尖 茎 芽 嫩叶 种子 花粉等 2 用消毒过的器械将外植体置于培养皿上3 切取所需的外植体4 将外植体接种于培养容器的培养基上整个试验在超净工作台上进行 保持无菌 外植体经过一段时间在培养基上生长后 会形成愈伤组织 脱分化 再分化 一 植物组织培养的过程 分化 未分化 分化 幼芽或幼根 条件 优点 特点 取材少 繁殖率高培养周期短不受季节限制便于自动化管理培养无病毒植株 根尖 茎尖 保持亲本的优良性状 无性繁殖 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 无定形状态薄壁细胞高度液泡化排列疏松 无规则 分化程度低去分化较易 离体的植物器官 组织或细胞 生姜是药食两用的经济作物 具有栽培容易 产量高 价格高等特点 近年在各地发展很快 但是生姜在生产上长期采用无性繁殖 容易感染多种病毒病 使生姜品质变差 叶子皱缩 生长缓慢 一般减产30 50 案例一 4 是不是所有的植物细胞都能充分表现出全能性 认识一 所有的植物细胞都具有全能性 认识二 不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异 他们表达全能性的程度大不形同 因此 要获得植物克隆的成功 需要做到 5 植物克隆的成就有哪些 细胞培养和器官培养 原生质体培养和植物细胞工程 多途径上的植物克隆实践 6 植物组织培养和克隆经历了一个世纪的发展 回顾一下发展的历史 如何培育出上结大豆 下结花生的新品种 请你们讨论后设计 案例二 植物体细胞杂交过程 植物细胞a 大豆 植物细胞b 花生 原生质体a 原生质体b 再生出细胞壁 方法 促融方法 类型 遗传物质 优点 去除细胞壁 原生质体融合 杂种植株 大豆花生 脱分化 愈伤组织 杂种细胞 为什么可融合 再分化 植物体细胞杂交的优点 融合体 杂种细胞 去壁的常用方法 原生质体融合方法 植物体细胞杂交过程示意图 制备原生质体 酶解法去掉细胞壁诱导融会新的原生质体生出细胞壁杂种细胞组织培养杂种植株意义 克服远缘杂交不亲和的障碍 培育新品种 植物体细胞杂交方法及意义 1 定义 生物体的细胞具有使后代细胞形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