植物细胞工程的基本技术1

专题2细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 通过细胞水平或细胞器水平的操作 按照人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 细胞工程 前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术 后者是分子水平上的生物技术 克隆多莉羊技术是水平上的技术 培育抗虫棉是水平上的技术 细胞工程与基因工程相比 细胞 分子 思考 细胞工程 应用的原理和方法 细胞生物学和分子生物学 细胞水平或细胞器水平 按照意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 概念 分类 植物细胞工程 研究的目的 研究的水平 动物细胞工程 思考 1 植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段 2 植物组织培养技术的理论基础是什么 外植体 愈伤组织 长出丛芽 生根 移栽成活 植物细胞具有全能性 3 什么叫做细胞全能性 动物细胞具有全能性吗 已经分化的细胞 仍然具有发育成完整个体的潜能 动物细胞核具有全能性 4 生物体所有细胞全能性都一致吗 受精卵 生殖细胞 体细胞 植物细胞 动物细胞 所采用技术的理论基础 植物细胞工程 通常采用的技术手段 植物组织培养 植物体细胞杂交 植物细胞的全能性 一 植物细胞工程 为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢 花瓣细胞具有这种生物全部遗传信息 具有发育成完整植物体的潜能 每个植物细胞都具有全能性的特点 为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整的植株呢 因为 在特定的时间和空间条件下 细胞中的基因有选择性的表达 体现全能性的外界条件 细胞应具有这种植物体的全部遗传信息 离体状态 一定的营养物质 激素 及其它外界条件 体现全能性的物质基础 一 植物组织培养 2 理论基础 植物细胞的全能性 1 概念 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 3 过程 植物体 芽 根 离体的植物器官 组织 细胞 愈伤组织 脱分化 再分化 区分 在个体发育中 由一个或一种细胞增殖产生的后代 在形态 结构和生理功能上发生稳定性差异的过程 细胞的分化 脱分化 再分化 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养 又可以重新分化成根或芽等器官的过程 切取形成层 无菌接种 诱导愈伤组织的形成 试管苗的形成 培养室 移栽 脱分化 再分化 1 植物细胞表现出全能性的条件有哪些 2 在植物组培过程中 为什么要进行一系列的消毒 灭菌 并且要求无菌操作 3 为什么切取胡萝卜根的形成层 其他部分也能培养成小植株吗 离体 一定的营养物质 激素和其他外界条件 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织 其他部分也能培养 只是诱导困难 所利用的植物材料体积小 抗性差 用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长 使培养物生长受到影响 4 为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养 在有光时 往往容易形成维管组织 而不易形成愈伤组织 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 二 植物体细胞杂交技术 这幅番茄 马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗 为什么 杂种植株 正融合的原生质体AB 再生出细胞壁 脱分化 愈伤组织 再分化 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 植物细胞B 1 植物体细胞杂交过程 去壁的常用方法 用 纤维素酶和果胶酶 酶解法 去除 原生质体融合方法 物理法 离心 振动 电激等 化学法 聚乙二醇 PEG 作诱导剂 融合细胞形成的标志 新的细胞壁已经形成 注 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 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 白菜 甘蓝 白菜 甘蓝 基因型为AaBb的水稻 含24条染色体 的花药通过无菌操作接入试管后 在一定条件下形成试管苗 问 1 要促进花粉细胞分裂生长 培养基中应有 和 两类激素 2 愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根 再由芽发育成叶和茎 这一过程必须给予光照 其原因是 能利用光能制造有机物 供试管苗生长发育 细胞分裂素 生长素 叶绿体 3 试管苗的细胞核中含 条脱氧核糖核苷酸链 4 培育成的试管苗可能出现的基因型有 24 AB aB Ab ab 阅读下列材料 分析后简要回答问题 1 写出以下过程或结构的名称 A B C D 脱分化 愈伤组织 原生质体a 原生质体b 2 材料2中在获得杂种细胞的容器中还有其他什么细胞 3 A过程是否需要光照 再分化是否需要光照 4 名贵花卉进行离体培养时不应采用该株的A 茎尖B 子房壁 C 花粉粒D 叶片 细胞a 细胞b 细胞a 细胞a 细胞b 细胞b 不需要 需要 C 2 下列属于组织培养的是 A 花药离体培养成单倍体植株B 芽发育成枝条C 根尖分生区发育成成熟区D 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株 A 1 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时 下列有可能使其表现出全能性 发育成完整的植株的是 A 细胞分裂素B 生长素C 一定的营养物质D 以上三者均是2 细胞工程是一门综合科学技术 下列哪项技术不属于细胞工程 A 有性杂交B 体细胞杂交C 组织培养D 细胞核移植3 在生物体的所有细胞中 全能性最高的是A 卵细胞B 植物花粉C 体细胞D 受精卵 D A D 8 植物体细胞杂交可以解决不同生物之间的 问题A 亲缘关系远B 生殖隔离C 地理隔离D 组织分化 B 植物体细胞杂交过程是 A 用酶解法去掉细胞壁分离出有活性的原生质体B 人工诱导使两个不同植物的原生质体融合C 用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D 通过以上三者来完成 D 在细胞工程 原生质体融合育种技术中 其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去 通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理 如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中 细胞将 A 皱缩B 胀破C 呈球形D 保持原状 B 在离体的植物器官 组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中 下列哪一项条件是不需要的A 消毒灭菌B 适宜的温度C 充足的光照D 适宜的养料和激素要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株 不需要A 具有完整细胞核的细胞B 离体状态C 导入外源基因D 一定的营养物质和激素 C C 植物体细胞杂交的目的中错误的是 A 把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B 获得杂种植株C 克服远源杂交不亲和的障碍D 实现原生质体的融合 D 2 右图为植物体细胞杂交过程示意图 据图回答 1 步骤 是 最常用的方法是 2 步骤 一般常用的化学试剂是 目的是 3 在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中 运用的技术手段是 其中步骤 相当于 步骤 相当于 去掉细胞壁 分离出有活力的原生质体 酶解法 PEG 诱导不同植物体细胞的原生质体融合 植物组织培养 脱分化 再分化 4 植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株 使 能够在新的植物体上有所表现 其根本原因 5 若远源杂交亲本A和B都是二倍体 则杂种植株为倍体 远源杂交亲本的遗传特征 杂种植株获得双亲的遗传物质 四 6 从理论上讲 杂种