第1节基因工程的基本原理和技术.ppt

细胞工程,指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，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。,课本P31,2.1植物细胞工程,理论基础,植物细胞工程,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,实际应用,微型繁殖：是指把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。是用植物的组织或细胞在试管中迅速繁殖,，能在短期内生产出大量市场所需的优质苗木,每年可以繁殖出几万甚至数百万的小植株，既不损伤原材料又可获得较高的经济效益。,一、细胞的全能性,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全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。,3、生物体内细胞未表现全能性，而是分化成不同的组织器官的原因？,基因选择性表达的结果,(原因),细胞分化,生物体的每一个体细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。,基因选择性表达的结果（细胞分化）,200多种,4、细胞的全能性与细胞分化的关系,受精卵生殖细胞（精、卵）体细胞,体细胞：植物细胞动物细胞,分化程度低的细胞分化程度高的细胞,幼嫩细胞衰老的细胞,分裂能力强的细胞分裂能力弱的细胞,全能性大小,一、植物组织培养,离体植物细胞（外植体）,脱分化,再分化,植物体,外源激素诱导,外植体本身、培养基和培养环境,植物组织培养的培养基,无机营养物质：植物所必需的大量元素及微量元素有机营养物质含N物质：包括维生素和氨基酸碳源：2%5%的蔗糖琼脂：起凝固支持作用植物激素：（生长素，细胞分裂素）,愈伤组织,愈伤组织,胚状体,根、芽同时发生,先根后芽,先芽后根,人工种子,完整植株,3、影响植物组织培养的因素有哪些？,营养物质：水、无机盐、氨基酸和有机酸等、蔗糖,调节细胞渗透压,提供营养,离体且无菌条件,适宜的温度和pH，光照等,（脱分化形成愈伤组织时不需要，但再分化阶段形成根、芽时需要）,植物激素,获取外植体,无菌接种,诱导愈伤组织的形成,试管苗的形成,扩大培养,移栽,脱分化,再分化,请同学们讨论如何实现？,杂种细胞,愈伤组织,杂种植株,植物细胞A,植物细胞B,原生质体A,原生质体B,正在融合的原生质体,去细胞壁!,再生细胞壁,植物组织培养,植物细胞融合,二、植物体细胞杂交,原理：植物细胞的全能性和细胞膜的流动性,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,成果：,白菜甘蓝优点：生长周期短、耐热性强、易于储藏等,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,讨论：白菜和甘蓝都是二倍体植株，那么“白菜-甘蓝”几倍体植株？,（异源四倍体），可育,白菜-甘蓝是几倍体生物？可育吗？,AABB,2、体细胞杂交,1、有性生殖,白菜,AA,A,A,同源二倍体,比较,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,杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远源杂交的障碍,去除细胞壁融合形成杂种细胞组织培养,膜流动性细胞全能性,1,2,3,4,5,（三）神奇的人工种子,人工种子组成,胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮(透气透水易降解+胚乳（营养物质、固氮菌、抗生素等）,人工种子：,1.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：脱分化再分化表示，它能被培养成的根本原因是。表示，它的细胞特点是、若想制造人工种子，应选择（写编号）。,外植体,植物细胞全能性,愈伤组织,细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态,若是花药，则是，这项技术可用在上。,单倍体植株,单倍体育种,2.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：,步骤是去掉，使植物细胞成为，最常用的方法是。步骤一般常用的化学试剂是，目的是。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。,细胞壁,原生质体,酶解法,聚乙二醇,诱导原生质体融合,植物组织培养,脱分化,再分化,植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是。从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于。利用植物体细胞杂交的