浙科版高中生物-克隆技术-植物的克隆

回忆你所知道的育种方式？,抗虫棉,杂交育种,单倍体育种,多倍体育种,基因工程育种,神奇的“太空椒”,矮杆抗病的水稻,诱变育种,2.2.1植物的克隆,第二章克隆技术,植物克隆的理论基础是，技术基础是。,植物组织培养,植物细胞的全能性,蝴蝶兰属热带气生兰，花形似蝴蝶，因而得名。其花形态美丽，色彩丰富，花期长，在热带兰中有“兰花皇后”之美称，是近年来最受欢迎的洋兰之一。任务：蝴蝶兰是单茎性气生兰，植株极少发育侧芽，且种子极难萌发,对其进行常规性的繁殖，增殖速度很慢。请设计快速培育方案。（以3-4月龄的植株幼叶繁殖最好）,过程,由高度分化的植物器官、组织或细胞形成为愈伤组织的过程。,蝴蝶兰植株,叶细胞,愈伤组织,胚状体,幼体,成熟植株,脱分化：,液体悬浮培养分散成单细胞,胚性细胞,特征：细胞质丰富、液泡小而细胞核大。,再分化,愈伤组织,想一想：产生的愈伤组织细胞与叶细胞相比（1）染色体的数目是否相同？（2）染色体上所含的遗传物质是否相同？（3）细胞的形态结构是否相同？,相同,相同,不同,是一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的的新生细胞（细胞排列疏松、无规则）。,胚状体,胚性细胞,愈伤组织,1.植物组织培养的过程：,2.植物组织培养程序：,一、植物组织培养程序,激素：PH值：,配制培养基（半固体）,无机营养成分：有机营养成分：,切取小组织块（消毒的根茎叶芽）外植体,接种，获得愈伤组织（创伤组织）,诱导愈伤组织，再生出新植株,水、矿质元素,a含N物质：包括维生素和氨基酸b碳源：2%5%的蔗糖c琼脂：起支持作用,生长素，细胞分裂素和赤霉素,5.06.0,条件：,含有全部营养成分的培养基、无菌环境、适合的PH、一定的温度、空气、适时光照等。,切取,接种,愈伤组织的形成,试管苗的形成,应用1：,培养过程中，在培养基上需加入蔗糖，培养时需要照光，那么，培养的植物到底是自养型还是异养型？光的作用是什么？对于上述疑问，某研究性学习小组进行了下列实验：一组在培养基中加30%的蔗糖，另一组不加蔗糖，接种后，每组再分成两个小组，分别在光下和暗中培养。1个月后，观察植物体生长、分化情况，结果为下表：,你能得出什么结论？,蔗糖为生长、分化的必需成分(提供能量)，光促进细胞分化。,应用2：某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外共他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是什么？,污染主要来源于组织培养所用的离体组织；污染主要不是培养基灭菌时间短造成的；调节培养基pH不能解决污染问题；调节培养温度不能解决污染问题。,1、定义：,植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能。如根、尖、叶、花药、子房、幼胚等,2、体现：,（1）受精卵的全能性最高,（2）植物细胞的全能性动物细胞（3）不同植物或同一植物的不同基因型的个体，细胞的全能性表达程度不同。,二、植物细胞的全能性,4、全能性的表达条件：,离体状态、营养物质、激素、其它外界条件,1、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？,在特定空间和时间条件下的结果,基因选择性表达,2、不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间细胞全能性的表达成都相同么？,不同，遗传物质有差异,思考讨论：,3、为什么有些植物在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力,阅读P22页植物细胞全能性的体现一节,激素水平打破对外源生长物质敏感性下降其他原因,3、为什么有些植物在多次继代培养后，会丧失细胞全能性的表达能力,3、植物组织培养的应用,培养周期短、繁殖率高（珍稀、濒危物种）培育无病毒植物保持母本的优良形状制成人工种子，解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题,人造种皮,胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.,人工胚乳或子叶,人工种子的结构,为了促进胚状体的生长发育，可以向其中加入哪些物质？,人工种子,1、下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：（1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它与相比分化程度，全能性。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。（4）若是花药，则是，继续对其使用处理可获得正常植株，该过程称为。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号）。,离体的植物细胞、组织、器官,具有植物细胞全能性,愈伤组织,低,高,单倍体植株,秋水仙素,纯合,单倍体育种,绿色,含有与叶绿体形成相关的基因,理论基础,植物的克隆,通常采用的技术基础,植物组织培养,植物器官培养,植物细胞的全能性,主要技术,植物细胞培养,植物体细胞杂交,原生质体培养,1.器官培养：,指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养。,三、细胞培养和组织培养,指以单个游离细胞为外植体的离体无菌培养。,2.细胞培养:,3.器官的发生和形态建成技术,4.意义,通过平衡的植物激素配比进行调控,如何剥离细胞壁呢？,四、原生质体培养,1.原生质体培养,用纤维素酶、果胶酶处理,方法,植物细胞,0.50.6mol/L的甘露醇(较高渗透压),纤维素酶和果胶酶,球型的原生质体,原生质体,为什么要加较高渗透压的甘露醇呢?,防止原生质体吸水胀破,植株,植物细胞除去壁后的部分,发光树,如何培育发光树呢？,2.原生质体培养技术的应用,提取目的基因（发光基因）,目的基因与运载体结合,导入受体细胞（原生质体）,检测发光与否,原生质体培养,白菜甘蓝,如何实现?,五、植物细胞工程植物体细胞杂交,将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞；再通过组织培养技术将杂种细胞培育成新的植物体。,概念：,过程,再生出细胞壁,融合的原生质体AB,脱分化,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,人工诱导,植物细胞B,去壁,愈伤组织,杂种植株,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性状。,植物细胞A,植物细胞B,原生质体B,杂种细胞,脱分化,愈伤组织,杂种植株,类型？,遗传物质？优势？,原生质体A,人工诱导,再生出细胞壁,植物体细胞杂交过程示意图,克服远源杂交不亲和的障碍，培育作物新品种,酶解法,去除细胞壁,方法？,正在融合的原生质体,再分化,促融方法？,物理：离心、振动、电刺激化学：聚乙二醇（PEG）,融合完成的标志？,AA、BB、AB,1“白菜甘蓝”是用植物细胞工程的方法培育出来的，培育过程不涉及A基因的选择表达B同源染色体分离C制备原生质体D形成愈伤组织,B,2马铃薯是无性繁殖的作物，体内容易积累病毒，会导致其品质变差。目前对它进行脱毒处理最好的办法是（）A采用茎尖组织培养技术获得植株B采用基因工程技术培育抗虫植株C采用诱变育种培育抗性植物D采用杂交育种培育抗性植物,A,D,总结：,植物细胞工程概念：应用：,4.下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的说法，不正确是A、已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程B、已经分化的细胞转变为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物愈伤组织的过程C、离体的植物组织在一定的条件下分化出根和芽的过程D、离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导,5.在植物器官培养过程中,可以通过适当调整植物激素的比例,达到调控器官的发育,如适量的激动素和细胞分裂素配比可以诱导芽的分化.（）,6.植物细胞工程技术就是在原生质体培养的基础上的原生质体融合技术。（）,C,1、细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是A分化发生在生物体的整个生命进程中B分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果C未离体的体细胞不会表现出全能性D分化过程中遗传物质发生了改变,D,2、将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是A、具有完整细胞核的细胞B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态D、导入指定基因,D,3、植物组织培养过程中的脱分化是指（）A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程,C,5植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A.给予适宜的营养和外界条件B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内6细胞具有全能性的原因