植物细胞工程.ppt

克隆技术应属于何种生物工程？,克隆羊“多利”,专题2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？,细胞工程:细胞水平或细胞器水平上的生物技术基因工程：分子水平上的生物技术,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术,植物细胞工程的理论基础是什么？通常采用的技术手段有哪些？,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,1、细胞的全能性理论基础,概念：,1）受精卵,生殖细胞,体细胞,含有某种生物全套遗传信息的细胞，具有发育成完整个体的潜能的特性称为细胞的全能性,原因：,全能性大小的比较,从理论上讲，每个细胞都包含该生物的全套遗传物质，所以每个活细胞都应具有全能性,2）植物细胞全能性一般比动物细胞强,离体培养，有一定营养物质、激素和其他外界条件,细胞表现出全能性的条件：,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,C,总结：在生物个体发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官，主要是因为基因的选择性表达,在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是细胞失去了全能性细胞中的基因部分丢失细胞中的基因选择性表达细胞中的基因变异不同,2.植物组织培养技术,1）大致过程,植物体,根、芽等,外植体,脱分化,再分化,愈伤组织,脱分化：已经分化的细胞，经诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程（常用细胞分裂素或生长素诱导脱分化）,外植体：用于离体培养的植物器官或组织（一般选取分生能力较强的，常用固体培养基培养）,愈伤组织：分化细胞脱分化后，形成的具有分生能力的一些薄壁细胞,再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,消毒、切取,接种,愈伤组织的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,2）植物组织培养的具体操作过程,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,植物组织培养概念,下列属于组织培养的是A.花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成植株,A,关于愈伤组织形成过程的正确叙述是A.愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果B.愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果C.愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果D.愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,D,3、若用“”表示植物组织培养的过程。请回答：（1）表示，被培养成为的根本原因是（2）表示，其细胞特点是。,脱分化,再分化,离体的植物器官或组织,植物细胞具有全能性,具有分生能力的薄壁细胞,愈伤组织,4、下列不能作为植物组织培养的材料是：,D,3.植物体细胞杂交技术,植物体细胞杂交应用研究,植物体细胞杂交技术,1.你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？如何消除这一障碍？2.怎样使两个不同原生质体发生融合？3.发生了融合的原生质体如何处理而获得杂种植物细胞？4.原生质体融合成功的标志是什么？5.如何将杂种细胞培育成杂种植株？,阅读与思考,杂种植株,融合的原生质体AB,再生出细胞壁,脱分化,愈伤组织,再分化,1)植物体细胞杂交的过程,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,方法？,促进融合的方法？,融合完成的标志,植物细胞B,什么是原生质体？,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,细胞融合的基础：,细胞膜的流动性,植物体细胞杂交技术,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,过程,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：并不都能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状,意义,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,3植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合D.细胞壁不是原生质的组成部分4植物体细胞杂交的结果是A.产生杂种植株B产生杂种细胞C原生质体融合D形成愈伤组织5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,C,A,D,1、植物繁殖的新途径,1）微型繁殖2）作物脱毒3）神奇的人工种子,2、作物新品种的培育,1）单倍体育种2）突变体的利用,3、细胞产物的工厂化生产,2.1.2植物细胞工程的实际应用,蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等,1、植物繁殖的新途径,1）微型繁殖,快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,概念：,特点:,保持优良品种的遗传特性高效快速地实现种苗的大量繁殖,病毒较少的茎尖,2)作物脱毒,材料:,脱毒苗:,切取茎尖进行组织培养获得的植株（脱毒苗）,原因:,长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。,人工薄膜、胚状体、不定芽、顶芽或腋芽等,3）神奇的人工种子,特点:,技术:,结构:,培植周期短后代无性状分离不受气候,季节和地域限制,植物组织培养,解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题,在组织培养过程中，由愈伤组织再分化形成的类似于胚的结构。,2、作物新品种的培育,后代都是纯合体，都能稳定遗传明显缩短育种年限,1）单倍体育种,方法:,优点:,花药,花粉细胞培养,愈伤组织,根、芽等,单倍体植株,正常植株,接种,脱分化,再分化,移栽,染色体加倍,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种,2）突变体的利用,产生:,植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变,利用:,3、细胞产物的工厂化生产,细胞产物种类:,植物组织培养,蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等,技术:,植物组织培养大量生产紫草素,现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未