植物细胞工程-1-2013

1、 19961996年年7 7月月5 5日日, ,世界上第一只体细胞克隆世界上第一只体细胞克隆动物动物-克隆羊克隆羊多利多利诞生于英国。诞生于英国。这样的生物技术属于何种生物工程？这样的生物技术属于何种生物工程？细胞工程细胞工程 你知道用一根嫩枝条你知道用一根嫩枝条就可以培育出就可以培育出1010万株万株以上以上的幼苗么？的幼苗么？ 用高产奶牛的用高产奶牛的耳细胞耳细胞做供体就可以生产出众多做供体就可以生产出众多的高产奶牛么？的高产奶牛么？ 细胞工程是指应用细胞生物学和分子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，通过生物学的原理和方法，通过细胞水平细胞水平或或细细胞器水平胞器水平上的

2、操作，按照人们的意愿来上的操作，按照人们的意愿来改改变变细胞内的细胞内的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品的一的一门综合科学技术。门综合科学技术。什么叫细胞工程？什么叫细胞工程？细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程实例：实例： 利用菊花花瓣繁殖培养的菊花利用菊花花瓣繁殖培养的菊花

3、如何把某种植物的一块组织通过如何把某种植物的一块组织通过培养得到一株完整植株培养得到一株完整植株? ?2.1植物细胞工程植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养植物组织培养12345再分化再分化(愈伤组织愈伤组织)植植物物组组织织培培养养6脱分化脱分化探究：探究：1 1、为什么植物的一个花瓣就可以培育出、为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？完整的植株呢？植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性。2 2、什么是细胞的全能性？、什么是细胞的全能性？1 1、定义：、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的个体

4、的潜能的特性潜能的特性。 2 2、原理：、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的有的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育成为完整个，都有发育成为完整个体所必需的体所必需的全部基因全部基因。 3 3、差异：、差异： 受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞一、细胞的全能性一、细胞的全能性植物细胞动物细胞植物细胞动物细胞 体细胞体细胞: :分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低分化程度越低全能性越高，分化程度越高全能性越低生殖细胞生殖细胞（如卵细胞、花粉如卵细胞、花粉）: :分化程度高，全能性也高分化程度高，全能性也高受精卵受精卵: :分化程度最

5、低（尚未分化），全能性最高分化程度最低（尚未分化），全能性最高探究：探究：4 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？能性，而是分化成不同的组织器官？ 在特定的时间和空间条件下，基因选择在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。性的表达的结果。3 3、生物体细胞具有全能性的原因是？、生物体细胞具有全能性的原因是？ 细胞内含有本物种的全部遗传信息细胞内含有本物种的全部遗传信息 要把一块组织通过培养得到要把一块组织通过培养得到一株完整植株一株完整植株, , 应该如何操作应该如何操作呢呢? ?请同学们阅读请同学们阅读P34实验实验

6、完成完成P35讨论题。讨论题。切取接种培养室愈伤组织的形成试管苗移栽(1)(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？菌和实验人员的无菌操作？ 植物组织培养中用到的植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物不但会和培养

7、物争夺营养争夺营养，而且这些杂菌生长的过程，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物中会生成大量对培养物有害的物质有害的物质，导致培养物迅速，导致培养物迅速死亡。死亡。 造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。作不规范等。(2)(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、

8、花），请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？证吗？ 胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。织比较困难。(3)(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。的流程简图。 植物组织培养就是在植物组织培养就是在无菌无菌和和人工控人工控制制条件下，将条件下，将离体离体的植物器官、组织、的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基

9、上，给细胞，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。织、丛芽，最终形成完整的植株。二、植物组织培养二、植物组织培养1 1、概念、概念离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化2、过程、过程植物组织培养条件：植物组织培养条件： 含有全部营养成分的含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。遮光遮光光照光照植物激素：植物激素：细胞分裂素细胞分裂素生长

10、素生长素强调几个概念强调几个概念：愈伤组织：愈伤组织：离体的植物器官、离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形间以后，通过细胞分裂，形成一种高度成一种高度液泡化液泡化，由，由无定无定形状态薄壁细胞形状态薄壁细胞组成的排列组成的排列疏松无规则的组织。疏松无规则的组织。 脱分化脱分化：由高度分化的植物器官、组织或：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化去分化。脱分化的实质和结果分别是什么？脱分化的实质和结果分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。结果是

11、形成愈伤组织。 再分化再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程。中重新分化成根或芽等器官的过程。知识拓展知识拓展 当当细胞分裂素细胞分裂素和和生长素生长素共同使用时，共同使用时，能刺激愈伤组织的形成，而通过调节能刺激愈伤组织的形成，而通过调节二者的浓度比，就可以调控植物细胞二者的浓度比，就可以调控植物细胞培养过程中芽和根的形成，称为培养过程中芽和根的形成，称为“激激素杠杆素杠杆”。 具体内容详见具体内容详见P42P42拓展视野拓展视野反馈练习反馈练习1.1.下列属于组织培养的是（下列属于组织培养的是（ ）A.A.花粉培养成单倍体植株花

12、粉培养成单倍体植株B.B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.D.未受精的卵发育成植株未受精的卵发育成植株A2.2.在离体的植物器官、组织或细胞脱在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（哪一项条件是不需要的（ ）A.A.消毒灭菌消毒灭菌B.B.适宜的温度适宜的温度C.C.充足的光照充足的光照D.D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C3.3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（整植株，不需要（ ）A.A.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞B.B.离体状态离体状态C.C.导入外源基因导入外源基因D.D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素C4 4、植物组织培养形成的愈伤、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，组织进行培养， 又可以分又可以分化形成根、