211植物细胞工程的基本技术zl

1、名字：名字：DollyDolly名字来源：名字来源：美国美国乡村音乐乡村音乐女歌手多利女歌手多利帕顿帕顿性别：性别：雌雌编号：编号：6LL36LL3出生日期：出生日期：19961996年年7 7月月5 5日日出生地点：出生地点：英国爱丁堡市罗斯林研究所英国爱丁堡市罗斯林研究所死亡日期：死亡日期：20032003年年2 2月月1414日日死亡原因：死亡原因：被确诊患进行性肺病后处以被确诊患进行性肺病后处以安乐死安乐死创造者：创造者：威尔穆特及其领导的小组威尔穆特及其领导的小组基因母亲：基因母亲：一只芬兰一只芬兰多塞特多塞特白面绵羊白面绵羊线粒体母亲：线粒体母亲：一只苏格兰黑脸羊一只苏格兰黑脸羊生

2、育母亲：生育母亲：另一只苏格兰黑脸羊另一只苏格兰黑脸羊子女：子女：生育生育6 6名，存活名，存活5 5名名DollyDolly基本资料基本资料细胞工程细胞工程 原理和方法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分子生物学细胞生物学和分子生物学按照人们的意愿来改变细胞内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遗传物质或获得细胞产品（定向改造）（定向改造）细胞整体水平或细胞器水平细胞整体水平或细胞器水平研研 究究 领领 域域植物细胞工程和植物细胞工程和动物细胞工程动物细胞工程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细胞的全能性细胞的全能性1 1细胞

3、全能性？细胞全能性？每一个细胞都包含有该物种所特有的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。全套遗传物质。基因的选择性表达基因的选择性表达2 2为什么细胞具有全能性？为什么细胞具有全能性？3 3生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而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？是分化成不同的组织器官？4. 4. 全能性高低：全能性高低： 受精卵受精卵胚胎干细胞胚胎干细胞生殖细胞体细胞生殖细胞体细胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞细胞细胞 个体的个体的潜能潜能。 请同学们阅读请同学们阅读P33-P35，完成思考与讨论，完成思考与讨论（1 1）什么叫外植体、脱分化、再分

4、化、愈伤组织、胚状）什么叫外植体、脱分化、再分化、愈伤组织、胚状 体、丛芽？体、丛芽？（2 2）在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，）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？灭菌，并且要求无菌操作？（3 3）为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分（如茎、）为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分（如茎、 叶、花）也能培养成小植株吗？叶、花）也能培养成小植株吗？（4 4）为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？）为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？（5 5）愈伤组织转接到分化培养基上培养时需要光吗？）愈伤组织转接到分化培养基上培养时需要光吗？（6 6）根据实验过程

5、，请概括出植物组织培养技术流程简图。）根据实验过程，请概括出植物组织培养技术流程简图。一、植物组织培养一、植物组织培养脱分化：脱分化：再分化：再分化： 已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构功已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构功能，转变成未分化细胞（愈伤组织）的过程。能，转变成未分化细胞（愈伤组织）的过程。愈伤组织在一定条件下，又分化出幼根和芽。愈伤组织在一定条件下，又分化出幼根和芽。离体的细胞、组织或器官。离体的细胞、组织或器官。 外植体：外植体：1 1、 组培基本概念组培基本概念胚状体胚状体愈伤组织愈伤组织灭菌灭菌切取切取接种接种愈伤组织的形成愈伤组织的形成避光？避光？试管苗试管苗给光

6、吗？给光吗？培养室培养室移栽移栽无菌接种无菌接种诱导诱导愈伤组织愈伤组织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成扩大培养扩大培养移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化切取切取形成层形成层 外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体或丛芽胚状体或丛芽脱分化脱分化遮光遮光再分化再分化光照光照2 2、 植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程植株植株（离体的细（离体的细胞、组织和胞、组织和器官）器官） 思考：同一植物不同部位的细胞经组培后获思考：同一植物不同部位的细胞经组培后获得的个体基因相同吗？得的个体基因相同吗？ 内：离体细胞、组织或器官内：离体细胞、组织或器官外：外：1 1）适宜的外界环境条件）适宜的外

7、界环境条件 2 2）培养基（一定的营养物质，激素）培养基（一定的营养物质，激素） 无机成分：无机成分：有机成分：有机成分： 水、矿质元素水、矿质元素 碳源：蔗糖碳源：蔗糖 激素：生长素，细胞分裂素等激素：生长素，细胞分裂素等 琼脂：支持作用（固体）琼脂：支持作用（固体）3 3、植物组织培养的条件（内外界、成分）、植物组织培养的条件（内外界、成分） 生长素与细胞分裂素比例适中生长素与细胞分裂素比例适中生长素多：生长素多：诱导诱导根根的分化；的分化； 细胞分裂多：细胞分裂多：诱导诱导芽芽的分化；的分化； 再分化再分化 ：植物植物激素激素脱分化脱分化 ：植物组织培养的概念：植物组织培养的概念： 在在

8、无菌无菌和和人工控制人工控制的条件下将的条件下将离体离体的植物的植物器官、组织、细胞器官、组织、细胞，培养在人工配制的，培养在人工配制的培养基培养基上，给予一定的培养条件，诱导产生上，给予一定的培养条件，诱导产生愈伤组织愈伤组织和胚状体和胚状体，最终形成完整的植株。，最终形成完整的植株。 1 1、下列不能作为植物组织培养的材料是：、下列不能作为植物组织培养的材料是：D DA A、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C C、成熟的花粉、成熟的花粉 D D、木质部中的导管细胞、木质部中的导管细胞2 2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为、在生物体内，细胞没有表现出全

9、能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：不同的组织、器官，是因为： A A、细胞丧失了全能性细胞丧失了全能性 B B、基因的表达有选择性、基因的表达有选择性 C C、不同的细胞内基因不完全相同、不同的细胞内基因不完全相同 D D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化 B3.3.下列属于组织培养的是：下列属于组织培养的是：A.A.花粉培养成单倍体花粉培养成单倍体植株植株 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根尖分生区发育成成熟区熟区 D.D.未受精的卵发育成雄蜂未受精的卵发育成雄蜂A4.4.在离体的植物器官、组织或细胞

10、脱分化形成愈伤组在离体的植物器官、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织的过程中，下列哪一项条件是不需要的要的A.A.消毒消毒灭菌灭菌 B.B.适宜的温度适宜的温度C.C.充足的充足的光照光照 D.D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C5.5.下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回下面所列过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：答： 脱分化脱分化再分化再分化（1 1）表示）表示 ，它能被培养成的根本原因，它能被培养成的根本原因是是 。（2 2）表示）表示 ，它的细胞特点，它的细胞特点是是 。外植体外植体植物细胞全能性植物细胞全能性 愈伤组织愈伤组织 细胞排列疏松

11、，高度液泡化无定形状态，壁薄细胞排列疏松，高度液泡化无定形状态，壁薄（3 3）若是花药，则是）若是花药，则是 ，这项技术可用，这项技术可用在在 上。上。 单倍体植株单倍体植株 单倍体育种单倍体育种 1.1.植物细胞表现出全能性的条件？植物细胞表现出全能性的条件？离体、一定的营养物质、激素等。离体、一定的营养物质、激素等。杂菌迅速生长消耗营养，且可能有危害。杂菌迅速生长消耗营养，且可能有危害。思考？思考？形成层分化程度低，易诱导形成愈伤组织，形成层分化程度低，易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花也可以，难度大。其他部分如叶、花也可以，难度大。4.4.为什么诱导愈伤组织时应避光？为什么诱导愈伤组织

12、时应避光？光下易形成其他组织，而不是愈伤组织。光下易形成其他组织，而不是愈伤组织。二、植物体细胞杂交二、植物体细胞杂交 技术技术1.1.番茄番茄马铃薯利用传统杂交方法能实现吗？为什么？马铃薯利用传统杂交方法能实现吗？为什么？2.2.阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？阻碍植物细胞亲和的结构是什么？怎么去除？3.3.去壁以后的结构叫什么？去壁以后的结构叫什么？4.4.用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？用什么方法才能让细胞紧密接触并发生融合？5.5.融合的过程是怎样的？其过程中用到了膜的什么特性？融合的过程是怎样的？其过程中用到了膜的什么特性？6.6.融合完成的标志是什么？细胞融合的实质

13、？融合完成的标志是什么？细胞融合的实质？7.7.杂种细胞遗传物质有什么特点？杂种细胞遗传物质有什么特点？8.8.如何将杂种细胞培育成杂种植株？如何将杂种细胞培育成杂种植株？9.9.植物体细胞杂交过程？此过程用到哪些技术，分别是植物体细胞杂交过程？此过程用到哪些技术，分别是 什么原理？什么原理？阅读教材阅读教材P36，思考与讨论，思考与讨论杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去细胞壁去细胞壁植物组织培养植物组织培养植物细胞融合植物细胞融合植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B 原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B正在融合的原生质体正在融合的原生质体再生细胞壁再生细胞壁植

14、物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交过程示意图杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去细胞壁去细胞壁植物组织培养植物组织培养植物细胞融合植物细胞融合植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B 原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B正在融合的原生质体正在融合的原生质体再生细胞壁再生细胞壁植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交过程示意图思考？思考？1.1.原生质体两两融合得到几种融合细胞？原生质体两两融合得到几种融合细胞？2.2.植物体细胞杂交属于什么生殖方式？植物体细胞杂交属于什么生殖方式？3.3.与有性杂交相比的优越性？与有性杂交相比的优越性？4.4.从杂种植株的染色体组成上

15、看，属于哪种变异？从杂种植株的染色体组成上看，属于哪种变异？5.5.若若A A物种基因型物种基因型DdDd，B B物种基因型物种基因型YyRrYyRr，则杂种植株基，则杂种植株基 因型？是几倍体？因型？是几倍体？6.6.为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所超级杂种植株没有如科学家所 想象的那样，地上长番茄，地下接马铃薯？想象的那样，地上长番茄，地下接马铃薯？7.7.动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？8.8.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中

16、存活，请明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。果理论上可行，请设计出具体实验方案。 1 1、定义：、定义： 将两将两个个来自不同植物的体细胞融合成一个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。体的过程。 2 2、优势：、优势：克服了远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍3 3、局限：、局限：未能按人们意愿同时出现两亲本的优良性状。未能按人们意愿同时出现两亲本的优良性状。二、植物体细胞

17、杂交技术二、植物体细胞杂交技术白菜白菜紫甘蓝紫甘蓝“超级植物超级植物” 植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体原生质体融合融合融合体融合体杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株再生壁再生壁细胞细胞分裂分裂细胞细胞分化分化脱分化脱分化遮光遮光再分化再分化光照光照植株植株（离体的细胞、（离体的细胞、组织和器官）组织和器官） 外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体或丛芽胚状体或丛芽植物组织培养技术植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属所属范畴范畴原

18、理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持优良性状繁殖速繁殖速度快度快大大规模生产规模生产杂交技术应用了组织培养杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源克服不同种生物远源杂交的障碍杂交的障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养膜流膜流动性、细动性、细胞全能性胞全能性染色体染色体变异变异1、不能人工诱导原生质体融合的方法是：、不能人工诱导原生质体融合的方法是：A A、振动振动 B B、电刺激电刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重压重压D课后巩固课后巩固2 2甲植物体细胞的基因型为甲植物体细胞的

19、基因型为AaAa，乙植物体细胞的基因型，乙植物体细胞的基因型为为BbBb，去壁后用，去壁后用PEGPEG将这两种植物细胞融合，则得到的杂将这两种植物细胞融合，则得到的杂种体细胞的基因型可能为种体细胞的基因型可能为 A AAaBbAaBb B BAAaaAAaa C CBBbbBBbb D DAABBAABBA3 3、下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是、下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是 A A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化长和分化C C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织愈伤组织D D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同愈伤组织基因相同D4.4.下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答： 步骤是