植物细胞工程的基本技术

1、学习目标学习目标1.了解细胞工程的发展历程了解细胞工程的发展历程2.掌握植物细胞工程的基本技术掌握植物细胞工程的基本技术3.解释植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理解释植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理专题2 细胞工程 细胞工程是指应用细胞工程是指应用细胞生物学细胞生物学和和分子分子生物学生物学的原理和方法，通过的原理和方法，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

2、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分细胞生物学和分子生物学子生物学细胞水平或细胞水平或细胞器水平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前者前者是是细细胞水平或胞水平或细细胞器水平上生物技胞器水平上生物技术术, ,后者后者是分子水平上的生物技是分子水平上的生物技术术。 。细胞工程与基因工程的操作水平相比：细胞工程与基因工程的操作水平相比：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

3、养植物组织培养植物体细胞杂植物体细胞杂交交切切 、消毒、取形成层、消毒、取形成层（酒精和次氯酸钠消毒）（酒精和次氯酸钠消毒）无菌无菌接种接种诱导愈伤组织诱导愈伤组织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化一、植物组织培养一、植物组织培养外植体外植体胚状体胚状体愈伤组织：具有愈伤组织：具有分生能分生能力力的、的、高度液高度液泡化的排泡化的排列疏松的列疏松的薄壁薄壁细胞，无细胞，无叶绿体；叶绿体；再分化：愈伤组织在一再分化：愈伤组织在一定的营养条件下，又可定的营养条件下，又可再分化出幼根和芽，形再分化出幼根和芽，形成完整的小植株；成完整的小植株；细胞全能性细

4、胞全能性（植物组织培养的依据植物组织培养的依据）：）：脱分化：让已经分化的细脱分化：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去特胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而转变成有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程；未分化细胞的过程；（1）离体的组织或器官）离体的组织或器官(最好是最好是幼嫩幼嫩部位部位)；（3）营养条件：）营养条件：二、组织培养条件：二、组织培养条件：（2）环境条件：）环境条件： （4）植物激素：）植物激素：(决定植物脱分化和再分化的重要因素决定植物脱分化和再分化的重要因素)-诱导物诱导物：无菌操作，适宜的无菌操作，适宜的pHpH、温度、温度、O2O2、光照的控制等条件；、光照的控制等条

5、件；培养基成分：水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂培养基成分：水、无机盐、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂 （固体培养基）（固体培养基）生长素细胞分裂素：生长素细胞分裂素： 易诱导芽的形成易诱导芽的形成生长素细胞分裂素：生长素细胞分裂素： 易诱导根的形成易诱导根的形成(1)(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？灭菌和实验人员的无菌操作？防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。致培

6、养物迅速死亡。 (2)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？在愈伤组织的诱导阶段要暗培养有利于脱分在愈伤组织的诱导阶段要暗培养有利于脱分化产生愈伤组织；化产生愈伤组织；在有光时，愈伤组织分化成芽和叶，有利在有光时，愈伤组织分化成芽和叶，有利于叶绿素的形成。于叶绿素的形成。 植物组织培养就是植物组织培养就是 条件下，将条件下，将 培养在人工配制的培养基培养在人工配制的培养基上，给予适宜的上，给予适宜的 ， 其产生愈伤组织、丛芽，其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。最终形成完整的植株。小结小结1 1： 植物组织培养概念植物组织培养概念 离体组织细胞离体组

7、织细胞完整植株完整植株 在在无菌无菌和人工控和人工控制制 离体的植物器官、组织、离体的植物器官、组织、细胞细胞 培养条件培养条件诱导诱导组织、器官组织、器官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一、植物组织培养的过程一、植物组织培养的过程（离体的（离体的,已已分化组织或分化组织或细胞）细胞）（未分化）（未分化）（分化）（分化）幼芽或幼根？幼芽或幼根？薄壁细胞薄壁细胞高度液泡化高度液泡化排列疏松、排列疏松、无叶绿体无叶绿体,不进行光合不进行光合作用，具有作用，具有分裂分化能分裂分化能力力分化程度低分化程度低脱分化容易脱分化容易理论基础：理论基础：细胞的全能性细胞的全能性

8、小结小结2：特点？特点？特定条件？特定条件？无光照，适无光照，适宜的温度宜的温度PH无菌环境无菌环境无机物，无机物，有机物有机物植物激素（植物激素（生生长素，细胞分长素，细胞分裂素，赤霉素裂素，赤霉素）不同物种之间存在着生殖隔离。不同物种之间存在着生殖隔离。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？理想图理想图优点：克服远缘杂交障碍优点：克服远缘杂交障碍 目前，已得到栽培烟草目前，已得到栽培烟草- -海岛烟草，胡萝卜海岛烟草，胡萝卜- -羊角芹，羊角芹，白菜白菜- -甘蓝等种间或属间杂

9、种，获得了有价值的新品系或育甘蓝等种间或属间杂种，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。种上有用的新材料。 1. 1.你认为两个来自不同植你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什遇到的第一个障碍是什么？么？2.2.有没有一种温和的去壁有没有一种温和的去壁方法呢？方法呢？3.3.为什么两个原生质体能为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？的什么特性有关？4.4.杂种细胞形成后，下一杂种细胞形成后，下一步该做何处理？步该做何处理？5.5.将杂种细胞培育成杂种将杂种细胞培育成杂种植株经历哪些主要过程？植株经历哪些主要过程

10、？请思考：请思考：杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化1 1、过程：、过程：植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合促进融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术思考：融合原生质体的种类除了思考：融合原生质体的种类除了ABAB外，还有其他融合方式吗？外，还有其他融合方式吗？克服不同种生物远缘杂交的障碍。克服不

11、同种生物远缘杂交的障碍。杂种细胞杂种细胞-新植株新植株未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状，目前还的优良性状，目前还没有广泛应用没有广泛应用。反馈练习反馈练习1.下列属于组织培养的是：下列属于组织培养的是：A.花粉培养成单倍体植株花粉培养成单倍体植株B.芽发育成枝条芽发育成枝条C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区D.未受精的卵发育成雄蜂未受精的卵发育成雄蜂A2.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.消

12、毒灭菌消毒灭菌B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C3.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.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞B.离体状态离体状态C.导入外源基因导入外源基因D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素C4、有关全能性的表述中，不正确的是（、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，因此全能性最高整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高性很高 在一定条