定植物细胞工程2-精

1、细胞工程细胞工程概念：概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）繁殖技术）原理：原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性优点：优点：繁殖率高，可大批量生产繁殖率高，可大批量生产 取材少取材少 培养周期短培养周期短 保持优良性状保持优良性状微型繁殖微型繁殖（三）植物组织培养的应用（三）植物组织培养的应用作物脱毒作物脱毒l病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差降低，品质变差l分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚分生区附近（茎尖、根尖）的病毒极少，甚至没有至没有l采用茎尖进行组织培养采用茎尖进行

2、组织培养人工种子l结构：结构：l人工种皮人工种皮+ +人工胚乳人工胚乳+ +胚状体胚状体（不定芽、顶芽、（不定芽、顶芽、腋芽）腋芽）l优点：优点：l不受环境因素制约不受环境因素制约l保留优良性状保留优良性状l繁殖速度快繁殖速度快l解决繁殖率差，结实率低的问题解决繁殖率差，结实率低的问题l人工胚乳中添加各种附加成分（农药、激素等）人工胚乳中添加各种附加成分（农药、激素等）控制植物生长发育与抗逆性。控制植物生长发育与抗逆性。胚胚 状状 体体人工种皮人工种皮人工胚乳人工胚乳1.过程过程花粉花粉去分化去分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化 花粉植株花粉植株（单倍体植株）（单倍体植株）纯合的二倍纯合的二倍

3、体植株体植株秋水仙素处理秋水仙素处理2.优点优点缩短育种周期缩短育种周期获得纯系植株获得纯系植株单倍体胚单倍体胚单倍体育种单倍体育种二、植物细胞培养二、植物细胞培养1.植物细胞培养的概念植物细胞培养的概念 是指组织培养过程中形成的是指组织培养过程中形成的愈伤组织愈伤组织或其它易分散的组织或其它易分散的组织置于置于液体液体培养基中，培养基中，进行进行悬浮培养悬浮培养，得到分散的悬浮细胞，通，得到分散的悬浮细胞，通过过继代培养使细胞增殖继代培养使细胞增殖，从而获得大量的，从而获得大量的细胞群体的一种技术。细胞群体的一种技术。2、原理：、原理：植物细胞的增殖植物细胞的增殖固体培养基固体培养基液体培养

4、基液体培养基原代培养原代培养是指直接从机体取下细胞、组织和器官后是指直接从机体取下细胞、组织和器官后立即进行培养。因此，较为严格地说是指成功传代之前立即进行培养。因此，较为严格地说是指成功传代之前的培养，此时的细胞保持原有细胞的基本性质。的培养，此时的细胞保持原有细胞的基本性质。 继代培养继代培养是指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，是指愈伤组织在培养基上生长一段时间后，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，营养物枯竭，水分散失，并已经积累了一些代谢产物，此时需要将这些组织转移到新的培养基上，这种转移此时需要将这些组织转移到新的培养基上，这种转移称为继代培养或传代培养。称为继代培养或

5、传代培养。 3.植物细胞培养与植物组织培养的关系植物细胞培养与植物组织培养的关系. 植物组织培养是植物细胞培养的基础植物组织培养是植物细胞培养的基础培养的目的不同培养的目的不同植物组织培养的目的是得到更多的植物组织培养的目的是得到更多的植物体植物体植物细胞培养的目的是获得人类所需要的植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞细胞次生代谢产物次生代谢产物4.培养过程培养过程筛选细胞筛选细胞获得次生代谢产量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系获得次生代谢产量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系扩大培养扩大培养发酵生产发酵生产次生代谢产物分离纯化次生代谢产物分离纯化5、细胞产物的工厂化生产、细胞产物的工厂化生产人

6、参皂甘的生产人参皂甘的生产红豆杉与紫杉醇红豆杉与紫杉醇因为不同种生物之间存因为不同种生物之间存在着在着生殖隔离生殖隔离，所以用，所以用传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这一点的。于是，一些科学家试图用这两种植物的体于是，一些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。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？三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术1 1、什么是细胞融合技术？细胞融合的方法有哪些？、什么是细胞融合技术？细胞融合的方法有哪

7、些？2 2、什么是体细胞杂交技术？、什么是体细胞杂交技术？3 3、用什么方法可以去除细胞壁？、用什么方法可以去除细胞壁？4 4、为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特、为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？性有关？5 5、如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做、如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该做何处理？何处理？6 6、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？请同学们阅读请同学们阅读P49-50，思考以下几个，思考以下几个问题：问题：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

8、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A植物细胞植物细胞B去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）酶解法（纤维素酶、果胶酶等） 原生质体融合方法原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG） 2.2.概念概念 将不同种的植物体细胞，在一定条件将不同种的植物体细胞

9、，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。成新的植物体的技术。3.3.原理原理细胞膜的流动性细胞膜的流动性植物细胞的全能性植物细胞的全能性4.4.优势和未解决的问题优势和未解决的问题 优势优势（与有性杂交方法比较）与有性杂交方法比较） ： 未解决的问题：未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要将亲代的优未能让杂种植物按照人们的需要将亲代的优良品性全都表现出。良品性全都表现出。打破了不同种生物间的打破了不同种生物间的生殖隔离生殖隔离限制，大大扩限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。展了可用于杂交的亲本组合范围。为什么为什么“番茄番茄

10、马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？铃薯？ 主要原因是：主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯马铃薯番茄杂番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以所以杂杂交植株不能地上长番茄、地下结

11、马铃薯。交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。P38思考与探究思考与探究2.2.基因型为基因型为AaBbAaBb的水稻（含的水稻（含2424条染色体）的花药通过无菌操作接入条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1 1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得中获得_ _ 等营养物质。等营养物质。（2 2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_ _和和_两类激素。两类激素。水、无机盐、维生素和小分子有机水、无机盐、维生素和小分子有机物物细胞分裂素细胞分裂素植物生长素植物生长素（3 3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原