细胞工程植物细胞工程的基本技术第二章第一节

细胞工程植物细胞工程的基本技术第二章第一节

细胞工程就是指应用细胞生物学和分子生物学得原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上得操作,按照人们得意愿来改变细胞内得遗传物质或获得细胞产品得一门综合科学技术。什么叫细胞工程？包括哪两大领域？细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平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概念分类植物细胞工程动物细胞工程理论基础细胞得全能性2、1植物细胞工程§2、1、1植物细胞工程得基本技术植物组织培养利用菊花花瓣微型繁殖培养得菊花12345再分化(愈伤组织)植物组织培养6脱分化探究:1、为什么植物得一个花瓣就可以培育出完整得植株呢？植物细胞具有全能性。2、什么就是细胞得全能性？1、定义:

生物体得细胞具有使后代细胞发育成完整个体得潜能得特性。

2、原理:

生物体得每一个细胞都包含有该物种所特有得全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需得全部基因,从理论上讲,生物体得每一个活细胞都应该具有全能性。

3、差异:

(1)受精卵得全能性最高

(3)受精卵分化后得细胞中,体细胞得全能性比生殖细胞低

受精卵生殖细胞体细胞＞＞4、大小:一、细胞得全能性植物细胞＞动物细胞

(2)生殖细胞得全能性较高

探究:1、克隆羊“多利”得诞生说明了什么？2、生物体内得细胞为什么没有表现出全能性,而就是分化成不同得组织器官？3、为何已分化得细胞仍具有发育成完整个体得潜能？表现全能性得条件有哪些？离体、提供营养物质、激素及其她适宜条件。细胞核中含有保持物种遗传性所需得全套基因,并没有因为细胞分化而丢失基因,高度分化得细胞得细胞核仍具有全能性。在特定得时间和空间条件下,基因选择性得表达得结果。生物体得每一个细胞都含本物种得全套遗传物质,都有发育成完整个体得全套基因。1、有关全能性得表述中,不正确得就是()Ａ、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Ｂ、生物体内细胞由于分化全能性不能表达Ｃ、卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全能性很高Ｄ、植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C趁热打铁:2、下列植物细胞全能性最高得就是()

A、形成层细胞B、韧皮部细胞C、木质部细胞D、叶肉细胞

3、下列细胞全能性最高得就是()

A、植物得卵细胞

B、植物得精子细胞

C、被子植物得受精卵

D、被子植物得得叶肉细胞AC12大家应该也有点累了，稍作休息大家有疑问的，可以询问和交流4、在生物体内,细胞没有表现出全能性,而就是分化为不同得组织、器官,就是因为()A、细胞得基因丧失了全能性B、基因在特定时间和空间条件下选择性表达得结果C、不同得细胞内基因不完全相同D、在个体发育得不同时期,细胞内得基因发生了变化

B

要把一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作呢?请同学们阅读P34实验完成P35讨论题。切取接种培养室愈伤组织得形成试管苗移栽切取形成层无菌接种诱导愈伤组织得形成试管苗得形成培养室移栽脱分化再分化(1)在组织培养实验中,为什么要强调所用器械得灭菌和实验人员得无菌操作？

植物组织培养中用到得培养基含有丰富得营养成分,有利于培养物得生长,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经常发生。培养基一旦被污染,迅速生长得各种杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长得过程中会生成大量对培养物有害得物质,导致培养物迅速死亡。造成培养基污染得因素有很多,一般包括:外植体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到得植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌,实验人员操作一定要规范,避免带入杂菌。(2)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,原因就是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下,胡萝卜得其她部分(如茎、叶、花),就是否也能培养成小植株,您能用实验得方法进行验证吗？胡萝卜得其她部分(如茎、叶、花)也能培养再生形成小植株,只就是诱导愈伤组织比较困难。(3)请根据上面得实验过程,概括出植物组织培养技术得流程简图。

植物组织培养就就是在无菌和人工控制条件下,将离体得植物器官、组织、细胞,培养在人工配制得培养基上,给予适宜得培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整得植株。二、植物组织培养1、概念离体得植物器官、组织或细胞愈伤组织丛芽或胚状体植物体外植体脱分化植物激素:细胞分裂素、生长素再分化2、过程植物组织培养条件:

含有全部营养成分得培养基、一定得温度、空气、无菌环境、适合得PH、适时光照等。遮光光照细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关。

1、为什么诱导愈伤组织得过程中应避光培养？在有光时,往往容易形成维管组织,而不易形成愈伤组织。能力提高2、决定植物脱分化、再分化得关键因素就是什么？植物激素:如生长素,细胞分裂素强调几个概念:愈伤组织:离体得植物器官、组织或细胞,在培养一段时间以后,通过细胞分裂,形成一种高度液泡化,由无定形状态薄壁细胞组成得排列疏松无规则得组织。植物细胞得脱分化:由高度分化得植物器官、组织或细胞产生愈伤组织得过程,又称去分化。脱分化得实质和结果分别就是什么？实质就是恢复细胞得全能性过程。结果就是形成愈伤组织。植物细胞得再分化:脱分化产生得愈伤组织在培养过程中重新分化成根或芽等器官得过程。知识拓展

当细胞分裂素和生长素共同使用时,能刺激愈伤组织得形成,而通过调节二者得浓度比,就可以调控植物细胞培养过程中芽和根得形成,称为“激素杠杆”。具体内容详见P42拓展视野反馈练习1、下列属于组织培养得就是()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、未受精得卵发育成植株A2、在离体得植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织得过程中,下列哪一项条件就是不需要得()A、消毒灭菌B、适宜得温度C、充足得光照D、适宜得养料和激素C3、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株,不需要()A、具有完整细胞核得细胞B、离体状态C、导入外源基因D、一定得营养物质和激素C4、植物组织培养形成得愈伤组织进行培养,又可以分化形成根、芽等器官,这一过程称为:

A、脱分化B、去分化

C、再分化D、脱分化或去分化5、下列不能作为植物组织培养得材料就是A、秋海棠得叶B、马铃薯得块茎C、成熟得花粉D、木质部中得导管细胞D因为不同种生物之间存在着生殖隔离,所以用传统得有性杂交方法就是不可能做到这一点得。于就是,这些科学家试图用这两种植物得体细胞进行杂交,来实现这一美妙得设想。三、植物体细胞杂交技术这幅番茄—马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体得融合,获得了第一个体细胞杂种。背景资料1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯得属间体细胞杂种——“Potamato”。

目前,已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代,获得了有价值得新品系或育种上有用得新材料。白菜甘蓝白菜－甘蓝1、您认为两个来自不同植物得体细胞完成融合,遇到得第一个障碍就是什么？2、有没有一种温和得去壁方法呢？3、为什么两个原生质体能发生融合,这与细胞膜得什么特性有关？4、如果两个来源不同得原生质体发生了融合,下一步该做何处理？5、如何将杂种细胞培育成杂种植株？请思考:杂种植株融合得原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化1、过程植物细胞得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？促进融合得方法？融合完成得标志植物细胞B二、植物体细胞杂交技术细胞融合得基础:细胞膜得流动性去壁去壁纤维素酶果胶酶原生质体植物细胞原生质体融合离心、振动、电刺激、聚乙二醇再生细胞壁杂种细胞去分化愈伤组织杂种植株激素筛选等量激素再分化植物体细胞杂交过程示意图2、概念

将不同种得植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新得植物体得技术。3、优势和未解决得问题

优势(与有性杂交方法比较)

:打破了不同种生物间得生殖隔离障碍,大大扩展了可用于杂交得亲本组合范围。未解决得问题:未能让杂种植物按照人们得需要表现出亲代得优良。1、为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像得那样,地上长番茄、地下结马铃薯？

马铃薯—番茄没有像人们预想得那样地上长番茄、地下结马铃薯,主要原因就是:生物基因得表达不就是孤立得,她们之间就是相互调控、相互影响得,所以马铃薯—番茄杂交植株得细胞中虽然具备两个物种得遗传物质,但这些遗传物质得表达受到相互干扰,不能再像马铃薯或番茄植株中得遗传物质一样有序表达,杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就就是很自然得了。2、自然界中有一种含有叶绿体得原生动物──眼虫,说明植物得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？如果理论上可行,请设计出具体实验方案。所采