植物细胞工程的基本技术ppt讲稿.ppt

关于植物细胞工程的基本技术PPT第一页，讲稿共四十页哦第二页，讲稿共四十页哦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分细胞生物学和分子生物学子生物学细胞整体水平或细胞器水平细胞整体水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞内的遗传物质或获得细胞产品胞产品概念概念植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程分类分类第三页，讲稿共四十页哦2.1.1 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2.12.1植物细胞工程植物细胞工程第四页，讲稿共四十页哦为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？细胞的全能性细胞的全能性第五页，讲稿共四十页哦1.1.什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？2.2.细胞表现全能性的原因是什么细胞表现全能性的原因是什么？在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性差异的过程称为构和生理功能上发生稳定性差异的过程称为细胞分化细胞分化 。3.3.生物体所有细胞全能性都一致吗生物体所有细胞全能性都一致吗？受精卵生殖细胞体细胞受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞植物细胞动物细胞4.4.为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？器官？基因的选择性表达基因的选择性表达不同细胞中遗传信息的执行情况各不相同不同细胞中遗传信息的执行情况各不相同第六页，讲稿共四十页哦如何把植物的一个花瓣培育出完整的植株呢？如何把植物的一个花瓣培育出完整的植株呢？关键词：关键词：脱分化、再分化、愈伤组织脱分化、再分化、愈伤组织第七页，讲稿共四十页哦一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术脱分化脱分化实质：恢复细胞的全能性的过程实质：恢复细胞的全能性的过程结果：形成愈伤组织结果：形成愈伤组织 愈伤组织愈伤组织再分化再分化（脱去细胞分化）（脱去细胞分化）第八页，讲稿共四十页哦一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程 请根据书上实验过程，思考请根据书上实验过程，思考3535页讨论题和以页讨论题和以下补充问题：下补充问题：1.1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？的植物体？2.2.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？3.3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？4.4.再分化需要光照培养，原因是什么？再分化需要光照培养，原因是什么？第九页，讲稿共四十页哦一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织再分化再分化脱分化又称去分化。是指已分化的细胞，经过诱导后，失脱分化又称去分化。是指已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。分化的细胞，经过激素的诱导，脱分化为具有分生能力的薄壁分化的细胞，经过激素的诱导，脱分化为具有分生能力的薄壁细胞团。细胞团。愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽的过程。愈伤组织在一定的培养条件下，重新分化出幼根和芽的过程。第十页，讲稿共四十页哦 胚状体胚状体:在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，在离体植物细胞、组织或器官培养过程中，由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形由一个或一些体细胞，经过胚胎发生和发育过程，形成的与胚相类似的结构。成的与胚相类似的结构。胚胚:由受精卵发育而成的新一代植物体的雏型。是种由受精卵发育而成的新一代植物体的雏型。是种子的最重要的组成部分。在种子中胚是唯一有生命的部分，子的最重要的组成部分。在种子中胚是唯一有生命的部分，已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部已有初步的器官分化，包括胚芽、胚轴、胚根和子叶四部分。分。丛芽丛芽:其实就是一些丛生其实就是一些丛生（数目多个数目多个）状的芽而已，状的芽而已，可以来自愈伤组织分化，继续培养则长大为丛生状植株可以来自愈伤组织分化，继续培养则长大为丛生状植株。丛芽与胚状体的形态结构不相同。丛芽与胚状体的形态结构不相同。第十一页，讲稿共四十页哦超净工作台第十二页，讲稿共四十页哦接种箱第十三页，讲稿共四十页哦试管苗大规模培养第十五页，讲稿共四十页哦移栽到大田第十六页，讲稿共四十页哦植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基无机营养成分：水、矿质元素无机营养成分：水、矿质元素有机营养成分：有机营养成分：碳源：碳源：(2%5%(2%5%的蔗糖溶液的蔗糖溶液)，调节渗透压，调节渗透压 激素：生长素，细胞分裂素激素：生长素，细胞分裂素 含含N N物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用PHPH值：值：5.05.06.06.0第十七页，讲稿共四十页哦过程过程离体的植物器官、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、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化再分化再分化第十八页，讲稿共四十页哦一、植物组织培养技术一、植物组织培养技术1 1、植物组织培养的过程、植物组织培养的过程 请根据书上实验过程，思考请根据书上实验过程，思考3535页讨论题和以页讨论题和以下补充问题：下补充问题：1.1.离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？完整的植物体？不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。不能，因为细胞已经分化，失去了分裂能力。2.2.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？在有光时，不易形成愈伤组织。在有光时，不易形成愈伤组织。3.3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调植物激素的种类和比例。特别是生长素和细胞分裂素的协同调控作用在组培中非常重要，被称为控作用在组培中非常重要，被称为“激素杠杆激素杠杆”。4.4.再分化需要光照培养，原因是什么？再分化需要光照培养，原因是什么？发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行发育成叶时，叶肉细胞中叶绿素合成需要光照，并利用光进行光合作用。光合作用。第十九页，讲稿共四十页哦 根据上述过程，请同学们讨论归纳根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。出组织培养的概念。2 2、植物组织培养的概念：、植物组织培养的概念：第二十一页，讲稿共四十页哦 通过植物组织培养技术的学习，你认为细胞表现出全能性通过植物组织培养技术的学习，你认为细胞表现出全能性的条件是什么？的条件是什么？离体状态离体状态有一定营养物质、激素和其他外界条件（如无菌、有一定营养物质、激素和其他外界条件（如无菌、pH等）等）第二十二页，讲稿共四十页哦一、细胞的全能性一、细胞的全能性1、概念：2、细胞全能性的原因：3、全能性最高的细胞：受精卵受精卵 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整都具有发育成完整生物体的潜能生物体的潜能.4、生物体内细胞没有表现出全能性的原因：基因选择性表达基因选择性表达 5、细胞表现出全能性需要提供的条件有哪些？二、植物组织培养二、植物组织培养离体植物器官、离体植物器官、组织或细胞组织或细胞脱分化愈伤组织愈伤组织再分化根、芽根、芽植物体植物体第二十三页，讲稿共四十页哦 于是，这些科学家试于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美进行杂交，来实现这一美妙的设想。妙的设想。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实用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？现吗？为什么？第二十四页，讲稿共四十页哦1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？第一个障碍是什么？2 2有没有一种温和的去壁方法呢？有没有一种温和的去壁方法呢？3 3为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么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？特性有关？4.4.如何诱导原生质体融合？如何诱导原生质体融合？5 5如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一步该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？做何处理？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？请思考：请思考：原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的结构称为原生质体。原生质体：植物细胞去掉细胞壁后剩余的结构称为原生质体。第二十五页，讲稿共四十页哦植物细胞植物细胞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原生质体融合原生质体融合正在融合的原正在融合的原生质体生质体再生出细胞壁再生出细胞壁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纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶物理方法物理方法化学方法化学方法：离心离心振动振动电刺激电刺激聚乙二醇聚乙二醇细胞分裂细胞分裂植植物物细细胞胞融融合合酶解法酶解法人工诱人工诱导方法导方法1 1、过程、过程二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术植物组织培养植物组织培养第二十六页，讲稿共四十页哦杂种细胞杂种细胞AAAAA AA A杂种细胞杂种细胞BBBBB BB BA AB B杂种细胞杂种细胞ABAB第二十七页，讲稿共四十页哦3 3、优势：、优势：（与有性杂交方法比较）与有性杂交方法比较）克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。新品种。4 4、未解决问题：、未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。状。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术2 2、定义：、定义：第二十八页，讲稿共四十页哦羊角芹羊角芹胡萝卜胡萝卜第二十九页，讲稿共四十页哦白菜白菜甘蓝甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝第三十页，讲稿共四十页哦1.1.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、地下结马铃薯？家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？马铃薯马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，主要原因是：地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达不是孤立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，的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，番茄杂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，不能再像马铃薯但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，杂交植株不能或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。第三十一页，讲稿共四十页哦2.2.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，说明植物的细胞器同样可眼虫，说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。？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。第三十二页，讲稿共四十页哦1.1.对细胞全能性的表述正确的是对细胞全能性的表述正确的是A.A.非离体植物细胞能够表现出全能性非离体植物细胞能够表现出全能性B.B.动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现动物细胞融合标志着动物细胞全能性的实现C.C.单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性单克隆抗体的制备原理依据是细胞的全能性D.D.花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现花粉培育成单倍体是细胞全能性的体现2.2.植物细胞表现出全能性的必要条件是植物细胞表现出全能性的必要条件是A.A.给予适宜的营养和外界条件给予适宜的营养和外界条件B.B.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件C.C.导入其他植物细胞的基因导入其他植物细胞的基因D.D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 第三十三页，讲稿共四十页哦3.3.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是在生物体的所有细胞中，全能性最高的是A A卵细胞卵细胞 B B 植物花粉植物花粉 C C体细胞体细胞 D.D.受精卵受精卵4.4.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：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 第三十四页，讲稿共四十页哦5.5.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是的植物激素分别是细胞的全能性细胞的全能性 离体植物器官，组织或细胞离体植物器官，组织或细胞 根，芽根，芽生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯生长素和乙烯 愈愈伤组织伤组织再分化再分化 脱分化脱分化 植物体植物体A A和和 B B和和C C和和 D D和和 第三十五页，讲稿共四十页哦6.6.植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是组织的叙述错误的是A.A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的B.B.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子形成愈伤组织的培养基不需含有机分子C.C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构D.D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对补配对7.7.能刺激愈伤组织形成的诱导剂是能刺激愈伤组织形成的诱导剂是A.A.细胞分裂素和生长素细胞分裂素和生长素 B.B.赤霉素赤霉素 C.C.生长素和赤霉素生长素和赤霉素 D.D.细胞分裂素和乙烯细胞分裂素和乙烯 第三十六页，讲稿共四十页哦8.8.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是需要的是A A、具有完整细胞核的细胞、具有完整细胞核的细胞 B B、一定的营养物质和植物激素、一定的营养物质和植物激素C C、离体状态、离体状态 D D、导入指定基因、导入指定基因 9.9.（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保留（多选）植物体细胞的组织培养常被用于保留杂种优势。因为植物组织培养的过程杂种优势。因为植物组织培养的过程 A.A.不可能发生基因突变不可能发生基因突变 B.B.生殖方式属于无性生殖生殖方式属于无性生殖C.C.子代不发生性状分离子代不发生性状分离 D.D.体细胞内不存在等位基因体细胞内不存在等位基因 第三十七页，讲稿共四十页哦10.10.植物体细胞杂交的目的是植物体细胞杂交的目的是A.A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B.B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株株D.D.通过以上三者来完成通过以上三者来完成 11.11.在细胞工程在细胞工程 原生质体融合育种技术中，、其技原生质体融合育种技术中，、其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除心去，通常是术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除心去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将 A.A.皱缩皱缩 B.B.胀破胀破 C.C.呈球形呈球形 D.D.保持原状保持原状 第三十八页，讲稿共四十页哦12.(12.(多选多选)有关原生质体的下列叙述中，正确的是有关原生质体的下列叙述中，正确的是A.A.组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸 B.B.原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质 C.C.被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体D.D.原生质体只能用于植物细胞工程原生质体只能用于植物细胞工程 第三十九页，讲稿共四十页哦感谢大家观看第四十页，讲稿共四十页哦