植物细胞工程的应用幻灯片.ppt

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1、植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用第1页，共21页，编辑于2022年，星期六细胞工程细胞工程 是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在细胞整体水通过细胞水平或细胞器水平上的操作，在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平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗平或细胞器水平，按照人们的意愿来改变细胞内的遗平或细

2、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的一门综合科学技术。传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。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细胞生物学和分细胞生物学和分子生物学子生物学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胞内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

3、细胞产品的遗传物质或获得细胞产品的遗传物质或获得细胞产品(定定定定向改造）向改造）向改造）向改造）概念：概念：分类：分类：植物细胞工程、动物细胞工程植物细胞工程、动物细胞工程第2页，共21页，编辑于2022年，星期六第3页，共21页，编辑于2022年，星期六植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物细胞工程常用的技术是植物细胞工程常用的技术是:植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交第4页，共21页，编辑于2022年，星期六一、植物组织培养一、植物组织培养原理原理：细胞的全能性细胞的全能性概念：概念：过程：过程：条件：条件：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离植物组织

4、培养就是在无菌和人工控制条件下，将离植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。最终形成完整的植株。最终形成完整的植株。最终形成完整的植株。离体

5、的植离体的植离体的植离体的植物器官、物器官、物器官、物器官、组织或细组织或细组织或细组织或细胞胞胞胞愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织根或芽根或芽根或芽根或芽等器官等器官等器官等器官植物体植物体植物体植物体脱分化脱分化脱分化脱分化再分化再分化再分化再分化离体、无菌、离体、无菌、培养基、适宜的培养条件培养基、适宜的培养条件（温度、（温度、光照光照）第5页，共21页，编辑于2022年，星期六能力训练：能力训练：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：A、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞、木质部中

6、的导管细胞D D第6页，共21页，编辑于2022年，星期六植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 第7页，共21页，编辑于2022年，星期六1 1、概念：、概念：就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。植物体的技术。植物体的技术。植物体的技术。5 5、意义、意义与与与与有性杂交方法比有性杂交方法比有性杂交方法比有性杂交方法

7、比较较较较 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，拓展了，拓展了，拓展了，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。可用于杂交的亲本组合范围。可用于杂交的亲本组合范围。可用于杂交的亲本组合范围。二、植物体细胞杂交二、植物体细胞杂交2 2、原理：、原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性3、过程：过程：4、实例：、实例：番茄番茄-马铃薯、马铃薯、白菜白菜-甘蓝甘蓝、细胞膜的流动性、细胞膜的流动性第8页，共21页，编辑于2022年，星期六不不能能人人工工诱诱导导原原生生质质体体融融合合的的方方法法是是（）A A A A、振动、振动、振动、振动

8、 B B B B、电刺激、电刺激、电刺激、电刺激、C C C C、PEGPEGPEGPEG试剂、试剂、试剂、试剂、D D D D、重压、重压、重压、重压 能力训练D第9页，共21页，编辑于2022年，星期六异想天开异想天开参考植物体细胞杂交参考植物体细胞杂交技术过程，尝试设计技术过程，尝试设计出出植物牛植物牛的具体实验的具体实验方案方案?第10页，共21页，编辑于2022年，星期六完成导学案上的习题完成导学案上的习题选择：选择：CCBCCCCBCC，DDCAADDCAAn n简答一：简答一：n n1 1、无性生殖，植物组织培养、无性生殖，植物组织培养n n2 2、脱分化，再分化，有丝分裂、脱分

9、化，再分化，有丝分裂n n3 3、以分化的植物细胞仍然具有发育成完整生物体所需的全、以分化的植物细胞仍然具有发育成完整生物体所需的全部基因。部基因。n n简答二简答二n n1 1、除去细胞壁，酶解法，纤维素酶，果胶酶、除去细胞壁，酶解法，纤维素酶，果胶酶n n2 2、人工诱导，物理诱导，聚乙二醇、人工诱导，物理诱导，聚乙二醇n n3 3、植物组织培养，脱分化，再分化、植物组织培养，脱分化，再分化n n4 4、高尔基体、高尔基体n n5 5、四、四n n6 6、可育，不能，存在生殖隔离在，克服了远缘杂交的不亲和性、可育，不能，存在生殖隔离在，克服了远缘杂交的不亲和性n n7 7、不符合，孟德尔的

10、遗传规律发生在减数分离过程中，而此过、不符合，孟德尔的遗传规律发生在减数分离过程中，而此过程未发生减数分裂。程未发生减数分裂。第11页，共21页，编辑于2022年，星期六课堂小结课堂小结植物细胞工程植物细胞工程条件条件过程过程原理原理概念概念植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术植物组织培养技术植物组织培养技术实例实例 过程过程原理原理 概念概念 意义意义第12页，共21页，编辑于2022年，星期六第13页，共21页，编辑于2022年，星期六 愈伤组织的形成愈伤组织的形成n n愈伤组织：离体的植物器官、愈伤组织：离体的植物器官、愈伤组织：离体的植物器官、愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培

11、养一段时组织或细胞，在培养一段时组织或细胞，在培养一段时组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂（有间以后，通过细胞分裂（有间以后，通过细胞分裂（有间以后，通过细胞分裂（有丝分裂），形成一种丝分裂），形成一种丝分裂），形成一种丝分裂），形成一种排列疏排列疏排列疏排列疏松无规则、高度液泡化、无松无规则、高度液泡化、无松无规则、高度液泡化、无松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞定形态的薄壁细胞定形态的薄壁细胞定形态的薄壁细胞组成的组成的组成的组成的组织。组织。组织。组织。第14页，共21页，编辑于2022年，星期六细胞的全能性细胞的全能性1.概念概念:已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体已

12、高度分化的细胞仍具有发育成完整个体已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。的潜能。的潜能。的潜能。2.原因：原因：生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息，都有发育成为完整个体所必需的全部基息，都有发育成为完整个体所必需的全部基息，都有发育成为完整个体所必需的全部基息，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，因，因，因，从理论上讲，生物体的每一个从理论上讲，生物体的每一个从理论上讲，生物体的每一个从理论上讲，生物体的每一个活细胞活细胞活细胞活细

13、胞都应都应都应都应该具有全能性。该具有全能性。该具有全能性。该具有全能性。3.全能性高低：全能性高低：受精卵生殖细胞体细胞受精卵生殖细胞体细胞植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞生物体内的细胞不能表现出全能性的原因？生物体内的细胞不能表现出全能性的原因？基因的选择性表达基因的选择性表达基因的选择性表达基因的选择性表达第15页，共21页，编辑于2022年，星期六植物组织培养的培养基无机营养成分：水、无机盐离子无机营养成分：水、无机盐离子有机营养成分：有机营养成分：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 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖溶液，调节渗透压的蔗糖溶液，调节渗透压琼脂：

14、起支持作用琼脂：起支持作用激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素第16页，共21页，编辑于2022年，星期六一、植物组织培养一、植物组织培养脱分化脱分化脱分化脱分化遮光遮光再分化再分化再分化再分化光照光照植物体植物体外植体外植体（离体的器官、组织细（离体的器官、组织细（离体的器官、组织细（离体的器官、组织细胞）胞）胞）胞）愈伤组织愈伤组织胚状体胚状体已分化出根、芽已分化出根、芽已分化出根、芽已分化出根、芽第17页，共21页，编辑于2022年，星期六杂杂种种植植株株融合的融合的融合的融合的原生质原生质原生质原生质体体体体ABABABAB再再再再生生生生出出出出细细细细胞

15、胞胞胞壁壁壁壁脱脱脱脱分分分分化化化化愈愈愈愈伤伤伤伤组组组组织织织织再再再再分分分分化化化化过程：过程：植物体细胞的融合植物体细胞的融合植物体细胞的融合植物体细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞A A A A原生质体原生质体原生质体原生质体B B B B原生质体原生质体原生质体原生质体A A A A杂种杂种杂种杂种细胞细胞细胞细胞 ABABABAB去去去去 壁壁壁壁去去去去 壁壁壁壁人人人人工工工工诱诱诱诱导导导导方法？方法？方法？方法？促进融合促进融合促进融合促进融合的方法？的方法？的方法？的方法？融合融合融合融合完成完成完成完成的的的

16、的标志标志标志标志植物细胞植物细胞植物细胞植物细胞B B B B细胞融合的基础：细胞融合的基础：细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性第18页，共21页，编辑于2022年，星期六白白白白菜菜菜菜甘甘甘甘蓝蓝蓝蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝白菜甘蓝原因是：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，原因是：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，原因是：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，原因是：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，所以马铃薯所以马铃薯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

17、的遗传物质，但这些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，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。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。样有序表达，杂交植株不能地上

18、长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。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。为什么为什么为什么为什么“番茄番茄番茄番茄马铃薯马铃薯马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的超级杂种植株没有如科学家所想像的超级杂种植株没有如科学家所想像的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？那样，地上长番茄、地下结马铃薯？那样，地上长番茄、地下结马铃薯？那样，地上长番茄、地下结马铃薯？第19页，共21页，编辑于2022年，星期六(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交植物体细胞杂交过过程示意图程示意图标志标志标志标志去壁去壁去壁去壁第20页，共21

19、页，编辑于2022年，星期六植物植物植物植物A A A A细胞细胞细胞细胞植物植物植物植物B B B B细胞细胞细胞细胞去壁去壁去壁去壁原生质体原生质体原生质体原生质体A A A A原生质体原生质体原生质体原生质体B B B B原生质体融合原生质体融合原生质体融合原生质体融合融合体融合体融合体融合体再再生生壁壁再再生生壁壁杂种细胞杂种细胞杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株杂种植株杂种植株去壁的常用方法：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）植物体细胞杂交植物体细胞杂交过过程示意图程示意图细胞融合的基础：细胞融合的基础：细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性细胞膜的流动性第21页，共21页，编辑于2022年，星期六