植物体细胞杂交技术讲稿.ppt

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1、关于植物体细胞杂交技术第一页，讲稿共三十二页哦植物材料植物材料消毒消毒接接种种到到诱诱导导培培养养基基诱诱导导出出愈愈伤伤组组织织直接诱导分化直接诱导分化分化出分化出幼苗幼苗幼苗接种到幼苗接种到 生根培养基上生根培养基上完整完整植株植株愈伤组织转接到愈伤组织转接到 继代培养基上继代培养基上得到大量的得到大量的 愈伤组织愈伤组织愈伤组织接种到愈伤组织接种到 分化培养基上分化培养基上移栽到大田移栽到大田植物组织培养技术的流程简图植物组织培养技术的流程简图第二页，讲稿共三十二页哦强调几个概念强调几个概念：愈伤组织：愈伤组织：离体的植物器官、组离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，织或细胞，

2、在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度通过细胞分裂，形成一种高度液液泡化泡化，由，由无定形状态薄壁细胞无定形状态薄壁细胞组组成的排列疏松无规则的组织。成的排列疏松无规则的组织。第三页，讲稿共三十二页哦 脱分化脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称产生愈伤组织的过程，又称去分化去分化。脱分化的脱分化的实质和结果实质和结果分别是什么？分别是什么？实质是恢复细胞的全能性过程。实质是恢复细胞的全能性过程。结果是形成愈伤组织。结果是形成愈伤组织。再分化再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化

3、成根或芽等器官的过程。分化成根或芽等器官的过程。第四页，讲稿共三十二页哦1.1.胡萝卜的组织培养过程中进行无菌操胡萝卜的组织培养过程中进行无菌操作的步骤是（作的步骤是（）.超净工作台超净工作台 .自来水冲洗自来水冲洗 .酒精棉球擦手酒精棉球擦手 .无菌水清洗无菌水清洗.次氯酸溶液冲洗次氯酸溶液冲洗 .无菌滤纸处理无菌滤纸处理 .培养基灭菌培养基灭菌 .不经灭菌的培养基不经灭菌的培养基 A.B.A.B.C.D.C.D.B 小试牛刀小试牛刀第五页，讲稿共三十二页哦2.2.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（培养可以

4、形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）A.A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成B.B.该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性C.C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构状结构B第六页，讲稿共三十二页哦3.3.美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回培养，由单个细胞发育成了完整的新植株。过程图解如下，回答

5、与之有关的问题：答与之有关的问题：（1 1）科学家所用的这种生物技术叫做）科学家所用的这种生物技术叫做 。依。依据的理论基础是据的理论基础是 。因为。因为_。（2 2）通过）通过B B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？染色体的数目上是否相同？；染色体上所含的遗传；染色体上所含的遗传物质是否相同？物质是否相同？；第七页，讲稿共三十二页哦 番茄与马铃薯同属番茄与马铃薯同属茄科植物茄科植物，但，但不是同不是同 属属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中

6、。食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。分结番茄，地下部分长土豆。这个梦想可能实现吗？这个梦想可能实现吗？一个梦想一个梦想?第八页，讲稿共三十二页哦用什么方法用什么方法可以获得番可以获得番茄茄马铃薯马铃薯的杂种植株的杂种植株？植物体细胞杂交技术第九页，讲稿共三十二页哦1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，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？遇到的第一个障碍是什么？2 2有没有一种温和的去除细胞壁方法呢？有没有一种温和的去除细胞壁方法呢？3 3如果两个来源不

7、同的原生质体发生了融合，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？下一步该做何处理？4 4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？阅读阅读P36-37请思考：请思考：第十页，讲稿共三十二页哦探究过程探究过程探究过程探究过程植物体细胞杂交遇到的第一个困难是什么？如何解决？马铃薯细胞马铃薯细胞番茄细胞番茄细胞马马 铃铃 薯薯原生质体原生质体 番番 茄茄原生质体原生质体第一步：制备原生质体酶酶解解法法两个不同物种的植物细胞原生质体能否融合？第十一页，讲稿共三十二页哦材料材料1 1：经漫长的进化过程，有性杂交中：经漫长的进化过程，有性杂交中精子精子与卵细胞能够自然发生

8、融合与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵，而形成受精卵，而体细胞的体细胞的原生质体不能自然发生融合原生质体不能自然发生融合，因而，因而需要人工诱导迫使二者融合。需要人工诱导迫使二者融合。材料材料2 2：聚乙二醇（聚乙二醇（PEG)PEG)分子能改变各类细胞分子能改变各类细胞的生物膜结构，使两细胞接触点处质膜的脂的生物膜结构，使两细胞接触点处质膜的脂类分子发生疏散和重组，从而使细胞发生融类分子发生疏散和重组，从而使细胞发生融合，形成杂种细胞。合，形成杂种细胞。知识链接知识链接第十二页，讲稿共三十二页哦电激法使生质体融合电激法使生质体融合人工诱导原生质体融合方法人工诱导原生质体融合方法 物理法：物理

9、法：离心、振动、电刺激等离心、振动、电刺激等 化学法：化学法：聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG）第十三页，讲稿共三十二页哦正在融合的正在融合的原生质体原生质体探究过程探究过程探究过程探究过程马铃薯细胞马铃薯细胞番茄细胞番茄细胞马马 铃铃 薯薯原生质体原生质体 番番 茄茄原生质体原生质体第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合酶酶解解法法诱诱导导融融合合两两融合的细胞都是我们需要的目的细胞吗？如果不是至少还有哪些？需要筛选需要筛选第十四页，讲稿共三十二页哦 如何筛选杂种细胞？1.根据物理特性选择 根据荧光标记选择根据荧光标记选择 将将2 2种原生质体群体分别用种原生质体群体分别用不同的荧光染料标

10、记不同的荧光染料标记，然后通过荧光显微镜鉴别异核体。然后通过荧光显微镜鉴别异核体。2.根据生长和再生能力的差别选择 在曼陀罗和烟草种间体细胞杂交以及在小麦和某在曼陀罗和烟草种间体细胞杂交以及在小麦和某些其他禾谷类植物属间体细胞杂交中，发现些其他禾谷类植物属间体细胞杂交中，发现杂种愈杂种愈伤组织表现生长优势现象伤组织表现生长优势现象，因此融合处理后只要挑，因此融合处理后只要挑选生长快、长的最大的愈伤组织，就会从中分化出选生长快、长的最大的愈伤组织，就会从中分化出体细胞杂种。体细胞杂种。第十五页，讲稿共三十二页哦正在融合的正在融合的原生质体原生质体探究过程探究过程探究过程探究过程马铃薯细胞马铃薯细

11、胞番茄细胞番茄细胞马马 铃铃 薯薯原生质体原生质体 番番 茄茄原生质体原生质体杂种细胞再杂种细胞再生出细胞壁生出细胞壁第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合酶酶解解法法诱诱导导融融合合再生出细胞壁第十六页，讲稿共三十二页哦 在培养杂种苗的过程中，一般在在培养杂种苗的过程中，一般在24-2824-28小时后，大部分原生质体已经再生出细胞壁。小时后，大部分原生质体已经再生出细胞壁。怎样鉴别细胞壁是否再生？怎样鉴别细胞壁是否再生？知识链接知识链接 深入思考深入思考第十七页，讲稿共三十二页哦杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织再生出小植株再生出小植株杂种植株杂种植株第三步：培育杂种植株脱分化再分化如何由

12、杂种细胞发育成杂种植株？第十八页，讲稿共三十二页哦 利用植物体细胞杂交的方法培育作物新利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？德尔的遗传规律？为什么？知识迁移知识迁移解析：解析：不遵循孟德尔定律。不遵循孟德尔定律。孟德尔定律只适用于有性生殖，即只有孟德尔定律只适用于有性生殖，即只有生殖细胞减数分裂后精卵结合才遵循孟德尔遗传定律。生殖细胞减数分裂后精卵结合才遵循孟德尔遗传定律。细胞杂交又称细胞融合细胞杂交又称细胞融合，是将来源不同的两种细胞融合成一个，是将来源不同的两种细胞融合成一个新细胞，新细胞的遗传物质

13、最开始为两融合细胞之和。新细胞，新细胞的遗传物质最开始为两融合细胞之和。第十九页，讲稿共三十二页哦完美方案完美方案完美方案完美方案第一步：制备原生质体第二步：原生质体融合第三步：培育杂种植株细胞膜的流动性细胞的全能性第二十页，讲稿共三十二页哦 植物体细胞杂交就是将植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细不同种的植物体细胞胞，在一定条件下，在一定条件下融合成杂种细胞融合成杂种细胞，并把杂种，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。细胞培育成新的植物体的技术。2 2、意义：、意义：克服远缘杂交不亲和的障碍克服远缘杂交不亲和的障碍;打破了不同种生打破了不同种生物间的生殖隔离限制物间的生殖隔离限制;扩展了可用

14、于杂交的亲本扩展了可用于杂交的亲本组合范围。组合范围。1 1、定义、定义植物体细胞杂交3 3、实质、实质：不同植物原生质体融合的过程。：不同植物原生质体融合的过程。第二十一页，讲稿共三十二页哦传统方法（杂交）传统方法（杂交）细胞杂交细胞杂交依据依据过程过程优点优点缺点缺点应用范围应用范围基因自由组合基因自由组合细胞全能性细胞全能性细胞膜的流动性细胞膜的流动性自然发生自然发生人工诱导人工诱导组织培养组织培养存在生殖隔离存在生殖隔离杂种第一代产量高，杂种第一代产量高，抗病能力强抗病能力强克服远缘杂交不克服远缘杂交不亲和的障碍亲和的障碍很多理论和技术很多理论和技术问题未解决问题未解决 种内种内 种内

15、和种间种内和种间第二十二页，讲稿共三十二页哦19781978年，梅尔彻斯（MelchersMelchers）等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益。修成正果修成正果修成正果修成正果？杂种植株杂种植株杂种植株为什么不能地上结番茄地下结马铃薯？生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相生物基因的

16、表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，互影响的，两份遗传物质的表达受到相互干扰，两份遗传物质的表达受到相互干扰，所以不所以不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。达。第二十三页，讲稿共三十二页哦植物体细胞杂交的成果植物体细胞杂交的成果成果：烟草海岛烟草；胡萝卜羊角芹；烟草海岛烟草；胡萝卜羊角芹；白白菜菜甘甘蓝蓝白菜甘蓝白菜甘蓝第二十四页，讲稿共三十二页哦学以致用学以致用 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：动物细胞的细胞器同样

17、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。具体实验方案。第二十五页，讲稿共三十二页哦异想天开异想天开异想天开异想天开要是把我老牛的细胞与植物细胞杂交，得到绿色的小奶牛，那岂不是只要晒晒太阳就可以挤出牛奶啦！第二十六页，讲稿共三十二页哦第二十七页，讲稿共三十二页哦1.1.设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑的是得性状优良的作物新品种，不需要考虑的是（）A.A.亲本细胞的生殖隔离问题亲本细胞的生殖隔离问题 B

18、.B.选择具有优良性状的亲本选择具有优良性状的亲本 C.C.亲本细胞的融合技术亲本细胞的融合技术 D.D.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化A 课堂练习课堂练习第二十八页，讲稿共三十二页哦2 2、植物体细胞杂交要先去除细胞壁的、植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是原因是 （）A.A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁壁 B.B.细胞壁使原生质体失去活力细胞壁使原生质体失去活力C.C.细胞壁阻碍了原生质体的融合细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.D.细胞壁不是原生质体的组成部分细胞壁不是原生质体的组成部分C第二十九页，讲稿共三十二页哦3.3.

19、植物体细胞杂交尚未解决的问题有植物体细胞杂交尚未解决的问题有()()A A 去掉细胞壁去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体分离出有活力的原生质体B B 将杂种细胞培育成植株将杂种细胞培育成植株C C 让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状优良性状D D 尚未培育出属间杂种植物尚未培育出属间杂种植物C第三十页，讲稿共三十二页哦4.4.如图回答下列问题如图回答下列问题(1)(1)过程是过程是 ，实际融合的过程，实际融合的过程中原生质体可能会形成中原生质体可能会形成 种细胞团种细胞团(只只考虑两个细胞融合的情况考虑两个细胞融合的情况)。与。与过程密过程密切相关的细胞器是切相关的细胞器是 。3 3高尔基体和线粒体高尔基体和线粒体原生质体融合原生质体融合第三十一页，讲稿共三十二页哦感谢大家观看第三十二页，讲稿共三十二页哦