医学专题—植物细胞工1程.ppt
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1、专题(zhunt)2 细胞工程第一页,共五十九页。细胞工程细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平水平(shupng)(shupng)或细胞器水平或细胞器水平(shupng)(shupng)上,按照人们的上,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产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。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细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平或细胞整体水平或
2、细胞器水平细胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品第二页,共五十九页。前者前者(qinzh)(qinzh)是是细胞水平或胞水平或细胞器水平上生物技胞器水平上生物技术,后者后者是分子水平上的生物技是分子水平上的生物技术。克隆多莉羊技术克隆多莉羊技术(jsh)(jsh)是是 水平上的技术,水平上的技术,培育抗虫棉是培育抗虫棉是 水平上的技术。水平上的技术。细胞工程与基因工程细胞工程与基因工程(jyn gngchng)(jyn gngchng)相相比:比:细胞细胞分子分子思考思考:第三页,共五十九页。根据根据(gnj)(gnj)细
3、胞类型的不同,可以把细胞细胞类型的不同,可以把细胞工程分为工程分为植物细胞工程植物细胞工程和和动物细胞工动物细胞工程程两大类两大类。细胞工程分类细胞工程分类(fn li)(fn li):第四页,共五十九页。通常采用的技术手段有哪通常采用的技术手段有哪些?些?植物细胞工程的理论植物细胞工程的理论(lln)(lln)基础是什么?基础是什么?第五页,共五十九页。植物(zhw)细胞工程通常(tngchng)采用的技术手段 植物植物(zhw)组织培组织培养养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性所采用技术的理论基础 第六页,共五十九页。1.概念概念(ginin)::生物体的细胞具
4、有使后代细胞形成生物体的细胞具有使后代细胞形成(xngchng)完整个体的潜能的特性。完整个体的潜能的特性。2.原因原因(yunyn):生物体的每一个细胞都包含有该物种所特生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质,都有发育成为完整个有的全套遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体所必需的全部基因,从理论上讲,生物体的每一个体的每一个活细胞活细胞都应该具有全能性。都应该具有全能性。一一 植物细胞的全能性植物细胞的全能性第七页,共五十九页。2、原理、原理(yunl):3 3、差异、差异(chy)(chy):(1 1)受精卵的全能性最高受精卵的全能性最高 (2
5、2)受精卵分化受精卵分化(fnhu)(fnhu)后的细胞中,体后的细胞中,体细胞的全能性比生殖细胞的细胞的全能性比生殖细胞的低。低。4、大小、大小4.4.全能性高低:全能性高低:受精卵生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞第八页,共五十九页。1.下列植物细胞下列植物细胞(xbo)全能性最高的是(全能性最高的是()A.形成层细胞形成层细胞(xbo)B.韧皮部细胞韧皮部细胞(xbo)C.木质部细胞木质部细胞(xbo)D.叶肉细胞叶肉细胞(xbo)2下列细胞全能性最高的是(下列细胞全能性最高的是()A植物的卵细胞植物的卵细胞B植物的精子细胞植物的精子细胞C被子植物的受精卵被子植物的受精卵D被子植物的的叶肉细
6、胞被子植物的的叶肉细胞AC第九页,共五十九页。思考讨论:为什么体内思考讨论:为什么体内(t ni)(t ni)细胞没有表现出细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官?全能性,而是分化成为不同的组织、器官?基因在特定空间和时间条件下选择性表基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在达的结果。在个体发育个体发育的不同时期,生物体的不同时期,生物体不同部位的细胞不同部位的细胞(xbo)(xbo)表达的基因是不同的,合表达的基因是不同的,合成的蛋白质也不一样,从而形成了不同的组成的蛋白质也不一样,从而形成了不同的组织和器官。织和器官。第十页,共五十九页。5.5.细胞细胞(xbo)(xbo
7、)表现出全能性的条件表现出全能性的条件体外体外:在一定条件在一定条件(tiojin)(tiojin)下表达下表达 离体(细胞、组织或器官)、一定的营养离体(细胞、组织或器官)、一定的营养物质、激素和其他外界条件物质、激素和其他外界条件第十一页,共五十九页。3 3、有关全能性的表述中,不正确的是(、有关全能性的表述中,不正确的是()受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整整(wnzhng)(wnzhng)个体,因此全能性最高个体,因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全能卵细胞和受精
8、卵一样,细胞未分化,全能性很高性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性全能性C趁热打铁趁热打铁(chnrdti):第十二页,共五十九页。4.下列有关细胞全能性的含义下列有关细胞全能性的含义(hny),正确的是:,正确的是:A A、每个生物体内的所有细胞、每个生物体内的所有细胞(xbo)(xbo)都具有相同的功能都具有相同的功能 B B、生物体内的任何一个细胞、生物体内的任何一个细胞(xbo)(xbo)可以完成该个体的全部可以完成该个体的全部功能功能 C C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能潜
9、能 D D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程衰老、死亡的全过程 C第十三页,共五十九页。5.在生物体内,细胞没有表现出全能性,而是在生物体内,细胞没有表现出全能性,而是分化为不同的组织分化为不同的组织(zzh)、器官,是因为:、器官,是因为:A A、细胞、细胞(xbo)(xbo)丧失了全能性丧失了全能性 B B、基因、基因(jyn)(jyn)的表达有选择的表达有选择性性 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、在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生
10、生了变化了变化 B第十四页,共五十九页。要把一块组织(zzh)通过培养得到一株完整植株,应该如何操作呢?第十五页,共五十九页。生姜是药食两用的经济作物,具有栽生姜是药食两用的经济作物,具有栽培容易、产量高、价格高等特点,近年培容易、产量高、价格高等特点,近年在各地发展很快。但是生姜在生产上长在各地发展很快。但是生姜在生产上长期采用无性繁殖,容易感染多种病毒病,期采用无性繁殖,容易感染多种病毒病,使生姜品质变差,叶子皱缩,生长使生姜品质变差,叶子皱缩,生长(shngzhng)(shngzhng)缓慢,一般减产缓慢,一般减产30%30%50%50%。设计设计(shj)无病毒生姜幼苗的培育方案无病毒
11、生姜幼苗的培育方案请你设计请你设计(shj)请你设计请你设计第十六页,共五十九页。植物组织培养就是在无菌和人工控制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,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上,给予适宜的培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导培养条件,诱导(yudo)(yudo)其产生愈伤组织、丛其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。芽,最终形成完整的植株。二、植物二、植物(zhw)组织培养组织培养1、概念、概念(ginin)第十七页,共五十九页。离体的植物离体的植物(zhw)器官、组织或细胞器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织
12、(zzh)根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化(fnhu)植物激素:植物激素:细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化2、过程、过程植物组织培养条件植物组织培养条件:含有全部营养成分的培含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的无菌环境、适合的PHPH、适时、适时光照等。光照等。第十八页,共五十九页。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新(chngxn)(chngxn)分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。外植体:外植体:愈伤组织愈伤组织(z
13、zh)(zzh):脱分化脱分化(fnhu)(fnhu)(去分化(去分化(fnhu)(fnhu)):):再分化:再分化:用于离体培养的植物器官或组织片段。用于离体培养的植物器官或组织片段。离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成一团细胞而时间以后,会通过细胞分裂,形成一团细胞而形成的组织叫愈伤组织。形成的组织叫愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。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
14、胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。的脱分化。第十九页,共五十九页。植物植物(zhw)组织培养的培养基组织培养的培养基定义定义(dngy)(dngy):含有一定营养成分,供组织培养植:含有一定营养成分,供组织培养植物生长的基质物生长的基质无机营养成分:无机营养成分:C C,H H,O O大量元素及部分微量大量元素及部分微量元素元素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%5%2%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂:起支持作用琼脂:起支持作用 相关激素:生长素,细胞分裂素和赤霉素相关激素:生长素,细胞分裂素和
15、赤霉素PHPH值:值:5.05.06.06.0第二十页,共五十九页。(1)(1)在组织培养实验中,为什么要强调所用器械的灭在组织培养实验中,为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员菌和实验人员(rnyun)(rnyun)的无菌操作?的无菌操作?培养基一旦被污染,迅速生长培养基一旦被污染,迅速生长(shngzhng)(shngzhng)的各的各种杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些种杂菌不但会和培养物争夺营养,而且这些杂菌生长杂菌生长(shngzhng)(shngzhng)的过程中会生成大量对培养物的过程中会生成大量对培养物有害的物质,导致培养物迅速死亡。有害的物质,导致培养物迅速死亡。第二十一页,
16、共五十九页。(2)(2)在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切取在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分,原因是这部分容易诱导形成愈含有形成层部分,原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下,胡萝卜的其他部分(如茎、伤组织。请思考一下,胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花),是否也能培养成小植株叶、花),是否也能培养成小植株(zhzh)(zhzh),你能用,你能用实验的方法进行验证吗?实验的方法进行验证吗?胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)也能培养再生形成小植株,只是诱导也能培养再生形成小植株,只是诱导(yudo)(yudo)愈伤组织比较困难。愈伤组织比较困
17、难。第二十二页,共五十九页。(3)(3)请根据上面的实验过程请根据上面的实验过程(guchng)(guchng),概括出植物组织培养技,概括出植物组织培养技术的流程简图。术的流程简图。第二十三页,共五十九页。植物材料植物材料(cilio)消毒消毒接种接种(jizhng)到到诱导培养基诱导培养基诱导诱导(yudo)出愈伤组出愈伤组织织可直接诱导分化可直接诱导分化愈伤组织接种到愈伤组织接种到分化培养基分化培养基分化出幼苗分化出幼苗接种到接种到生根培养基生根培养基完整植株完整植株移栽到大田移栽到大田愈伤组织转接到愈伤组织转接到继代培养基继代培养基得到大量的得到大量的愈伤组织愈伤组织继代培养基继代培养
18、基:更换新鲜的培养更换新鲜的培养基来繁殖同种类型的材料基来繁殖同种类型的材料第二十四页,共五十九页。第二十五页,共五十九页。试 管(shgun)苗 大 规 模 培 养第二十六页,共五十九页。外植体外植体愈伤组织愈伤组织(zzh)新植株新植株(zhzh)第二十七页,共五十九页。切取切取形成层形成层无菌无菌接种接种(jizhng)诱导诱导(yudo)愈伤组愈伤组织织的形成的形成试管试管(shgun)苗的苗的形成形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化第二十八页,共五十九页。非洲非洲(fi zhu)(fi zhu)紫罗兰的组织培养紫罗兰的组织培养:第二十九页,共五十九页。1、为什么诱导愈伤组
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- 医学 专题 植物 细胞
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