定植物細胞工程2-精

1、細胞工程細胞工程概念：概念：應用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖植物（也叫快速應用組織培養(yǎng)技術(shù)，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技術(shù)）繁殖技術(shù)）原理：原理：植物細胞的全能性植物細胞的全能性優(yōu)點：優(yōu)點：繁殖率高，可大批量生產(chǎn)繁殖率高，可大批量生產(chǎn) 取材少取材少 培養(yǎng)周期短培養(yǎng)周期短 保持優(yōu)良性狀保持優(yōu)良性狀微型繁殖微型繁殖（三）植物組織培養(yǎng)的應用（三）植物組織培養(yǎng)的應用作物脫毒作物脫毒l病毒在作物體內(nèi)逐年積累，會導致作物產(chǎn)量病毒在作物體內(nèi)逐年積累，會導致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差降低，品質(zhì)變差l分生區(qū)附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚分生區(qū)附近（莖尖、根尖）的病毒極少，甚至沒有至沒有l(wèi)采用莖尖進行組織培養(yǎng)采用莖尖進行

2、組織培養(yǎng)人工種子l結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：l人工種皮人工種皮+ +人工胚乳人工胚乳+ +胚狀體胚狀體（不定芽、頂芽、（不定芽、頂芽、腋芽）腋芽）l優(yōu)點：優(yōu)點：l不受環(huán)境因素制約不受環(huán)境因素制約l保留優(yōu)良性狀保留優(yōu)良性狀l繁殖速度快繁殖速度快l解決繁殖率差，結(jié)實率低的問題解決繁殖率差，結(jié)實率低的問題l人工胚乳中添加各種附加成分（農(nóng)藥、激素等）人工胚乳中添加各種附加成分（農(nóng)藥、激素等）控制植物生長發(fā)育與抗逆性。控制植物生長發(fā)育與抗逆性。胚胚 狀狀 體體人工種皮人工種皮人工胚乳人工胚乳1.過程過程花粉花粉去分化去分化愈傷組織愈傷組織再分化再分化 花粉植株花粉植株（單倍體植株）（單倍體植株）純合的二倍純合的二倍

3、體植株體植株秋水仙素處理秋水仙素處理2.優(yōu)點優(yōu)點縮短育種周期縮短育種周期獲得純系植株獲得純系植株單倍體胚單倍體胚單倍體育種單倍體育種二、植物細胞培養(yǎng)二、植物細胞培養(yǎng)1.植物細胞培養(yǎng)的概念植物細胞培養(yǎng)的概念 是指組織培養(yǎng)過程中形成的是指組織培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織愈傷組織或其它易分散的組織或其它易分散的組織置于置于液體液體培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中，進行進行懸浮培養(yǎng)懸浮培養(yǎng)，得到分散的懸浮細胞，通，得到分散的懸浮細胞，通過過繼代培養(yǎng)使細胞增殖繼代培養(yǎng)使細胞增殖，從而獲得大量的，從而獲得大量的細胞群體的一種技術(shù)。細胞群體的一種技術(shù)。2、原理：、原理：植物細胞的增殖植物細胞的增殖固體培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)

4、基液體培養(yǎng)基原代培養(yǎng)原代培養(yǎng)是指直接從機體取下細胞、組織和器官后是指直接從機體取下細胞、組織和器官后立即進行培養(yǎng)。因此，較為嚴格地說是指成功傳代之前立即進行培養(yǎng)。因此，較為嚴格地說是指成功傳代之前的培養(yǎng)，此時的細胞保持原有細胞的基本性質(zhì)。的培養(yǎng)，此時的細胞保持原有細胞的基本性質(zhì)。 繼代培養(yǎng)繼代培養(yǎng)是指愈傷組織在培養(yǎng)基上生長一段時間后，是指愈傷組織在培養(yǎng)基上生長一段時間后，營養(yǎng)物枯竭，水分散失，并已經(jīng)積累了一些代謝產(chǎn)物，營養(yǎng)物枯竭，水分散失，并已經(jīng)積累了一些代謝產(chǎn)物，此時需要將這些組織轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上，這種轉(zhuǎn)移此時需要將這些組織轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上，這種轉(zhuǎn)移稱為繼代培養(yǎng)或傳代培養(yǎng)。稱為繼代培養(yǎng)或

5、傳代培養(yǎng)。 3.植物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的關(guān)系植物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的關(guān)系. 植物組織培養(yǎng)是植物細胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)植物組織培養(yǎng)是植物細胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)培養(yǎng)的目的不同培養(yǎng)的目的不同植物組織培養(yǎng)的目的是得到更多的植物組織培養(yǎng)的目的是得到更多的植物體植物體植物細胞培養(yǎng)的目的是獲得人類所需要的植物細胞培養(yǎng)的目的是獲得人類所需要的細胞細胞次生代謝產(chǎn)物次生代謝產(chǎn)物4.培養(yǎng)過程培養(yǎng)過程篩選細胞篩選細胞獲得次生代謝產(chǎn)量高、生長迅速的單細胞無性繁殖系獲得次生代謝產(chǎn)量高、生長迅速的單細胞無性繁殖系擴大培養(yǎng)擴大培養(yǎng)發(fā)酵生產(chǎn)發(fā)酵生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物分離純化次生代謝產(chǎn)物分離純化5、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)人

6、參皂甘的生產(chǎn)人參皂甘的生產(chǎn)紅豆杉與紫杉醇紅豆杉與紫杉醇因為不同種生物之間存因為不同種生物之間存在著在著生殖隔離生殖隔離，所以用，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。不可能做到這一點的。于是，一些科學家試圖用這兩種植物的體于是，一些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設想。細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設想。這幅番茄這幅番茄馬鈴薯圖利馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？實現(xiàn)嗎？為什么？三、植物體細胞雜交技術(shù)三、植物體細胞雜交技術(shù)1 1、什么是細胞融合技術(shù)？細胞融合的方法有哪些？、什么是細胞融合技術(shù)？細胞融合的方法有哪

7、些？2 2、什么是體細胞雜交技術(shù)？、什么是體細胞雜交技術(shù)？3 3、用什么方法可以去除細胞壁？、用什么方法可以去除細胞壁？4 4、為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特、為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關(guān)？性有關(guān)？5 5、如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做、如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？何處理？6 6、如何將雜種細胞培育成雜種植株？、如何將雜種細胞培育成雜種植株？請同學們閱讀請同學們閱讀P49-50，思考以下幾個，思考以下幾個問題：問題：雜雜種種植植株株融合的融合的原生質(zhì)原生質(zhì)體體ABAB再再生生出出細細胞胞壁壁脫脫分分化化愈

8、愈傷傷組組織織再再分分化化1. 1.過程過程植物細胞的融合植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體原生質(zhì)體A雜種雜種細胞細胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工誘誘導導方法？方法？促進融合促進融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的標志標志植物細胞植物細胞A植物細胞植物細胞B去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）酶解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等物理法：離心、振動、電刺激等 化學法：聚乙二醇（化學法：聚乙二醇（PEGPEG） 2.2.概念概念 將不同種的植物體細胞，在一定條件將不同種的植物體細胞

9、，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。成新的植物體的技術(shù)。3.3.原理原理細胞膜的流動性細胞膜的流動性植物細胞的全能性植物細胞的全能性4.4.優(yōu)勢和未解決的問題優(yōu)勢和未解決的問題 優(yōu)勢優(yōu)勢（與有性雜交方法比較）與有性雜交方法比較） ： 未解決的問題：未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要將親代的優(yōu)未能讓雜種植物按照人們的需要將親代的優(yōu)良品性全都表現(xiàn)出。良品性全都表現(xiàn)出。打破了不同種生物間的打破了不同種生物間的生殖隔離生殖隔離限制，大大擴限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。展了可用于雜交的親本組合范圍。為什么為什么“番茄番茄

10、馬鈴薯馬鈴薯”超級雜種植株沒有如超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？鈴薯？ 主要原因是：主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯馬鈴薯番茄雜番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，所以所以雜雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)

11、馬鈴薯。交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯。P38思考與探究思考與探究2.2.基因型為基因型為AaBbAaBb的水稻（含的水稻（含2424條染色體）的花藥通過無菌操作接入條染色體）的花藥通過無菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗，問試管后，在一定條件下形成試管苗，問：（1 1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規(guī)）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規(guī)則的細胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基則的細胞團，愈傷組織形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得中獲得_ _ 等營養(yǎng)物質(zhì)。等營養(yǎng)物質(zhì)。（2 2）要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有）要促進花粉細胞分裂生長，培養(yǎng)基中應有_ _和和_兩類激素。兩類激素。水、無機鹽、維生素和小分子有機水、無機鹽、維生素和小分子有機物物細胞分裂素細胞分裂素植物生長素植物生長素（3 3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過程必須給予光照，其原