人教高中生物選修專題二植物細胞工程的基本技術課件PPTPPT資料

人教高中生物選修專題二植物(zhíwù)細胞工程的基本技術課件PPT第一頁，共25頁。番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。

人們曾經(jīng)有這樣一個(yīɡè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？一個(yīɡè)夢想?第二頁，共25頁。細胞工程指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品(chǎnpǐn)的一門綜合科學技術。第三頁，共25頁。細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品概念分類植物細胞工程動物細胞工程理論(lǐlùn)基礎細胞(xìbāo)的全能性第四頁，共25頁。主要(zhǔyào)技術植物(zhíwù)組織培養(yǎng)植物體細胞(xìbāo)雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體技術胚胎移植核移植植物細胞工程技術動物細胞工程技術第五頁，共25頁。所采用(cǎiyòng)技術的理論基礎植物(zhíwù)細胞工程通常(tōngcháng)采用的技術手段植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性第六頁，共25頁。（一）細胞(xìbāo)的全能性1、定義(dìngyì)：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整(wánzhěng)生物體的潛能。2、原理：生物體的細胞一般地包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。

3、差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞的低。植物細胞的全能性受精卵生殖細胞體細胞＞＞4、大小第七頁，共25頁。5.細胞表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性的條件離體狀態(tài)有一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素(jīsù)和其他外界條件第八頁，共25頁。思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？基因在特定(tèdìng)空間和時間條件下選擇性表達的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。第九頁，共25頁?？茖W研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他(qítā)外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。1958年Steward和Reinert用胡蘿卜根的愈傷組織誘導成了體細胞胚，并進而獲得(huòdé)了完整植株。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史第十頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)關鍵詞：外植體、脫分化(fēnhuà)、再分化(fēnhuà)、愈傷組織細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素(jīsù)和其他外界條件必要條件：第十一頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)外植體：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分(bùfen)組織或器官1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）2）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上3）切取所需的外植體4）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上整個試驗在超凈工作臺上進行，保持無菌！外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織第十二頁，共25頁。植物(zhíwù)組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)無機營養(yǎng)成分：C，H，O大量元素(yuánsù)及部分微量元素(yuánsù)有機營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖③瓊脂：起支持作用④生長激素：生長素，細胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0第十三頁，共25頁。試管(shìguǎn)苗大規(guī)模培養(yǎng)第十四頁，共25頁。第十五頁，共25頁。過程(guòchéng)離體的植物器官(qìguān)、組織或細胞愈傷組織(zǔzhī)根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。第十六頁，共25頁。1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合(rónghé)，獲得了第一個體細胞雜種。背景(bèijǐng)資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得(huòdé)了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。

目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。第十七頁，共25頁。背景(bèijǐng)資料植物(zhíwù)細胞工程物理法：離心、振動、電刺激等科學研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他(qítā)外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。外植體：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分(bùfen)組織或器官按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完整(wánzhěng)生物體的潛能。雜種細胞(xìbāo)思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？第二十三頁，共25頁。生出細胞(xìbāo)壁（2）受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞的低。思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)(biǎoxiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。（三）植物體細胞(xìbāo)雜交1、定義(dìngyì)：用兩個(liǎnɡɡè)來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。2、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）

打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。植物體細胞雜交第十八頁，共25頁。去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細胞原生質(zhì)體融合離心、振動、電刺激、聚乙二醇再生細胞壁雜種細胞去分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細胞(xìbāo)雜交過程示意圖第十九頁，共25頁。植物A細胞植物B細胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合(rónghé)體再生壁雜種(zázhǒng)細胞細胞分裂愈傷組織雜種植株去壁的常用(chánɡyònɡ)方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇（PEG）植物體細胞雜交過程示意圖第二十頁，共25頁。制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細胞(xìbāo)壁誘導融會新的原生質(zhì)體生出細胞(xìbāo)壁雜種細胞(xìbāo)組織培養(yǎng)雜種植株意義：克服遠緣雜交不親和的障礙、培育新品種植物體細胞雜交(zájiāo)方法及意義第二十一頁，共25頁。幾個(jǐɡè)概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞(xìbāo)，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞(xìbāo)分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞(xìbāo)組成的排列疏松無規(guī)則的組織。第二十二頁，共25頁。植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生(chǎnshēng)愈傷組織的過程，又稱去分化。植物細胞的再分化：脫分化產(chǎn)生(chǎnshēng)的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。第二十三頁，共25頁。1、當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官(qìguān)或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（）A、細胞分裂素B、生長素C、一定的營養(yǎng)物質(zhì)D、以上三者均是2、細胞工程是一門綜合科學技術。下列哪項技術不屬于細胞工程（）A、有性雜交B、體細胞雜交C、組織培養(yǎng)D、細胞核移植3、在生物體的所有細胞中，全能性最高的是A、卵細胞B、植物花粉C、體細胞D、受精卵第二十四頁，共25頁。4、在生物體內(nèi)，細胞沒有(méiyǒu)表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為（）A、細胞喪失了全能性B、基因的表達有選擇性C、不同的細胞內(nèi)基因不完全相同D、在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化5、植物體細胞雜交尚未解