植物細(xì)胞工程基本技術(shù) 課件

植物細(xì)胞工程基本技術(shù)課件第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

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(shí)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(zhǎng)在土壤中。

人們?cè)?jīng)有這樣一個(gè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長(zhǎng)土豆。這個(gè)幻想可能實(shí)現(xiàn)嗎？這個(gè)幻想利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？一個(gè)夢(mèng)想?第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三細(xì)胞工程？

指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)。

第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品概念分類植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)思考與討論？1、什么是細(xì)胞的全能性？2、為什么細(xì)胞具有全能性（物質(zhì)基礎(chǔ)）？是不是所有活細(xì)胞都具有全能性？3、植物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？4、胡蘿卜根細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生了完整胡蘿卜植株， 以及克隆羊“多利”誕生各說(shuō)明了什么？5、為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？一、細(xì)胞的全能性第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、什么是細(xì)胞的全能性？2、為什么細(xì)胞具有全能性（物質(zhì)基礎(chǔ)）？是不是所有活細(xì)胞都具有全能性？3、植物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？4、胡蘿卜根細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生了完整胡蘿卜植株，以及克隆羊“多利”誕生各說(shuō)明什么？5、為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體的器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？已分化的單個(gè)細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能原因：基因在特定的時(shí)間和空間的選擇性表達(dá)每個(gè)細(xì)胞都包含發(fā)育成完整個(gè)體所需的全部基因高度分化的植物細(xì)胞具有全能性；高度特化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核仍然具有全能性第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡(jiǎn)史①探索階段（19世紀(jì)初－30年代中）德國(guó)植物生理學(xué)家HaHerlandt提出了細(xì)胞全能性的理論②奠基階段（30－50年代）

1934年，White培養(yǎng)煙草莖段形成層成功

1939年，Gautheret連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功

White:煙草種間雜種的瘤組織進(jìn)行組培

Nobecourt：胡蘿卜進(jìn)行組培以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人③迅速發(fā)展階段（60年代后）原生質(zhì)體，花藥，快繁技術(shù)迅速發(fā)展第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細(xì)胞，在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，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(shí)現(xiàn)的這一過(guò)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(dǎo)成了體細(xì)胞胚，并進(jìn)而獲得了完整植株。

植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡(jiǎn)史第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)過(guò)程：第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三二、植物組織培養(yǎng)1.關(guān)鍵名詞：脫分化、再分化、愈傷組織、外植體？2、植物組織培養(yǎng)的原理和條件是什么？3、離體的器官、組織或細(xì)胞如果不進(jìn)行脫分化、再分化處理，能否培養(yǎng)成完整植株？4、決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？5、在植物組培過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？6、植物組織培養(yǎng)的過(guò)程如何？離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件植物細(xì)胞全能性植物激素避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)，且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1、下列關(guān)于細(xì)胞全能性的敘述中，錯(cuò)誤的是（）A、理論上，生物的每個(gè)細(xì)胞都含有該生物的全套基因，具有全能性B、植物細(xì)胞雖然具有全能性，但并不是所有的細(xì)胞都能表達(dá)全能性C、植物體只有分生組織細(xì)胞具有全能性D、植物細(xì)胞具有全能性已得到證實(shí)2（多選）在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，會(huì)發(fā)生的有（）ADNA復(fù)制B有絲分裂C減數(shù)分裂D細(xì)胞分化CABD第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

3、植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)，又可以分化形成根、芽等器官，這一過(guò)程稱為：

（）A、脫分化B、去分化C、再分化D、脫分化或去分化4、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是（）A、秋海棠的葉B、馬鈴薯的塊莖C、成熟的花粉D、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞CD第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三

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(shí)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(zhǎng)在土壤中。

人們?cè)?jīng)有這樣一個(gè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長(zhǎng)土豆。這個(gè)幻想可能實(shí)現(xiàn)嗎？這個(gè)幻想利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？一個(gè)夢(mèng)想?第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)定義：

將不同植物的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三思考與討論？1.你認(rèn)為兩個(gè)來(lái)自不同植物的體細(xì)胞完成融合， 遇到的第一個(gè)障礙是什么？2.有沒(méi)有一種溫和的去除細(xì)胞壁的方法？3.原生質(zhì)體融合說(shuō)明細(xì)胞膜具有什么結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？4.誘導(dǎo)融合的方法有哪些？5.融合成功的標(biāo)志是什么？6.除形成雜種細(xì)胞外，還能形成其他哪些類型的融合細(xì)胞？7.植物體細(xì)胞雜交有什么實(shí)際意義？第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三1.阻礙植物體細(xì)胞的雜交2.酶解法：纖維素酶、果膠酶4.誘導(dǎo)融合方法：①物理法：離心、振動(dòng)、電激等②化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）5.誘導(dǎo)產(chǎn)生新的細(xì)胞壁7.意義：克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動(dòng)、電激、聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)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(xì)胞雜交過(guò)程示意圖第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細(xì)胞壁

誘導(dǎo)融會(huì)

新的原生質(zhì)體

生出細(xì)胞壁

雜種細(xì)胞

組織培養(yǎng)

雜種植株意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種植物體細(xì)胞雜交方法及意義第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三5、植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問(wèn)題有（）A、去掉細(xì)胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體B、將雜種細(xì)胞培育成雜種植株C、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀D、尚未培育出屬間雜種植物6、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（）A、振動(dòng)B、電刺激、C、PEG試劑、D、重壓第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三7、（多選）下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述， 正確的是（）A.葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無(wú)定形狀態(tài)的 薄壁細(xì)胞B.葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過(guò)程可形成愈傷組織C.融合植物葉肉細(xì)胞時(shí)，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜D.葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出全能性AD第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三小結(jié)全課：一、細(xì)胞的全能性 1、概念： 2、物質(zhì)基礎(chǔ)：二、植物組織培養(yǎng)1、原理：細(xì)胞全能性2、條件： 3、過(guò)程二、植物體細(xì)胞雜交1、過(guò)程：去壁、誘導(dǎo)融合、培養(yǎng)2、意義：克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，又稱去分化。再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過(guò)程中重新分化根或芽等器官的過(guò)程。外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官幾個(gè)概念：第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時(shí)間以后，通過(guò)細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、無(wú)定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無(wú)規(guī)則的組織。第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽（胚狀體）脫分化再分化植物體無(wú)菌條件第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三植物組織培養(yǎng)的條件：離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件①完全的營(yíng)養(yǎng)條件：離體的植物細(xì)胞失去了植物的自養(yǎng)能力，所以需要為其提供包括水、礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)、維生素、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)②激素誘導(dǎo)分化：當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素共同使用時(shí)能強(qiáng)烈地刺激愈傷組織的形成。當(dāng)細(xì)胞分裂素比生長(zhǎng)素濃度高時(shí)，有利于芽的發(fā)生；當(dāng)細(xì)胞分裂素比生長(zhǎng)素的濃度低時(shí)，則有利于根的發(fā)生。③嚴(yán)格的無(wú)菌條件：離體的植物細(xì)胞沒(méi)有像植物體整體的保護(hù)組織，容易被細(xì)菌侵蝕，導(dǎo)致細(xì)胞的死亡。所以植物的組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無(wú)菌環(huán)境，這是植物組織培養(yǎng)的前提。第二十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期三傳統(tǒng)雜交體細(xì)胞雜交依據(jù)雜種優(yōu)勢(shì)細(xì)胞全能