植物的克隆課件

第二節(jié)植物的克隆第二節(jié)植物的克隆1你知道它們的育種方式？矮抗水稻三倍體無籽西瓜抗蟲棉你知道它們的育種方式？矮抗水稻2天使花房手指玫瑰天使花房手指玫瑰3植物的克隆ppt課件4任務(wù)：

“春風(fēng)欲擅秋風(fēng)巧，催出幽蘭繼落梅?！彼赜刑煜碌谝幌阒Q的蘭花，具有高雅的葉片和芳香艷麗的花朵，自古就是文人墨客吟詩作賦的對象。但是蘭花在自然條件下播種繁殖難度很大，需要較長的時間才能獲得少量幼苗，你能否設(shè)計一種方法滿足人們對蘭花的需求呢？任務(wù)：5問題1為什么胡蘿卜體細(xì)胞能培養(yǎng)成一個完整的胡蘿卜植株呢？問題161958年美國科學(xué)家斯圖爾德愈傷組織離體組織胚狀體試管苗植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是------------------，理論基礎(chǔ)是-----------------------------

植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)1958年美國科學(xué)家斯圖爾德愈傷組織離體組織胚狀體試管苗植物7植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是植物組織培養(yǎng)（cellandtissueculture）一、植物克隆的基本技術(shù)細(xì)胞（cell）組織（tissue）植物體無性繁殖——植物組織培養(yǎng)1、植物組織培養(yǎng)的概念的理解植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是植物組織培養(yǎng)（celland82、植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性1、概念受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞：植物體的每個活細(xì)胞具有遺傳上的全能性,都具有發(fā)育為完整植株的潛能，叫做植物細(xì)胞全能性。2、原因3、全能性的體現(xiàn)：：從理論上講，每個細(xì)胞都包含該物種的全部遺傳物質(zhì)（全部基因），所以每個活細(xì)胞都應(yīng)具有全能性。植物細(xì)胞>動物細(xì)胞不同種類植物或同種植物的不同基因型個體之間因遺傳性的差異,細(xì)胞全能性的表達(dá)程度大不相同.2、植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)——細(xì)胞的全能性9問題2：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)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。問題2：為什么體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化10長期培養(yǎng)中細(xì)胞全能性下降的原因染色體畸變細(xì)胞核變異非整倍體的產(chǎn)生激素平衡被打破對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變其他原因遺傳物質(zhì)的改變生長發(fā)育條件的改變（4）長期培養(yǎng)問題長期培養(yǎng)中細(xì)胞全能性下降的原因染色體畸變遺傳物質(zhì)的改變生長發(fā)11有些植物在多次繼代培養(yǎng)后，會喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力

原因：1.遺傳物質(zhì)發(fā)生不可逆轉(zhuǎn)的改變2.激素平衡被打破或外源激素作用的結(jié)果克隆成功所需的條件（a）1.探討特定植物細(xì)胞全能性表達(dá)的條件2.選擇性能優(yōu)良、細(xì)胞全能型表達(dá)充分的基因型（5）植物克隆成功的條件有些植物在多次繼代培養(yǎng)后，會喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力

原因：12問題3：植物細(xì)胞可能表現(xiàn)出全能性條件：④其他外界條件②營養(yǎng)物質(zhì)（水、無機鹽、維生素、氨基酸、蔗糖、瓊脂等）③植物生長調(diào)節(jié)劑（細(xì)胞分裂素、生長素）（適宜溫度、ＰＨ、無菌、光照（后期））①離體狀態(tài)問題3：植物細(xì)胞可能表現(xiàn)出全能性條件：④其他外界條件②營養(yǎng)物13切取接種愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽此操作過程需要注意什么事項？切取接種愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽此操作過程需要注142、植物組織培養(yǎng)的程序1.配制含有適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑的含0.7%-1%瓊脂的培養(yǎng)基，倒在滅菌試管中凝固成半固體2.從消毒的根、莖、葉上切取一些小組織塊3.將組織塊放在固體培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)，獲得愈傷組織（創(chuàng)傷組織）4.以適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織，直到再生出新植株2、植物組織培養(yǎng)的程序1.配制含有適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)15在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基要包含哪些物質(zhì)呢？在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒，滅菌，并且要求無16植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：大量元素及植物所必需的微量元素有機營養(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：起支持作用生長調(diào)節(jié)劑：（生長素，細(xì)胞分裂素）PH值：5.0－6.0請同學(xué)們根據(jù)上述過程概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖，并與同學(xué)交流。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基無機營養(yǎng)成分：大量元素及植物所必需的微量17★植物組織培養(yǎng)的一般程序：脫分化愈傷組織：相對沒有分化的活的薄壁細(xì)胞團組成的新生組織再分化調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比（P24）誘導(dǎo)根、芽頂端分生組織★植物組織培養(yǎng)的一般程序：脫分化愈傷組織：相對沒有分化的活的18★植物組織培養(yǎng)的一般程序：脫分化通過懸浮培養(yǎng)分散成單細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大（胚性細(xì)胞的特征）再分化調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比（P24）包裹人工種皮，形成人工種子胚狀體★植物組織培養(yǎng)的一般程序：脫分化通過懸浮培養(yǎng)分散成單細(xì)胞細(xì)胞19總結(jié)：組織培養(yǎng)的基本操作程序（1）配置半固體培養(yǎng)基（滅菌）（2）無菌操作切取一些小塊組織（3）獲得愈傷組織（4）誘導(dǎo)愈傷組織（5）再生新植株出現(xiàn)脫分化通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比生長調(diào)節(jié)物質(zhì)配比的調(diào)控：（1）誘導(dǎo)芽的分化：（2）誘導(dǎo)根的分化：細(xì)胞分裂素和激動素IAA和增減其它激素外植體無需光需光總結(jié)：組織培養(yǎng)的基本操作程序（1）配置半固體培養(yǎng)基（滅菌）脫20植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進行培養(yǎng)，又可以分化形成根、芽等器官，這一過程稱為：A、脫分化B、去分化C、再分化D、脫分化或去分化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植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進行培養(yǎng)，又可以分化形成根、芽等21幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時間以后，植物組織塊切口處細(xì)胞在創(chuàng)口的刺激下通過細(xì)胞脫分化、分裂，形成一種相對沒有分化、高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。幾個概念：愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時22植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞喪失原有的結(jié)構(gòu)和功能，又重新恢復(fù)了分裂功能，產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱去分化。植物細(xì)胞的再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。植物細(xì)胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞喪失原有的238、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答：（1）①表示

，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是

。（2）②表示

，它與①相比分化程度

，全能性

。（3）若想制作人工種子，應(yīng)該選用（填編號）

。（4）若①是花藥，則④是

，繼續(xù)對其使用

處理可獲得

正常植株，該過程稱為

。（5）若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的④的葉片的顏色是

，這說明根尖細(xì)胞

。（6）若利用此項技術(shù)制造治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，培養(yǎng)將進行到（填編號）

。離體的植物器官組織或細(xì)胞植物細(xì)胞的全能性

愈傷組織低高③單倍體植株秋水仙素純合單倍體育種綠色含有與葉綠體形成相關(guān)的基因②8、下圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答：離體的植物器官24植物全能性的表達(dá)離體的植物器官、組織、細(xì)胞游離單細(xì)胞或原生質(zhì)體胚狀體根、芽愈傷組織人工種子再生植株脫分化

植物全能性離體的植物器官、組織、細(xì)胞游離單細(xì)胞或原生質(zhì)體胚254.植物組織培養(yǎng)分類愈傷組織培養(yǎng)細(xì)胞培養(yǎng)器官培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)最為常見的組織培養(yǎng)懸浮細(xì)胞培養(yǎng)單細(xì)胞培養(yǎng)按材料的類別分4.植物組織培養(yǎng)分類愈傷組織培養(yǎng)最為常見的組織培養(yǎng)懸浮細(xì)胞培26器官培養(yǎng)指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌培養(yǎng)。指以單個游離細(xì)胞為外植體的離體無菌培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)3、器官培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)原生質(zhì)體培養(yǎng)器官培養(yǎng)指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌27指以單個游離細(xì)胞為外植體的離體無菌培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)單倍體培養(yǎng)離體細(xì)胞－愈傷組織－根、芽、花－植株愈傷組織——單細(xì)胞——細(xì)胞團——球形胚——心形胚——胚狀體——完整植株

指以單個游離細(xì)胞為外植體的離體無菌培養(yǎng)。細(xì)胞培養(yǎng)單倍體培養(yǎng)28懸浮培養(yǎng)----搖床懸浮培養(yǎng)----搖床29器官培養(yǎng)指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌培養(yǎng)。如：雌性花器官的培養(yǎng)成果顯著（子房的培養(yǎng)、胚囊的培養(yǎng)、花藥的離體培養(yǎng)等）器官培養(yǎng)指以植物的根、莖、葉、花、果等器官為外植體的離體無菌30植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖如何剝離細(xì)胞壁呢？用纖維素酶和果膠酶啊??！原生質(zhì)體培養(yǎng)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖如何剝離細(xì)胞壁呢？用纖維素酶和果膠酶?。。≡?1原生質(zhì)體培養(yǎng)植物細(xì)胞0.5~0.6mol/L的甘露醇(較高滲透壓)纖維素酶和果膠酶球型的原生質(zhì)體原生質(zhì)體：植物細(xì)胞除去壁后的部分為什么要加較高滲透壓的甘露醇呢?防止原生質(zhì)體吸水脹破植株原生質(zhì)體培養(yǎng)植物0.5~0.6mol/L的甘露醇纖維素酶球型32原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用原生質(zhì)體培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用33三、植物細(xì)胞培養(yǎng)主要幾種技術(shù)：1、組織培養(yǎng)2、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)3、原生質(zhì)體培養(yǎng)4、單倍體培養(yǎng)

通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的適當(dāng)配比，誘導(dǎo)愈傷組織生芽生根而形成再生新的植株。通過液體懸浮培養(yǎng)使愈傷組織分散成單細(xì)胞（胚性細(xì)胞：細(xì)胞質(zhì)豐富，液泡小而細(xì)胞核大），經(jīng)適宜培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo)，可發(fā)育成胚狀體，從而形成新株。原生質(zhì)體：去除細(xì)胞壁后的植物細(xì)胞。用適當(dāng)方法進行原生質(zhì)體培養(yǎng)，也可以獲得新植株。用花藥離體培養(yǎng)方法獲得單倍體植株。三、植物細(xì)胞培養(yǎng)主要幾種技術(shù)：1、組織培養(yǎng)34三、植物組織培養(yǎng)的概念是指在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官（根、莖、葉、花、未成熟的果實、種子等）、組織（如形成層、花藥組織等）、細(xì)胞（體細(xì)胞、生殖細(xì)胞），以及原生質(zhì)體，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，使其長成完整的植株，統(tǒng)稱為植物組織培養(yǎng)。三、植物組織培養(yǎng)的概念是指在無菌和人工控制條件35原生質(zhì)體培養(yǎng)成功后，植物細(xì)胞工程得以發(fā)展。這是在原生質(zhì)體培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，由原生質(zhì)體融合和基因工程技術(shù)結(jié)合的研究領(lǐng)域。植物細(xì)胞工程的概念和操作過程是：培養(yǎng)植物細(xì)胞，借助基因工程方法，將外源DNA導(dǎo)入受體細(xì)胞中，或通過細(xì)胞融合、顯微注射將不同的遺傳重組，再通過對這些轉(zhuǎn)基因細(xì)胞或重組細(xì)胞進行培養(yǎng)，獲得具有特定性狀的新植物。原生質(zhì)體培養(yǎng)成功后，植物細(xì)胞工程得以發(fā)展。這是在原生質(zhì)體培養(yǎng)36四、植物細(xì)胞工程——概念培養(yǎng)植物細(xì)胞（包括原生質(zhì)體），借助基因工程方法，將外源遺傳物質(zhì)（DNA）導(dǎo)入受體細(xì)胞（包括原生質(zhì)體）中或通過細(xì)胞融合、顯微注射等將不同來源的遺傳物質(zhì)重新組合，再通過對這些轉(zhuǎn)基因細(xì)胞或重組細(xì)胞進行培養(yǎng)，獲得具有特定性狀的新植株。轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞或重組細(xì)胞具有特定性狀新植株培養(yǎng)要實現(xiàn)植物細(xì)胞工程，你認(rèn)為應(yīng)解決哪些關(guān)鍵步驟？四、植物細(xì)胞工程——概念培養(yǎng)植物細(xì)胞（包括原生質(zhì)體）37發(fā)光樹內(nèi)含有螢火蟲的發(fā)光基因。異想天開發(fā)光基因發(fā)光樹如何培育發(fā)光樹呢？發(fā)光樹內(nèi)含有螢火蟲的發(fā)光基因。異想天開發(fā)光基因發(fā)光38提取目的基因（發(fā)光基因）目的基因與運載體結(jié)合導(dǎo)入受體細(xì)胞（原生質(zhì)體）檢測發(fā)光與否原生質(zhì)體培養(yǎng)提取目的基因目的基因與運載體結(jié)合導(dǎo)入受體細(xì)胞檢測發(fā)光與否原生39四、植物細(xì)胞工程——步驟步驟一：獲得轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞

或獲得重組植物細(xì)胞將植物細(xì)胞培養(yǎng)成新植株步驟二：四、植物細(xì)胞工程——步驟步驟一：獲得轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞將植物細(xì)胞405、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用（1）試管苗的快速繁殖（2）無病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工種子（5）轉(zhuǎn)基因植物的培育人工種子解決有些植物結(jié)子困難、發(fā)芽率低、繁殖困難等問題。人工種子5、植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用（1）試管苗的快速繁殖（2）無病毒植物41一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖(1)微型繁殖技術(shù):快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù).(2)特點:保持優(yōu)良品種的遺傳特性;高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖.植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用一、植物繁殖的新途徑1.微型繁殖植物細(xì)胞工程的實際應(yīng)用42植物的克隆ppt課件43植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物細(xì)胞工程的應(yīng)用442.作物脫毒(1)材料:無病毒的莖尖(2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)獲得2.作物脫毒453.神奇的人工種子(1)特點:后代無形狀分離不受氣候,季節(jié)和地域限制(2)技術(shù):植物組織培養(yǎng).(3)結(jié)構(gòu):人工薄膜胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽.3.神奇的人工種子46二、作物新品種的培育1.單倍體育種(1)方法:花藥的離體培養(yǎng)(2)優(yōu)點:后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體;明顯縮短育種年限.二、作物新品種的培育1.單倍體育種472.突變體的利用(1)產(chǎn)生:植物組織培養(yǎng)(2)利用:篩選對人們有利突變體,進而培育新品種四、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等.2.技術(shù):植物的組織培養(yǎng).三、為遺傳學(xué)、植物生理學(xué)和細(xì)胞生物學(xué)問題提供了良好的研究系統(tǒng)。2.突變體的利用四、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.種類:蛋白質(zhì),脂48植物的克隆ppt課件49實際應(yīng)用1、植物繁殖的新途徑1）微型繁殖2）作物脫毒3）神奇的人工種子2、作物新品種的培育1）單倍體育種2）突變體的利用3、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)實際應(yīng)用1、植物繁殖的新途徑1）微型繁殖2、作物新品種的培育50討論：1.植物克隆的三個層次：

（1）細(xì)胞：愈傷組織細(xì)胞懸浮培養(yǎng)成細(xì)胞系（2）器官：愈傷組織直接發(fā)育出花器官；子房的培養(yǎng)、胚囊的培養(yǎng)（3）個體：愈傷組織細(xì)胞懸浮培養(yǎng)的單細(xì)胞→細(xì)胞團→球形胚→心形胚→胚狀體→完整植株討論：1.植物克隆的三個層次：（1）細(xì)胞：愈傷組織細(xì)51六.應(yīng)用

:1、快速繁殖（微型繁殖技術(shù)；珍稀、瀕危物種）2、培育無病毒（脫毒）植株（病毒在植物體內(nèi)分布不均勻，莖尖生長點一般不含病毒。莖尖分生組織培養(yǎng)結(jié)合病毒檢測可脫除病毒）3、生產(chǎn)細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物（藥物、食品添加劑、香料、色素、殺蟲劑等4、雜種細(xì)胞的培育5、轉(zhuǎn)基因植物的培育6、突變體的篩選（抗賴氨酸類似物突變體）7、抗性作物（抗鹽堿、抗高溫、抗干旱）的誘發(fā)和篩選8、制備人工種子，解決有些植物結(jié)子困難、發(fā)芽率低、繁殖困難等問題六.應(yīng)用:1、快速繁殖（微型繁殖技術(shù)；珍稀、瀕危物種）2、52人工種子是指通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲