植物细胞工程48745-课件

克隆技克隆技术应术应属于何种生物工程？属于何种生物工程？克隆羊克隆羊“多利多利”1-专题专题2 2 细细胞工程胞工程2-细细胞工程是指胞工程是指应应用用细细胞生物学和分子胞生物学和分子生物学的原理和方法，通生物学的原理和方法，通过过细细胞水平胞水平或或细细胞器胞器水平水平上的操作，按照人上的操作，按照人们们的意愿来的意愿来改改变细变细胞内的胞内的遗传遗传物物质质或或获获得得细细胞胞产产品的品的一一门综门综合科学技合科学技术术。什么叫什么叫细细胞工程？胞工程？细细胞工程胞工程:细细胞水平或胞水平或细细胞器水平上的生物技胞器水平上的生物技术术基因工程：基因工程：分子水平上的生物技分子水平上的生物技术术3-2.12.1植物植物细细胞工程胞工程2.1.12.1.1植物植物细细胞工程的基本技胞工程的基本技术术植物植物细细胞工程的理胞工程的理论论基基础础是是什么？通常采用的技什么？通常采用的技术术手段手段有哪些？有哪些？4-理理论论基基础础 植植物物细细胞胞工工程程技技术术手段手段 植物植物组织组织培养培养 植物体植物体细细胞胞杂杂交交植物植物细细胞的全能性胞的全能性5-1 1、细细胞的全能性胞的全能性理理论论基基础础概念：概念：1 1）受精卵）受精卵生殖生殖细细胞胞体体细细胞胞含有某种生物全套含有某种生物全套遗传遗传信息的信息的细细胞，具有胞，具有发发育育成完整个体的潜能的特性称成完整个体的潜能的特性称为为细细胞的全能性胞的全能性原因：原因：全能性大小的比全能性大小的比较较从理从理论论上上讲讲，每个，每个细细胞都包含胞都包含该该生物的全套生物的全套遗遗传传物物质质，所以每个活，所以每个活细细胞都胞都应应具有全能性具有全能性2 2）植物）植物细细胞全能性一般比胞全能性一般比动动物物细细胞胞强强离体培养，有一定离体培养，有一定营营养物养物质质、激素和其他外界条件、激素和其他外界条件细细胞表胞表现现出全能性的条件：出全能性的条件：6-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受精卵在自然条件下能使后代细细胞形成完胞形成完 整个体，因此全能性最高整个体，因此全能性最高 生物体内生物体内细细胞全能性不能表达胞全能性不能表达 卵卵细细胞和受精卵一胞和受精卵一样样，细细胞未分化，全能胞未分化，全能 性很高性很高 植物植物细细胞离体培养在一定条件下能表胞离体培养在一定条件下能表现现出出 全能性全能性C7-C总结总结：在生物个体：在生物个体发发育育过过程中，程中，细细胞并不会表胞并不会表现现出全能性，而是分化成各种出全能性，而是分化成各种组织组织和器官，主和器官，主要是因要是因为为基因的基因的选择选择性表达性表达在一个生物体内，在一个生物体内，细细胞没有表胞没有表现现出全出全能性，原因是能性，原因是 细细胞失去了全能性胞失去了全能性 细细胞中的基因部分胞中的基因部分丢丢失失细细胞中的基因胞中的基因选择选择性表达性表达细细胞中的基因胞中的基因变变异不同异不同8-2.植物植物组织组织培养技培养技术术1 1）大致）大致过过程程植物体植物体根、芽等根、芽等外植体外植体脱分化脱分化再分化再分化愈愈伤组织伤组织脱分化：脱分化：已已经经分化的分化的细细胞，胞，经诱导经诱导后，失去其特有的后，失去其特有的结结构和构和功能而功能而转变转变成未分化成未分化细细胞的胞的过过程（程（常用常用细细胞分裂素或生胞分裂素或生长长素素诱导诱导脱分化脱分化）外植体：外植体：用于离体培养的植物器官或用于离体培养的植物器官或组织组织（一般一般选选取分生能力取分生能力较较强强的，的，常用固体培养基培养常用固体培养基培养）愈愈伤组织伤组织：分化分化细细胞脱分化后，形成的具有分生能力的一些薄壁胞脱分化后，形成的具有分生能力的一些薄壁细细胞胞再分化：再分化：脱分化脱分化产产生的愈生的愈伤组织伤组织重新分化成根或芽等器官的重新分化成根或芽等器官的过过程程9-消毒、切取消毒、切取接种接种愈愈伤组织伤组织的形成的形成试试管苗的形成管苗的形成培养室培养室移栽移栽2 2）植物）植物组织组织培养的具体操作培养的具体操作过过程程10-在在无菌无菌和和人工人工控制条件下，将控制条件下，将离体离体的的植物器官、植物器官、组织组织、细细胞，培养在人工胞，培养在人工配制的培养基上，配制的培养基上，给给予适宜的培养条予适宜的培养条件，件，诱导诱导其其产产生生愈愈伤组织伤组织、丛丛芽芽，最，最终终形成完整的形成完整的植株植株植物植物组织组织培养概念培养概念11-下列属于下列属于组织组织培养的是培养的是A.A.花粉培养成花粉培养成单单倍体植株倍体植株B.B.芽芽发发育成枝条育成枝条C.C.根尖分生区根尖分生区发发育成成熟区育成成熟区D.D.未受精的卵未受精的卵发发育成植株育成植株A 关于愈关于愈伤组织伤组织形成形成过过程的正确叙述是程的正确叙述是 A.A.愈愈伤组织伤组织的形成是离体植物的形成是离体植物细细胞分化的胞分化的结结果果 B.B.愈愈伤组织伤组织的形成是离体植物的形成是离体植物细细胞分裂的胞分裂的结结果果 C.C.愈愈伤组织伤组织的形成是离体的形成是离体动动物物细细胞分化的胞分化的结结果果 D.D.愈愈伤组织伤组织的形成是离体植物的形成是离体植物细细胞脱分化的胞脱分化的结结果果D12-3、若用、若用“”表示植物表示植物组织组织培养的培养的过过程。程。请请回答：回答：（1）表示表示，被培养成被培养成为为的根本原因是的根本原因是（2）表示表示，其，其细细胞特点胞特点是是。脱分化再分化离体的植物器官或离体的植物器官或组织组织植物植物细细胞具有全能性胞具有全能性具有分生能力的薄壁具有分生能力的薄壁细细胞胞愈愈伤组织伤组织13-4、下列不能作、下列不能作为为植物植物组织组织培养的材料是：培养的材料是：A、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃马铃薯的薯的块块茎茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木、木质质部中的部中的导导管管细细胞胞D14-3.3.植物体植物体细细胞胞杂杂交技交技术术15-植物体植物体细细胞胞杂杂交交应应用研究用研究16-植物体植物体细细胞胞杂杂交技交技术术1.1.你你认为认为两个来自不同植物的体两个来自不同植物的体细细胞完成胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？如何融合，遇到的第一个障碍是什么？如何消除消除这这一障碍？一障碍？2.2.怎怎样样使两个不同原生使两个不同原生质质体体发发生融合？生融合？3.3.发发生了融合的原生生了融合的原生质质体如何体如何处处理而理而获获得得杂杂种植物种植物细细胞？胞？4.4.原生原生质质体融合成功的体融合成功的标标志是什么？志是什么？5.5.如何将如何将杂杂种种细细胞培育成胞培育成杂杂种植株？种植株？17-杂杂种种植植株株融合融合的原的原生生质质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化1)1)植物体植物体细细胞胞杂杂交的交的过过程程植物植物细细胞的融合胞的融合植物植物组织组织培养培养植物植物细细胞胞A原生原生质质体体B原生原生质质体体A杂杂种种细细胞胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促促进进融合融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的标标志志植物植物细细胞胞B什么是什么是原生原生质质体？体？18-植物植物A A细细胞胞植物植物B B细细胞胞去壁去壁原生原生质质体体A A原生原生质质体体B B原生原生质质体融合体融合融合体融合体再再生生壁壁杂杂种种细细胞胞愈愈伤组织伤组织杂杂种植株种植株去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶酶解法（解法（纤维纤维素素酶酶、果胶、果胶酶酶等）等）原生原生质质体融合方法体融合方法：物理法：离心、振物理法：离心、振动动、电电刺激等刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG）植物体植物体细细胞胞杂杂交交过过程示意程示意图图细细胞融合的基胞融合的基础础：细细胞膜的流胞膜的流动动性性19-植物体植物体细细胞胞杂杂交技交技术术概念概念将不同种的植物体将不同种的植物体细细胞，在一定条件下融合胞，在一定条件下融合成成杂杂种种细细胞，并把胞，并把杂杂种种细细胞培育成新的植物胞培育成新的植物体的技体的技术术过过程程克服不同生物克服不同生物远缘杂远缘杂交的障碍，出交的障碍，出现现自然界没有自然界没有的新品种的新品种未解决的未解决的问题问题：并不都能：并不都能让杂让杂种植物按照人种植物按照人们们的需的需要表要表现现出出亲亲代的代的优优良性状良性状意意义义20-1.1.不能人工不能人工诱导诱导原生原生质质体融合的方法是体融合的方法是 A A、振、振动动 B B、电电刺激刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重、重压压2.2.植物植物细细胞融合完成的胞融合完成的标标志的是志的是 A A、产产生新的生新的细细胞壁胞壁 B B、细细胞膜胞膜发发生融合生融合C C、细细胞胞质发质发生融合生融合 D D、细细胞核胞核发发生融合生融合A AD D21-3 3植物体植物体细细胞胞杂杂交要先去除交要先去除细细胞壁的原因是胞壁的原因是 A.A.植物体植物体细细胞的胞的结结构构组组成中不包括成中不包括细细胞壁胞壁B.B.细细胞壁使原生胞壁使原生质质体失去活力体失去活力C.C.细细胞壁阻碍了原生胞壁阻碍了原生质质体的融合体的融合D.D.细细胞壁不是原生胞壁不是原生质质的的组组成部分成部分4 4植物体植物体细细胞胞杂杂交的交的结结果是果是 A.A.产产生生杂杂种植株种植株 B B产产生生杂杂种种细细胞胞C C原生原生质质体融合体融合 D D形成愈形成愈伤组织伤组织5 5植物体植物体细细胞胞杂杂交的目的中交的目的中错误错误的是的是 A.A.把两个植物体的把两个植物体的优优良性状集中在良性状集中在杂杂种植株上种植株上B.B.获获得得杂杂种植株种植株C.C.克服克服远远源源杂杂交不交不亲亲和的障碍和的障碍D.D.实现实现原生原生质质体的融合体的融合C CA AD D22-1 1、植物繁殖的新途径、植物繁殖的新途径1 1）微型繁殖）微型繁殖2 2）作物脱毒）作物脱毒3 3）神奇的人工种子）神奇的人工种子2 2、作物新品种的培育、作物新品种的培育1 1）单单倍体育种倍体育种2 2）突）突变变体的利用体的利用3 3、细细胞胞产产物的工厂化生物的工厂化生产产2.1.22.1.2植物植物细细胞工程的胞工程的实际应实际应用用蛋白蛋白质质,脂肪脂肪,糖糖类类,药药物物,香料香料,生物碱等生物碱等23-1 1、植物繁殖的新途径、植物繁殖的新途径1 1）微型繁殖）微型繁殖快速繁殖快速繁殖优优良品种的植物良品种的植物组织组织培养技培养技术术概念：概念：特点特点:保持保持优优良品种的良品种的遗传遗传特性特性高效快速地高效快速地实现实现种苗的大种苗的大量繁殖量繁殖24-病毒病毒较较少的茎尖少的茎尖2)2)作物脱毒作物脱毒材料材料:脱毒苗脱毒苗:切取茎尖切取茎尖进进行行组织组织培养培养获获得的植株（脱毒苗）得的植株（脱毒苗）原因原因:长长期期进进行无性繁殖的作物，易行无性繁殖的作物，易积积累感染的累感染的病毒，病毒，导导致致产产量降低，品量降低，品质变质变差。差。25-人工薄膜、人工薄膜、胚状体胚状体、不定芽不定芽、顶顶芽芽或或腋芽腋芽等等3 3）神奇的人工种子）神奇的人工种子特点特点:技技术术:结结构构:培植周期短培植周期短后代无性状分离后代无性状分离不受气候不受气候,季季节节和地域限制和地域限制植物植物组织组织培养培养解决有些植物解决有些植物结结子困子困难难、发发芽率低、繁殖困芽率低、繁殖困难难等等问题问题在在组织组织培养培养过过程中，由程中，由愈愈伤组织伤组织再分化形再分化形成的成的类类似于胚的似于胚的结结构。构。26-2 2、作物新品种的培育、作物新品种的培育后代都是后代都是纯纯合体，都能合体，都能稳稳定定遗传遗传明明显缩显缩短育种年限短育种年限1 1）单单倍体育种倍体育种方法方法:优优点点:花花药药花粉花粉细细胞胞培养培养愈愈伤伤组织组织根、芽等根、芽等单单倍体植株倍体植株正常正常植株植株接种接种脱分化脱分化再分化再分化移栽移栽染色体加倍染色体加倍27-筛选对筛选对人人们们有利突有利突变变体体,进进而培育新品种而培育新品种2 2）突）突变变体的利用体的利用产产生生:植物植物组织组织培养培养过过程中，由于培养程中，由于培养细细胞一胞一直直处处于不断的分生状于不断的分生状态态，易受到培养条，易受到培养条件和外界件和外界压压力的影响而力的影响而产产生突生突变变利用利用:28-3 3、细细胞胞产产物的工厂化生物的工厂化生产产细细胞胞产产物种物种类类:植物植物组织组织培养培养蛋白蛋白质质,脂肪脂肪,糖糖类类,药药物物,香料香料,生物碱等生物碱等技技术术:29-植物组织培养大量生产紫草素 现现在在已已有有胡胡萝萝卜卜、芹芹菜菜、柑柑橘橘、咖咖啡啡、棉棉花花、玉玉米米、水水稻稻、橡橡胶胶等等几几十十种种植植物物的的人人工工种种子子试试种种成成功，但由于成本功，但由于成本较较高，中国尚未高，中国尚未应应用于生用于生产产。紫草紫草紫草素紫草素 愈愈伤组织伤组织30-08江江苏苏高考：下列关于植物高考：下列关于植物组织组织培养的培养的叙述中，叙述中，错误错误的是的是A培养基中添加蔗糖的目的是提供培养基中添加蔗糖的目的是提供营营养养和和调节调节渗透渗透压压B培养基中的生培养基中的生长长素和素和细细胞分裂素影响胞分裂素影响愈愈伤组织伤组织的生的生长长和分化和分化C离体器官或离体器官或组织组织的的细细胞都必胞都必须须通通过过脱脱分化才能形成愈分化才能形成愈伤组织伤组织D同一株同一株绿绿色开花植物不同部位的色开花植物不同部位的细细胞胞经经培养培养获获得的愈得的愈伤组织伤组织基因相同基因相同D31-