植物细胞工程的技术

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,人教版 高中生物 选修三 现代生物科技专题,专题二 细胞工程,2.1,植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术,专题,2,细胞工程,1996,年,7,月,5,日,世界上第一只体细胞克隆动物,-,克隆羊,多利,诞生于英国,标志着一种新的生物技术,-,动物体细胞克隆技术面世,也揭开细胞工程更深层次发展的序幕,!,细胞工程是指应用,细胞生物学和分子生物学,的原理和方法，通过 或,细胞器水平,上的操作，按照人们的意愿来,改变,细胞内的,遗传物质,或,获得细胞产品,的一门综合科学技术。,什么叫细胞工程？,按操作对象分,植物细胞工程,动物细胞工程,研究水平,细胞水平,原理方法,研究目的,科技探索之路,1902,年，哈伯兰特提出了 的理论。,1937,年，怀特用烟草茎段形成层作材料，在试管中培养出了烟草植株。,1958,年，斯图尔德利用胡萝卜的组织培养再次证明了,1965,年，沃索在一定培养基上由烟草的单细胞得到再 生植株 。,1970,年，斯图尔德 用悬浮的单个细胞也培养出了可育的新植株，进一步证明了 。,20,世纪,70,年代以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。,细胞全能性,植物细胞的全能性,细胞的全能性,自学学案,1970,年，哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，证明了动物组织体外培养的可行性，并首创了,20,世纪,60,年代初，童第周开展鱼类的 工作，他还通过把黑斑蛙红细胞的核转移到同种生物的去核卵中，得到发育正常的蝌蚪。,1975,年，米尔斯和科勒用产生抗体的单个细胞与肿瘤细胞杂交，创立了 。,1996,年,7,月，世界第一只克隆羊多莉在英国诞生。,2001,年,11,月,3,日，我国首例体细胞克隆牛康康在山东莱阳农学院动物胚胎工程中心试验场降生。,科技探索之路,动物体外组织培养法,细胞核移植,单克隆抗体技术,自学学案,图,2-1,微型繁殖的菊花,一、细胞的全能性：,1、概念：,已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。,2、基础（具有全能性的原因）：,生物体细胞都是由,受精卵,经 分裂形的，都含有该物种所特有的,全套遗传物质,，都有发育成为完整个体所需的,。,2.1.1,植物细胞工程的基本技术,有丝,全部基因,3、全能性的程度：,4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官的原因,基因选择性表达的结果,（,1,） 全能性,最高的是,植物细胞 动物细胞,（,3,）,（,4,）分化程度低的细胞 分化程度高的细胞,一、细胞的全能性（重点 理解）：,受精卵,生殖细胞,体细胞,（,2,）,受精卵,怎样才能由一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作,?,二、植物组织培养技术,(,重点 理解,),：,植物组织培养,实验 胡萝卜的组织培养技术,原理：,植物根、茎、叶一般都具有全能性，在一定的营养和激素等条件下，可以 形成,将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其 生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的小植株。,证明：分化的植物细胞，人具有形成完整植株所需要的 。,愈伤组织,再分化,全部基因,脱分化,(1),在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？,防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。,讨论,(2),在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。胡萝卜的其他部分（,如茎、叶、花,），是否也能培养成小植株？,能。可以培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。,1,、概念：,在,无菌,和人工控制条件下，将,离体,的,植物器官、组织、细胞,，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养,条件,，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,2,、理论基础：,植物细胞的全能性(即原理,),3,、过程：,外植体,愈伤组织 根、芽 植物体,二、植物组织培养技术（重点 理解）：,再分化,脱分化,也叫：外植体,如：茎尖、根尖,适宜的温度、PH值、,养料、激素、充足氧气,条件,4,、愈伤组织：,由离体 的植物组织或细胞，在培养一段时间以后，通过,细胞分裂,，形成的一群薄壁细胞。,二、植物组织培养技术：,有丝分裂,特点：具分裂、分化能力,既具全能性（主要）,无定形状态,高度液泡化,排列疏松、无规则,无叶绿体,不进行光合作用,5,、,脱分化,：由,高度分化,的植物器官、组织或细胞产生,愈伤组织,的过程，又称,去分化,。,条件：,适宜温度、,避光,、,pH,和无菌环境。,无机物、有机物和植物激素（,生长素，细胞分裂素等,）,6,、,再分化,：,脱分化产生的愈伤组织在培养过程中,重新分化根或芽,等器官的过程。（,需光,）,二、植物组织培养技术：,具分裂、分化能力,结果,无细胞分裂、,分化能力,5、条件：,（,1,）离体状态,（,2,）完全营养物质、植物,激素,（,3,）其他外界条件,一、细胞的全能性：,三、植物体细胞杂交技术：重点 理解,不能,存在生殖隔离,尝试用这两种植物的,体细胞,进行杂交,这幅番茄,马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,马铃薯细胞,番茄细胞,去细胞壁,马铃薯原生质体,番茄原生质体,原生质层,原生质体融合,正在融合的原生质体,杂种细胞,再生出细胞壁,植物细胞融合,植物组织培养,杂种植物,脱分化,再分化,促进融合的方法？,方法？,融合完成的,标志,1,、过程,利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合,三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：,2,、概念：,将不同种的,植物体细胞,，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成,新的植物体,的技术。,4、意义：,（,与有性杂交方法比较,）,克服植物远缘杂交不亲和性,主要：原生质体融合,结果,3、原理：,三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：,细胞膜的流动性,和,细胞全能性,为什么,“,番茄,马铃薯,”,超级杂种植株,没有,如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？,原因：,生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，,马铃薯,番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。,三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：,5,、未解决问题：,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,“,白菜甘蓝,”,同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。,三、植物体细胞杂交技术（重点 理解）：,比较,植物组织培养,植物体细胞杂交技术,所属范畴,原理,步骤,意义,联系,无性繁殖,细胞全能性,脱分化,再分化,保持优良性状 繁殖速度快,大规模生产提高经济效益,植物体细胞杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远缘,杂交不亲和的障碍,去除细胞壁,融合形成杂种细胞,组织培养,膜流动性,细胞全能性,染色体变异、基因重组,谢谢观看！,