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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,2013,年下,学期,湖南长郡卫星远程学校,制作,13,植物细胞工程,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,细胞水平,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？,按操作对象分类,植物细胞工程,动物细胞工程,切取,形成层,无菌接种,诱导愈伤组织,的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,脱分化,再分化,植物组织培养,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,脱分化,过程,植物激素：,细胞分裂素、生长素,外植体,根、芽,植物体,再分化,植物组织培养条件：,植物组织培养条件：,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的,PH,、适时光照等。,根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。,根据上述过程，请同学们讨论归纳出组织培养的概念。,植物组织培养就是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。,这幅图,中,番茄马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,不能。因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。,这幅图,中,番茄马铃薯利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？,要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？,细胞壁的阻碍,有没有一种温和的去除细胞壁的方法？,有没有一种温和的去除细胞壁的方法？,有，用酶,纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,过程,2,诱导原生质体融合,过程,2,诱导原生质体融合,是关键环节,过程,2,诱导原生质体融合,是关键环节,根据的原理是,:,细胞膜的流动性,过程,2,诱导原生质体融合,是关键环节,根据的原理是,:,细胞膜的流动性,方法：,物理方法：离心、振动、电激,化学方法：聚乙二醇,(PEG),作诱导剂,过程,2,诱导原生质体融合,是关键环节,根据的原理是,:,细胞膜的流动性,方法：,物理方法：离心、振动、电激,化学方法：聚乙二醇,(PEG),作诱导剂,成功标志是,:,杂种细胞产生了新的细胞壁,有没有一种温和的去除细胞壁的方法？,有，用酶,纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,杂种细胞遗传物质有什么特点？融合后除杂种细胞外还有哪些融合细胞？,融合了俩个亲本的遗传物质，杂种细胞,AB,外，还可以出现,AA,、,BB,等类型。,如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？,通过植物组织培养培育成新的植物体,(1),(1),(2),(3),(4),(5),植物体细胞杂交,过程示意图,二、植物体细胞杂交技术,1.,过程,植物细胞,A,植物细胞,B,植物细胞,A,去壁,去壁,植物细胞,B,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,去壁,去壁,植物细胞,B,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,愈伤组织,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,愈伤组织,再,分,化,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,杂种植株,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,愈伤组织,再,分,化,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,杂种植株,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,愈伤组织,再,分,化,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,植物细胞的融合,杂种植株,融合的原生质体,AB,再生出细胞壁,脱,分,化,愈伤组织,再,分,化,植物细胞的融合,植物组织培养,植物细胞,A,原生质体,B,原生质体,A,杂种细胞,AB,去壁,去壁,人,工,诱,导,植物细胞,B,原生质体制备（酶解法去细胞壁）,原生质体融合（人工诱导）,杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）,杂种植株的再生与鉴定,原生质体制备（酶解法去细胞壁）,原生质体融合（人工诱导）,杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）,杂种植株的再生与鉴定,纤维素酶、果胶酶等,原生质体制备（酶解法去细胞壁）,原生质体融合（人工诱导）,杂种细胞的筛选和培养（形成愈伤组织）,杂种植株的再生与鉴定,物理法：,离心、振动、电刺激等,化学法：,聚乙二醇等试剂,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,二、植物体细胞杂交技术,2,.,概念,二、植物体细胞杂交技术,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。,3.,成果和未解决的问题,二、植物体细胞杂交技术,3.,成果和未解决的问题,成果：,克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。,二、植物体细胞杂交技术,3.,优势与不足：,优势：,克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。,不足：,未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状。,二、植物体细胞杂交技术,植物细胞工程,小 结,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,小 结,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,植物细胞的全能性,小 结,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物细胞的全能性,小 结,所采用技术的理论基础,植物细胞工程,通常采用的技术手段,植物组织培养,植物体细胞杂交,植物细胞的全能性,小 结,例,1,：,资料一,:,植物组织培养培养基基本成分：,无机营养成分：,C,、,H,、,O,等大量元素及部分微量元素。有机营养成分：含,N,物质包括维生素和氨基酸；碳源：,2%5%,的蔗糖。琼脂起支持作用。相关激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素等。,PH,值调整如,5.0,6.0,。,资料二,:,在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现加强的趋势。使用顺序影响实验结果：先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化；先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化；同时使用分化频率提高。激素用量的比例影响实验结果：生长素用量比细胞分裂素用量比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。,思考：利用以上资料概括脱分化和再分化需要考虑什么外界条件？,思考：利用以上资料概括脱分化和再分化需要考虑什么外界条件？,愈伤组织的形成需要有外界刺激因素和激素诱导，需要加入适当营养物质和植物生长调节剂，如无机盐、糖类、植物激素等。并用适当比例的营养物质和生长调节剂诱导愈伤组织形成和分化。,培养过程中，在培养基上需加入蔗糖，培养时需要光照，那么，培养的植物到底是自养型还是异养型？光的作用是什么？对于上述疑问，某研究性学习小组进行了下列实验：一组在培养基中加,30%,的蔗糖，另一组不加蔗糖，接种后，每组再分成两个小组，分别在光下和暗中培养。,1,个月后，观察植物体生长、分化情况，结果为下表：,例,2,：,培养条件,加蔗糖,不加蔗糖,光,正常生长，分化,不生长，死亡,暗,只生长，不分化,不生长，死亡,你能得出什么结论？,培养条件,加蔗糖,不加蔗糖,光,正常生长，分化,不生长，死亡,暗,只生长，不分化,不生长，死亡,你能得出什么结论？,蔗糖为生长、分化的必需成分,(,提供能量,),，光促进细胞分化。,例,3.,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？,例,3.,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？,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，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,自,然界中有一种含有叶绿体的原生动物,眼虫,，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞,中存活,，请探讨：动物,细胞与植,物细胞之间可,以实现杂交吗,？如,果理论,上可,行，请设计出,具,体实验,方案。,例,4,：,自,然界中有一种含有叶绿体的原生动物,眼虫,，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞,中存活,，请探讨：动物,细胞与植,物细胞之间可,以实现杂交吗,？如,果理论,上可,行，请设计出,具,体实验,方案。,思考讨论：,自我评价,1.,不能人工诱导原生质体融合的方法是,A.,振动,B.,电刺激,C. PEG,试剂,D.,重压,自我评价,1.,不能人工诱导原生质体融合的方法是,A.,振动,B.,电刺激,C. PEG,试剂,D.,重压,2.,植物细胞融合完成的标志的是,A.,产生新的细胞壁,B.,细胞膜发生融合,C.,细胞质发生融合,D.,细胞核发生融合,2.,植物细胞融合完成的标志的是,A.,产生新的细胞壁,B.,细胞膜发生融合,C.,细胞质发生融合,D.,细胞核发生融合,3.,有关全能性的表述中，不正确的是,A.,受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高,B.,生物体内细胞由于分化全能性不能表达,C.,卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高,D.,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,3.,有关全能性的表述中，不正确的是,A.,受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高,B.,生物体内细胞由于分化全能性不能表达,C.,卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能性很高,D.,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,自我评价,4.,关于愈伤组织形成过程的正确叙述是,A.,愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果,B.,愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果,C.,愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果,D.,愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,自我评价,4.,关于愈伤组织形成过程的正确叙述是,A.,愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果,B.,愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果,C.,愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果,D.,愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,5.,下列属于组织培养的是（ ）,A.,花药离体培养成单倍体植株,B.,芽发育成枝条,C.,根尖分生区发育成成熟区,D.,利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株,5.,下列属于组织培养的是（ ）,A.,花药离体培养成单倍体植株,B.,芽发育成枝条,C.,根尖分生区发育成成熟区,D.,利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株,6.若用,“, ,”,表示植物组织培养的过程。请回答：,(1)表示_，,能被培养成为,的根本原因是 _,(2)表示_，其细胞特点,是_薄壁细胞。,脱分化,再分化,6.若用,“, ,”,表示植物组织培养的过程。请回答：,(1)表示_，,能被培养成为,的根本原因是 _,(2)表示_，其细胞特点,是_薄壁细胞。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,6.若用,“, ,”,表示植物组织培养的过程。请回答：,(1)表示_，,能被培养成为,的根本原因是 _,(2)表示_，其细胞特点,是_薄壁细胞。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,6.若用,“, ,”,表示植物组织培养的过程。请回答：,(1)表示_，,能被培养成为,的根本原因是 _,(2)表示_，其细胞特点,是_薄壁细胞。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,愈伤组织,6.若用,“, ,”,表示植物组织培养的过程。请回答：,(1)表示_，,能被培养成为,的根本原因是 _,(2)表示_，其细胞特点,是_薄壁细胞。,脱分化,再分化,离体的植物组织器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,具有分生能力的,愈伤组织,
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