《植物细胞工程》PPT课件.ppt

植物细胞工程实际应用,一、植物繁殖的新途径,作物脱毒：植物分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至没有病毒。通过茎尖组织培养可以获得无病毒的脱毒苗。,神奇的人工种子：以植物组织培养得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。,快速繁殖（微型繁殖技术）实现工厂化育苗特点：繁殖快，性状稳定，整齐一致，无病虫害，周期短，全年生产。,二、作物新品种的培育,1.单倍体育种2.突变体的利用,由于培养的组织细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。,通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后即可获得稳定遗传的优良品种。,利用人参细胞生产人参皂甙。,三、细胞产物的工厂化生产,用组织培养技术生产的人参生长速度比栽培人参快100倍以上。,（04江苏）（8分）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过_而获得的。这项技术的理论基础是：,（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现规律；影响紫草素产量的因素是_和。（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是：。,脱分化,细胞的全能性,S型增长,细胞数量细胞所处的生长期,保证氧气供应充足_和_使细胞与培养液充分接触,植物细胞工程的实际应用：植物繁殖的新途径微型繁殖（快速繁殖技术）作物脱毒人工种子培育作物新品种单倍体育种突变体的利用工业化生产细胞产物,1.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？（）A.适宜的营养物质B.适宜的温度C.消毒灭菌D.适宜浓度的生长激素,D,2.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的（）A.茎尖B.子房壁C.叶片D.花粉粒,D,3.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：A.细胞丧失了全能性；B.基因的表达是有选择性的；C.不同的细胞内基因不完全相同；D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化。,B,4.植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；B将杂种细胞培育成植株；C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状；D尚未培育出属间杂种植物。,C,5.植物组织培养依据的原理，培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（）体细胞全能性离体植物器官，组织或细胞根，芽生长素和细胞分裂素生长素和乙烯愈伤组织再分化脱分化植物体A.B.D.,A,6.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（）A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B.该愈伤组织的细胞没有全能性C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构,B,7.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要（多选）（）A.具有完整细胞核的细胞B.离体状态C.导入外源基因D.一定的营养物质和激素,ABD,8.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的（）A.有丝分裂B.分化C.减数分裂D.全能性,C,9.现有甲、乙两个烟草品种（2n48），其基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。取甲乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800勒克司光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的能分化发育成植株。请回答下列问题：,Ab,aB,甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为和。,在细胞融合技术中，常用的促融剂是。,细胞融合后诱导产生的细胞团叫。,聚乙二醇,愈伤组织,在大于800勒克司光照下培养，有种细胞团不能分化；能分化的细胞团是由的原生质体融合来的（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是，基因型是。该植株自交后代中，在大于800勒克司光照下，出现不能生长的植株的概率是。,2,甲、乙,48,AaBb,7/16,将叶肉细胞制成原生质体时，使用破除细胞壁。,纤维素酶（或果胶酶）,补充知识什么是克隆,无性繁殖的英文名称叫“Clone”，音译为“克隆”。实际上，英文的“Clone”起源于希腊文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡来自一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。,补充知识什么是克隆,一个细菌经过20分钟左右就可一分为二；一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄；仙人掌切成几块，每块落地就生根；一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎，一年内就能长出数百株草莓苗凡此种种，都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代，这就是无性繁殖。,水螅,酵母菌,草霉,营养生殖,马铃薯,落地生根,精子,卵细胞,有性生殖,花药（花粉产生精子）,（内有卵细胞）,有性生殖,只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合，而只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体，就是无性繁殖，即克隆（clone)。,克隆无性繁殖系,从一个共同的祖先通过无性繁殖的方法繁殖出来的一群遗传特征相同的DNA分子、细胞或个体。,克隆技术一般是指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的技术操作。,基因克隆：属于分子水平上的克隆，是指某种目的基因的复制、分离的过程。用限制酶切割某个DNA分子（目的基因），把它和用同种限制酶切割出来的末端匹配的载体分子进行重组，再把重组DNA导入特定的宿主细胞（如细菌），在被转化的宿主细胞中随着重组载体复制产生大量的目的基因DNA克隆。,3.细胞克隆：属于细胞水平上的克隆，是由单个细胞获得细胞群体的过程。把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，叫做克隆培养法或细胞克隆。例如由一个细菌通过二分裂繁殖出千上万个和它一模一样的细菌群菌落的过程也称为微生物克隆。再如由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞通过细胞分裂形成杂交瘤细胞系的过程,4.个体水平克隆：通过单个细胞，特别是来自特定个体的单个体细胞进行无性繁殖，从而产生新个体的过程。利用植物组织培养形成的整体植株的过程。利用细胞核移植法获得的“多利羊”、克隆牛、克隆猴、克隆鼠、克隆兔、克隆鱼等。克隆动物就是不经过生殖细胞的结合（受精），而直接由体细胞获得新的个体。,5.生物克隆需要的基本条件：具有包含本物种完整基因组的细胞核的活细胞（如乳腺上皮细胞）；能有效调控细胞核发育的细胞质物质（如去核卵的细胞质）；完成胚胎发育的必要的环境条件（如诱导核质重组细胞生长、分化的实验条件和怀胎母体的子宫环境）。,6.属于“克隆”的生物技术,营养生殖（扦插、嫁接）植物组织培养动物细胞培养动物个体的克隆（体细胞核移植和胚胎分割移植产生基因型完全相同的群体）生产单克隆抗体的杂交瘤细胞系DNA扩增,1.植物体细胞融合完成的标志是（）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.可以成为植物组织培养条件的是（）二氧化碳有机物生长素细胞分裂素水矿质元素A.B.C.D.,A,C,3.愈伤组织是一类A.高度渡泡化呈无定形的具有分生能力的薄壁细胞B.排列紧密呈正方形的一群薄壁细胞C.具有特定的结构和功能的植物组织D.经细胞再分化产生的具有分生能力的薄壁细胞,A,4.植物体细胞杂交的目的中，错误的是（）A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B.克服远缘杂交不亲和的障碍C.获得杂种植株D.实现原生质体的融合,D,5.下列哪一项属于克隆？()A、将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B、将抗药菌的某基因引人草履虫的细胞内C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞D、将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系,D,1.什么是细胞的全能性？已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。2.萝卜根细胞培养产生出完整植株，以及克隆羊“多利”诞生各说明什么?高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，高度特化的动物细胞的细胞核仍然有全能性。3.在什么条件下，植物的器官、组织或细胞可以被培养成完整的植物体？,（一).细胞的全能性,当已经分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下脱分化形成愈伤组织，继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达出全能性。,(二）植物组织培养1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？2.离体的器官和组织如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植株？3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么4.愈伤组织培养过程中，为什么要进行一系列消毒和灭菌，且求无菌操作?,两个不同植物的体细胞完全融合，要过的第一关是什么？怎样去除细胞壁？酶解法去壁（纤维素酶、果胶酶）怎样使两个不同的原生质体发生融合？人工诱导融合的方法,发生融合的原生质体还应该怎样处理才能得到完整的杂种植物细胞？再生壁如何将杂种细胞培育成杂种植株？脱分化、再分化,5.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性6.长期培养中培养物胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因：染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，而且不可逆。细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变随着时间的推移，由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系。,1.有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是A已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程B已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程C离体的植物组织在一定的培养条件下的分化出根和芽的过程D离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导,C,42.在细胞工程原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：A.皱缩B.胀破C.呈球形D.保持原状,B,5.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是A选择优良品种进行杂交B进行远缘植物体细胞杂交C利用芽体进行组织培养D人工诱导基因突变,C,C,3.下列能使烟草、大豆的原生质体发生融合的是A硫酸二乙酯B亚硝酸C振动D紫外线,4.将烟草和大豆的原生质体混合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁，这时，在细胞混合物中，可用显微镜观察到的细胞有烟草一大豆杂种细胞烟草细胞大豆细胞烟草烟草细胞大豆大豆细胞ABCD,C,D,5.在植物组织培养过程中，当培养基中添加的生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织A脱分化和愈伤组织的形成B脱分化和根原基的形成C再分化和根原基的形成D再分化和芽原基的形成,B,