人教版-选修3-专题2-2[1].1-植物细胞工程1.ppt

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,*,细胞工程,应用的原理和方法,研究的水平,研究的目的,细胞生物学和分子生物学,细胞整体水平或细胞器水平,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,概念,分类,植物细胞工程,【植物克隆】,动物细胞工程,【动物克隆】,理论基础,细胞的全能性,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的基本技术,（一）植物组织培养,问：是不是所有的植物细胞都能充分表现出全能性？,一是所有的植物细胞都具有全能性，通过植物组织培养程序就可以体现出细胞的全能性；,二由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，它们表达细胞全能性的程度大不相同。,长期培养中细胞全能性下降的原因,要获得植物克隆的成功，需要怎么办？,染色体畸变,细胞核变异,非整倍体的产生,激素平衡被打破,对外源生长物质的敏感性发生改变,其他原因,遗传物质的改变,生长发育条件的改变,探究：,生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？,在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。,问：是不是所有生物体都能发育成相应的完整的植株呢？,一是所有的植物细胞都具有,全能性,；二是植物的培养细胞发育成一个完整的植株是需要,条件,的。,问：植物的培养细胞是如何培养成一个完整的植株的呢？,1）培养细胞在什么条件下能培养成一个完整的植株的呢？,营养条件,，生长调节剂，无菌条件,适当温度和，光照等。,高压灭菌锅,最常用的MS培养基,1、无机元素：N、P、K、Ca、Fe、Mg、Cu、Mn、Zn、B、Mo、I等。,2、有机成分：、如维生素B,1,、维生素B,6,、烟酸、肌醇、甘氨酸、蔗糖,氨基酸,问3：植物的培养细胞是如何培养成一个完整的植株的呢？,1）培养细胞在什么条件下能培养成一个完整的植株的呢？,2）培养细胞培养成一个完整植株的过程？,营养条件,，生长调节剂，无菌条件,适当温度和，光照等。,配制培养基开始，无菌取离体组织（细胞），培养成愈伤组织、诱导出根芽等器官，培养成一个完整植株。,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,试管苗大规模培养,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,根、芽,植物体,外植体,脱分化,再分化,植物激素进行调节：,细胞分裂素、生长素等,二植物组织培养过程 （无性繁殖过程）,什么是愈伤组织？,植物组织块切口处的细胞在创伤的刺激下发生脱分化成为分裂的细胞，并且可以继续不断地进行分裂增殖，在创伤表面形成一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织，这就是愈伤组织。,脱分化：,已经分化定型的细胞，经过诱导成为重新恢复了分裂能力（也就是成为分生状态）细胞的过程,原生质体培养,植物,细胞,0.50.6mol/L的甘露醇,(较高渗透压),纤维素酶、果胶酶,球型的,原生质体,原生质体：,植物细胞除去壁后的部分,为什么要加,较高渗透压,的甘露醇呢?,防止原生质体吸水胀破,植株,愈伤组织,胚状体,植物细胞工程,培养植物细胞（包括原生质体），借助基因工程方法，将外源遗传物质（DNA）导入受体细胞（包括原生质体受体）中，或通过细胞融合、显微注射等到将不同来源的遗传物质重新组合，再通过对这些转基因细胞或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的新植株。,问5：你知道植物组织培养技术取得了哪些成就？,植物组织培养的应用,（1）试管苗的快速繁殖,（2）无病毒植物的培育,（3）提取原料,（4）人工种子,（5）转基因植物的培育,人工种子解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题。,人工种子,第二课时,全能性,植物组织培养的条件,植物组织培养的过程,悬浮细胞培养适合于进行产业大规模细胞培养，制取植物代谢产物,原生质体培养的特点：,比较容易摄取外来的遗传物质,便于进行细胞融合，形成杂交细胞,与完整细胞一样具有全能性，仍可产生细胞壁，,经诱导分化成植株,植物细胞培养的几种技术：,组织培养悬浮细胞培养原生质体培养单倍体培养,植物细胞和动物细胞全能性差别较大，原因：,自养和异养的差别；外界环境的差别；胚胎得到养分的方式不同；器官发育的差别,植物组织培养和克隆经历了一个世纪的发展，回顾一下发展的历程。,三阶段：,20世纪初到30年代中期，是植物组织培养和克隆的探索阶段。,20世纪30年代中到50年代末，是植物组织培养和克隆的奠基阶段。,20世纪60年代，植物组织培养和克隆进入成熟发展阶段。,1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。,背景资料,1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种“Potamato”。,目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代，获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,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,1、过程,植物体细胞的融合,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,方法？,促进融合的方法？,融合完成的,标志,植物细胞B,（二）、植物体细胞杂交技术,意义：,克服了远缘杂交不亲和的障碍,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,1、植物细胞表现出全能性的必要条件是（）,A给予适宜营养和条件 B将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内,C脱离母体后，给予适宜的营养和条件 D导入其他植物细胞的基因,2、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织过程中，下列哪项是不需要的（）,A消毒灭菌B适宜的温度 C充足的光照D适宜的养料和激素,、下面关于植物体细胞杂交的说法，不正确的是（）,A.必须有纤维素酶或果胶酶的存在,B.要经过组织培养的过程,C.可以实现种间或种内杂交,D.原生质体融合必须借助诱导剂,、下列细胞的全能性最高的是（）,A、植物的卵细胞 B、植物的精子,C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞,、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,、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.基因的表达有选择性,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,、植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是（）,A愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的,B形成愈伤组织的培养基不需含有机分子,C愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构,D愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对,、能刺激愈伤组织形成的诱导剂是（）,A细胞分裂素和生长素 B 赤霉素,C生长素和赤霉素 D 细胞分裂素和乙烯,、（06北京）以下不能说明细胞全能性的实验是（）,A菊花花瓣细胞培育出菊花新植株,B紫色糯性玉米种子培育出植株,C转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株,D番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株,、（05上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）,A具有完整细胞核的细胞 B一定的营养物质和植物激素,C离体状态 D导入特定基因,、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心去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将（）,A 皱缩 B 胀破 C.呈球形 D 保持原状,、与传统育种相比，植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在（）,A证明杂种细胞具有全能性 B克服远源杂交不亲和的障碍,C缩短育种周期，减少盲目性 D快速培育无病毒植株，保留杂种优势,、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,、神舟四号飞船上进行了细胞融合实验，其中的植物细胞是黄花烟草原生质体与革新一号烟草原生质，那么植物原生质的获得常用的方法是（）,A.机械破除 B.酶解法 C.离心法 D.盐酸溶解法,、基因型为AaBb的水稻（24条染色体）的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下培养形成试管苗。,（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成中，必须从培养基中获得,和小分子有机物等营养物质。,（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有,和两类激素。,（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和茎。这一过程中必须给予光照，其原因是：,（4）试管苗的细胞核中含有,个DNA分子。,（5）培养成的试管苗可能出现的基因型有,。如果要获得育种需要的植株，并能繁殖新品种，后面的育种步骤是,。,水、无机盐,生长素,细胞,分裂素,光是叶绿素形成的必要条件,光合作用需要光,ab Ab AB aB,秋水仙素处理单倍体幼苗,