王怀栋 植物细胞工程_植物细胞工程的基本技术课件重点.ppt

2.1植物细胞工程 §2.1.1植物细胞工程的基本技术 探究： 1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融 合，遇到的第一个障碍是什么？ 2．是否有一种温和的解决障碍的方法呢？ 3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细 胞膜的什么特性有关？ 4．如果两个来源不同的原生质体发生了融 合，下一步该做何处理？ 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 比较 细胞的全能性：已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能。 生物体的每一个细胞都包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必需的全部基因，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。因此，在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜能。 * * * 4月25日 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 细胞工程 细胞工程：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。按照操作对象的不同，可以分为植物细胞工程和动物细胞工程。 植物组织培养 一、教学目标 1、简述植物组织培养和植物体细胞的杂交技术 2、尝试进行植物组织培养。 二、教学重点和教学难点 1、教学重点 （1）植物组织培养的原理和过程. （2）植物体细胞杂交的原理。 2、教学难点 植物组织培养的实验。 科学家利用菊花的花瓣培养出菊花 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？ 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。 我们知道，生物体的每一个细胞都包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必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 脱分化 再分化 1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？ 2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的 消毒，灭菌，并且要求无菌操作？ P34 植物细胞的脱分化：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。 植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化成根或芽等器官的过程。 1.离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件 2.植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。 离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 胚状体、丛芽 植物体 脱分化 植物激素： 细胞分裂素、生长素 再分化 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。 植物组织培养 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。 原理：细胞膜的流动性 P36 植物细胞A 植物细胞B 去细胞壁 原生质体A 原生质体B 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 过程 去壁 去壁 纤维素酶果胶酶 原生质体 植物细胞 原生质体融合 离心、振动、电刺激、 聚乙二醇 再生细胞壁 杂种细胞 去分化 愈伤组织 杂种植株 激素 筛选 等量 激素 再分化 植物体细胞杂交过程示意图 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、意义 在克服不同种生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破，从而扩大了可用于杂交的亲本组合。 4.未能解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良性状。 1.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？ 主要原因是：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，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。 杂种植物 杂种植物 原因 意义 克服不同生物远缘杂交的障碍， 打破物种之间的生殖隔离 白菜 甘蓝 白菜－甘蓝 实例 植物细胞工程 采用技术 理论依据 组织培养 细胞杂交 细胞的全能性 细胞