选修三 2.1植物细胞工程.ppt

（一）单倍体育种 二 作物新品种的培育 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 1.单倍体定义： 2.单倍体形成： 3.单倍体植株的特点： 由配子不经过受精作用而直接发育成的个 体。例：蜜蜂中的雄蜂 长得弱小，而且高度不育 4.回顾单倍体育种的一般过程并设计出一种通过 植物花药组织培养生成正常植株的实验流程。  专题2 细胞工程 细胞工程的概念 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。 细胞工程分类 植物细胞工程 动物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术和理论基础 植物细胞工程的理论基础： 植物细胞工程常用的技术是 植物组织培养 植物体细胞杂交 2.1植物细胞工程 植物细胞的全能性 1、定义： 生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。 2、原理： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整生物体的潜能，即每个生物细胞，都具有全能性的特点。 3、差异： （1）受精卵的全能性最高 4、潜在全能性的原因： 基因的选择性表达 （2）受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。 一、细胞的全能性 受精卵 生殖细胞 体细胞 ＞ ＞ 植物细胞＞动物细胞 分化程度低细胞＞分化程度高细胞 植物组织培养技术 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。 植物组织培养的过程 离体的植物器官、组织或细胞 脱分化（又叫去分化，由高度分化的植物器官、组织或细胞，失去特有结构和功能转变成未分化细胞的过程。) 愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的有分生能力的薄壁细胞） 根或芽等器官 植物体 植物组织培养的条件： 适宜的养料和激素，适宜的温度和无菌条件 再分化 （愈伤组织继续进行培养又可以重新分化成根或芽等器官。） 离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 芽、根 植物体 植物组织培养的过程 切取 接种 愈伤组织的形成 试管苗的形成 培养室 移栽 此操作过程使用的固体培养基含有哪些成分？ 教材P36页小知识 注意事项：组织消毒，器械灭菌，环境无菌 具有分裂能力的器官、组织、细胞 愈伤组织 根、芽 (胚状体) (试管苗) 植物体 离体的植物器官、组织或细胞 (高度分化) 脱分化 营养物质 激素 其他外界条件 光照、 营养物质、激素等 移栽 植物组织培养 表现出全能性 水,无机盐,小分子有机物(蔗糖)等 细胞分裂素和生长素 无菌、温度、氧气、适宜的PH值、无需光照。 还需要有机营养吗？为什么？ 再分化 植物组织培养需要用植物激素诱导，最重要的是细胞分裂素和生长素，这两种激素的作用是不同的 激素杠杆（协同作用） 内源激素 外源激素 生长素 ﹥ 细胞分裂素 脱分化、根原基 生长素 ﹤ 细胞分裂素 再分化、芽原基 相关问题 （1）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？ （2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？ （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融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？ （5）如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 植物体细胞杂交的概念 将不同种植物的体细胞，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。 （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） 思考：传统有性杂交能否做到？ 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 方法？ 促进融合的方法？ 融合完成的 标志 植物细胞B 植物体细胞杂交过程 纤维素酶、果胶酶等 物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇等试剂 细胞融合仪???????????? 细胞融合 酶解法 去壁 4N 2n 2n 4N PEG 4N+2n 4N+2n (异源六倍体） 酶解法 去壁 脱分化 再分化 再生壁 理想番茄马铃薯 问题 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，所以马铃薯—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