2010届高三生物植物细胞工程.ppt

2010生物复习《生物科技》专题系列课件  07《植物细胞工程》 番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？ 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 理论基础 细胞的全能性 主要技术 植物组织培养 植物体细胞杂交 动物细胞培养 动物细胞融合 单克隆抗体技术 胚胎移植 核移植 植物细胞工程技术 动物细胞工程技术 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 （一） 细胞的全能性 1、定义： 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整生物体的潜能。 2、原理： 生物体的细胞一般地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。 3、差异： （1） 受精卵的全能性最高 （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。 植物细胞的全能性 4、大小 5.细胞表现出全能性的条件 离体状态 有一定营养物质、激素和其他外界条件 思考讨论：为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？ 基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。 科学研究表明，处于离体状态的植物活细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。 1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的愈伤组织诱导成了体细胞胚，并进而获得了完整植株。 植物组织培养的发展简史 植物组织培养 关键词： 外植体、脱分化、再分化、愈伤组织 细胞离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件 必要条件： 植物组织培养 外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官 1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等） 2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上 3）切取所需的外植体 4）将外植体接种于培养容器的培养基上 整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！ 外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织 植物组织培养的培养基 定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质 无机营养成分：C，H，O大量元素及部分微量元素 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起支持作用 ④ 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 PH值：5.0－6.0 试管苗大规模培养 过程 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 植物激素： 细胞分裂素、生长素 再分化 植物组织培养 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。 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。 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。 （三） 植物体细胞杂交 1、定义： 用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 2、优势：（与有性杂交方法比较） 打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 植物体细胞杂交 植物体细胞杂交过程示意图 融合体 杂种细胞 去壁的常用方法： 原生质体融合方法： 植物体细胞杂交过程示意图 制备原生质体：酶解法去掉细胞壁 诱导融会 新的原生质体 生出细胞壁 杂种细胞 组织培养 杂种植株 意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种 几个概念： 愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。 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