植物组织培养和体细胞杂交技术.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,*,细胞工程是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。,什么叫细胞工程？包括哪两大领域？,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,定向改造生物的遗传性状,概念,分类,植物细胞工程,动物细胞工程,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,植物组织培养,探究：,1、为什么植物的一瓣花瓣可以培育成一株完整的植株呢？,植物细胞具有全能性。,2、什么是细胞的全能性？,1、定义：,已高度分化的细胞仍具有发育成完整生物体的潜能。,2、原理：,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,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,低,。,受精卵,生殖细胞,体细胞,4、大小：,一、细胞的全能性,植物细胞,动物细胞,5、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？,6、表现全能性的条件有哪些？,离体、提供营养物质、激素、无菌条件及其它适宜条件。,在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达的结果。,1、有关全能性的表述中，不正确的是（）,受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完,整个体，因此全能性最高,生物体内细胞由于分化全能性不能表达,卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能,性很高,植物细胞离体培养在一定条件下能表现出,全能性,C,趁热打铁：,2.下列植物细胞全能性最高的是（）A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞,3下列细胞全能性最高的是（）A植物的卵细胞B植物的精子细胞C被子植物的受精卵D被子植物的的叶肉细胞,A,C,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。,二、植物组织培养,1、概念,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,胚状体、丛芽,植物体,外植体,脱分化（遮光）,植物激素：,细胞分裂素、生长素,再分化（光照）,2、过程,植物组织培养条件,：,离体、一定的营养条件和激素、无菌、适宜的外界条件（温度、空气、PH、适时光照等）。,强调几个概念,：,1、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,排列疏松、高度液泡化、无定形状态的具分生能力的薄壁细胞。,2、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。,注意,：脱分化的实质和结果分别是什么,？,实质,是恢复细胞的全能性过程。,结果,是形成愈伤组织,。,3、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出,根,或,芽,等器官的过程,。,经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培,移栽,1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。,能力提高,2、决定植物脱分化、再分化的关键因素是什么？,植物激素,反馈练习,1.下列属于组织培养的是：（）,A.花粉培养成单倍体植株,B.芽发育成枝条,C.根尖分生区发育成成熟区,D.未受精的卵发育成植株,A,2.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.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,C,3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（）,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,C,因为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。,于是，这些科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。,三、植物体细胞杂交技术,这幅番茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,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有没有一种温和的去壁方法呢？,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？,请思考：,(1),(1),(2),(3),(4),(5),植物体细胞杂交,过程示意图,标志,去壁,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,三、植物体细胞杂交技术,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、电激、,聚乙二醇,再生细胞壁,杂种细胞,脱分化,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、,优势和未解决的问题,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。,未解决的问题,：未能让杂种植物按照人们,的需要表现出亲代的优良。,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？,马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、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、地下结马铃薯就是很自然的了。,思考与探究,练习2：,下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：,离体的器官、组织或细胞,植物细胞的全能性,。,（1）表示,，,它能被培养成为的根本原因是,。,（2）表示,，它与相比分化程度,，全能性,。,（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）,。,愈伤组织,低,高,（4）若是花药，则是,，继续对其使用_,处理可获得,_,正常植株，该过程称为,。,（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是,，这说明根尖细胞,。,单倍体植株,秋水仙素,纯合,单倍体育种,绿色,含有叶绿体形成相关的基因,1、在生物体的所有细胞中，全能性最高的是,A、卵细胞 B、植物花粉 C、体细胞 D、受精卵,巩固练习,D,2、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,B,3、,植物体细胞杂交尚未解决的问题是（）A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 C、将杂种细胞培育成植株 D、尚未培育出属间杂种植物,B,4、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A、振动 B、电剌激 C、PEG试剂D、重压,D,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,