植物细胞工程复习课.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,*,知识回顾：,1,、基因工程三大工具是哪些？,限制性核酸内切酶,DNA,连接酶,载体,“分子手术刀”,“,分子缝合针,”,“分子运输车”,目的基因的获取,基因表达载体的构建,将目的基因导入受体细胞,目的基因的检测与鉴定,2,、基因工程基本操作的四个步骤是什么？,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,1,、概念：,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。,考点一：植物组织培养技术,?,植物组织培养的培养基：,无机成分：,无机盐离子,有机成分：,含,N,物质：包括维生素和氨基酸,碳源：,2%,5%,的蔗糖溶液，调节渗透压,琼脂：起支持作用,激素：生长素，细胞分裂素等,PH,值：,5.0,6.0,温度等,。,1,、概念：,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。,考点一：植物组织培养技术,2,、理论基础：,植物细胞的全能性,思考,4,：生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官的原因,基因选择性表达的结果,思考,5,：细胞全能性表达的条件,（,1,）离体状态,（,2,）一定的营养物质、,激素,（,3,）其他外界条件,3,、植物组织培养的过程：,外植体,愈伤组织,根、芽,植物体,再分化,脱分化,胚状体,愈伤组织：,由离体 的植物组织或细胞，在培养一段时间以后，通过,细胞分裂,，形成的一群薄壁细胞。,有丝分裂,特点：具分裂、分化能力,无定形状态,高度液泡化,排列疏松、无规则,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。,条件：,适宜温度、,避光,、,pH,和无菌环境。,无机物、有机物和植物激素（,生长素，细胞分裂素等,）,再分化,：,脱分化产生的愈伤组织在培养过程中,重新分化根或芽,等器官的过程。,（,需光,）,结果,规律总结：脱分化和再分化的比较,比较内容,脱分化,再分化,过程,外植体愈伤组织,愈伤组织幼苗,形成体特点,排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞,有根、芽,需要条件,a.,离体,b,适宜的营养,c,生长素,/,细胞分裂素的,比例适中,d,遮光,a.,离体,b,适宜的营养,c,生长素,/,细胞分裂素的,比例高或低诱导生根或生芽,d,光照,植物组织培养成功条件：,形态：,适宜的培养基,成分：,无菌条件,离体,适宜的温度、,pH,和光照（再分化阶段）,固体,无机盐，有机营养（蔗糖），琼脂，激素（生长素和细胞分裂素）,分裂方式：有丝分裂（遗传物质不改变）,繁殖方式：无性繁殖（克隆）,试管苗大规模培养,移栽,经过试管苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培,【,例,1】,用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，则关于该,愈伤组织的说法错误,的是（）,A,是细胞经过脱分化和分裂形成的,B,细胞没有全能性,C,是由排列疏松的薄壁细胞组成的,D,可以形成具有生根发芽能力的胚状结构,【,解析,】,选,B,。愈伤组织是经脱分化形成的高度液泡化、无定形的薄壁细胞，具有全能性，可以再分化为根、芽，进而形成新植株。,B,1,、微型繁殖：,用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。,微型繁殖两个,优点：,保持优良品种的遗传特性,高效快速地实现种苗的大量繁殖,考点二：植物组织培养的实际应用,一、植物繁殖的新途径,成果：,采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。,解决的问题：,解决的方法：,2,、作物脱毒：,无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积累，产量降低，品质变差。,切取一定大小的,茎尖形成层进行组织培养,，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。,理论基础：,植物,分生区附近病毒极少，甚至无病毒,。,3,、人工种子：,获取方法：,以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，用人工薄膜包装。,解决的问题：,a.,一些植物,繁殖周期长,，数年后才能结出种子；,b.,有些作物优良杂种的后代,因发生性状分离而丧失其优良特性,；,c.,常规种子的生产,受季节、气候和地域的限制,，并且占用大量的土地。,【,高考警示钟,】,人工种子,发育初期,需要的营养物质由,人工胚乳提供,。,二、作物育种新方法,单倍体育种,（花药离体培养）；,突变体的利用,（组织培养过程中不断发生细胞分裂，易诱导基因突变）。,思考：单倍体育种和突变体利用的比较,项目,原理,优点,成果,单倍体,育种,突变体,利用,染色体变异,基因突变,明显缩短育种年限,单育,1,号烟草品种，,11,号水稻和京花,1,号小麦品种等,产生新基因，大幅度改良某些性状,抗花叶病毒的甘蔗,抗盐碱的野生烟草等,三、细胞产物的工厂化生产,1,、,细胞产物的种类：,蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。,2,、,成功的实例：,人参、三七、紫草和银杏等的细胞产物都已实现了工厂化生产。,【,高考警示钟,】,利用植物组织培养生产细胞产物时，有时,只需将外植体培养到愈伤组织,，从愈伤组织中获取产物。,考点三：植物体细胞杂交技术：,不能,存在生殖隔离,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,、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,：,（,与有性杂交方法比较,）,克服植物远缘杂交不亲和,的障碍,，拓展了可用于杂交的亲本组合范围,主要：原生质体融合,结果,2,、原理,：,细胞全能性,和,细胞膜的流动性,原生质体,番茄细胞,原生质体融合,再生出细胞壁,杂种细胞,脱分化,愈伤组织,杂种,植株,再分化,4,、过程：,马铃薯细胞,标志：成功融合,人工诱导,去壁,植物组织培养,植物细胞的融合,（1）、去壁的常用方法：,酶解法（纤维素酶、果胶酶等）,（2）,、,原生质体融合方法,：,物理法：离心、振动、电刺激等,化学法：聚乙二醇（,PEG,）,（,3,）,原生质体融合成功的标志是,，与此有关的细胞结构有,等,。,新细胞壁的形成,高尔基体、线粒体,思考：一定会得到符合要求的杂种细胞吗？,1,、若两种二倍体植物的,体细胞杂交,，培育出杂种植物：,变异类型：,染色体组数：,是否可育：,是否为新物种：,2,、若两种二倍体植物的,花粉细胞杂交,，培育出杂种植株，以上结果如何？,染色体变异,4,可育,是,染色体变异；,2,；,不可育；不是,思考：,【,例,2】,将某,二倍体植株的一粒花粉,培育成幼苗，对,它的茎尖用秋水仙素处理,，长大后的植株中,染色体数,与其他各项,不相同,的是（）,A.,根细胞,B.,叶细胞,C.,花粉细胞,D.,极核,【,解析,】,选,B,。茎尖用秋水仙素处理，发育成的茎和叶等部分染色体数目为,2n,，而根细胞因未作处理仍为,n,；地上部分的细胞以后形成花芽，成熟后经减数分裂产生卵细胞和极核，故花粉细胞和极核染色体都为,n,。,B,白菜,紫甘蓝,白菜甘蓝,“,白菜甘蓝”同普通白菜相比，具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。,比较,植物组织培养,植物体细胞杂交技术,所属范畴,原理,步骤,意义,联系,无性繁殖,细胞全能性,脱分化,再分化,保持优良性状,繁殖速度快,大规模生产提高经济效益,植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养,克服不同种生物远缘,杂交不亲和的障碍,去除细胞壁,融合形成杂种细胞,组织培养,细胞膜的流动性,细胞全能性,染色体变异、基因重组,小资料：,自然界中有一种含有叶绿体的原生动物眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。,请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。,思考？,请运用细胞工程和胚胎工程的相关知识,利用植物材料和动物胚胎细胞,创造出一个,动植物杂交种。,