生物选修三植物细胞工程的基本技术

(共37张PPT)
植物细胞工程的基本技术
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细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，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。
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
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(定向改造）
细胞工程
植物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
动物细胞工程
一、植物组织培养
1、原理：
细胞的全能性
细胞的全能性
1. 概念:
已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
2. 原因：
生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。
3. 全能性高低：
①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞
②植物细胞＞动物细胞
一、植物组织培养
2、植物组织培养的条件
内因：离体细胞、组织或器官
外因：1）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等
2）培养基（一定的营养物质，激素）
植物组织培养的培养基
无机营养成分：无机盐离子
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%的蔗糖溶液，调节渗透压
③ 琼脂：起支持作用
④ 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素
PH值：5.0－6.0
一、 植物组织培养
一、植物组织培养
3、 植物组织培养的基本过程
外植体 愈伤组织 胚状体已分化出根、芽
分化程度降低，分裂能力增强
重新分化出组织器官的过程（细胞分裂素、生长素）
细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关
脱分化
遮光
再分化
光照
愈伤组织的形成
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，形成一种排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞组成的组织。
植物组织培养（试管苗的形成）
试管苗大规模培养
移栽
经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培
植物组织培养的概念：
在无菌和人工控制的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，给予一定的培养条件，诱导产生愈伤组织和胚状体，最终形成完整的植株。
能力训练：
1、下列不能作为植物组织培养的材料是：
A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎
C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞
D
植物体细胞杂交应用研究
1、定义：
将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过程。
2、优势：（与有性杂交方法比较）
克服了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。。
植物体细胞杂交
(1)
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
植物体细胞杂交过程示意图
标志
去壁
思考题
细胞壁如何去除？
原生质层如何融合？融合的基础是什么？
杂交完成的标志是什么？
最后通过什么手段得到新个体 ？
植物A细胞
植物B细胞
去壁
原生质体A
原生质体B
原生质体融合
融合体
再生壁
杂种细胞
细胞分裂
愈伤组织
杂种植株
去壁的常用方法：
酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
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）
植物体细胞杂交过程示意图
细胞融合的基础：
细胞膜的流动性
不能人工诱导原生质体融合的方法是：
A、振动
B、电刺激、
C、PEG试剂、
D、重压
对应训练
植物细胞工程的实际应用
（一）、植物繁殖的新途径
（二）、作物新品种的培育
（三）、细胞产物的工厂化生产
1.单倍体育种
2.突变体的利用
药物，香料，蛋白质等
一、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖(属无性繁殖)
(1)微型繁殖技术（快速繁殖技术）:
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
(2)特点: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.
2.培育脱毒作物
(1)材料:无病毒的茎尖
(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得
人工种子
用人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子
人工种皮：藻酸钠
解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题
植物组织培养大量生产紫草素
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。
紫草
紫草素
愈伤组织
08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同
D