植物细胞工程[上学期]
文档属性
| 名称 | 植物细胞工程[上学期] |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 926.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2008-01-10 23:07:00 | ||
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文档简介
课件32张PPT。第二节 细胞工程简介 江苏省梁丰高级中学 任小文细胞工程 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。 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、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。 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，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 细胞的全能性举例说明：
a卵细胞 b受精卵 c胚胎干细胞
d造血干细胞 e神经细胞
以上细胞全能性由高到低的是：
细胞的分化程度由高到低的是：bacdeeadcb（３）植物细胞＞动物细胞(2)一般来说，细胞分化程度低＞细胞分化程度高3、差异： （1）受精卵＞卵细胞＞体细胞４、生物体内细胞没表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果５、条件：离体、无菌、营养条件、激素、
其它外界条件６、例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 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 1、背景资料：
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：２、原理植物细胞全能性离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养３、过程⑴离体：外植体
⑵一定的营养物质（培养基）
（含植物体生长和发育所需的全部营养成分）
琼脂：呈固体，利于外植体的生长；
矿质元素：大量元素和微量元素；
蔗糖：离体组织赖以生长的重要营养成分；
维生素：能够促进离体组织的生长；
有机添加剂：如甘氨酸
⑶激素：
细胞分裂素、生长素植物组织培养：４、条件： 上表是植物组织培养的培养基中两种植物激素在不同的比例时的实验结果，6-BA属细胞分裂素类的激素，IBA属于生长素类的激素。请分析回答：
（1）由表中可看出6-BA的作用是____________。
（2）由实验（1）（3）可知__________和_______共同使用时能强烈刺激愈伤组织的形成，促进_＿分化过程。
（3）再分化时可用的激素组合是实验___和___，IBA在本实验中的作用是___________________________。
（4）本实验的主要目的是__________________________________________。促进细胞分裂和芽的分化细胞分裂素生长素脱２４促进细胞分裂和根的分化研究细胞分裂素和生长素对脱分化和再分化的影响⑷其他外界条件：
一定的温度
空气
无菌环境
适合的PH
适时光照等
植物组织培养：植物组织培养５、与花药离体培养的区别：体细胞花药（生殖细胞）无性生殖有性生殖花药离体培养是通过植物组织
培养来实现的。６、优点：
（１）取材少；
（２）培养周期短，繁殖力高；
（３）便于自动化管理。植物组织培养 一个桉树的芽用于植物组织培养可繁殖出10万株树苗。 100万株康乃馨仅来自一个康乃馨茎尖的植物组织培养。７、植物组织培养的应用： （1）果树、花卉的快速繁殖（2）无病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工种子（5）转基因植物的培育植物组织培养 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。 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： 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背景资料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”。 甘蓝－白菜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。 植物体细胞杂交植物体细胞杂交２、过程：植物细胞融合植物组织
培养植物体细胞杂交２、过程：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２、过程：３、原理：４、优点：（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细胞膜的流动性
植物细胞的全能性克服远源杂交不亲和的障碍、
大大扩展了可用于杂交的亲本
组合范围。５、缺点：还有理论和技术问题没解决，还
不能按照人们的意愿来设计生物。植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体
B、将杂种细胞培育成植株
C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性
D、尚未培育出属间杂种植物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
Schwann在1839 年明确的指出：“如果具有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可以独立生活和发展”。背景资料 德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。
植物组织培养的发展简史① 探索阶段（19世纪初－30年代中）
德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验
② 奠基阶段（30－50年代）
1934年，White培养番茄离体根尖成功
1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功
White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培
Nobecourt：胡萝卜进行组培
以上三人是植物组织培养的奠基人
③ 迅速发展阶段（60年代后）
原生质体，花药，快繁技术迅速发展
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。
a卵细胞 b受精卵 c胚胎干细胞
d造血干细胞 e神经细胞
以上细胞全能性由高到低的是：
细胞的分化程度由高到低的是：bacdeeadcb（３）植物细胞＞动物细胞(2)一般来说，细胞分化程度低＞细胞分化程度高3、差异： （1）受精卵＞卵细胞＞体细胞４、生物体内细胞没表现全能性的原因：
基因选择性表达的结果５、条件：离体、无菌、营养条件、激素、
其它外界条件６、例题辨析： 下列有关细胞全能性的含义，正确的是：A、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D、 生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程 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 1、背景资料：
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：２、原理植物细胞全能性离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养３、过程⑴离体：外植体
⑵一定的营养物质（培养基）
（含植物体生长和发育所需的全部营养成分）
琼脂：呈固体，利于外植体的生长；
矿质元素：大量元素和微量元素；
蔗糖：离体组织赖以生长的重要营养成分；
维生素：能够促进离体组织的生长；
有机添加剂：如甘氨酸
⑶激素：
细胞分裂素、生长素植物组织培养：４、条件： 上表是植物组织培养的培养基中两种植物激素在不同的比例时的实验结果，6-BA属细胞分裂素类的激素，IBA属于生长素类的激素。请分析回答：
（1）由表中可看出6-BA的作用是____________。
（2）由实验（1）（3）可知__________和_______共同使用时能强烈刺激愈伤组织的形成，促进_＿分化过程。
（3）再分化时可用的激素组合是实验___和___，IBA在本实验中的作用是___________________________。
（4）本实验的主要目的是__________________________________________。促进细胞分裂和芽的分化细胞分裂素生长素脱２４促进细胞分裂和根的分化研究细胞分裂素和生长素对脱分化和再分化的影响⑷其他外界条件：
一定的温度
空气
无菌环境
适合的PH
适时光照等
植物组织培养：植物组织培养５、与花药离体培养的区别：体细胞花药（生殖细胞）无性生殖有性生殖花药离体培养是通过植物组织
培养来实现的。６、优点：
（１）取材少；
（２）培养周期短，繁殖力高；
（３）便于自动化管理。植物组织培养 一个桉树的芽用于植物组织培养可繁殖出10万株树苗。 100万株康乃馨仅来自一个康乃馨茎尖的植物组织培养。７、植物组织培养的应用： （1）果树、花卉的快速繁殖（2）无病毒植物的培育（3）提取原料（4）人工种子（5）转基因植物的培育植物组织培养 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。 植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为： 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背景资料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”。 甘蓝－白菜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。 植物体细胞杂交植物体细胞杂交２、过程：植物细胞融合植物组织
培养植物体细胞杂交２、过程：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２、过程：３、原理：４、优点：（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细胞膜的流动性
植物细胞的全能性克服远源杂交不亲和的障碍、
大大扩展了可用于杂交的亲本
组合范围。５、缺点：还有理论和技术问题没解决，还
不能按照人们的意愿来设计生物。植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A、去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体
B、将杂种细胞培育成植株
C、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性
D、尚未培育出属间杂种植物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
Schwann在1839 年明确的指出：“如果具有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可以独立生活和发展”。背景资料 德国著名植物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。
植物组织培养的发展简史① 探索阶段（19世纪初－30年代中）
德国植物生理学家HaHerlandt首次进行了植物细胞培养实验
② 奠基阶段（30－50年代）
1934年，White培养番茄离体根尖成功
1939年，Gautheret连续培养胡萝卜根形成层首次成功
White:烟草种间杂种的瘤组织进行组培
Nobecourt：胡萝卜进行组培
以上三人是植物组织培养的奠基人
③ 迅速发展阶段（60年代后）
原生质体，花药，快繁技术迅速发展
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。