植物细胞工程
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课件32张PPT。 在环境保护中，利用基因工程可获得同时能分解多种有毒物质的新型菌种。例如，1975年，有人把降解芳烃、萜烃和多环芳烃的质粒转移到能降解烃的一种假单胞菌）内，结果获得了能同时降解四种烃类的“超级细菌” 。
如果我们将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。这样的生物技术应属于何种生物工程？ 细胞工程 细胞工程：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。类型：植物细胞工程动物细胞工程专题2 细胞工程∮2.1 植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术什么是细胞的全能性？细胞的全能性一.细胞的全能性 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。细胞为什么会具有全能性呢？ 生物体的每一个细胞都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。 植物细胞什么条件下才能表现出全能性呢？ 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其它外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。二、植物组织培养 1.细胞脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。2.愈伤组织：排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状的薄壁细胞。3.再分化：愈伤组织生长一段时间后，再移植到新的培养基上继续培养，重新诱导分化形成根、芽等器官的过程。
离体的植物器官、组织或细胞 ???????????????
?愈伤组织 ??????????????????根、芽 ????????????植物体3.植物组织培养过程植物组织培养的条件： 含有全部营养成分的培养基、一定的温度湿度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。
（2）不进行去分化处理，能否培养成完整的植物体？（1）为什么整个过程要求消毒、灭菌及无菌操作？(3).决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？思考：植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。4.植物组织培养的概念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，给予适宜的条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物组织培养有器官培养、组织培养、胚培养、茎尖培养、花药培养、细胞培养等。 ?
练习： 1、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 正确答案： C 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： 正确答案： 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 B 3.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： 4.下列不能作为植物组织培养的材料是：CD 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。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”。 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. 植物体细胞杂交技术 1.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。
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？细胞壁有没有一种温和的去壁方法呢？原生质体如何融合的呢？酶解法（用纤维素酶和果胶酶） 人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类：物理法是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇(PEG)等试剂作为诱导剂诱导融合 。如何将杂种细胞培育成杂种植株？如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？
应该诱导其再生壁植物体细胞杂交过程示意图:植物体细胞杂交过程示意图:融合体杂种细胞2.操作过程包括：原生质体的制备原生质体融合杂种细胞筛选杂种细胞培养杂种植株再生杂种植株鉴定去壁的常用方法： 原生质体融合方法：3.植物体细胞杂交的优势： 打破不同种生物间的生殖隔离限制，在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 如图所示的植物体细胞的杂交过程中，除了形成AB型细胞外，还能形成其他哪些类型的融合细胞？哪些融合细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞？为什么？简答题：白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传统的有性杂交。那么，如何才能获得如图这样的“白菜—甘蓝”植株呢？ 思考题： （1）、与传统的有性杂交方法相比，植物体细胞杂交有什么优越之处？答：植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比，在培育作物新品种方面具有较大的优越性。由于不同种生物之间存在着生殖隔离，利用植物体细胞杂交能够在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 2、运用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量吗？为什么？答：能。植物组织培养从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，能够在短时间内快速繁殖出大量的试管苗。如果将植物组织培养技术应用于粮食生产，将会大幅度提高粮食产量。此外，植物组织培养技术还可以用于培育无病毒植株，制备人工种子，培育转基因植物，等等，这些技术手段也有助于粮食产量的提高。
小结：细胞全能性是植物组培的理论基础，而植物组培又是植物体细胞杂交的技术环节之一。1.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2.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、重压练习：2.1.2 植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径微型繁殖人工种子2.作物新品种的培育作物脱毒单倍体育种突变体的利用3.细胞产物的工厂化生产作业：列表比较生物育种技术（杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种）的方法、原理、优点、缺点、实例的异同。
如果我们将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。这样的生物技术应属于何种生物工程？ 细胞工程 细胞工程：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。类型：植物细胞工程动物细胞工程专题2 细胞工程∮2.1 植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术什么是细胞的全能性？细胞的全能性一.细胞的全能性 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。细胞为什么会具有全能性呢？ 生物体的每一个细胞都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。 植物细胞什么条件下才能表现出全能性呢？ 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其它外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。二、植物组织培养 1.细胞脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。2.愈伤组织：排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状的薄壁细胞。3.再分化：愈伤组织生长一段时间后，再移植到新的培养基上继续培养，重新诱导分化形成根、芽等器官的过程。
离体的植物器官、组织或细胞 ???????????????
?愈伤组织 ??????????????????根、芽 ????????????植物体3.植物组织培养过程植物组织培养的条件： 含有全部营养成分的培养基、一定的温度湿度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。
（2）不进行去分化处理，能否培养成完整的植物体？（1）为什么整个过程要求消毒、灭菌及无菌操作？(3).决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？思考：植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。4.植物组织培养的概念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，给予适宜的条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物组织培养有器官培养、组织培养、胚培养、茎尖培养、花药培养、细胞培养等。 ?
练习： 1、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 正确答案： C 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： 正确答案： 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 B 3.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： 4.下列不能作为植物组织培养的材料是：CD 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。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”。 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. 植物体细胞杂交技术 1.植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新植物体的方法。
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？细胞壁有没有一种温和的去壁方法呢？原生质体如何融合的呢？酶解法（用纤维素酶和果胶酶） 人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类：物理法是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇(PEG)等试剂作为诱导剂诱导融合 。如何将杂种细胞培育成杂种植株？如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？
应该诱导其再生壁植物体细胞杂交过程示意图:植物体细胞杂交过程示意图:融合体杂种细胞2.操作过程包括：原生质体的制备原生质体融合杂种细胞筛选杂种细胞培养杂种植株再生杂种植株鉴定去壁的常用方法： 原生质体融合方法：3.植物体细胞杂交的优势： 打破不同种生物间的生殖隔离限制，在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 如图所示的植物体细胞的杂交过程中，除了形成AB型细胞外，还能形成其他哪些类型的融合细胞？哪些融合细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞？为什么？简答题：白菜和甘蓝两种植物之间存在着生殖隔离，不能进行传统的有性杂交。那么，如何才能获得如图这样的“白菜—甘蓝”植株呢？ 思考题： （1）、与传统的有性杂交方法相比，植物体细胞杂交有什么优越之处？答：植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比，在培育作物新品种方面具有较大的优越性。由于不同种生物之间存在着生殖隔离，利用植物体细胞杂交能够在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。 2、运用植物组织培养技术能大幅度提高粮食产量吗？为什么？答：能。植物组织培养从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，能够在短时间内快速繁殖出大量的试管苗。如果将植物组织培养技术应用于粮食生产，将会大幅度提高粮食产量。此外，植物组织培养技术还可以用于培育无病毒植株，制备人工种子，培育转基因植物，等等，这些技术手段也有助于粮食产量的提高。
小结：细胞全能性是植物组培的理论基础，而植物组培又是植物体细胞杂交的技术环节之一。1.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2.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、重压练习：2.1.2 植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径微型繁殖人工种子2.作物新品种的培育作物脱毒单倍体育种突变体的利用3.细胞产物的工厂化生产作业：列表比较生物育种技术（杂交育种、诱变育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、细胞工程育种）的方法、原理、优点、缺点、实例的异同。