植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

1、 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平細(xì)胞水平或或細(xì)細(xì)胞器水平胞器水平上的操作，按照人們的意愿來上的操作，按照人們的意愿來改改變變細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)或或獲得細(xì)胞產(chǎn)品獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一的一門綜合科學(xué)技術(shù)。門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？什么叫細(xì)胞工程？ 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平細(xì)胞水平或或細(xì)細(xì)胞器水平胞器水平上的操作，按照人們的意愿來上的操作，按照人們的意愿來改改變變細(xì)胞內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)或或獲得

2、細(xì)胞產(chǎn)品獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一的一門綜合科學(xué)技術(shù)。門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？什么叫細(xì)胞工程？按操作對按操作對象分類象分類植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)科學(xué)家利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花科學(xué)家利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花離體植離體植物細(xì)胞物細(xì)胞愈傷組織愈傷組織胚狀體胚狀體根芽根芽植物體植物體脫分化脫分化再分化再分化二、植物組織培養(yǎng) 回憶高一所學(xué)知識，寫出植物組織培養(yǎng)過程：思考問題：思考問題：1.脫分化的概念；脫分化的概念；2.愈傷組織的特點(diǎn)；愈傷組織的特點(diǎn)；3.植物組織培養(yǎng)的原理；植物組織培養(yǎng)的原理；4.不同細(xì)胞的全能性是否相同？舉不同細(xì)胞的全能

3、性是否相同？舉例說明。例說明。5.生物體內(nèi)細(xì)胞為什么不能表達(dá)出生物體內(nèi)細(xì)胞為什么不能表達(dá)出全能性？全能性？6.植物細(xì)胞體現(xiàn)出全能性的條件是植物細(xì)胞體現(xiàn)出全能性的條件是什么？什么？2.愈傷組織特點(diǎn)：排列疏松無規(guī)則、愈傷組織特點(diǎn)：排列疏松無規(guī)則、高度液泡化的薄壁細(xì)胞。高度液泡化的薄壁細(xì)胞。n3.理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性n4.植物植物 動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞 n 生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞(精子、卵細(xì)胞精子、卵細(xì)胞) 體細(xì)胞體細(xì)胞n分化程度低分化程度低 分化程度高分化程度高n分裂能力強(qiáng)分裂能力強(qiáng) 分裂能力弱分裂能力弱n3.理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性n4.植物植物

4、 動(dòng)物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞 n生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞體細(xì)胞n分化程度低分化程度低 分化程度高分化程度高n分裂能力強(qiáng)分裂能力強(qiáng)分裂能力弱分裂能力弱n6.離體離體 ，提供營養(yǎng)物質(zhì)，提供營養(yǎng)物質(zhì)，激素激素（生長激素、細(xì)胞分裂素），（生長激素、細(xì)胞分裂素），4適宜的適宜的條件如：溫度、無菌、無光等。條件如：溫度、無菌、無光等。想一想想一想1. 產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？體的數(shù)目上是否相同？2.染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是否相同？否相同？3.細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？想一想想一想1

5、. 產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？體的數(shù)目上是否相同？2.染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是否相同？否相同？3.細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？相同相同想一想想一想1. 產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？體的數(shù)目上是否相同？2.染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是否相同？否相同？3.細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？相同相同相同相同想一想想一想1. 產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)

6、胞在染色產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與葉細(xì)胞在染色體的數(shù)目上是否相同？體的數(shù)目上是否相同？2.染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是染色體上所含的遺傳物質(zhì)與葉細(xì)胞是否相同？否相同？3.細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)與葉細(xì)胞是否相同？相同相同相同相同不同不同怎樣才能由一塊組織通過培養(yǎng)怎樣才能由一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株，應(yīng)該如何操作得到一株完整植株，應(yīng)該如何操作?一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1. 1. 植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程請根據(jù)書上實(shí)驗(yàn)過程，討論請根據(jù)書上實(shí)驗(yàn)過程，討論并概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流并概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。程簡圖。切取切取形成層形成層切

7、取切取形成層形成層無菌無菌接種接種切取切取形成層形成層無菌無菌接種接種誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織的形成的形成脫分化脫分化切取切取形成層形成層無菌無菌接種接種誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織的形成的形成試管苗的形成試管苗的形成脫分化脫分化再分化再分化切取切取形成層形成層無菌無菌接種接種誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織的形成的形成試管苗的形成試管苗的形成培養(yǎng)室培養(yǎng)室脫分化脫分化再分化再分化切取切取形成層形成層無菌無菌接種接種誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)愈傷組織的形成的形成試管苗的形成試管苗的形成培養(yǎng)室培養(yǎng)室移栽移栽脫分化脫分化再分化再分化(1)(1)(2)(3)(4)(5)三、植物體細(xì)胞雜交過程示意圖1.不同種的植物為什么不能

8、相互雜交？不同種的植物為什么不能相互雜交？2.默寫植物細(xì)胞雜交流程圖；默寫植物細(xì)胞雜交流程圖；3.植物細(xì)胞雜交的第一層障礙是什么？植物細(xì)胞雜交的第一層障礙是什么？4.（1）步驟是什么？用的什么方法）步驟是什么？用的什么方法5.（2）步驟是什么？用的什么方法？）步驟是什么？用的什么方法？6.融合的原理是什么？成功的標(biāo)志是什么？融合的原理是什么？成功的標(biāo)志是什么？7.雜種細(xì)胞培養(yǎng)成植物用的什么技術(shù)？得到的雜雜種細(xì)胞培養(yǎng)成植物用的什么技術(shù)？得到的雜種植株是幾倍體？植物體細(xì)胞雜交過程是否遵循種植株是幾倍體？植物體細(xì)胞雜交過程是否遵循遺傳定律？遺傳定律？8.雜種植株能夠表現(xiàn)出二個(gè)親本的性狀的雜種植株能夠

9、表現(xiàn)出二個(gè)親本的性狀的根本原因是什么？根本原因是什么？ 例例1 1：某組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的愈傷組織某組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的愈傷組織被真菌嚴(yán)重污染，為查找污染原因設(shè)計(jì)被真菌嚴(yán)重污染，為查找污染原因設(shè)計(jì)了了4 4個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件除圖示外其他均相個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件除圖示外其他均相同。下列各圖表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)圖可得同。下列各圖表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，據(jù)圖可得出的初步結(jié)論是什么？出的初步結(jié)論是什么？污染主要不是培養(yǎng)基滅菌時(shí)間短造成的；污染主要不是培養(yǎng)基滅菌時(shí)間短造成的； 污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織；污染主要來源于組織培養(yǎng)所用的離體組織；調(diào)節(jié)培養(yǎng)基調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pHpH不能解決污染問題；不能解決污染問題； 調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度不

10、能解決污染問題。調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度不能解決污染問題。例例2 2：資料一資料一:植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基基本成分植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基基本成分無機(jī)營養(yǎng)成分：無機(jī)營養(yǎng)成分：C、H、O等大量元等大量元素及部分微量元素。有機(jī)營養(yǎng)成分：含素及部分微量元素。有機(jī)營養(yǎng)成分：含N物質(zhì)包括維生素和氨基酸；碳源：物質(zhì)包括維生素和氨基酸；碳源：2%5%的蔗糖。瓊脂起支持作用。相關(guān)激素：的蔗糖。瓊脂起支持作用。相關(guān)激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素等。生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素等。PH值值調(diào)整如調(diào)整如5.06.0。資料二資料二: :在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素在生長素存在的情況下，細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢。使用順序影響實(shí)的作

11、用呈現(xiàn)加強(qiáng)的趨勢。使用順序影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂驗(yàn)結(jié)果：先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化；先使素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化；先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化；同時(shí)使用分化頻率提高。激素用也分化；同時(shí)使用分化頻率提高。激素用量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：生長素用量比細(xì)量的比例影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果：生長素用量比細(xì)胞分裂素用量比值高時(shí)，有利于根的分化、胞分裂素用量比值高時(shí)，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時(shí)，有利于芽的分抑制芽的形成；比值低時(shí)，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值適中時(shí)，促進(jìn)愈化，抑制根的形成；比值適

12、中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長。傷組織的生長。思考：利用以上資料概括脫分化和再思考：利用以上資料概括脫分化和再分化需要什么外界條件？分化需要什么外界條件？思考：利用以上資料概括脫分化和再思考：利用以上資料概括脫分化和再分化需要什么外界條件？分化需要什么外界條件？愈傷組織的形成需要有外界刺激因愈傷組織的形成需要有外界刺激因素和激素誘導(dǎo)，需要加入適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)素和激素誘導(dǎo)，需要加入適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑，如無機(jī)鹽、糖類、和植物生長調(diào)節(jié)劑，如無機(jī)鹽、糖類、植物激素等。并用適當(dāng)比例的營養(yǎng)物質(zhì)植物激素等。并用適當(dāng)比例的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織。和生長調(diào)節(jié)劑誘導(dǎo)愈傷組織。 培養(yǎng)過程中，在培養(yǎng)基上需加

13、入蔗糖，培養(yǎng)過程中，在培養(yǎng)基上需加入蔗糖，培養(yǎng)時(shí)需要光照，那么，培養(yǎng)的植物到底培養(yǎng)時(shí)需要光照，那么，培養(yǎng)的植物到底是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？光的作用是什么？是自養(yǎng)型還是異養(yǎng)型？光的作用是什么？對于上述疑問，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了對于上述疑問，某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)：一組在培養(yǎng)基中加下列實(shí)驗(yàn)：一組在培養(yǎng)基中加30%30%的蔗糖，的蔗糖，另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩另一組不加蔗糖，接種后，每組再分成兩個(gè)小組，分別在光下和暗中培養(yǎng)。個(gè)小組，分別在光下和暗中培養(yǎng)。1 1個(gè)月后，個(gè)月后，觀察植物體生長、分化情況，結(jié)果為下表：觀察植物體生長、分化情況，結(jié)果為下表：例例3 3：培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件 加

14、蔗糖加蔗糖不加蔗糖不加蔗糖光光正常生長，分化正常生長，分化不生長，死亡不生長，死亡暗暗只生長，不分化只生長，不分化不生長，死亡不生長，死亡你能得出什么結(jié)論？你能得出什么結(jié)論？ 培養(yǎng)條件培養(yǎng)條件 加蔗糖加蔗糖不加蔗糖不加蔗糖光光正常生長，分化正常生長，分化不生長，死亡不生長，死亡暗暗只生長，不分化只生長，不分化不生長，死亡不生長，死亡你能得出什么結(jié)論？你能得出什么結(jié)論？ 蔗糖為生長、分化的必需成分蔗糖為生長、分化的必需成分(提提供能量供能量)，光促進(jìn)細(xì)胞分化。，光促進(jìn)細(xì)胞分化。 自我評價(jià)自我評價(jià)1. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞

15、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果脫分化的結(jié)果自我評價(jià)自我評價(jià)1. 關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是關(guān)于愈傷組織形成過程的正確敘述是A.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果分化的結(jié)果B.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果分裂的結(jié)果C.愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分

16、化的結(jié)果分化的結(jié)果D.愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果脫分化的結(jié)果2. 下列屬于組織培養(yǎng)的是（下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株B. 芽發(fā)育成枝條芽發(fā)育成枝條C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完整植株整植株2. 下列屬于組織培養(yǎng)的是（下列屬于組織培養(yǎng)的是（ ）A. 花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株花藥離體培養(yǎng)成單倍體植株B. 芽發(fā)育成枝條芽發(fā)育成枝條C. 根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D. 利用桑枝條扦插大田并發(fā)育成完利用桑枝條扦插

17、大田并發(fā)育成完整植株整植株3.若用若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示表示_， 能被培養(yǎng)成為能被培養(yǎng)成為的根本原因是的根本原因是 _(2)表示表示_，其細(xì)胞特點(diǎn)，其細(xì)胞特點(diǎn) 是是_薄壁細(xì)胞。薄壁細(xì)胞。 脫分化脫分化再分化再分化3.若用若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示表示_， 能被培養(yǎng)成為能被培養(yǎng)成為的根本原因是的根本原因是 _(2)表示表示_，其細(xì)胞特點(diǎn)，其細(xì)胞特點(diǎn) 是是_薄壁細(xì)胞。薄壁細(xì)胞。 脫分化脫分化再分化再分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞3.若用若用“ ”

18、表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示表示_， 能被培養(yǎng)成為能被培養(yǎng)成為的根本原因是的根本原因是 _(2)表示表示_，其細(xì)胞特點(diǎn)，其細(xì)胞特點(diǎn) 是是_薄壁細(xì)胞。薄壁細(xì)胞。 脫分化脫分化再分化再分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性植物細(xì)胞具有全能性3.若用若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：(1)表示表示_， 能被培養(yǎng)成為能被培養(yǎng)成為的根本原因是的根本原因是 _(2)表示表示_，其細(xì)胞特點(diǎn)，其細(xì)胞特點(diǎn) 是是_薄壁細(xì)胞。薄壁細(xì)胞。 脫分化脫分化再分化再分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性植物細(xì)胞具有全能性愈傷組織愈傷組織3.若用若用“ ”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：表示植物