第二節(jié)植物細胞工程

第二節(jié)植物細胞工程第一頁，共三十四頁，2022年，8月28日細胞全能性1.概念:

生物體的細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能上存在很大的差異，但是幾乎每一個細胞內(nèi)都含有該物種的全部遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育成為完整個體所必須的全部基因，因此，這些細胞都具有發(fā)育成為一個新的個體的潛能。細胞的這種特性稱為細胞全能性。2、全能性的比較2）植物細胞全能性一般比動物細胞強1）受精卵>生殖細胞>體細胞3、高度分化的植物細胞表現(xiàn)全能性條件：細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件第二頁，共三十四頁，2022年，8月28日植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：細胞的全能性是指依據(jù)細胞全能性原理，在無菌條件下，分離植物的器官、組織、細胞或原生質(zhì)體（外植體），并在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，在適宜的條件下使其長成部分或完整植株的技術(shù)。1、概念：第三頁，共三十四頁，2022年，8月28日離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根芽植物體脫分化再分化脫分化由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細胞的脫分化。再分化脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)又可以重新分化成根或芽等器官，這一過程稱為植物細胞的再分化。3.植物組織培養(yǎng)過程不需要光照光照第四頁，共三十四頁，2022年，8月28日

愈傷組織的形成愈傷組織：是一團沒有特定結(jié)構(gòu)和功能并處于旺盛分裂狀態(tài)的薄壁細胞。由于分離得到的細胞已經(jīng)高度分化，因此在進行植物組織培養(yǎng)時首先要誘導(dǎo)細胞脫分化，形成愈傷組織。第五頁，共三十四頁，2022年，8月28日再分化脫分化愈傷組織外植體試管苗植株第六頁，共三十四頁，2022年，8月28日一、植物組織培養(yǎng)4、植物組織培養(yǎng)的條件內(nèi)因：離體細胞、組織或器官外因：

1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素）

第七頁，共三十四頁，2022年，8月28日5、植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基①水②無機營養(yǎng)：各種大量元素和微量元素③有機營養(yǎng)成分：維生素、氨基酸和糖（糖作為碳源：2%—4%的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓）④天然的附加物⑤生長物質(zhì)：生長素，細胞分裂素和赤霉素第八頁，共三十四頁，2022年，8月28日胚狀體的形成愈傷組織在一定的培養(yǎng)基條件下可誘導(dǎo)形成胚狀體。胚狀體類似胚的結(jié)構(gòu)，具有胚芽和胚根，在合適的條件下也可以發(fā)育成新的植株。

在胚狀體外包裹人工的胚乳和人工的種皮，就可獲得“人工種子”。第九頁，共三十四頁，2022年，8月28日（1）人工種子概念（2）人工種子組成

人工胚乳胚狀體人工種子是指在植物組織培養(yǎng)中得到的體細胞胚，包埋在由營養(yǎng)物質(zhì)和保護物質(zhì)等形成的包中，在適宜的條件下能夠發(fā)芽出苗的顆粒體。第十頁，共三十四頁，2022年，8月28日①培育周期短②后代無性狀分離③不受氣候,季節(jié)和地域限制④可以很方便地貯藏和運輸

（4）天然種子的局限①培育周期長②優(yōu)良雜種的后代會發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性③生產(chǎn)會受到季節(jié)、氣候和地域的限制，并且需要占用大量的土地實現(xiàn)制種（3）、人工種子的優(yōu)點：第十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日二、植物細胞培養(yǎng)概念：是將組織培養(yǎng)過程中形成的愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養(yǎng)基中，進行懸浮培養(yǎng)，得到分散的懸浮細胞，通過繼代培養(yǎng)時細胞增殖，從而得到大量的細胞群體的一種技術(shù)。

目的：是通過大規(guī)模的細胞培養(yǎng)以獲得人類所需的細胞次生代謝產(chǎn)物（例如從培養(yǎng)的紅豆杉細胞中提到抗腫瘤藥物——紫杉醇）。優(yōu)點：快速、高效，不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制。第十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日植物細胞愈傷組織芽、根懸浮細胞細胞群體植株細胞次生代謝產(chǎn)物植物激素的不同配比植物激素的不同配比第十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日1、在一個生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，原因是（）Ａ．細胞失去了全能性Ｂ．細胞中的基因部分丟失Ｃ．細胞中的基因選擇性表達Ｄ．細胞中的基因變異不同C課后習(xí)題第十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日2、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胞分化的結(jié)果

B、愈傷組織的形成是離體植物細胞分裂的結(jié)果

C、愈傷組織的形成是離體動物細胞分化的結(jié)果

D、愈傷組織的形成是離體植物細胞脫分化的結(jié)果D第十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日3、若用“①②③④”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：

（1）①表示

，

能被培養(yǎng)成為④的根本原因是（2）②表示

，其細胞特點是

薄壁細胞。脫分化再分化離體的植物組織器官、組織或細胞植物細胞具有全能性具有分裂能力的愈傷組織第十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日4、當(dāng)植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（）

A、細胞分裂素B、生長素C、一定的營養(yǎng)物質(zhì)D、以上三者均是

DD5、在生物體的所有細胞中，全能性最高的是

A、卵細胞B、植物花粉C、體細胞D、受精卵第十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日1、定義：

將兩個或兩個以上來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的過程。2、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）

克服了遠緣雜交不親和的障礙，拓展了可用于雜交的親本組合范圍。。（一）植物體細胞雜交三、細胞工程與育種第十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日3、植物體細胞雜交過程植物細胞A植物細胞B去掉細胞壁去掉細胞壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合雜合的原生質(zhì)體再生出細胞壁雜種細胞脫分化再分化愈傷組織雜種植株細胞融合植物組織培養(yǎng)第十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日白菜甘藍白菜－甘藍第二十頁，共三十四頁，2022年，8月28日(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細胞雜交過程示意圖標志去壁第二十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日思考題細胞壁如何去除？融合的基礎(chǔ)是什么？雜交完成的標志是什么？最后通過什么手段得到新個體？整個過程中運用了細胞工程中的那些技術(shù)？第二十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等

化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）

細胞融合的基礎(chǔ)：細胞膜的流動性雜交完成的標志：形成細胞壁第二十三頁，共三十四頁，2022年，8月28日異想天開第二十四頁，共三十四頁，2022年，8月28日（一）單倍體育種二作物新品種的培育1、單倍體的概念:2、單倍體的例子:由配子發(fā)育成的個體蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵發(fā)育來的單倍體.多數(shù)植物都可通過花藥或花粉來獲得單倍體第二十五頁，共三十四頁，2022年，8月28日優(yōu)點：單倍體育種可以直接得到純合體，所以這樣大大地縮短了育種年限，只需兩年即可得到純合新品種

。3、單倍體育種的原理:

花粉培養(yǎng)：從花藥中分離出花粉粒使之成為分散或游離的狀態(tài)，通過培養(yǎng)使其脫分化并發(fā)育成植株的過程;單倍體經(jīng)過秋水仙素等處理使其染色體加倍以后產(chǎn)生的二倍體。第二十六頁，共三十四頁，2022年，8月28日（一）單倍體育種二作物新品種的培育4.單倍體育種的一般過程第二十七頁，共三十四頁，2022年，8月28日花藥花粉細胞培養(yǎng)脫分化愈傷組織分化出小植物再分化單倍體植株移栽正常植株染色體加倍5、植物花藥組織培養(yǎng)生成正常植株的實驗流程優(yōu)點：后代都是純合子，明顯縮短育種年限第二十八頁，共三十四頁，2022年，8月28日二、作物新品種的培育（二）、傳統(tǒng)方法－－－原理:基因的自由組合定律，優(yōu)良基因的自由組合。雜交育種結(jié)果：通過基因重組，把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中缺點:要不斷進行(多年)純化和選擇，才得到一種符合理想要求的新品種

第二十九頁，共三十四頁，2022年，8月28日回憶、思考1、植物組織培養(yǎng)的大致過程包括哪幾個階段？2、植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是什么？離體的器官、組織或細胞——脫分化成愈傷組織——再分化為根和芽——完整植株植物細胞具有全能性3、什么叫做細胞全能性？

具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。4、生物體所有細胞全能性都一致嗎？受精卵>生殖細胞>體細胞;植物細胞>動物細胞第三十頁，共三十四頁，2022年，8月28日5、植物細胞融合完成的標志的是（）

A、產(chǎn)生新的細胞壁

B、細胞膜發(fā)生融合

C、細胞質(zhì)發(fā)生融合

D、細胞核發(fā)生融合A6、體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，

而是分化成不同的組織器官？體內(nèi)的細胞在特定的時間和空間條件下，基因選擇性表達的結(jié)果。第三十一頁，共三十四頁，2022年，8月28日7.通過細胞雜交,獲得一個雜種植株,需要的步驟是()A.分離原生質(zhì)誘導(dǎo)原生質(zhì)融合生出細胞壁組織培養(yǎng)法得到雜種植株B.分離原生質(zhì)原生質(zhì)自然融合組織培養(yǎng)雜種植株C.獲取細胞原生質(zhì)融合組織培養(yǎng)雜種植株D.獲取細胞原生質(zhì)直接融合組織培養(yǎng)雜種植株A第三十二頁，共三十四頁，2022年，8月28日8.要將胡