人教版植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)（27張）

專題2細(xì)胞工程科學(xué)利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花科學(xué)利用奶牛的耳細(xì)胞生產(chǎn)出的奶牛

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，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？按操作對象分類植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程細(xì)胞的全能性1.概念:

具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整個體的潛能。（已高度分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。）

2.原因：生物體細(xì)胞含有本物種所特有的全套遺傳信息。3.全能性高低：

①受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞②植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株呢？

為什么植物的花瓣在植物體內(nèi)沒有能發(fā)育成完整的植株呢？

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。要使一個細(xì)胞表現(xiàn)全能性，前提條件是什么？離體§2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)無菌接種離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)在植物組培過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成脫分化離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞（愈傷組織）的過程。愈傷組織：細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)是恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織（輸導(dǎo)水分和營養(yǎng)物質(zhì)），而不易形成愈傷組織。無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成脫分化再分化離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程需光：光誘導(dǎo)葉綠素的形成決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？植物激素具體內(nèi)容詳見P43拓展視野植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)1.無機(jī)營養(yǎng)成分：C，H，O等大量元素及部分微量元素2.有機(jī)營養(yǎng)成分①含N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖3.瓊脂：起凝固支持作用4.植物激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素等5.PH值：5.0－6.0切取形成層部位無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化

根據(jù)上述過程，請同學(xué)們討論歸納出植物組織培養(yǎng)的概念。

植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。叢芽（胚狀體）外植體植物體脫分化再分化植物組織培養(yǎng)過程（無性繁殖）（已分化）（未分化）（分化）幼芽或幼根優(yōu)點(diǎn)特點(diǎn)繁殖速度快不受季節(jié)限制幼苗無毒保持遺傳性狀無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則分化程度低脫分化較易離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素植物組織培養(yǎng)細(xì)胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)（培養(yǎng)基）、適當(dāng)比例的激素(生長素、細(xì)胞分裂素等)，無菌條件,適宜溫度和ＰＨ(5.0-6.0)，光照(脫分化避光，再分化需光)，適宜的空氣等。必要條件：愈傷組織的發(fā)育去向（1）再分化：愈傷組織移植到合適的培養(yǎng)基上繼續(xù)培養(yǎng)（適當(dāng)光照、溫度等條件），愈傷組織就會重新分化，產(chǎn)生出植物的各種組織和器官（如根、莖、葉等）（2）形成肧狀體（體細(xì)胞肧）：具有胚芽和胚根，外包人工胚乳和人工種皮，可形成人工種子。人工種子概念：通過植物組織培養(yǎng)的方法獲得的胚狀體（體細(xì)胞肧），包埋在營養(yǎng)物質(zhì)和保護(hù)物質(zhì)等形成的包被中，在適宜的條件下能夠發(fā)芽出苗的顆粒體。胚芽胚根胚乳或子葉種皮制備人工種子的基本流程：植物組織培養(yǎng)誘導(dǎo)體細(xì)胞胚的發(fā)生胚胎發(fā)育同步化的控制人工種皮（海藻酸鈉）的包埋二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1．你認(rèn)為兩個來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．去壁方法有哪些？3．為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？4．雜交完成標(biāo)志是什么？5．如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？請思考：去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化愈傷組織雜種植株篩選等量再分化植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合植物組織培養(yǎng)原生質(zhì)體融合雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志：新細(xì)胞壁的形成雜種細(xì)胞的種類：AABBAB三種符合要求的只有AB，所以需要進(jìn)行篩選雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征原因：雜種植株中含兩種植物的遺傳物質(zhì)。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(xì)胞融合的基礎(chǔ)：細(xì)胞膜的流動性植物體細(xì)胞雜交技術(shù)概念

將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。原理：細(xì)胞膜的流動性，細(xì)胞全能性意義：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種植物體細(xì)