人教版教學(xué)課件2.1.1植物細胞工程—組織培養(yǎng)技術(shù).pptVIP

專題二 細胞工程,細胞工程的概念,指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細胞整體水平或細胞器水平上，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。,細胞工程,應(yīng)用的原理和方法,細胞生物學(xué)和分子生物學(xué),細胞整體水平或細胞器水平,按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品,概念,分類,植物細胞工程,研究的目的,研究的水平,動物細胞工程,與基因工程的比較：前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)。,植物細胞工程,植物細胞工程,一、細胞的全能性,1、定義：,生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性。,2、原理：,生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應(yīng)該具有全能性。,4、體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：,基因選擇性表達的結(jié)果,3、 原因：,生物體細胞含有本物種所特有的全套遺傳信息。,5、全能性的高低：,受精卵生殖細胞（精、卵）體細胞,體細胞：植物細胞動物細胞,分化程度低的細胞分化程度高的細胞,幼嫩細胞衰老的細胞, 分裂能力強的細胞分裂能力弱的細胞,6、全能性表達的條件（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）,1、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。,二、植物組織培養(yǎng),離體的植物器官、組織或細胞,愈傷組織,根、芽,植物體,外植體,A、脫分化,B、再分化,2、植物組織培養(yǎng)過程,1、A過程進行有絲分裂,2、B過程進行有絲分裂同時也進行分化,3、A不需光照，而B需光照，葉綠素的合成需光照,愈傷組織 細胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液 泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細胞。,外植體 用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。,愈傷組織的形成,試管苗大規(guī)模培養(yǎng),植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）,移栽,經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培,為什么選擇形成層？,（2）植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基：,水、無機鹽離子 有機小分子營養(yǎng)成分： 氮源：包括維生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖溶液，調(diào)節(jié)滲透壓 瓊脂：起支持作用 激素：生長素、細胞分裂素、赤霉素 pH值：5.06.0,3、胡蘿卜的組織培養(yǎng)實驗,（1）實驗原理、目的、材料,1、 選取胡蘿卜洗凈，削皮，切段,2、酒精消毒、次氯酸鈉殺菌,3、切取1立方厘米左右的形成層小塊,5、定期觀察和記錄愈傷組織,脫分化,再分化,（3）方法步驟,4、接種，封蓋扎緊,6、誘導(dǎo)出試管苗，移栽,a、激素用量的比例影響實驗結(jié)果： 生長素用量細胞分裂素用量,有利于根的分化、抑制芽的形成； 比值低時，有利于芽的分化，抑制根的形成； 比值適中時，促進愈傷組織的生長。,（4）注意事項,b、必要條件：確保無菌操作、細胞離體、生長發(fā)育所需的全部營養(yǎng)物質(zhì)：礦質(zhì)元素、糖類、維生素,C、關(guān)鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織,（1）離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體？,（2）決定植物細胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？,激素誘導(dǎo)和營養(yǎng)物質(zhì),不能,（4）思考討論,一、植物細胞的雜交技術(shù),將不同種植物的體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。 （不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的）,1、細胞雜交技術(shù)概念,（1）要想讓兩個來自不同植物的體細胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么？ （2）有沒有一種溫和的去細胞壁的方法？ （3）為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關(guān)？ （4）如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合形成了雜種細胞，下一步該對此細胞做何種處理？ （5）如何將雜種細胞培育成雜種植株？,2、相關(guān)問題,原生質(zhì)體A,原生質(zhì)體B,原生質(zhì)體融合,正在融合的原生質(zhì)體,再生出細胞壁（融合成功的標(biāo)志）,雜種細胞,愈傷組織,雜種植株,纖維素酶 果膠酶,物理方法 化學(xué)方法：,離心 振動 電刺激,聚乙二醇,植物組織培養(yǎng),植物細胞融合,請問雜種植株能進行有性生殖嗎？,3、植物體細胞雜交過程,植物體細胞雜交技術(shù)流程圖進行總結(jié)，重點理解以下內(nèi)容。, 流程圖中為了簡化，僅畫了一個馬鈴薯的原生質(zhì)體與一個番茄的原生質(zhì)體之間的融合，可真正在實際操作過程中，是把許多馬鈴薯的原生質(zhì)體和許多番茄的原生質(zhì)體放在一起，讓它們自由融合，再從中篩選出所需的雜種細胞。 由于不同種的細胞其細胞膜的特點不一樣，如不作任何處理，把它們放在一起，讓它們自然融合是不可能的，所以原生質(zhì)體間的融合必須要人工誘導(dǎo)。, 細胞融合為無性繁殖，細胞分裂方式為有絲分裂，包含脫分化和再分化兩個階段。, 雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。 該技術(shù)最大的優(yōu)點：克服遠源雜交的不親和障礙。 體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管染色體基因組還是染色體組都采用直接相加的方法 該過程培育新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵 循孟德爾的遺傳定律。 目前還不能讓雜種細胞完全按人們的需要去表達親代的優(yōu)良性狀,4、植物體細胞雜交技術(shù)的意義,克服遠源雜交不親和的障礙，培育出自然界中沒有的、具有優(yōu)良品質(zhì)的新品種。,思考與探究2 提示：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。具體的實驗方案可以設(shè)計如下：,1、細胞全能性的概念、全能性大小的比較 2、植物組織培養(yǎng)的概念、原理、過程。 3、植物組織培養(yǎng)實驗所需的條件：離體、無菌、培養(yǎng)基、 環(huán)境條件。 4、植物體細胞雜交的概念、原理、過程。,本節(jié)課內(nèi)容小結(jié),1、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 2、細胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)。下列哪項技術(shù)不屬于細胞工程（ ） A、有性雜交 B、體細胞雜交 C、組織培養(yǎng) D、細胞核移植,鞏固練習(xí),D,A,3、在生物體內(nèi) ，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為（ ） A、細胞喪失了全能性 B、基因的選擇性表達 C、不同的細胞內(nèi)基因不完全相同 D、在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化 4、愈傷組織的細胞類型和愈傷組織分化后形成的機構(gòu)分別是（ ） A、薄壁細胞、外植體 B、厚壁細胞、胚狀體 C、薄壁細胞、胚狀體 D、后壁細胞、外植體,B,C,5、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,6植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 （ ） A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 B.導(dǎo)入其他植物細胞的基因 C.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件 D.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi),C,7細胞具有全能性的原因是 （ ） A.生物體細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能 B.生物體的每一個細胞都具有全能性 C.生物體的每一個細胞都含有個體發(fā)育的全部基因 D.生物體的每一個細胞都是由受精卵發(fā)育來的 8.下列植物細胞全能性最高的是 （ ） A.形成層細胞 B.韌皮部細胞 C.木質(zhì)部細胞 D.葉肉細胞,C,A,9植物組織培養(yǎng)過程中的脫分化是指 （ ） A.植物體的分生組織通過細胞分裂產(chǎn)生新細胞 B.未成熟的種子經(jīng)過處理培育出幼苗的過程 C.植物的器官、組織或細胞，通過離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過程 10植物組織培養(yǎng)是指 （ ） A離體的植物器官或細胞培育成愈傷組織 B愈傷組織培育成植株 C離體的植物器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體 D愈傷組織形成高度液泡化組織,C,C,11、若用“ ” 表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答： （1） 表示 ， 被培養(yǎng)成為的根本原因是 （2） 表示 ，其細胞特點 是 。,脫分化,脫分化,離體的植物組織器官、組織或細胞,植物細胞具有全能性,具有分生能力的薄壁細胞,愈傷組織,13、植物細胞融合完成的標(biāo)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,A,12、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（ ） A、振動 B、電剌激 C、PEG試劑 D、重壓,D,C,D,14植物體細胞雜交要先去除細胞壁的原因是 （ ） A.植物體細胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細胞壁 B.細胞壁使原生質(zhì)體失去活力 C.細胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D.細胞壁不是原生質(zhì)的組成部分 15植物體細胞雜交的目的中錯誤的是 （ ） A.把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B.獲得雜種植株 C.克服遠源雜交不親和的障礙 D.實現(xiàn)原生質(zhì)體的融合,16. 人工獲得一個雜交植株，需要下列哪項步驟（ ） A、分離原生質(zhì)體誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 組織培養(yǎng) 得到雜種植株 B、分離原生質(zhì)體 原生質(zhì)體融合 雜種植株 C、獲取細胞 原生質(zhì)融合 組織培養(yǎng) 得到雜種植株 D、獲取細胞原生質(zhì)直接融合組織培