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)第1頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五生殖類型無(wú)性生殖有性生殖出芽生殖孢子生殖分裂生殖營(yíng)養(yǎng)生殖配子生殖主要是指卵式生殖常見(jiàn)特點(diǎn)子代保持親本性狀子代具備雙親的遺傳性，具有更大的生活力和變異性。特點(diǎn)生殖類型單性生殖、克隆補(bǔ)：第2頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五克隆的層次：1、在分子水平上2、在細(xì)胞水平上3、在個(gè)體水平上重組載體通過(guò)宿主細(xì)胞的無(wú)性繁殖使目的基因擴(kuò)增，再用某探針選取、釣取目的基因。把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng)，使之繁衍成一個(gè)新的細(xì)胞群體不通過(guò)兩性細(xì)胞的結(jié)合，從一個(gè)單一的體細(xì)胞繁殖出生物個(gè)體?！蚩寺　?xì)胞系的培養(yǎng)——繁殖出生物個(gè)體體細(xì)胞是一個(gè)高度分化的細(xì)胞，體細(xì)胞能夠形成一個(gè)完整個(gè)體嗎？第3頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

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(guò)某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來(lái)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)。細(xì)胞工程第4頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品第5頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五前者是細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上生物技術(shù),后者是分子水平上的生物技術(shù)?？寺《嗬蜓蚣夹g(shù)是

水平上的技術(shù)，培育抗蟲(chóng)棉是

水平上的技術(shù)。細(xì)胞工程與基因工程相比：分子思考:細(xì)胞第6頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五

番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實(shí)和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長(zhǎng)在土壤中。人們?cè)?jīng)有這樣一個(gè)幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長(zhǎng)土豆。這個(gè)幻想可能實(shí)現(xiàn)嗎？一個(gè)夢(mèng)想?第7頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第8頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞的全能性第9頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)為什么用菊花的一個(gè)花瓣就可以培育出菊花呢？

第10頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)

是在細(xì)胞水平上進(jìn)行生物工程

細(xì)胞的全能性

第11頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)

是在細(xì)胞水平上進(jìn)行生物工程（1）細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位。細(xì)胞的增殖和分化是生物生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)。（2）細(xì)胞的融合現(xiàn)象。在細(xì)胞培養(yǎng)中，細(xì)胞可以融合成多核胞體。（3）細(xì)胞的全能性。第12頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五什么是細(xì)胞的全能性？動(dòng)物細(xì)胞有全能性嗎？具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能,即每個(gè)細(xì)胞都具有全能性。第13頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五什么是細(xì)胞的全能性？動(dòng)物細(xì)胞有全能性嗎？第14頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五一.細(xì)胞的全能性1、定義：

生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能的特性。2、原理：生物體的每一個(gè)細(xì)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(gè)體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。

3、差異：

（1）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞的低。受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞4、大小5.必要條件離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件第15頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五蜜蜂（2N=32）減數(shù)分裂卵細(xì)胞(N=16)

發(fā)育雄蜂(N=16)卵細(xì)胞可以直接發(fā)育成為一個(gè)新個(gè)體第16頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五1.下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是：A、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能B、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能C、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能D、生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過(guò)產(chǎn)生、分裂、分化、生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過(guò)程C第17頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2.有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高Ｂ．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)Ｃ．卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高Ｄ．植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C第18頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五但是，在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，細(xì)胞不表現(xiàn)出全能性，而是分化成各種組織和器官，為什么呢？基因選擇性表達(dá)的結(jié)果！第19頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3.在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋篈、細(xì)胞喪失了全能性

B、基因的表達(dá)有選擇性

C、不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同D、在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化

B第20頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物組織培養(yǎng)的概念：

植物組織培養(yǎng)就是在無(wú)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。第21頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五二、植物組織培養(yǎng)脫分化愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞試管苗植株再分化第22頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化愈傷組織再分化芽、根植物體植物組織培養(yǎng)的過(guò)程第23頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第24頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五非洲紫羅蘭的組織培養(yǎng)第25頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第26頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五切取接種愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽此操作過(guò)程需要注意什么事項(xiàng)？第27頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五愈傷組織根、芽(胚狀體)(試管苗)植物體離體的植物器官、組織或細(xì)胞

(高度分化)脫分化營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)激素其他外界條件光照、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等移栽植物組織培養(yǎng)表現(xiàn)出全能性水,無(wú)機(jī)鹽,小分子有機(jī)物(蔗糖)等細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素?zé)o菌、溫度、氧氣、適宜的PH值、無(wú)光照。還需要有機(jī)營(yíng)養(yǎng)嗎？為什么？具有分裂能力的器官、組織、細(xì)胞再分化第28頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物組織培養(yǎng)需要用植物激素誘導(dǎo)，最重要的是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素，這兩種激素的作用是不同的第29頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五番茄

馬鈴薯理想圖由于生殖隔離，傳統(tǒng)的有性雜交不能得到，科學(xué)家們采用體細(xì)胞雜交的方法得到了這一雜種植株第30頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、植物體細(xì)胞雜交1.定義：2.原理：3.過(guò)程：4.意義：第31頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五三、植物體細(xì)胞雜交

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)。第32頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原理：1）.細(xì)胞融合：細(xì)胞膜的流動(dòng)性

2.）雜種細(xì)胞形成雜種植株：細(xì)胞的全能性第33頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法物理法：離心、振動(dòng)、電刺激化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）第34頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第35頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物體細(xì)胞雜交過(guò)程第36頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖第37頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第38頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動(dòng)、電刺激、聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化愈傷組織雜種植株激素篩選等量激素再分化植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖第39頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞去壁原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體融合融合體再生壁雜種細(xì)胞細(xì)胞分裂愈傷組織雜種植株去壁的常用方法：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(dòng)、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖脫分化再分化第40頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五原生質(zhì)體融合的結(jié)果第41頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五番茄-馬鈴薯煙草—海島煙草白菜—甘藍(lán)胡蘿卜—羊角芹

克服了不同種生物不能雜交的障礙，提供了創(chuàng)造新物種的可能。意義第42頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五第43頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五練習(xí)1.細(xì)胞具有全能性的原因是（）A.生物體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能

B.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性

C.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有個(gè)體發(fā)育的全部基因

D.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來(lái)的C第44頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五2、可以成為植物組織培養(yǎng)條件的是①CO2②有機(jī)物③生長(zhǎng)素④細(xì)胞分裂素⑤水⑥礦質(zhì)元素A①③⑤⑥B②③⑤⑥C②③④⑤⑥D(zhuǎn)①②⑤⑥C第45頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五3．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理，培養(yǎng)過(guò)程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是（）①體細(xì)胞全能性②離體植物器官，組織或細(xì)胞③根，芽④生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素⑤生長(zhǎng)素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④A第46頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五4.下列植物的全能性在適宜條件下最容易表達(dá)的是（）A.枝條上的一個(gè)芽B.花藥中的花粉粒C.胚珠中的珠被細(xì)胞D.根尖的分生區(qū)細(xì)胞B第47頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五5.植物體細(xì)胞雜交是利用不同物種的兩個(gè)體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞的過(guò)程。該過(guò)程是指()A．不同植物的精子與卵細(xì)胞的融合B.不同植物的原生質(zhì)體的融合C．完整的兩個(gè)體細(xì)胞的融合D.植物花粉細(xì)胞的兩兩融合B第48頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五6、關(guān)于愈傷組織形成過(guò)程的正確敘述是（）

A、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分化的結(jié)果

B、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞分裂的結(jié)果

C、愈傷組織的形成是離體動(dòng)物細(xì)胞分化的結(jié)果

D、愈傷組織的形成是離體植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果7、植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是（）

A、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁B、細(xì)胞膜發(fā)生融合

C、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D、細(xì)胞核發(fā)生融合BA第49頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五8.以下不能說(shuō)明細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是A.胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培育出植株 B.紫色糯性玉

米種子培育出植株C.轉(zhuǎn)入抗蟲(chóng)基因的棉花細(xì)胞培育出植株D.番茄與馬鈴薯體細(xì)胞雜交后培育出植株B第50頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五9.某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D．生根時(shí)，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α—萘乙酸等生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑

B第51頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五10.通過(guò)細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲（高產(chǎn)）、乙(耐鹽)兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)流程并回答問(wèn)題：

①A是_______酶。B是_________。C是________性狀的幼芽。②若目的植株丟失1條染色體，不能產(chǎn)生正常配子而高度不育，則可用_______（試劑）處理幼芽，以便獲得可育的植株。

①纖維素酶和果膠；融合的原生質(zhì)體；耐鹽②秋水仙素

第52頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五再見(jiàn)第53頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五11.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。第54頁(yè)，共59頁(yè)，2023年，2月20日，星期五據(jù)圖回答下列問(wèn)題：（1）過(guò)程①所需的酶是

。（2）過(guò)程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的

存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。（3）原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是

。原生質(zhì)體經(jīng)

過(guò)