人教版高中生物選修三教學(xué)課件_21_植物細(xì)胞工程分析

1、專題二專題二 細(xì)胞工程細(xì)胞工程2.1 2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程1010萬幼苗萬幼苗一根嫩枝一根嫩枝能培育？能培育？1.1.定義：定義： 指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得上，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)。細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 2. 研究領(lǐng)域：研究領(lǐng)域： 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2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2

2、.1.1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)所采用技術(shù)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)的理論基礎(chǔ) 通常采用的通常采用的技術(shù)手段技術(shù)手段 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)1)定義：定義： 細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。 2)原理：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)

3、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)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)胞活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。都應(yīng)該具有全能性。 3)大?。捍笮。?.植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)細(xì)胞分化：細(xì)胞分化： 在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖 產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 上上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程。脫分化：脫分化： 就是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，

4、失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞就是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。的過程。再分化再分化: 已經(jīng)脫分化的細(xì)胞在一定條件下，又可經(jīng)過愈傷組織或胚狀體，再分化出根和芽，形已經(jīng)脫分化的細(xì)胞在一定條件下，又可經(jīng)過愈傷組織或胚狀體，再分化出根和芽，形成完整植株，這一過程叫作再分化。成完整植株，這一過程叫作再分化。名稱名稱過程過程形成體特點(diǎn)形成體特點(diǎn)培養(yǎng)基培養(yǎng)基光光脫分化脫分化由外植體形成愈傷由外植體形成愈傷組織組織排列疏松、高液泡化排列疏松、高液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán)的薄壁細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素比值低素比值低避光避光再分化再分化由愈傷組織

5、形成胚由愈傷組織形成胚狀體或幼苗狀體或幼苗有根、芽或具有生根有根、芽或具有生根發(fā)芽的能力發(fā)芽的能力細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)細(xì)胞分裂素與生長(zhǎng)素比值高素比值高需光需光植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素：植物激素植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素：植物激素脫分化和再分化比較脫分化和再分化比較2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)植物組織培養(yǎng)的繁殖方式：植物組織培養(yǎng)的繁殖方式： （1 1）無性繁殖：培養(yǎng)材料為體細(xì)胞）無性繁殖：培養(yǎng)材料為體細(xì)胞 （2 2）有性繁殖：花藥離體培養(yǎng)）有性繁殖：花藥離體培養(yǎng)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)

6、技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)植物組織培養(yǎng)的條件植物組織培養(yǎng)的條件: : 內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官內(nèi)因：離體細(xì)胞、組織或器官 外因：外因： 1 1）適宜的外界環(huán)境條件）適宜的外界環(huán)境條件 例如無菌、適宜的溫度、例如無菌、適宜的溫度、 濕度、光照等濕度、光照等 2 2）培養(yǎng)基）培養(yǎng)基 一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)外植體外植體 愈傷組織愈傷組織 胚狀體已分化出根

7、、胚狀體已分化出根、芽芽遮光遮光光照光照脫分化脫分化再分化再分化分化程度降低，分化程度降低，分裂能力增強(qiáng)分裂能力增強(qiáng)重新分化出組織器官的過程重新分化出組織器官的過程（細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素）（細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素）外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)的那部分組織或器官 細(xì)胞分化程度與細(xì)胞分裂能力呈負(fù)相關(guān)細(xì)胞分化程度與細(xì)胞分裂能力呈負(fù)相關(guān)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)離體的植物器官、組織或細(xì)胞離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化脫分化愈傷組織愈傷組織根、芽根、芽再分化再

8、分化植物體植物體外植外植體體植物激素：植物激素：細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素植物組織培養(yǎng)條件：植物組織培養(yǎng)條件：含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的適合的PH、適時(shí)光照等。、適時(shí)光照等。植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)愈傷組織的形成 愈傷組織：排列疏松、高度液泡化愈傷組織：排列疏松、高度液泡化無規(guī)則、是一種無定狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。它無規(guī)則、是一種無定狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。它由離體細(xì)胞經(jīng)脫

9、分化形成，故處于未分化由離體細(xì)胞經(jīng)脫分化形成，故處于未分化狀態(tài)。代謝類型為異養(yǎng)需氧型。它有細(xì)胞狀態(tài)。代謝類型為異養(yǎng)需氧型。它有細(xì)胞壁和大液泡，可發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離壁和大液泡，可發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原。脫分化形成愈傷組織是細(xì)胞有絲分復(fù)原。脫分化形成愈傷組織是細(xì)胞有絲分裂的結(jié)果，故愈傷組織有細(xì)胞周期。裂的結(jié)果，故愈傷組織有細(xì)胞周期。植物組織培養(yǎng)的基本過程植物組織培養(yǎng)的基本過程2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)植物組織培養(yǎng)的基本概念植物組織培養(yǎng)的基本概念2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞

10、工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)實(shí)驗(yàn)原理：略實(shí)驗(yàn)原理：略實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?shí)驗(yàn)?zāi)康模?1.嘗試進(jìn)行植物的組織培養(yǎng)。嘗試進(jìn)行植物的組織培養(yǎng)。 2.了解植物組織培養(yǎng)的基本原理。了解植物組織培養(yǎng)的基本原理。材料用具：胡蘿卜根、培養(yǎng)基、酒精等消毒用液體材料用具：胡蘿卜根、培養(yǎng)基、酒精等消毒用液體實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)1. 將胡蘿卜根用自來水洗將胡蘿卜根用自來水洗 凈，削去外凈，削去外皮，

11、并切成段（約皮，并切成段（約10cm）。用酒精棉）。用酒精棉球擦手消毒。球擦手消毒。2. 在超凈工作臺(tái)（或接種箱）上將胡蘿卜在超凈工作臺(tái)（或接種箱）上將胡蘿卜段進(jìn)行無菌處理。段進(jìn)行無菌處理。方法步驟方法步驟：2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)3. 在無菌的條件下，將胡蘿卜切成在無菌的條件下，將胡蘿卜切成 1cm厚的橫切片，再選取有形成層的厚的橫切片，再選取有形成層的部位，切成部位，切成1cm3左右小塊。左右小塊。4. 將胡蘿卜組織接種在到培養(yǎng)基上。將胡蘿卜組織接種在到培養(yǎng)基上。實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：胡

12、蘿卜的組織培養(yǎng)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)5. 將接種后的胡蘿卜組織塊放在將接種后的胡蘿卜組織塊放在2326恒溫避光條件下培養(yǎng)恒溫避光條件下培養(yǎng)6. 誘導(dǎo)出試管苗誘導(dǎo)出試管苗實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)1. 在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？無菌操作？ 植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基

13、含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物養(yǎng)物的生長(zhǎng)，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)，所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長(zhǎng)組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過程中的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。 造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)造成培養(yǎng)基污染

14、的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到的植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌，實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)2. 在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織

15、。請(qǐng)思考一下，胡蘿分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？ 胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難?？梢詤⒖祭煤}卜根進(jìn)植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難?？梢詤⒖祭煤}卜根進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，嘗試設(shè)計(jì)出利用胡蘿卜的莖、葉、花進(jìn)行組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)流程。2.植物組

16、織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1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)植物材料消毒植物材料消毒接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基接種到誘導(dǎo)培養(yǎng)基誘導(dǎo)出愈傷組織誘導(dǎo)出愈傷組織愈傷組織轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基上愈傷組織轉(zhuǎn)接到繼代培養(yǎng)基上得到大量的愈傷組織得到大量的愈傷組織愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基愈傷組織接種到分化培養(yǎng)基上上分化出幼苗分化出幼苗幼苗接種到生根培養(yǎng)基上幼苗接種到生根培養(yǎng)基上完整植株完整植株移栽到大田移栽到大田可以不繼代培養(yǎng)可以不繼代培養(yǎng)直接誘導(dǎo)分化直接誘導(dǎo)分化3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物

17、細(xì)胞工程的基本技術(shù)去壁去壁關(guān)鍵環(huán)節(jié)關(guān)鍵環(huán)節(jié)1：去壁：去壁關(guān)鍵環(huán)節(jié)關(guān)鍵環(huán)節(jié)2：誘導(dǎo)細(xì)胞融誘導(dǎo)細(xì)胞融合合脫分化脫分化組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)再分化再分化組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞植物體細(xì)胞 雜交步驟：雜交步驟：離心、振動(dòng)、電激離心、振動(dòng)、電激聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）誘導(dǎo)細(xì)胞融合誘導(dǎo)細(xì)胞融合植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶）酶解法（纖維素酶、果膠酶）原生質(zhì)體融合方法：原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動(dòng)、電激等物理法：離心、振動(dòng)、電激等 化學(xué)法：聚乙二醇（化學(xué)法：聚乙二醇（PEGPEG） 3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物

18、體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)植物體細(xì)胞雜交的原理：植物體細(xì)胞雜交的原理： （1 1）細(xì)胞膜的流動(dòng)性）細(xì)胞膜的流動(dòng)性（2 2）細(xì)胞的全能性）細(xì)胞的全能性細(xì)胞融合完成的標(biāo)志：細(xì)胞融合完成的標(biāo)志： 新細(xì)胞壁的形成，此過程與高爾基體有關(guān)。新細(xì)胞壁的形成，此過程與高爾基體有關(guān)。雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：雜種植株的染色體是兩親本細(xì)胞染色體之和。雜種植株的染色體是兩親本細(xì)胞染色體之和。 原生質(zhì)體融合包括膜融合和核融合兩個(gè)過程。誘導(dǎo)融合只能誘導(dǎo)細(xì)胞膜的融原生質(zhì)體融合包括膜融合和核融合兩個(gè)過程。誘導(dǎo)融合只能誘導(dǎo)細(xì)胞膜

19、的融合，兩個(gè)核的融合是在雜種細(xì)胞第一次有絲分裂時(shí)進(jìn)行的。合，兩個(gè)核的融合是在雜種細(xì)胞第一次有絲分裂時(shí)進(jìn)行的。制備原生質(zhì)體：制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細(xì)胞壁 誘導(dǎo) 融會(huì) 新的原生質(zhì)體新的原生質(zhì)體 生出 細(xì)胞壁 雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞 組織 培養(yǎng) 雜種植株雜種植株3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)1 1）概念：）概念： 將兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，將兩個(gè)來自不同植物

20、的體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞，且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程。且把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過程。 2 2）意義（意義（優(yōu)勢(shì)）：優(yōu)勢(shì)）：（與有性雜交方法比較）與有性雜交方法比較） 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙、培育新品種3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)利用利用電激法電激法將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合通電通電2min后后 通電通電5min后后 通電通電10min后后 通電之前通電之前 3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交

21、技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)1.為什么為什么“番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？地下結(jié)馬鈴薯？ 1978年，梅爾徹斯（年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細(xì)胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為被稱為“馬鈴薯番茄馬鈴薯番茄”。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株

22、同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時(shí)具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根類似塊莖的生殖根”，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實(shí)的花、果實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止實(shí)以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯馬鈴薯番茄番茄”一類的體細(xì)胞雜交植物還一類的體細(xì)胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益不能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，但是其，但是其研究?jī)r(jià)值不可忽視研究?jī)r(jià)值不可忽視。 至于馬鈴薯至于馬鈴薯番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：因是：生物基因的表達(dá)不是孤

23、立的生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯薯番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾受到相互干擾，不能不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)有序表達(dá)，雜交植株，雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。3. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物細(xì)胞工

24、程的基本技術(shù)2.自然界中有一種含有葉綠體的原生自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物動(dòng)物眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)綐涌梢栽谀承﹦?dòng)物細(xì)胞中存活，請(qǐng)?zhí)接懀簞?dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)討：動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。出具體實(shí)驗(yàn)方案。 根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植根據(jù)眼蟲的特點(diǎn)，動(dòng)物細(xì)胞和植物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交物細(xì)胞之間在理論上是可以實(shí)現(xiàn)雜交的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以設(shè)計(jì)如右圖：的。具體的實(shí)驗(yàn)方案可以設(shè)計(jì)如右圖：3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.

25、1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)植物植物細(xì)胞細(xì)胞工程工程的實(shí)的實(shí)際應(yīng)際應(yīng)用用1.1.單倍體育種單倍體育種2.2.突變體的利用突變體的利用1.1.微型繁殖微型繁殖2.2.作物脫毒作物脫毒3.3.神奇的人工種子神奇的人工種子3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)1.1.微型繁殖微型繁殖(1)(1)微型繁殖技術(shù)微型繁殖技術(shù): :快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)?？焖俜敝硟?yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)(2)特點(diǎn)特點(diǎn): :保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高

26、效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。保持優(yōu)良品種的遺傳特性；高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。討論討論1 1人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進(jìn)行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？苗生產(chǎn)，這是利用了該項(xiàng)技術(shù)的哪些特點(diǎn)？植物植物“微型微型”繁殖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：繁殖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：1.繁殖速度快；繁殖速度快；2.保持優(yōu)良品種的遺傳特性；保持優(yōu)良品種的遺傳特性；3.不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制。不受自然生長(zhǎng)季節(jié)的限制。3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)2.2.作物脫毒作物脫毒

27、(1)(1)材料材料: :無病毒的莖尖無病毒的莖尖 (2)(2)脫毒苗脫毒苗: :切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得切取莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得 (3) (3)成果成果: :馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿和香蕉等。馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿和香蕉等。實(shí)驗(yàn)室正在培育的脫毒馬鈴薯幼苗實(shí)驗(yàn)室正在培育的脫毒馬鈴薯幼苗 儲(chǔ)備的脫毒馬鈴薯原種儲(chǔ)備的脫毒馬鈴薯原種 3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)3.3.神奇的人工種子神奇的人工種子 (1)(1)特點(diǎn)特點(diǎn): :后代無性狀分離后代無性狀分離 不受氣候不受氣候, ,季節(jié)和地域限制

28、季節(jié)和地域限制 (2)(2)技術(shù)技術(shù): :植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng). . (3) (3)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu): :人工薄膜人工薄膜+ +胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽. .3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)3.3.人工種子人工種子 概念概念: : 就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。 意義：意義： 解決有些植物結(jié)子困難、發(fā)芽率低、繁殖困難等問題

29、。解決有些植物結(jié)子困難、發(fā)芽率低、繁殖困難等問題。 人工種皮：人工種皮： 藻酸鈉、明膠、樹脂、瓊脂、淀粉等藻酸鈉、明膠、樹脂、瓊脂、淀粉等 3. 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用2.1 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1 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)人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們?nèi)斯しN子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點(diǎn)，想一想它們具有哪些優(yōu)點(diǎn)？具有哪些優(yōu)點(diǎn)？人工種子的優(yōu)點(diǎn)：人工種子的優(yōu)點(diǎn)：（1）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會(huì)）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會(huì)造成某些遺

30、傳性狀的改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只造成某些遺傳性狀的改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖繁殖12次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可以完全保持保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。（2）試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則克服了這）試管苗的大量貯藏和運(yùn)輸也是相當(dāng)困難的。人工種子則克服了這些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因些缺點(diǎn)，人工種子外層是起保護(hù)作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以很此，可以很方便地貯藏和運(yùn)輸。方便地貯藏和運(yùn)輸。人工種皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)人工種皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進(jìn)胚狀體的生長(zhǎng)發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？育，我們還可以向人工種皮