第二節(jié)植物細(xì)胞工程

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

生物體的細(xì)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(gè)細(xì)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(gè)體所必須的全部基因，因此，這些細(xì)胞都具有發(fā)育成為一個(gè)新的個(gè)體的潛能。細(xì)胞的這種特性稱為細(xì)胞全能性。2、全能性的比較2）植物細(xì)胞全能性一般比動(dòng)物細(xì)胞強(qiáng)1）受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞3、高度分化的植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性條件：細(xì)胞離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件第二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日植物組織培養(yǎng)2、理論基礎(chǔ)：細(xì)胞的全能性是指依據(jù)細(xì)胞全能性原理，在無(wú)菌條件下，分離植物的器官、組織、細(xì)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(zhǎng)成部分或完整植株的技術(shù)。1、概念：第三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日離體的植物器官、組織或細(xì)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(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程，稱為植物細(xì)胞的脫分化。再分化脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)又可以重新分化成根或芽等器官，這一過(guò)程稱為植物細(xì)胞的再分化。3.植物組織培養(yǎng)過(guò)程不需要光照光照第四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日

愈傷組織的形成愈傷組織：是一團(tuán)沒(méi)有特定結(jié)構(gòu)和功能并處于旺盛分裂狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由于分離得到的細(xì)胞已經(jīng)高度分化，因此在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)首先要誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化，形成愈傷組織。第五頁(yè)，共三十四頁(yè)，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(yè)，共三十四頁(yè)，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(xì)胞、組織或器官外因：

1）適宜的外界環(huán)境條件，例如無(wú)菌、適宜的溫度、濕度、光照等

2）培養(yǎng)基（一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，激素）

第七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日5、植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基①水②無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)：各種大量元素和微量元素③有機(jī)營(yíng)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(zhǎng)物質(zhì)：生長(zhǎng)素，細(xì)胞分裂素和赤霉素第八頁(yè)，共三十四頁(yè)，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(yè)，共三十四頁(yè)，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(xì)胞胚，包埋在由營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和保護(hù)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(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日①培育周期短②后代無(wú)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(yùn)輸

（4）天然種子的局限①培育周期長(zhǎng)②優(yōu)良雜種的后代會(huì)發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性③生產(chǎn)會(huì)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(shí)現(xiàn)制種（3）、人工種子的優(yōu)點(diǎn)：第十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日二、植物細(xì)胞培養(yǎng)概念：是將組織培養(yǎng)過(guò)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(jìn)行懸浮培養(yǎng)，得到分散的懸浮細(xì)胞，通過(guò)繼代培養(yǎng)時(shí)細(xì)胞增殖，從而得到大量的細(xì)胞群體的一種技術(shù)。

目的：是通過(guò)大規(guī)模的細(xì)胞培養(yǎng)以獲得人類所需的細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物（例如從培養(yǎng)的紅豆杉細(xì)胞中提到抗腫瘤藥物——紫杉醇）。優(yōu)點(diǎn)：快速、高效，不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制。第十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日植物細(xì)胞愈傷組織芽、根懸浮細(xì)胞細(xì)胞群體植株細(xì)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(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日1、在一個(gè)生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，原因是（）Ａ．細(xì)胞失去了全能性Ｂ．細(xì)胞中的基因部分丟失Ｃ．細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)Ｄ．細(xì)胞中的基因變異不同C課后習(xí)題第十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日2、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D第十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3、若用“①②③④”表示植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。請(qǐng)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(xì)胞特點(diǎn)是

薄壁細(xì)胞。脫分化再分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性具有分裂能力的愈傷組織第十六頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日4、當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來(lái)所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，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(xì)胞分裂素B、生長(zhǎng)素C、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)D、以上三者均是

DD5、在生物體的所有細(xì)胞中，全能性最高的是

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

將兩個(gè)或兩個(gè)以上來(lái)自不同植物的體細(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(guò)程。2、優(yōu)勢(shì)：（與有性雜交方法比較）

克服了遠(yuǎn)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(xì)胞雜交三、細(xì)胞工程與育種第十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日3、植物體細(xì)胞雜交過(guò)程植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B去掉細(xì)胞壁去掉細(xì)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(xì)胞壁雜種細(xì)胞脫分化再分化愈傷組織雜種植株細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)第十九頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)第二十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖標(biāo)志去壁第二十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日思考題細(xì)胞壁如何去除？融合的基礎(chǔ)是什么？雜交完成的標(biāo)志是什么？最后通過(guò)什么手段得到新個(gè)體？整個(gè)過(guò)程中運(yùn)用了細(xì)胞工程中的那些技術(shù)？第二十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，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(dòng)、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(dòng)性雜交完成的標(biāo)志：形成細(xì)胞壁第二十三頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日異想天開第二十四頁(yè)，共三十四頁(yè)，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(gè)體蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵發(fā)育來(lái)的單倍體.多數(shù)植物都可通過(guò)花藥或花粉來(lái)獲得單倍體第二十五頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日優(yōu)點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w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(guò)培養(yǎng)使其脫分化并發(fā)育成植株的過(guò)程;單倍體經(jīng)過(guò)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(yè)，共三十四頁(yè)，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(guò)程第二十七頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日花藥花粉細(xì)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(shí)驗(yàn)流程優(yōu)點(diǎn)：后代都是純合子，明顯縮短育種年限第二十八頁(yè)，共三十四頁(yè)，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(guò)基因重組，把兩親本的優(yōu)良性狀組合在同一后代中缺點(diǎn):要不斷進(jìn)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(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日回憶、思考1、植物組織培養(yǎng)的大致過(guò)程包括哪幾個(gè)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(xì)胞——脫分化成愈傷組織——再分化為根和芽——完整植株植物細(xì)胞具有全能性3、什么叫做細(xì)胞全能性？

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。4、生物體所有細(xì)胞全能性都一致嗎？受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞;植物細(xì)胞>動(dòng)物細(xì)胞第三十頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日5、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A6、體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒(méi)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(xì)胞在特定的時(shí)間和空間條件下，基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。第三十一頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日7.通過(guò)細(xì)胞雜交,獲得一個(gè)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(xì)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(xì)胞原生質(zhì)融合組織培養(yǎng)雜種植株D.獲取細(xì)胞原生質(zhì)直接融合組織培養(yǎng)雜種植株A第三十二頁(yè)，共三十四頁(yè)，2022年，8月28日8.要將胡