植物細胞工程-120108課件

專題2細胞工程植物細胞工程課題1在環(huán)境保護中，利用基因工程可獲得同時能分解多種有毒物質(zhì)的新型菌種。例如，1975年，有人把降解芳烴、萜烴和多環(huán)芳烴的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到能降解烯烴的一種假單胞菌內(nèi)，結(jié)果獲得了能同時降解四種烴類的“超級細菌”。如果我們將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合，使之具有分解四種烴類化合物的功能。這樣的生物技術應屬于何種生物工程？細胞工程細胞工程：細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，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)品的一門科學技術。類型植物細胞工程動物細胞工程微型繁殖的菊花為什么植物的一個花瓣就可以培育出完整的植株？利用什么原理呢？什么是細胞的全能性？基本技術

具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整個體的潛能，細胞的這種特性叫做細胞的全能性。細胞的全能性生物體的每一個細胞都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該具有全能性。

在生物體內(nèi)，細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官呢？

？細胞為什么會具有全能性？這是因為在特定的時間和空間條件下基因選擇性表達的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不相同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。植物細胞什么條件下才能表現(xiàn)出全能性呢？當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，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。？細胞脫分化就是讓已經(jīng)分化的細胞，經(jīng)過激素誘導后，失去其特有的結(jié)構和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程。愈傷組織排列疏松而無規(guī)則，是一種具有分生能力的薄壁細胞。

愈傷組織的形成離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根芽植物體脫分化再分化②環(huán)境條件一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。植物組織培養(yǎng)條件：P36①固體培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基大多數(shù)由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。思考1.為什么整個過程要求消毒、滅菌及無菌操作？

植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，如一些細菌、真菌等的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導致實驗前功盡棄，因此要進行嚴格的無菌操作。防止受到微生物污染！2.不進行脫分化處理能否培養(yǎng)成完整的植物體？3.決定植物細胞脫分化、再分化的關鍵因素是什么植物激素：當細胞分裂素與生長素共同使用時，能強烈促進愈傷組織的形成。當細胞分裂素與生長素濃度比高時，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時，有利于根的發(fā)生。否植物激素：主要是細胞分裂素和生長素。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，給予適宜的條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。植物組織培養(yǎng)有器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚培養(yǎng)、莖尖培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、細胞培養(yǎng)等。

4.植物組織培養(yǎng)的概念5.植物組織培養(yǎng)的應用：

①快速繁殖植物

②培育無病毒植株——一般的植物體是莖尖和根尖的細胞無病毒

③培育轉(zhuǎn)基因植物（如抗蟲棉等）

④制成人工種子⑤提取原料（藥物、食品添加劑、香料、色素、殺蟲劑等）人工種子過程意義制作過程胚狀體與藻酸鈉混合后，滴入到硝酸鈣或CaCl2中，2０分鐘后，表面聚合，形成人工種子人工種子胚狀體人工種皮人工胚乳自然種子胚種皮胚乳胚狀體包埋在膠囊內(nèi)形成球狀結(jié)構：膠質(zhì)化合物薄膜——種皮營養(yǎng)成分和植物激素——人工胚乳胚狀體——新植物的幼體優(yōu)點：

快速繁殖，解決作物繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。固定雜種優(yōu)勢。紫草紫草素

愈傷組織紅豆杉細胞生產(chǎn)抗腫瘤紫山醇，60mg/L。離體的植物器官、組織或細胞脫分化愈傷組織再分化芽、根植物體植物組織培養(yǎng)的過程練習A.每個生物體內(nèi)的所有細胞都具有相同的功能B.生物體內(nèi)的任何一個細胞可以完成該個體的全部功能C.生物體的每一個活細胞都具有發(fā)育成完整個體的潛能D.生物體的每個細胞都經(jīng)過產(chǎn)生、生長、衰老、死亡的全過程C1.下列有關細胞全能性的含義，正確的是（）2.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.基因的表達有選擇性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B4.下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是（）A、秋海棠的葉B、馬鈴薯的塊莖C、成熟的花粉D、木質(zhì)部中的導管細胞3.植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進行培養(yǎng)，又可以分化形成根、芽等器官，這一過程稱為（）A、脫分化B、去分化C、再分化D、脫分化或去分化CD這是一種什么植物？你見到過嗎？聽說過嗎？是童話里的神奇樹嗎？科學家的奇思妙想：

20世紀60年代，一些科學家提出這樣一個設想：讓番茄與馬鈴薯雜交，培育出地上結(jié)番茄果實，地下結(jié)馬鈴薯塊莖的植物。如果要實現(xiàn)這一設想，你認為可以采用哪些方法？植物體細胞雜交技術植物體細胞雜交就是將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并且把雜種細胞培育成新植物體的方法。1.你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？!細胞壁⑴物理法是利用離心、振動、電激等促使原生質(zhì)體融合；⑵化學法是用聚乙二醇(PEG)等試劑作為誘導劑誘導融合。⑴去除細胞壁的方法：酶解法(果膠酶、纖維素酶)⑵被除去細胞壁后的植物細胞被稱為原生質(zhì)體2.怎樣去除細胞壁？3.原生質(zhì)體怎樣被誘導融合？融合過程中兩個細胞膜從彼此接觸到破裂形成細胞橋的變化過程圖解植物體細胞雜交過程示意圖原生質(zhì)體：脫去細胞壁的細胞叫原生質(zhì)體。如植物細胞和細菌通過酶解使細胞壁溶解而得到的具有質(zhì)膜的原生質(zhì)球狀體。動物細胞就相當于原生質(zhì)體。原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體融合雜種細胞篩選雜種細胞培養(yǎng)雜種植株再生雜種植株鑒定植物體細胞雜交過程

酶解法去除植物細胞的細胞壁原生質(zhì)體物理方法（離心、振動、電刺激）化學方法（聚乙二醇）原生質(zhì)體融合雜種細胞（再生細胞壁）組織培養(yǎng)雜種植株誘導體細胞雜交后至少有幾種融合體？打破不同種生物間的生殖隔離限制，在一定程度上克服遠緣雜交不親和的障礙，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。植物體細胞雜交的優(yōu)勢：4.植物體細胞雜交的不足：

目前還無法讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。1978年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細胞進行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄”。

雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實的花、果實以及真正意義上的塊莖。？馬鈴薯—番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因：

生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。自然界