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1、單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,單擊此處編輯母版標題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,專題,2,細 胞 工 程,,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。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。 人們曾經(jīng)有這樣一個幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？這個幻想利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？,一個夢
2、想?,,細胞工程？,,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,,研究的水平,,研究的目的,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,,,動物細胞工程,理論基礎(chǔ),細胞的全能性,,2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù),思考與討論,？,,1、什么是細胞的全能性？,,2、為什么細胞具有全能性（物質(zhì)基礎(chǔ)） ？,,是不是所有活 細胞都具有全能性？,,3,、植物體內(nèi)的細胞為
3、什么沒有表現(xiàn)出全能性，,,而是分化成不同的組織器官？,,4,、胡蘿卜根細胞培養(yǎng)產(chǎn)生了完整胡蘿卜植株， 以及克隆羊“多利,”,誕生各說明了什么？,,5,、為什么運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物,離體,,器官、組織或細胞培養(yǎng)成完整植物體？,一、細胞的全能性,,1、什么是細胞的全能性？,,,2、為什么細胞具有全能性（物質(zhì)基礎(chǔ)） ？,,是不是所有活 細胞都具有全能性？,,,3,、植物體內(nèi)的細胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？,,,4,、胡蘿卜根細胞培養(yǎng)產(chǎn)生了完整胡蘿卜植株，以及克隆羊“多利,”,誕生各說明什么？,,,,5,、為什么運用,植物組織培養(yǎng),技術(shù),能把植物,離體,,的器官、組織
4、或細胞培養(yǎng)成完整植物體？,已分化的單個細胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能,原因,：基因在特定的時間和空間的選擇性表達,每個細胞都包含發(fā)育成完整個體所需的全部基因,高度分化的植物細胞具有全能性； 高度特化的動物細胞的細胞核仍然具有全能性,,植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史,①,探索階段,（,19,世紀初－,30,年代中）,,德國植物生理學(xué)家,HaHerlandt,提出了細胞全能性的理論,,②,奠基階段,（,30,－,50,年代）,,,1934,年，,White,培養(yǎng)煙草莖段形成層成功,,,1939,年，,Gautheret,連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功,,
5、,White:,煙草種間雜種的瘤組織進行組培,,,Nobecourt,：胡蘿卜進行組培,,以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人,,③,迅速發(fā)展階段,（,60,年代后）,,原生質(zhì)體，花藥，快繁技術(shù)迅速發(fā)展,,,,科學(xué)研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。,,,1958,年,Steward,和,Reinert,用胡蘿卜根的愈傷組織誘導(dǎo)成了體細胞胚，并進而獲得了完整植株。,,植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史,,植物組織培養(yǎng)過程：,,二、植物組織培養(yǎng),1.,關(guān)鍵名詞：,脫分化、再分化、愈傷組織
6、、外植體？,2,、植物組織培養(yǎng)的原理和條件是什么？,,,,3,、離體的器官、組織或細胞如果不進行脫分化、再分化,,處理，能否培養(yǎng)成完整植株？,,4,、決定植物細胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？,,,5,、在植物組培過程中，為什么要進行一系列的消毒、,,滅菌，并且要求無菌操作？,,,6,、植物組織培養(yǎng)的過程如何？,離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件,植物細胞全能性,植物激素,避免雜菌在上面迅速生長 消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長,,1,、下列關(guān)于細胞全能性的敘述中，錯誤的是（ ）,,
7、A,、 理論上，生物的每個細胞都含有該生物的全,,套基因，具有全能性,,B,、植物細胞雖然具有全能性，但并不是所有的,,細胞都能表達全能性,,C,、 植物體只有分生組織細胞具有全能性,,D,、 植物細胞具有全能性已得到證實,,,2,（多選）在植物組織培養(yǎng)過程中，會發(fā)生的有（ ）,,A DNA,復(fù)制,B,有絲分裂,,C,減數(shù)分裂,D,細胞分化,C,ABD,,,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,4,、下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是（ ）
8、,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(dǎo)管細胞,C,D,,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。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。 人們曾經(jīng)有這樣一個幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？這個幻想利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？,一個夢想?,,三、植物體細胞雜交技術(shù),定義：,,將不同植物的體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。,,思考與討論？,,1,.,你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，
9、 遇到的第一個障礙是什么？,,2,.,有沒有一種溫和的去除細胞壁的方法？,,3.,原生質(zhì)體融合說明細胞膜具有什么結(jié)構(gòu)特點？,,4.,誘導(dǎo)融合的方法有哪些？,,5.,融合成功的標志是什么？,,6,.,除形成雜種細胞外，還能形成其他哪些 類型,,的融合細胞？,,7.,植物體細胞雜交有什么實際意義？,,1,.,阻礙植物體細胞的雜交,,2,.,酶解法：纖維素酶、果膠酶,,4.,誘導(dǎo)融合方法：,,①物理法：離心、振動、電激等,,②化學(xué)法：聚乙二醇（,PEG,）,,5.,誘導(dǎo)產(chǎn)生新的細胞壁,,,7.,意義：,,克服遠源雜交不親和的障礙，,,,去壁,去壁,纖維素酶果膠酶,原生質(zhì)體,植物細胞,原生質(zhì)體融合,離
10、心、 振動、 電激、,,聚乙二醇,再生細胞壁,雜種細胞,去分化,愈傷組織,雜種植株,激素,篩選,等量,激素,再分化,植物體細胞雜交,過程示意圖,,制備原生質(zhì)體,：,酶解法去掉細胞壁,,,誘導(dǎo)融會,,,新的原生質(zhì)體,,,生出細胞壁,,,雜種細胞,,,組織培養(yǎng),,,雜種植株,,意義：克服遠緣雜交不親和的障礙、培育新品種,植物體細胞雜交方法及意義,,5,、植物體細胞雜交尚未解決的問題有（ ）,A,、去掉細胞壁,,,分離出有活力的原生質(zhì)體,,B,、將雜種細胞培育成雜種植株,,C,、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀,,D,、尚未培育出屬間雜種植物,6,、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)
11、體融合的方法是（ ）,A,、振動,B,、電刺激、,,C,、,PEG,試劑、,D,、重壓,,7,、（多選）下面關(guān)于植物細胞工程的敘述， 正確的是 （ ）,,,A.,葉肉細胞脫分化后可形成無定形狀態(tài)的 薄壁細胞,,,B.,葉肉細胞經(jīng)再分化過程可形成愈傷組織,,,C.,融合植物葉肉細胞時，應(yīng)先去掉細胞膜,,,D.,葉肉細胞離體培養(yǎng)時，可以表現(xiàn)出全能性,AD,,小結(jié)全課：,,一、細胞的全能性,1,、概念：,2,、物質(zhì)基礎(chǔ)：,,二、植物組織培養(yǎng) 1、原理：細胞全能性,,
12、2,、條件：,3,、過程,,二、植物體細胞雜交,,1、過程：去壁、誘導(dǎo)融合、培養(yǎng),,2、意義：克服遠源雜交不親和的障礙,,脫分化,：由高度分化的植物器官、組織或細胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，又稱,去分化,。,,再分化,：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。,,外植體,：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官,幾個概念：,,愈傷組織,：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。,,離體,的植物器官、組織或細胞,愈傷組織,根、芽（,胚狀體,）,脫分化,再分化,植物體,無菌條件,,植物組織培養(yǎng)
13、的條件： 離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件,①完全的營養(yǎng)條件,：離體的植物細胞失去了植物的自養(yǎng)能力，所以需要為其提供包括水、礦質(zhì)營養(yǎng)、維生素、有機營養(yǎng)等營養(yǎng)物質(zhì),,②激素誘導(dǎo)分化,：當(dāng)細胞分裂素與生長素共同使用時能強烈地刺激愈傷組織的形成。當(dāng)細胞分裂素比生長素濃度高時，有利于芽的發(fā)生；當(dāng)細胞分裂素比生長素的濃度低時，則有利于根的發(fā)生。,,③嚴格的無菌條件,：離體的植物細胞沒有像植物體整體的保護組織，容易被細
14、菌侵蝕，導(dǎo)致細胞的死亡。所以植物的組織培養(yǎng)需要嚴格的無菌環(huán)境，這是植物組織培養(yǎng)的前提。,,,傳統(tǒng)雜交,體細胞雜交,依據(jù),雜種優(yōu)勢,細胞全能性、原生質(zhì)體融合,過程,自然發(fā)生，在母體完成 胚發(fā)育,人工誘導(dǎo)融合，需組織培養(yǎng),本質(zhì),精卵兩種生殖細胞結(jié)合，完成遺傳物質(zhì)的重新組合,不同生物的體細胞融合，完成遺傳物質(zhì)的融合,優(yōu)點,雜種第一代生長整齊、植株健壯、產(chǎn)量高、抗蟲抗病能力強,克服遠源雜交不親和障礙，實現(xiàn)不同種間的雜交,缺點,存在生殖隔離；雜種第二代會出現(xiàn)生長不齊、產(chǎn)量下降等現(xiàn)象,很多理論、技術(shù)問題未解決，距離推廣應(yīng)用有一定差距,目的,獲得雜種優(yōu)勢，提高產(chǎn)量,獲得優(yōu)良性狀,應(yīng)用范圍,種內(nèi),種內(nèi)、種間均可,,
植物細胞工程基本技術(shù)
