《生物：22《植物的克隆》课件(浙科版选修3)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物：22《植物的克隆》课件(浙科版选修3)（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二节 植物的克隆,天使花房 手指玫瑰,1958年,斯图尔德(美)胡萝卜组织培养,植物克隆的技术基础是-， 理论基础是-,植物组织培养,植物细胞的全能性,1、定义：,是指植物体的每个生活细胞都具有发育成完整植株的潜能,2、原理：,生物体的每一个细胞都包含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。,3、大小：,1、植物细胞的全能性,不同植物或同一植物的不同基因型的个体，细胞的全能性表达程度不同 P23,1、有关全能性的表述中，不正确的是 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性
2、不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性,自我评价,C,2、在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（ ） 细胞失去了全能性 细胞中的基因部分丢失 细胞中的基因选择性表达 细胞中的基因变异不同,C,2.植物组织培养,理论基础：,细胞的全能性,植物组织培养的概念,在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。,无机营养成分：矿质营养 有机营养成分 含N物质：包括维生素和氨基酸 碳源：2%5%的蔗糖 琼脂：起支持作用 激素：生长素，细
3、胞分裂素 PH值：5.06.0,植物组织培养的培养基,脱分化,再分化,一、植物组织培养的过程,（分化）,（未分化）,（分化）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,取材少、繁殖率高 培养周期短 不受季节限制 便于自动化管理 培养无病毒植株（根尖、茎尖） 保持亲本的优良性状（无性繁殖）,适宜温度、pH和无菌环境。 无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素）,无定形状态 薄壁细胞 高度液泡化 排列疏松、无规则,分化程度低脱分化较易,离体的植物器官、组织或细胞,植物组织培养程序,1、配置半固体培养基 2、无菌操作切取一些小块组织 3、获得愈伤组织 4、诱导愈伤组织 5、再生新植株出现,脱分化,通
4、过调节营养物质和生长调节剂的适当配比,切取,接种,愈伤组织的形成,试管苗的形成,培养室,移栽,植物组织培养的程序,外植体,脱分化,再分化,胚性细胞,特点：细胞质丰富、液泡小而 细胞核大。,摇床：,由恒温培养箱和振荡器组合而成，专为细胞培养提供控制和均衡的培养条件而设计，特别是悬浮液培养应用。,超大容量恒温双层摇床,恒温摇床,1、在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？你认为杂菌和植物细胞之间有哪些关系？ 2、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能培养成小植株吗？ 3、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养？,避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生
5、长。竞争、寄生。,想一想,胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织，其他部分如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。,在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。,长期培养中细胞全能性下降的原因,要获得植物克隆的成功，需要怎么办？,染色体畸变 细胞核变异 非整倍体的产生 激素平衡被打破 对外源生长物质的敏感性发生改变 其他原因,遗传物质的改变,生长发育条件的改变,克隆成功所需的条件 1.探讨特定植物细胞全能性表达的条件(激素配比) 2.选择性能优良、细胞全能型表达充分的基因型,植物组织培养的应用,（1）试管苗的快速繁殖,（2）无病毒植物的培育,（3）次生代谢物的生产,（4）人工种子,（5）转
6、基因植物的培育,人工种子解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题。,人工种子,愈伤组织,紫草素,提取,脱毒法：选取茎尖、根尖细胞,人工种子,用人工种皮包被体细胞胚，可以制造人工种子 解决有些植物结子困难、发芽率低、繁殖困难等问题 可以很方便的储藏和运输,现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。,器官培养,指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养。,指以单个游离细胞为外植体的离体无菌培养。,细胞培养,器官培养和细胞培养,意义： 1.在实验室可以进行植物受精，以及对胚胎发育过程的观察，从而研究
7、其相关机理 2.通过遗传工程操作，研究植物生长发育相关因素 3.培育植物新品种,原生质体培养,植物 细胞,0.50.6mol/L的甘露醇 (较高渗透压),纤维素酶、果胶酶,球型的 原生质体,原生质体：植物细胞除去壁后的部分,为什么要加较高渗透压的甘露醇呢?,防止原生质体吸水胀破,植株,原生质体培养与植物细胞工程,请同学们讨论如何实现?,1、番茄植株与马铃薯植株相互授粉而得。,2、通过基因工程将番茄细胞的相关基因转 入到马铃薯细胞中，并表达。,3、马铃薯植株细胞与番茄植株细胞进行杂 交，再将杂交细胞培育成植株。,可能的措施：,植物细胞 A,植物细胞 B,去除细胞壁,原生质体 B,正在融合的原生质
8、体,杂种细胞,细胞分裂,愈伤组织,杂种植株,方法？,促融方法？,类型？,遗传物质？ 优势？,原生质体 A,原生质体融合,再生出细胞壁(杂种细胞形成的标志),植物体细胞杂交过程图,物理法：离心、振动、电刺激 化学法：聚乙二醇（PEG）,克服远源杂交不亲和的障碍，培育作物新品种,酶解法,植物细胞工程 留下的遗憾,尚不能按照人们的意愿同时出现亲本的优良性状。,“超级植物”,为什么“番茄马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？,马铃薯番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交
9、植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,植物克隆的发展,1在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤 组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（ ） A消毒灭菌 B适宜的温度 C充足的光照 D适宜的养料和激素,C,2.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是 （ ） 细胞的全能性 离体植物器官，组织或细胞 根，芽生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯 愈伤组织再分化 脱分化 植物体 A、 B、 C、 D、,A,C,B,5植物体细胞杂交尚未解决的问题
10、有（ ） A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B将杂种细胞培育成植株 C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的 优良性状 D尚未培育出属间杂种植物,6甲植物体细胞的基因型为Aa，乙植物体细胞的 基因型为Bb，去壁后用PEG将这两种植物细胞融 合，则得到的杂种体细胞的基因型可能为（ ） AAaBb BAAaa CBBbb DAABB,A,C,7、 下图是植物组织培养的简略表示。据此回答： （1）表示 ，它能被培养成为的根本 原因是 。 （2）表示 ，它与相比分化程度 ， 全能性 。 （3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） 。 （4）若是花药，则是 ，继续对其使 用 处理可获得 正常植株，该
11、过程称为 。 （5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜 色是 ，这说明根尖细胞 。 （6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号） 。,离体的植物细胞、组织、器官,具有植物细胞全能性,愈伤组织,低,高,单倍体植株,秋水仙素,纯合,单倍体育种,绿色,含有与叶绿体形成相关的基因,7.关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（ ） A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果,8.植物细胞融合完成的标志的是（ ） A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合 C、细胞质发生融合 D、细胞核发生融合,B,A,buyao,细胞工程(Cell engineering)：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。,
