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1、植物细胞工程植物细胞工程有有可可能能吗吗 ？ 怎样克服不同物种之间怎样克服不同物种之间存在的生殖隔离？存在的生殖隔离？ 首要问题：首要问题：植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交的概植物体细胞杂交的概念念 一、植物体细胞杂交技术：一、植物体细胞杂交技术： 运用运用细胞融合技术细胞融合技术，把不同种生物的体，把不同种生物的体细胞融合形成细胞融合形成杂种细胞杂种细胞，并把杂种细胞培，并把杂种细胞培育成育成新的生物体新的生物体的技术。的技术。思考思考1 1：根据细胞结构特点，不同植物体细胞根据细胞结构特点，不同植物体细胞发生融合，首先会遇到什么障碍？发生融合，首先会遇到什么障碍？原生质
2、体原生质体细胞壁细胞壁思考思考2 2：有没有一种温和的方法去除细胞壁有没有一种温和的方法去除细胞壁？思考思考3 3：两个原生质体能发生融合，这体两个原生质体能发生融合，这体现了何种生物学原理？现了何种生物学原理？ 用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁-酶解酶解法法细胞膜的流动性细胞膜的流动性 自主学习自主学习：阅读书本阅读书本P49P49知识海洋，知识海洋，学习促进植物原生质学习促进植物原生质体的融合的方法体的融合的方法物理法物理法-离心、振动、电刺激离心、振动、电刺激化学法化学法-聚乙二醇（聚乙二醇（PEGPEG）思考思考4 4：如果只考虑两两融合会产生哪些类型：如果只考
3、虑两两融合会产生哪些类型的细胞？都是我们所需要的吗？的细胞？都是我们所需要的吗？AAAA番茄番茄BBBB马铃薯马铃薯混合培养混合培养化学法、物理法化学法、物理法AAABBB思考思考5 5：杂种细胞形成的标志是什么？杂种细胞再生细胞壁杂种细胞再生细胞壁离心、振离心、振动、电刺动、电刺激激、聚乙聚乙二醇二醇杂杂种种细细胞胞筛筛选选归纳归纳：植物体细胞融合：植物体细胞融合过程过程原原生生质质体体融融合合再再生生细细胞胞壁壁原原生生质质体体去壁去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶 果胶酶果胶酶植植物物细细胞胞等量等量你认为杂种细胞你认为杂种细胞能能形成杂种植株形成杂种植株吗？吗？依据是什么依据是什么？回顾：回
4、顾：什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能指已分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能联系生活联系生活思考：思考：植物细胞全能性表达的条件是什么？植物细胞全能性表达的条件是什么？ . .离体离体 . .一定的营养物质和适宜的条件一定的营养物质和适宜的条件二、植物组织培养技术二、植物组织培养技术 依据细胞依据细胞全能性全能性原理，在原理，在无菌无菌条件下，分离植条件下，分离植物的器官、组织、细胞或者原生质体，并在培养基物的器官、组织、细胞或者原生质体，并在培养基上培养，在上培养，在适宜适宜的条件下使其发育成部分或的条件下使其发育成部分或完整植完整植株
5、株的技术。的技术。资料资料1 1：取材取材木质部：是植物的运输组织，负责将根吸收的水分及溶解于水里面的离子往上运输，以供其它器官组织使用。韧皮部：其中筛管为韧皮部的基本成分，有机物及某些矿质元素离子的运输由他们来完成。形成层：形成层起源于未分化、但保持胚性的增生和分化能力的细胞。经形成层细胞的分裂，可以不断产生新的木质部与韧皮部，使茎或根不断加粗。问：取什么部位进行组问：取什么部位进行组织培养最合适？织培养最合适？试一试：图片排序 已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能已分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，即形成而转变成未分化细胞的过程，即形成愈伤组愈伤组
6、织。织。脱分化脱分化 愈伤组织：一团没有特定结愈伤组织：一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞。的薄壁细胞。外植体外植体再分化再分化已经脱分化的愈伤组织在一定条件下，已经脱分化的愈伤组织在一定条件下，再分化出再分化出胚状体胚状体，形成完整植株。，形成完整植株。生根、生芽生根、生芽问：由表格分析可知培养基的主要营养成分有哪些问：由表格分析可知培养基的主要营养成分有哪些？ 资料资料2 2：阅读课本阅读课本P48P48知识海洋，并分析以下培养基成分回答问题。知识海洋，并分析以下培养基成分回答问题。水、无机盐、有机物、植物激素、琼脂、天然附加物等水、无机盐、有机物
7、、植物激素、琼脂、天然附加物等在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验 中的中的激素浓度关系；再分化可用的激素组合是实验激素浓度关系；再分化可用的激素组合是实验 中的激素中的激素浓度关系浓度关系资料资料3 3：下表是培养基中细胞分裂素和生长素在不同比例下表是培养基中细胞分裂素和生长素在不同比例时的实验结果，请分析回答时的实验结果，请分析回答：1和和32和和4愈伤组织愈伤组织试管苗试管苗资料资料4 4：光在植物组织培养中的作用光在植物组织培养中的作用 以上两个图片说明脱分化形成以上两个图片说明脱分化形成 的的过程是在过程是在 条件条件下下进行的，再
8、分化的过程是进行的，再分化的过程是在在 条件下进行的。条件下进行的。愈伤组织愈伤组织避光避光光照光照资料资料5 5：某课外小组同学用愈伤组织同时进行了两组实验：甲组培养基某课外小组同学用愈伤组织同时进行了两组实验：甲组培养基中含中含3%3%的蔗糖，乙组培养基中不含蔗糖，经灭菌后接种，每组实验再分成的蔗糖，乙组培养基中不含蔗糖，经灭菌后接种，每组实验再分成两个小组，分别在光下和暗处培养。两个小组，分别在光下和暗处培养。1 1个月后，观察植物生长、分化情况，个月后，观察植物生长、分化情况，结果如下表：结果如下表：由此得出的结论是：由此得出的结论是： 小结：小结：据以上资料影响脱分化、再分化的因素：
9、据以上资料影响脱分化、再分化的因素： 植物激素、光植物激素、光营养、温度、无菌、营养、温度、无菌、PH等等(1)(1)愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖(2)(2)光能够促进细胞分化光能够促进细胞分化归纳：归纳：植物组织培养基本流程植物组织培养基本流程外植体外植体脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织 再分化再分化胚状体胚状体植物体植物体（试管苗）（试管苗）消毒消毒避光避光激素比例激素比例光照光照激素比例激素比例离心、振离心、振动、电刺动、电刺激、激、聚乙二醇聚乙二醇愈愈伤伤组组织织杂杂种种植植株株脱脱分分化化杂杂种种细细胞胞筛筛选选植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程示意图过程示
10、意图原原生生质质体体融融合合再再生生细细胞胞壁壁再再分分化化原原生生质质体体去壁去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶植植物物细细胞胞等量等量 1978 1978年梅尔彻斯年梅尔彻斯(Melchers)(Melchers)等等首次首次获得了番获得了番茄和马铃薯的属间体细胞杂茄和马铃薯的属间体细胞杂种种“PotamatoPotamato”。 “番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株超级杂种植株没有没有如科学家如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯，所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯，为什么？为什么？原因：原因：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、生物基因的表达不是孤立的，它们
11、之间是相互调控、相互影响的，相互影响的，马铃薯马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个番茄杂交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。能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。未解决问题：成果展示成果展示生长周期短，耐热性强，易于贮藏。生长周期短，耐热性强，易于贮藏。番茄番茄- -马铃薯马铃薯 烟草烟草海岛烟草海岛烟草白菜白菜甘蓝甘蓝 胡萝卜胡萝卜羊角芹羊角芹 克服了不同生物克服了不同生物远缘杂交不亲和远缘杂交不亲和的障碍，的障碍，提供了创造新物种的可能。提供了创造新物种的可能。意义比比一比一比植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属所属范畴范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持优良性状繁殖速度快、大规模生产繁殖速度快、大规模生产提高经济效益提高经济效益杂交技术应用了组织培养杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交克服不同种生物远源杂交的障碍的障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养膜流动性膜流动性细胞全能性细胞全能性染色体变异、基因重组染色体变异、基因重组
