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1、植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术澳洲朱焦澳洲朱焦租摆效果租摆效果澳洲朱焦穴盘苗澳洲朱焦穴盘苗细胞工程细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和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内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。技术。 应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和分细胞生物学和分子生物学子生物学细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平
2、或细胞器水平按照人们的意愿来改变按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获细胞内的遗传物质或获得细胞产品得细胞产品(定向改造）定向改造）细胞工程植物细胞工程植物细胞工程植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞工程动物细胞工程一、植物组织培养一、植物组织培养n1、原理原理：n细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性1. 概念概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体已高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。的潜能。 2. 原因：原因： 生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传生物体细胞含有本物种所特有的全套遗传信息。信息。3. 全能性高低：全能性高低： 受精卵胚胎干细
3、胞生殖细胞体细胞植物细胞动物细胞动物细胞一、植物组织培养植物组织培养n2、植物组织培养的条件植物组织培养的条件n内因：离体细胞、组织或器官内因：离体细胞、组织或器官n外因：外因：1）适宜的外界环境条件，例如无）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等菌、适宜的温度、湿度、光照等n2）培养基）培养基（一定的营养物质，激素一定的营养物质，激素） 植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：有机营养成分： 含含N N物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 碳源：碳源：2%5%2%5%的蔗糖溶液，调节渗透压的蔗糖溶液，调
4、节渗透压 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PHPH值：值：5.05.06.06.0一、 植物组织培养一、植物组织培养一、植物组织培养n3、 植物组织培养的基本过程植物组织培养的基本过程n外植体外植体 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体已分化出根、芽已分化出根、芽分化程度降低，分分化程度降低，分裂能力增强裂能力增强重新分化出组织器重新分化出组织器官的过程（官的过程（细胞分细胞分裂素、生长素裂素、生长素）细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关细胞分化程度与细胞分裂能力呈负相关脱分化脱分化遮光遮光再分化再分化光照光照 愈伤组织的形成n愈伤组织
5、：离体的植物愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种过细胞分裂，形成一种排列疏松无规则、高度排列疏松无规则、高度液泡化、无定形态的薄液泡化、无定形态的薄壁细胞壁细胞组成的组织。组成的组织。植物组织培养（试管苗的形成）试管苗大规模培养移栽经过炼经过炼苗的小苗的小苗，可苗，可以和一以和一般植物般植物一样进一样进行大规行大规模栽培模栽培植物组织培养的概念：植物组织培养的概念：n在无菌和人工控制的条件下将离体的植在无菌和人工控制的条件下将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上
6、，给予一定的培养条件，诱的培养基上，给予一定的培养条件，诱导产生愈伤组织和胚状体，最终形成完导产生愈伤组织和胚状体，最终形成完整的植株。整的植株。 能力训练：能力训练：1、下列不能作为植物组织培养的材料是：、下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的叶秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎马铃薯的块茎C、成熟的花粉成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞木质部中的导管细胞D植物体细胞杂交应用研究植物体细胞杂交应用研究 1 1、定义：、定义： 将两将两个个来自不同植物的体细胞融合成来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。新的植物体的过程。
7、2 2、优势、优势：（与有性杂交与有性杂交方法比较方法比较） 克服了远缘杂交不亲和的障碍克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了，拓展了可用于杂交的亲本组合范围可用于杂交的亲本组合范围。植物体细胞杂交植物体细胞杂交(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程示意图过程示意图标志标志去壁去壁思考题n细胞壁如何去除？细胞壁如何去除？n原生质层如何融合？融合的基础是什么原生质层如何融合？融合的基础是什么？n杂交完成的标志是什么？杂交完成的标志是什么？n最后通过什么手段得到新个体最后通过什么手段得到新个体 ？植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原
8、生质体原生质体B B原生质体融合原生质体融合融合体融合体再再生生壁壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂愈伤愈伤组织组织杂种植株杂种植株去壁的去壁的常用方法：常用方法：酶酶解法（纤维素酶、果胶酶等）解法（纤维素酶、果胶酶等） 原生质体融合方法原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG） 植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程示意图过程示意图细胞融合的基础：细胞融合的基础： 细胞膜的流动性细胞膜的流动性不不能能人人工工诱诱导导原原生生质质体体融融合合的的方方法法是是：A A、振动振动 B B、电刺激、电刺激、 C C、PEG
9、PEG试剂、试剂、 D D、重压重压对应训练植植物物细细胞胞工工程程的的实实际际应应用用（一）（一）、植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径（二）（二）、作物新品种的培育作物新品种的培育（三）（三）、细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产1.单倍体育种2.突变体的利用药物，香料，蛋白质等药物，香料，蛋白质等药物，香料，蛋白质等药物，香料，蛋白质等一一、植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 1.微型繁殖(属无性繁殖) (1)微型繁殖技术（快速繁殖技术）: 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术. (2)特点:保持优良品种的遗传特性; 高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.培育脱毒作物 (1)材料:无病毒的茎尖
10、(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得 人工种子n用人工种皮包被体用人工种皮包被体细胞胚，可以制造细胞胚，可以制造人工种子人工种子n人工种皮：藻酸钠人工种皮：藻酸钠n解决有些植物结子解决有些植物结子困难、发芽率低、困难、发芽率低、繁殖困难等问题繁殖困难等问题植物组织培养大量生产紫草素 现现在在已已有有胡胡萝萝卜卜、芹芹菜菜、柑柑橘橘、咖咖啡啡、棉棉花花、玉玉米米、水水稻稻、橡橡胶胶等等几几十十种种植植物物的的人人工工种种子子试试种种成成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。 紫草紫草紫草素紫草素 愈伤组织愈伤组织n08江苏高考：下列关于植物组织培养的江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是叙述中，错误的是 nA培养基中添加蔗糖的目的是提供营养培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和和调节渗透压调节渗透压nB培养基中的生长素和细胞分裂素影响培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化愈伤组织的生长和分化nC离体器官或组织的细胞都必须通过脱离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织分化才能形成愈伤组织nD同一株绿色开花植物不同部位的细胞同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同经培养获得的愈伤组织基因相同D
