細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第二章第一節(jié)

細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)第二章第一節(jié)

細(xì)胞工程就是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)得原理和方法,通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上得操作,按照人們得意愿來改變細(xì)胞內(nèi)得遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品得一門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？包括哪兩大領(lǐng)域？細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品概念分類植物細(xì)胞工程動(dòng)物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)細(xì)胞得全能性2、1植物細(xì)胞工程§2、1、1植物細(xì)胞工程得基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)得菊花12345再分化(愈傷組織)植物組織培養(yǎng)6脫分化探究:1、為什么植物得一個(gè)花瓣就可以培育出完整得植株呢？植物細(xì)胞具有全能性。2、什么就是細(xì)胞得全能性？1、定義:

生物體得細(xì)胞具有使后代細(xì)胞發(fā)育成完整個(gè)體得潛能得特性。

2、原理:

生物體得每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有得全套遺傳物質(zhì),都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需得全部基因,從理論上講,生物體得每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。

3、差異:

(1)受精卵得全能性最高

(3)受精卵分化后得細(xì)胞中,體細(xì)胞得全能性比生殖細(xì)胞低

受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞4、大小:一、細(xì)胞得全能性植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞

(2)生殖細(xì)胞得全能性較高

探究:1、克隆羊“多利”得誕生說明了什么？2、生物體內(nèi)得細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性,而就是分化成不同得組織器官？3、為何已分化得細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個(gè)體得潛能？表現(xiàn)全能性得條件有哪些？離體、提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素及其她適宜條件。細(xì)胞核中含有保持物種遺傳性所需得全套基因,并沒有因?yàn)榧?xì)胞分化而丟失基因,高度分化得細(xì)胞得細(xì)胞核仍具有全能性。在特定得時(shí)間和空間條件下,基因選擇性得表達(dá)得結(jié)果。生物體得每一個(gè)細(xì)胞都含本物種得全套遺傳物質(zhì),都有發(fā)育成完整個(gè)體得全套基因。1、有關(guān)全能性得表述中,不正確得就是()Ａ、受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體,因此全能性最高Ｂ、生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)Ｃ、卵細(xì)胞和受精卵一樣,細(xì)胞未分化,全能性很高Ｄ、植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C趁熱打鐵:2、下列植物細(xì)胞全能性最高得就是()

A、形成層細(xì)胞B、韌皮部細(xì)胞C、木質(zhì)部細(xì)胞D、葉肉細(xì)胞

3、下列細(xì)胞全能性最高得就是()

A、植物得卵細(xì)胞

B、植物得精子細(xì)胞

C、被子植物得受精卵

D、被子植物得得葉肉細(xì)胞AC12大家應(yīng)該也有點(diǎn)累了，稍作休息大家有疑問的，可以詢問和交流4、在生物體內(nèi),細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性,而就是分化為不同得組織、器官,就是因?yàn)?)A、細(xì)胞得基因喪失了全能性B、基因在特定時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)得結(jié)果C、不同得細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同D、在個(gè)體發(fā)育得不同時(shí)期,細(xì)胞內(nèi)得基因發(fā)生了變化

B

要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應(yīng)該如何操作呢?請(qǐng)同學(xué)們閱讀P34實(shí)驗(yàn)完成P35討論題。切取接種培養(yǎng)室愈傷組織得形成試管苗移栽切取形成層無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織得形成試管苗得形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化(1)在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中,為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械得滅菌和實(shí)驗(yàn)人員得無菌操作？

植物組織培養(yǎng)中用到得培養(yǎng)基含有豐富得營(yíng)養(yǎng)成分,有利于培養(yǎng)物得生長(zhǎng),然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng),所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染,迅速生長(zhǎng)得各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng),而且這些雜菌生長(zhǎng)得過程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害得物質(zhì),導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染得因素有很多,一般包括:外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中用到得植物材料和各種器械都要進(jìn)行徹底地滅菌,實(shí)驗(yàn)人員操作一定要規(guī)范,避免帶入雜菌。(2)在本實(shí)驗(yàn)中,切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分,原因就是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請(qǐng)思考一下,胡蘿卜得其她部分(如莖、葉、花),就是否也能培養(yǎng)成小植株,您能用實(shí)驗(yàn)得方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？胡蘿卜得其她部分(如莖、葉、花)也能培養(yǎng)再生形成小植株,只就是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。(3)請(qǐng)根據(jù)上面得實(shí)驗(yàn)過程,概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)得流程簡(jiǎn)圖。

植物組織培養(yǎng)就就是在無菌和人工控制條件下,將離體得植物器官、組織、細(xì)胞,培養(yǎng)在人工配制得培養(yǎng)基上,給予適宜得培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽,最終形成完整得植株。二、植物組織培養(yǎng)1、概念離體得植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織叢芽或胚狀體植物體外植體脫分化植物激素:細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素再分化2、過程植物組織培養(yǎng)條件:

含有全部營(yíng)養(yǎng)成分得培養(yǎng)基、一定得溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合得PH、適時(shí)光照等。遮光光照細(xì)胞分化程度與細(xì)胞分裂能力呈負(fù)相關(guān)。

1、為什么誘導(dǎo)愈傷組織得過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？在有光時(shí),往往容易形成維管組織,而不易形成愈傷組織。能力提高2、決定植物脫分化、再分化得關(guān)鍵因素就是什么？植物激素:如生長(zhǎng)素,細(xì)胞分裂素強(qiáng)調(diào)幾個(gè)概念:愈傷組織:離體得植物器官、組織或細(xì)胞,在培養(yǎng)一段時(shí)間以后,通過細(xì)胞分裂,形成一種高度液泡化,由無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成得排列疏松無規(guī)則得組織。植物細(xì)胞得脫分化:由高度分化得植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織得過程,又稱去分化。脫分化得實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別就是什么？實(shí)質(zhì)就是恢復(fù)細(xì)胞得全能性過程。結(jié)果就是形成愈傷組織。植物細(xì)胞得再分化:脫分化產(chǎn)生得愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化成根或芽等器官得過程。知識(shí)拓展

當(dāng)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素共同使用時(shí),能刺激愈傷組織得形成,而通過調(diào)節(jié)二者得濃度比,就可以調(diào)控植物細(xì)胞培養(yǎng)過程中芽和根得形成,稱為“激素杠桿”。具體內(nèi)容詳見P42拓展視野反饋練習(xí)1、下列屬于組織培養(yǎng)得就是()A、花粉培養(yǎng)成單倍體植株B、芽發(fā)育成枝條C、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)D、未受精得卵發(fā)育成植株A2、在離體得植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織得過程中,下列哪一項(xiàng)條件就是不需要得()A、消毒滅菌B、適宜得溫度C、充足得光照D、適宜得養(yǎng)料和激素C3、要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株,不需要()A、具有完整細(xì)胞核得細(xì)胞B、離體狀態(tài)C、導(dǎo)入外源基因D、一定得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素C4、植物組織培養(yǎng)形成得愈傷組織進(jìn)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5、下列不能作為植物組織培養(yǎng)得材料就是A、秋海棠得葉B、馬鈴薯得塊莖C、成熟得花粉D、木質(zhì)部中得導(dǎo)管細(xì)胞D因?yàn)椴煌N生物之間存在著生殖隔離,所以用傳統(tǒng)得有性雜交方法就是不可能做到這一點(diǎn)得。于就是,這些科學(xué)家試圖用這兩種植物得體細(xì)胞進(jìn)行雜交,來實(shí)現(xiàn)這一美妙得設(shè)想。三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？1972年卡爾森等通過兩個(gè)煙草品種之間原生質(zhì)體得融合,獲得了第一個(gè)體細(xì)胞雜種。背景資料1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯得屬間體細(xì)胞雜種——“Potamato”。

目前,已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細(xì)胞雜種及其后代,獲得了有價(jià)值得新品系或育種上有用得新材料。白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)1、您認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物得體細(xì)胞完成融合,遇到得第一個(gè)障礙就是什么？2、有沒有一種溫和得去壁方法呢？3、為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合,這與細(xì)胞膜得什么特性有關(guān)？4、如果兩個(gè)來源不同得原生質(zhì)體發(fā)生了融合,下一步該做何處理？5、如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？請(qǐng)思考:雜種植株融合得原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化1、過程植物細(xì)胞得融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)方法？促進(jìn)融合得方法？融合完成得標(biāo)志植物細(xì)胞B二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)細(xì)胞融合得基礎(chǔ):細(xì)胞膜得流動(dòng)性去壁去壁纖維素酶果膠酶原生質(zhì)體植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合離心、振動(dòng)、電刺激、聚乙二醇再生細(xì)胞壁雜種細(xì)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(xì)胞雜交過程示意圖2、概念

將不同種得植物體細(xì)胞,在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新得植物體得技術(shù)。3、優(yōu)勢(shì)和未解決得問題

優(yōu)勢(shì)(與有性雜交方法比較)

:打破了不同種生物間得生殖隔離障礙,大大擴(kuò)展了可用于雜交得親本組合范圍。未解決得問題:未能讓雜種植物按照人們得需要表現(xiàn)出親代得優(yōu)良。1、為什么“番茄—馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像得那樣,地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？

馬鈴薯—番茄沒有像人們預(yù)想得那樣地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯,主要原因就是:生物基因得表達(dá)不就是孤立得,她們之間就是相互調(diào)控、相互影響得,所以馬鈴薯—番茄雜交植株得細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種得遺傳物質(zhì),但這些遺傳物質(zhì)得表達(dá)受到相互干擾,不能再像馬鈴薯或番茄植株中得遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá),雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯就就是很自然得了。2、自然界中有一種含有葉綠體得原生動(dòng)物──眼蟲,說明植物得細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活,請(qǐng)?zhí)接?動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行,請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)出具體實(shí)驗(yàn)方案。所采