资源简介

(共23张PPT)
生物学（新人教版）
生物技术与工程
第二章第1节
植物细胞工程的基本技术
细胞工程发展历程
1907年哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法
1958年斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
1998年汤姆森和吉尔哈特获得可体外培养的人胚胎干细胞
2006年山中伸弥获得诱导多能干细胞
1975年米尔斯坦和科勒获得能稳定遗传的单克隆抗体的杂交瘤细胞株。
1971年卡森诱导烟草原生质体融合，培育出第一株体细胞杂交植物
1960年科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生，随后多种克隆动物相继问世。
2017年我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。
从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢兰花。但是兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？
从社会中来
01
细胞的全能性
1、全能性定义：
细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能
2、具有全能性的原因：
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质。
3、体现全能性的标志：
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
受精卵发育成个体（动植物）
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株
4、不体现全能性的实例：
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
5、不体现全能性的原因：
基因在特定时间、空间条件下选择性表达
6、植物细胞表现出全能性的条件：
1
离体
2
一定的营养物质、植物激素
3
适宜的温度、pH、无菌等外界条件
种子萌发成幼苗，能否体现细胞的全能性？
02
植物组织培养技术
1.植物组织培养：
指离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为完整植株的技术。
2.理论基础：
细胞的全能性
外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
试管苗移栽
3.过程：
根、芽
植物体
脱分化
再分化
培养条件：
①无菌
②营养物质
③适宜环境条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
细胞分裂素 生长素
遮光
一定的光照
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
4：影响植物组织培养的因素
（1）外植体的选取
① 不同植物的组织培养难度
例如：烟草和胡萝卜的组织培养较容易，枸杞愈伤组织的芽诱导较难。
②同一植物材料、材料的年龄、保存时间的长短
例如：菊花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。
（2）培养基的配制(MS培养基)
大量元素：
N、P、K、Ca、Mg、S
微量元素：
B、Mn、Cu、Zn、Fe、Mo、I、Co
有机物：
甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、蔗糖等
植物激素：
生长素、细胞分裂素、赤霉素等
一般选择植物的幼嫩部分（生命力旺盛，分裂分化能力强；含有的病毒少），比如茎尖、根尖、幼嫩的叶片等；
保存时间越短，材料生命力越旺盛；保存时间越长，越容易受到污染。
菊花的组织培养
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
根、芽等
试管苗
完整植株
移栽
1、原理：
2、目的：
1）了解植物组织培养的基本原理
2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响
3）尝试进行植物组织培养
3、步骤：
1）制备外植体
2）接种到诱导愈伤组织培养基
3）接种到诱导生芽培养基
4）接种到诱导生根培养基
（1）制备外植体
消毒：
切割：（无菌操作）
酒精
30S
无菌水
2-3次
次氯酸钠溶液
30min
材料：
幼嫩的菊花茎段
2-3次
无菌水洗
消毒与无菌水冲洗
切割与接种
外植体消毒
外植体切块
接种
洒精消毒、无菌水清洗
次氯酸钠消毒、无菌水清洗
无菌培养皿
灭菌的解剖刀
超净工作台
酒精灯火焰旁
防止杂菌生长。
一方面与培养物竞争营养；
另一方面产生有害物质危害培养物。
为什么进行无菌操作？
超净工作台或接种箱
（2）接种到诱导愈伤组织培养基
脱分化 避光
形成愈伤组织
愈伤组织培养
培养温度：18-220C
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
（3）接种到诱导生芽培养基
（4）接种到诱导生根培养基
接种室
试管苗
若先生根后面就不易生芽
移栽
培养室
03
植物体细胞杂交技术
讨论:
1.地上结番茄，地下长土豆的植株通过有性生殖可以产生吗
2.“番茄-马铃薯”，通过什么技术能够获得呢
“番茄-马铃薯”的假想图
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2、融合实例:
1、概念：
3、过程:
细胞A
细胞B
原生质体B
原生质体A
人工诱导融合，并筛选
融合原生质体
再生出细胞壁
杂合细胞AB
脱分化
愈伤组织
再分化
杂合植株
去壁
去壁
植物细胞融合
植物组织培养
酶解法
4.原理：
细胞膜具有一定的流动性
植物细胞核的全能性
5.两个标志
（1）植物细胞融合完成的标志：
再生出新的细胞壁
（2）植物体细胞杂交完成的标志：
培育成新植物体
6.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
光镜下烟草叶肉
细胞原生质体
原生质体制备
用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，得到原生质体。
利用酶的专一性
原生质体
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
细胞核
原生质层
指的是脱去细胞壁的细胞。动物细胞也可看做是原生质体。
原生质体
成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质。
原生质层
7.难点突破：
方法
电融合法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+-高pH值融合法
细胞膜的流动性
原理
化学方法
物理方法
A细胞
B细胞
B原生
质体
A原生
质体
融合
原生质体
融合
去壁
去壁
A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合）
需要进一步筛选
融合后，培养基中有几种类型的细胞？
原生质体融合
植物体细胞杂交成功的标志
愈伤组织
杂种植株
杂种植株
脱分化
再分化
移栽
融合后
杂种细胞
植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种、培育植物新品种等方面展示出独特的优势。

展开更多......

收起↑