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(共20张PPT)

1.细胞工程的概念剖析
第1节　植物细胞工程
一、必备知识
知识点1
细胞工程及细胞全能性
原理和方法 应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的
原理和方法
操作水平
目的
分类 植物细胞工程
动物细胞工程
细胞器、细胞或组织水平
获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品
涉及植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术等
涉及动物细胞培养、动物细胞融合和动物细胞核移植等技术

第1节　植物细胞工程
一、必备知识
知识点1
细胞工程及细胞全能性
2.细胞的全能性
(1)概念:细胞经分裂和分化后,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)体细胞具有全能性的根本原因:每个完整的体细胞都含有该生物体全部的遗传信息。
(3)在生物体内细胞不能表现全能性的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。

1.原理:植物细胞的全能性。
2.条件
一、必备知识
知识点2
植物组织培养技术
材料
培养基
外界 条件
离体的植物细胞、组织或器官
①种类齐全、比例合适的营养物质;
②一定比例的植物激素
①无菌操作;
②光照:诱导愈伤组织期间一般不需要光照,
再分化时需要光照
第1节　植物细胞工程

特别提醒 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
一、必备知识
知识点2
植物组织培养技术
生长素/细胞分裂素 植物细胞发育方向
比值高
比值低
比值适中
简记:“高”根,“低”芽,“中”愈伤 利于根的分化
利于根的分化
促进愈伤组织的形成
第1节　植物细胞工程

3.过程
(1)脱分化:在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成愈伤组织的过程。
(2)再分化:愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
一、必备知识
知识点2
植物组织培养技术
第1节　植物细胞工程

4.实例——菊花的组织培养
一、必备知识
知识点2
植物组织培养技术
第1节　植物细胞工程

4.实例——菊花的组织培养
(1)实验中使用的培养基和所有器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。
(2)接种时外植体不能倒插。
(3)诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照。
一、必备知识
知识点2
植物组织培养技术
第1节　植物细胞工程
1.概念:
将不同来源的植物体细胞,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.原理:
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
一、必备知识
知识点3
植物体细胞杂交技术
第1节　植物细胞工程
3.过程
一、必备知识
知识点3
植物体细胞杂交技术
第1节　植物细胞工程
3.过程
(1)人工诱导原生质体融合方法
①物理法:电融合法、离心法等。
②化学法:聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
(2)诱导原生质体A、原生质体B融合,可得到三种类型的原生质体(只考虑两两融合):AA、BB、AB,而我们需要的是AB,所以原生质体融合后,我们要对融合后的原生质体进行筛选。
一、必备知识
知识点3
植物体细胞杂交技术
第1节　植物细胞工程
易错分析
①原生质体与原生质层辨析
a.原生质体是指植物细胞去除细胞壁后剩余的部分,包括细胞膜、细胞质和细胞核。
b.原生质层是指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
②植物体细胞杂交的结果不只是形成杂种细胞,最终要经过植物组织培养形成杂种植株。
③植物体细胞杂交属于无性生殖,这是因为植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合。
4.意义: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。
一、必备知识
知识点3
植物体细胞杂交技术
第1节　植物细胞工程
1.植物繁殖的新途径
(1)快速繁殖 ①技术:快速繁殖技术(微型繁殖技术)。
②优点:高效、快速地实现种苗的大量繁殖,保持优良品种的遗传特性。
③实例:甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产。
(2)作物脱毒
①选材部位:植物顶端分生区附近(如茎尖),因为此处的病毒极少,甚至无病毒。
②优点:提高作物的产量和品质。③实例:脱毒马铃薯、脱毒草莓。
一、必备知识
知识点4
植物细胞工程的应用
第1节　植物细胞工程
2.作物新品种的培育
(1)单倍体育种
①过程
②优点
③实例:单育1号烟草。
一、必备知识
知识点4
植物细胞工程的应用
第1节　植物细胞工程
2.作物新品种的培育
(2)突变体的利用
①原理:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,因此它们容易受到
培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
②过程

③实例:抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草。
一、必备知识
知识点4
植物细胞工程的应用
第1节　植物细胞工程
3.细胞产物的工厂化生产
(1)概念:利用植物细胞培养获得次生代谢物等目标产物的过程。
知识拓展　初生代谢和次生代谢
①初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
②次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行。次生代谢物是一类小分子有机化合物,在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
一、必备知识
知识点4
植物细胞工程的应用
第1节　植物细胞工程
3.细胞产物的工厂化生产
(1)概念:利用植物细胞培养获得次生代谢物等目标产物的过程。
(2)技术——植物细胞培养
①概念:在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
②优点:不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制。
③实例:紫草宁、紫杉醇、人参皂苷。
一、必备知识
知识点4
植物细胞工程的应用
第1节　植物细胞工程
二、知识辨析
1.没有离体的成熟叶肉细胞能表现出全能性吗
不能。离体的植物细胞在适宜的条件下可表现出全能性;没有离体的成熟叶肉细胞由于基因的选择性表达,不能表现出全能性。
2.菊花组织培养的整个过程必须有光才能进行,这种说法正确吗
不正确。在植物组织培养过程中,诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照。
3.利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合,这种说法正确吗
不正确。植物细胞融合需要先通过酶解法去除细胞壁,再诱导融合。
第1节　植物细胞工程
二、知识辨析
4.植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程,这种说法正确吗
不正确。植物体细胞杂交包括原生质体制备、原生质体融合和植物组织培养过程,最终培育成杂种植株。
第1节　植物细胞工程
三、能力提升
（一）.植物体细胞杂交后的遗传物质分析和细胞类型分析
1.植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质的变化
第1节　植物细胞工程
类型 染色体数 染色体组数 基因型 育性
A植物
B植物
有性生殖(A×B)
体细胞杂交(A+B)
2M 2(二倍体) Aa 可育
2N 2(二倍体) Bb 可育
M+N 2(异源二倍体) AB、Ab、aB、ab 不可育
2M+2N 4(异源四倍体 AaBb 可育
三、能力提升
（一）.植物体细胞杂交后的遗传物质分析和细胞类型分析
2.植物体细胞杂交过程中细胞类型及检测方法
(1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)
①未融合的细胞:A和B。
②两两融合的细胞:AA、BB和AB。 ③多细胞融合体。
(2)检测方法(以两两融合的细胞为例)
①通过观察细胞中的染色体数目和形态进行检测。
②借助荧光标记方法进行检测。
③对诱导产生的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植物性状进行判断。
第1节　植物细胞工程

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