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(共26张PPT)
1. 概念：是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器水平、细胞水平或组织水平上的操作，有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
2. 分类
细胞工程
动物细胞工程
植物细胞工程
第1节
植物细胞工程
第1课时
植物细胞工程的基本技术
植物通常是通过播种或扦插实现繁殖的。
植物组织培养技术
外植体
植物组织培养技术
1. 概念：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
为什么离体的组织和细胞可以发育成完整个体呢？
植物细胞全能性
(1) 概念：细胞经分裂和分化后，仍具有 产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。但是，在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性，这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达。
一般来说，每一个细胞都含有控制该生物发育的全部基因。
(2) 原因：
受精卵发育成个体
蜜蜂卵细胞发育成雄峰
通过花药离体培养，获得单倍体幼苗；
胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
表现全能性的标志
3.植物组织培养的流程
脱分化
再分化
愈伤组织：
由外植体脱分化形成的一团排列疏松且无规则、高度液泡化的具有分生能力的薄壁细胞。
再分化：
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
脱分化：
已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
细胞分化：
在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。
注：此过程只有细胞增殖无细胞分化
注：此过程有细胞增殖又有细胞分化
1.材料：
同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等会影响实验结果。菊花的组织培养一般选择未开花植株茎上部新萌生的侧枝。
2.
探究·实践
菊花的组织培养
①培养基名称： ；
②物理性质： ；
③碳源： 。
④有机物：甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素、以及蔗糖等
MS培养基中为什么用蔗糖而不用葡萄糖？
同样可以作为植物细胞的碳源和能量来源，蔗糖较葡萄糖能更好地调节培养基内的渗透压。配制相同质量分数的培养基，蔗糖形成的渗透压要明显低于葡萄糖，因此，若采用葡萄糖作为碳源，易使植物细胞脱水而生长不良。同时，植物细胞吸收蔗糖的速率要明显慢于吸收葡萄糖的速率，所以蔗糖形成的渗透压可相对长期的保持稳定。 此外，微生物生长所需的碳源最适合的是葡萄糖。因此，采用蔗糖作为培养基的碳源，可一定程度上减少微生物的污染。
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、比例都会影响植物细胞的发育方向。
细胞分裂素
生长素
芽分化
愈伤组织
根分化
巧记：高根低芽中愈伤
生长素用量 / 细胞分裂素用量 结果
比值≈1
比值＞1
比值＜1
促进根的分化
促进芽的分化
促进愈伤组织的形成
④植物激素
⑤外界条件：PH、温度、光照等环境条件
二、实验步骤：
1.用 擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体用 消毒30s，然后立即用 清洗2～3次；再用 溶液处理30 min后，立即用 清洗2～3次。
酒精
酒精
无菌水
次氯酸钠
无菌水
外植体消毒
(1)注意酒精和次氯酸钠消毒的时间和浓度。
对外植体的消毒既要达到消毒的效果，又不能杀死外植体。
(2)用无菌水清洗是为了防治消毒液残留，消毒过度杀伤外植体。
无菌技术是组织培养成功的关键因素
2.将消过毒的外植体置于无菌的 中，用 吸去表面的水分。用 将外植体切成0.5～1cm长的小段。
培养皿
无菌滤纸
解剖刀
3.在 旁，将外植体的
插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养基上做好标记。
酒精灯火焰
1/3～1/2
不能倒置
外植体切段
接种
外植体
4.将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 ℃的 中培养。在培养过程中，定期观察和记录 的生长情况。
脱分化
5.培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导 的培养基上。长出芽后，再将其转移到诱导 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
再分化
18～22
培养箱
愈伤组织
避光培养
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
生芽
生根
1.照光培养 2.先生芽后生根，培养基不同
叶绿素的生成需要光
若先生根后面就不易生芽
6.移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长大后再移栽入土。每天观察并记录幼苗生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
移栽
试管苗一般在高湿、弱光、恒温下生长
植物组织培养技术
6. 菊花的组织培养【探究·实践】
植物组织培养的操作流程：
外植体的选择和消毒
外植体的接种
配置诱导愈伤组织培养基
愈伤组织培养
更换培养基
生芽培养
更换培养基
生根培养
炼苗、移栽入土
脱分化
再分化
植物组织培养技术
特殊的植物组织培养——花药离体培养
花药
试管苗
脱分化
再分化
愈伤组织
单倍体：
植株矮小、高度不育
秋水仙素
诱导
纯合品种
要培育出如图所示的番茄—马铃薯应该利用什么方法？
？
请思考：
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
去细胞壁
酶解法
1.概念
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。
融合实例:
+
=
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
A细胞
B细胞
纤维素酶果胶酶
去壁
酶解法
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
植物组织培养
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物体细胞的杂交技术
6. 过程：
去壁
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
高Ca2+ —高pH融合法等
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
融合的原生质体（AB）
杂种细胞AB
去壁
去壁
融合
再生新壁
脱分化
再分化
移栽
筛选
诱导融合之后为什么要对原生质体进行筛选？
分析：融合体系中有多个原生质体A和多个原生质体B，由于融合是随机的，所以除了会出现融合原生质体AB，也会出现融合原生质体AA和融合原生质体BB；又由于融合的成功率不是百分百，所以除了会出现融合细胞，也会有未融合细胞，因此诱导融合之后要对原生质体进行筛选。
原理：
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
A细胞
B细胞
A原生质体
B原生质体
融合的原生质体（AB）
杂种细胞AB
去壁
去壁
融合
再生新壁
脱分化
再分化
移栽
筛选
科学家培育出了“番茄—马铃薯”超级杂种植株，但没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯，这是为什么？
生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的。马铃薯基因组的表达产物影响了番茄基因组的表达，番茄基因组的表达产物影响了马铃薯基因组的表达，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
生殖类型
变异类型
染色体数
染色体组数
基因组成
无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律
染色体数目变异
两亲本染色体数之和。2n+2m
两亲本染色体组数之和。2+2
两亲本基因型之和。AaBbCcDd
植物体细胞杂交后代的遗传变化
植物体细胞杂交育种
四倍体
杂交育种诱导多倍体
四倍体
二倍体
①若亲本植株可育，
则杂种植株可育。
②杂种植株是不同于
亲本的新物种。
意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
变异类型：
染色体变异
1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状
的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐
环境中
A
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解
植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有
什么成分
纤维素酶和果胶酶
"番茄—马铃薯"没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是∶生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么

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