细胞工程ppt课件
(2)为什么细胞具有全能性呢(物质基础)?
每个细胞具有发育成完整个体所需的全部遗传信
息 (基因)。
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(3)为什么每个细胞都具有发育成完整个 体的全部遗传信息呢?
生物体每一个体细胞都是一个受精卵经有丝分 裂产生的。
(4)生物的哪种细胞最容易发育生物体 (全能性最高)?
受精卵>生殖细胞>体细胞;
细胞分裂素 较高 生长素
有利于芽的产生
细胞分裂素 较低 生长素
有利于生根
➢植物组织培养中的条件控制
离体的植物器官、组织或细胞(外植体)
遮光
脱分化
①无菌
愈伤组织
②营养 ③一定的外界条件
④植物激素
再分化 一定的光照
根、芽
芽发育成叶, 叶肉细胞中叶 绿素的合成需 要光照
植物体
3、植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
(2)过程:
③ ①②
④
⑤
植物细胞的融合
植物组织培养
(3)植物体细胞杂交的方法原理 技术手段:植物细胞融合、植物组织培养 去壁方法: 酶解法(纤维素酶、果胶酶等)
融合方法:物理法:离心、振动、电刺激等
化学法:聚乙二醇(PEG)
融合的基础:细胞膜的流动性
融合成功的标志:再生出细胞壁 杂交完成的标志: 获得杂种植株
②保持优良遗传特性 ③不受气候、季节、地 域限制,时间短,占地少;方便地贮藏和运输。
(2)作物新品种的培育
①单倍体育种 方法: 花药离体培养+秋水仙素处理 优点: 明显缩短育种年限;后代通常是纯合体。
②突变体的利用
诱变处理
外植体
脱分化 愈伤组织
再分化 多种 筛选 突变体
新 品种
③转基因植物的培育
植物细胞 转基因技术
转基因细胞 植物组织培养
转基因 植物
④植物体细胞杂交
不同植 物细胞
植物细胞融合 杂种细胞
植物组织培养
杂种植物
(3)细胞产物的工厂化生产
细胞产物: 蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等。
技术: 植物的组织培养——愈伤组织细胞培养
2、植物体细胞杂交技术
(1)概念:将两个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新的植物 体的过程。
植物细胞>动物细胞
体细胞:分化程度低的>分化程度高的
细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的
幼嫩的>衰老的
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(5)为什么体内细胞没有表现出全能性, 而是分化成为不同的组织、器官?
基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。 在个体发育的不同时期,生物体不同部位的细胞表达 的基因是不同的,合成的蛋白质也不一样,从而形成 了不同的组织和器官。
①微型繁殖:应用组织培养技术,快速繁殖优良品种植物 优点:①繁殖快,可大批量生产②保持亲本的优良性状
③不受季节的限制 ④培养周期短 ⑤取材少
②作物脱毒 以植物的茎尖等分生区(无病毒或极少)为材料 进行植物组织培养得到脱毒苗。
③人工种子
胚状体(不定芽、顶芽、腋芽)+人工薄膜 优点:①解决繁殖力低、结子困难、发芽率低问题
细胞工程
细胞工程是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,在细胞整体水平或 细胞器水平上的操作,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技术。
理论基础 操作水平
目的
细胞生物学和分子生物学 细胞整体水平或细胞器水平 改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
优点
(2013重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种 名贵花卉,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织 培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述,错误 的是( )
植物组织培养
植物体细胞杂交技术
所属 范畴
无性繁殖
染色体变异、基因重组
原理
细胞全能性
膜流动性 细胞全能性
步骤
①脱分化
②再分化
保持亲本优良性状 意义 快速繁殖、大规模生产
提高经济效益
①去除细胞壁 ②融合形成杂种细胞 ③组织培养
克服不同种生物远源杂交 不亲和的障碍
联系 体细胞杂交技术最终要应用组织培养来获得杂种植株
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(2)植物组织培养的过程
离体的器
官、组织 脱分化 愈伤 或细胞 (有丝分裂) 组织
再分化 根、发育 芽 (分裂分化)
植 物 体
脱分化: 已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构
和功能而变成未分化的细胞。
愈伤组织: 细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的、
无定形状态的具有分生能力薄壁细胞。
(6)植物细胞全能性表达需要什么条 件呢?
处于离体状态;一定的营养物质、激素和其他外 界条件
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2、植物组织培养技术
(1)概念:在无菌
和人工控制条件下,
将离体的植物器官、 (胚状体) 5
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组织、细胞,培养在
人工控制的培养基上, 再分化
给予适宜的条件,诱
(愈伤组织)
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Hale Waihona Puke 导产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的 植株。
(4)植物体细胞杂交的优点及问题
优点:(与有性杂交方法比较) 1.克服远缘杂交不亲和障碍; 2.大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
问题: 并不一定能让杂种植物按照人们的需要表 现出亲代的优良。
成功的案例
白菜
甘蓝
白菜-甘蓝
“白菜-甘蓝”同普通白菜相比,具有生 长期短、耐热性强和易于贮藏等优点。
➢植物组织培养与体细胞杂交技术比较
再分化:
脱分化生产的愈伤组织继续进行培养,又可以重 新分化成根或芽等器官的过程。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
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(3)植物组织培养的条件
①离体植物器官、组织或细胞 ②无菌条件 ③植物外源激素(生长素、细胞分裂素等) ④适宜的温度、pH、光照等的控制 ⑤一定的营养物质(培养基)
按照人类的意愿定向改造生物遗传性状 克服远缘杂交不亲和障碍
一、植物细胞工程
植 主要理 物 论基础 细 胞 工 程 基本技术
植物细胞的全能性
植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术
1、植物组织培养技术的理论基础是
植物细胞具有全能性
(1)细胞的全能性概念
具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 胞,都具有发育成完整生物体的潜能,即每个细 胞都具有全能性。
➢植物组织培养的培养基成分及条件
无机营养成分:无机盐离子 有机营养成分:
① 氮源:包括维生素和氨基酸 ② 碳源:2%—5%的蔗糖溶液,调节渗透压 ③ 琼脂:起支持作用 ④ 激素:生长素、细胞分裂素和赤霉素 PH值:5.0~6.0
➢植物组织培养中植物激素的作用
影响脱分化和再分化
细胞分裂素 适中 有利于愈伤组织的形成 生长素