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植物细胞工程


(三)细胞产物的工厂化生产
细胞产物种类:
蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等
技术:植物的组织培养
成就:
利用植物组织培养技术来大量生产人参皂 甙干粉
2、作物脱毒 原因:
长期进行无性繁殖的作物,易积累感染的 病毒,导致产量降低,品质变差。 材料: 分生区(如茎尖)的细胞
方法: 进行组织培养
结果:获得脱毒苗 成就: 在马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝等
作物上已获得成功
(一)植物繁殖的新途径
3.神奇的人工种子 天然种子的缺陷 人工种子的概念
通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽 和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子。
按研究对 象分类
动物细胞工程
微生物细胞工程
2.2植物细胞工程
一、植物细胞工程的基本技术
(一)植物组织培养技术
回忆、思考
1、植物组织培养的大致过程包括哪几个阶段?
离体的器官、组织或细胞→脱分化成愈伤组 织→再分化为根和芽→完整植株
2、植物组织培养技术的理论基础是什么?
植物细胞具有全能性
3、什么叫做细胞全能性?动物细胞具有全能性吗?
(二)作物新品种的培育
1.单倍体育种 单倍体定义:
体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
单倍体形成: 单倍体植株的特点:
长得弱小,而且高度不育
由配子不经受精作用而直接发育成的个体。
(二)作物新品种的培育
1.单倍体育种 方法:
离体培养
单倍体
人工诱导染 色体加倍
花药
纯合子
选育
优点:
优良品种

A.细胞失去了全能性 B.细胞中的基因部分丢失 C.细胞中的基因进行选择性表达 D.细胞中的基因变异不同
怎样才能由一块组织 通过培养得到一株完整 植株, 应该如何操作?
植物组织培养的过程(以胡萝卜组织培养为例)
切取 形成层 移栽
无菌 接种
脱分化
诱导愈伤组织 的形成 再分化
培养室
试管苗的形成
想一想
(二)植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗?为什么? 因为不同种生物之间存 在着生殖隔离,所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。 于是,这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交,来实现这一美妙的设想。
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? 3.为什么两个原生质体能发生融合,这 与细胞膜的什么特性有关? 4.如果两个来源不同的原生质体发生了 融合,下一步该做何处理? 5.如何将杂种细胞培育成杂种植株?
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些?
细胞离体、一定的营养物质、 激素和其他外界条件 避免杂菌在上面迅速生长消耗营养, 且有些杂菌会危害培养物的生长。
3、为什么切取胡萝卜根的形成层,其他部分也能 培养成小植株吗? 胡萝卜根形成层容易诱导成愈伤组织, 其他部分如叶、花也能培养成小植株,只 是稍微困难些。
胚状体
在组织培养过程中,由愈伤组织再分化形 成的类似于胚的结构。
人工种子的组成
胚状体(不定芽、顶芽和腋芽)+人工种皮
讨论
3.神奇的人工种子
优点: ①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输 人工种皮的有效成分:
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以 及农药、抗生素、有益菌、植物生长调 节剂等。
专题2
细胞工程
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物-----克隆羊多利诞生于英国, 标志着一 种新的生物技术---动物体细胞克隆技术面世, 也揭开细胞工程更深层次发展的序幕!
什么叫细胞工程?
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,通过细胞水平或细 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。 植物细胞工程

(二)植物体细胞杂交技术
1、过程
植物细胞A
去壁
植物细胞的融合
方法?
融合 完成 的 标志
植物组织培养
原生质体A 原生质体B
去壁
人 工 诱 导
融合的 原生质 体AB
杂种 细胞 脱 再 AB 分
生 出 细 胞 壁

愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞B
促进融合 的方法?
(二)植物体细胞杂交技术
2、概念
将不同种的植物体细胞,在一定条件下 融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的 植物体的技术。
3、成果和未解决的问题
成果:克服不同生物远缘杂交的障碍, 出现自然界没有的新品种。 未解决的问题:未能让杂种பைடு நூலகம்物按照人们 的需要表现出亲代的优良。
白菜
甘蓝 白菜-甘蓝
二、植物细胞工程的应用
微型繁殖 植物繁殖的新途径 作物脱毒 人工种子 作物新品种的培育 单倍体育种 突变体的利用
2.在植物组培过程中,为什么要进行一系列的消毒, 灭菌,并且要求无菌操作?
根据上述过程,请同学们讨论归纳出组 织培养的概念。
2、概念: 植物组织培养就是在无菌和人工控制 条件下,将离体的植物器官、组织、细胞, 培养在人工配制的培养基上,给予适宜的 培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽, 最终形成完整的植株。
细胞产物的工厂化生产
(一)植物繁殖的新途径
1、微型繁殖技术 (快速繁殖技术) 概念: 优点: 成就:
兰花、生菜、杨树以及无籽西瓜的试管 苗,都已形成一定规模的产业化生产。 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 1)保持优良品种的遗传特性 2)高效快速地实现种苗的大量繁殖
(一)植物繁殖的新途径
后代都是纯合子,明显缩短育种年限。 成就: 1号烟草品种、中花8号、11号水稻。
(二)作物新品种的培育
2、突变体的利用 产生:
植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处 于不断的分生状态,易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
利用:
筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
成就:
已筛选到抗病、抗盐、含高蛋白及高产的 突变体,如抗烟草花叶病毒的甘蔗。
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。 4、生物体所有细胞全能性都一致吗?
受精卵>生殖细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞
利用菊花花瓣培养的菊花
为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢?
为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整 的植株呢?
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