植物细胞工程 (2)
3、若用“① 脱分化 ② 再分化 ③
④”
表示植物组织培养的过程。请回答:
(1) ①表示 离体的植物组织器官、组织或,细胞
能被培养成为④的根本原因是
植物细胞具有全能性
(2) ②表示 愈伤组织,其细胞特点
是 具有分生能力的 薄壁细胞。
4、有关全能性的表述中,不正确的是( C )
A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体,因此全能性最高
紫草
次之,基部最低。
——取材位置
2、用不同种类和比例的植物激素处理离体培养的烟草茎髓,发 现当细胞分裂素/生长素的比值低时诱导根的分化;两者比值处于 中间水平时,诱导产生愈伤组织,愈伤组织只生长不分化;两者 比值较高时,则诱导芽的分化。进一步研究发现,不同植物的愈 伤组织分化时所需要的激素比值是不一样的。
植物体 优点?
小结
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
• 薄壁组织细胞
• 具有潜在的细胞分裂能 力,在一定的外界因素 刺激下,它们可再生, 使植物的创伤愈合或形 成不定根、不定芽等。
1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是( D )
A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果
B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果
C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果
D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果
2、下列属于组织培养的是( ) •★A. 花药离体培养成单倍体植株 • B. 芽发育成枝条 • C. 根尖分生区发育成成熟区 • D. 利用桑枝条扦插大田并发育成
完整植株
实例
白 菜
细胞融合
白菜 甘蓝
植物体细胞杂交 过程示意图
植物A细胞
原生质体A
去壁
原生质体融合
植物B细胞
原生质体B
杂种植株
细胞分裂 愈伤组织
融合体 再生壁
杂种细胞
去壁的常用方法: 酶解法(纤维素酶、果胶酶等)
原生质体融合方法:物理法:离心、振动、电刺激等
化学法:聚乙二醇(PEG)
植物细胞A
去壁
原生质体A
细胞
AB
脱 分
化
伤 组 织
促进融合 壁
的方法?
植物体细(胞三杂)交 植物体细胞杂交
1、定义: 将不同的植物体细胞,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。
2、优势: 打破了不同种生物间的生殖隔离限制
(与有性杂交 (克服不同生物的远源杂交),大大 方法比较) 扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
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?
二、植物体细胞杂交技术
1、过程 植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A 方法?
融合 完成
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
的
标志
融合的 杂种
愈
杂
原生质
人 工
体AB
诱
导
再 生 出 细
一、植物组织培养技术
1、植物组织培养技术的过程
1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些? 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? 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? 4、为什么诱导愈伤组织的过程中应避光培养? 5、请同学们根据上述过程概括出植物组织培养技
一.植物繁殖新途径
• 1微型繁殖技术
概念:是快速高 效实现种苗繁植 ,培育优良植物 品种的植物组织 培养技术.
特点:
① 繁殖速度快; ②“高保真”(因为是无性繁殖); ③ 不受自然生长季节的限制(因为在
具有一定人工设施的室内生产)。
案例一
生姜是药食两用的经济作物,具 有栽培容易、产量高、价格高等特 点,近年在各地发展很快。但是生 姜在生产上长期采用无性繁殖,容 易感染多种病毒病,使生姜品质变 差,叶子皱缩,生长缓慢,一般减 产30%~50%。
分化程度低 去分化较易 幼芽或幼根?
①适宜温度和无菌 环境。
离体的植物 器官、组织 或细胞
②无机、有机成分
外植体 (分化) 和植物激素(生长
素,细胞分裂素)
脱分化 条件?
特点? 愈伤组织 (未分化)
排列疏松、无规则 高度液泡化
再分化
薄壁细胞
根、芽 (分化) 繁殖速度快
不受季节限制
幼苗无毒
保持优良性状
B.生物体内细胞由于分化全能性不能表达 C.卵细胞和受精卵一样,细胞未分化,全能
性很高 D.植物细胞离体培养在一定条件下能表现出
全能性
探究:影响植物细胞全能性表达的因素
阅读下列有关材料,分析影响植物细胞全能性表达的因素
。
1、在快速繁殖颤杨时,如果将一个枝条平均分成三段,结果发
现,靠近顶端的那一段枝条的侧芽离体培养时繁殖系数高,中间
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。
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合,获得了第一个体细胞杂种 。 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得 了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种——
• 蜜蜂中的雄蜂是由未受精的卵发育来的 单倍体 .
• 多数植物都可通过花药或花粉来获得单 倍体
(花药离体培养) 过程:
2.突变体的利用
突变体产生: 植物组织培养 突变体的利用:筛选对人有利的突变 体培育新品种
3.细胞产物的工厂化生产
种类: 利用的枝术:组织培养 过程:
紫草愈伤组织中提取紫草素的过程 愈伤组织 紫草素
术的流程图,并与同学交流。
想一想
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(适宜的温度、湿度、光照、PH值、无菌条件)
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? 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。
植物的花瓣是怎样长成一株完整完整的植株呢?
植物组织培养的过程
离体的植物
器官、组织 脱分化 愈伤
或细胞
组织
外植体
再分化
根、芽
植物体
植物激素:特别是细胞分裂素、生长素 脱分化: 让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有
的结构和功能而转变成未分化细胞的过程.
愈伤组织: 由一团排列疏松而无规则,高度液泡化的 呈无定形状态的薄壁细胞组成.
植 物 体 细 胞 的 杂 交
人工诱导
植物细胞B
去壁 原生质体B
正在融合的原生质体 再生壁
杂种细胞 脱分化
愈伤组织 再分化
杂种植株
2.1.2植物细胞工程的实际应用
植物组织培养
外植体
离体的植物器官、组织或细胞
过程
脱分化
愈伤组织 再分化
植物激素: 细胞分裂素、生长素
根、芽 小植株
植物组织培养条件:
一定的营养物质、一定 的温度、空气、无菌环境、 适合的PH、适时光照等。
1、定义: 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细
胞,都具有发育成完整个体的潜能。即每 个细胞都具有全能性
2、原因: 生物体的任何一个细胞都包含有该物种所
特有的全套遗传物质,都有发育成为完整 个体所必需的全部基因,从理论上讲,生 物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
3、大小: 受精卵 > 生殖细胞 > 体细胞
植物细胞工程 (2)
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 物技术面世。
克隆牛
专题2 细胞工程
细胞工程
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,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
再分化: 脱分化产生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,这个过程 叫做再分化.
植物细胞工程的基本技术
——植物组织细胞培养技术
植物组织培养的发展简史
1958年Steward和Reinert用胡萝卜根的 愈伤组织诱导成了体细胞胚,并进而获得了 完整植株。
科学研究表明,处于离体状态的植物活 细胞,在一定的营养物质、激素和其他外界条 件的作用下,就可能表现出全能性,发育成完 整的植株。人工条件下实现的这一过程,就是 植物组织培养。
植物组织培养的培养基
• 定义:含有一定营养成分,供组织培养植物 生长的基质
• 无机营养成分:C,H,O大量元素及部分微量 元素
• 有机营养成分 ① 含N物质:包括维生素和氨基酸 ② 碳源:2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂:起支持作用 ④ 生长激素:生长素,细胞分裂素和赤霉素
• PH值:5.0-6.0
(二)、植物组织培养
5、为什么植物的花瓣在植物体内没有能发育成完整 的植株,而是分化成不同的组织器官?
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
在生物体内,在特定的时间和空间条件下,
细胞基因的选择性表达,细胞不能表现出全能
性,而是分化成为不同的组织器官。
细胞的全能性
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。
3、植物细胞能表现出全能性的原因是什么?
生物体的任何一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗 传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因,从 理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。