植物细胞工程—.pptx

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1、植物分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至没有病毒。通过茎尖组织培养可以获得无病毒的脱毒苗。以植物组织培养得到胚状体、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。反用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称植物的微型繁殖技术或快速繁殖技术第1页/共46页第2页/共46页快速繁殖（微型繁殖技术）实现工厂化育苗快速繁殖（微型繁殖技术）实现工厂化育苗特点：特点：繁殖快，性状稳定，整齐一致，无病虫害，繁殖快，性状稳定，整齐一致，无病虫害，周期短，全年生产。周期短，全年生产。第3页/共46页1.单倍体育种2.突变体的利用 由于培养的组织细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的

2、影响而产生突变。从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后即可获得稳定遗传的优良品种。第4页/共46页PP YYRRYYRR（黄圆）（黄圆）yyrr(yyrr(绿皱绿皱)配子配子YRYRyryrFF1 1YyRrYyRr（黄圆）（黄圆）配子配子 YRYRYrYryRyryRyr花药离花药离花药离花药离体培养体培养体培养体培养单倍体幼苗单倍体幼苗单倍体幼苗单倍体幼苗 YRYRYrYryRyRyryr秋水仙秋水仙秋水仙秋水仙素处理素处理素处理素处理 F F2 2YYRRYYRR YYrrYYrryyRRyyRR yyrryyr

3、r（黄圆）（黄圆）（黄皱）（黄皱）（绿圆）（绿圆）（绿皱）（绿皱）第5页/共46页第6页/共46页 利用人参细胞生产利用人参细胞生产人参皂甙。人参皂甙。用组织培养技术生用组织培养技术生产的人参生长速度比栽产的人参生长速度比栽培人参快培人参快100100倍以上。倍以上。第7页/共46页第8页/共46页（04040404江江江江苏苏苏苏）（8 8 8 8分分分分）紫紫紫紫草草草草素素素素是是是是紫紫紫紫草草草草细细细细胞胞胞胞的的的的代代代代谢谢谢谢产产产产物物物物，可可可可作作作作为为为为生生生生产产产产治治治治疗疗疗疗烫烫烫烫伤伤伤伤药药药药物物物物的的的的原原原原料料料料。用用用用组组组组织

4、织织织培培培培养养养养技技技技术术术术可可可可以以以以在在在在生生生生物物物物反反反反应应应应器器器器中中中中通通通通过过过过培培培培养养养养紫紫紫紫草草草草细细细细胞胞胞胞生生生生产产产产紫紫紫紫草草草草素素素素。下下下下图图图图记记记记录录录录了了了了生生生生物物物物反反反反应应应应器器器器中中中中紫紫紫紫草草草草细细细细胞胞胞胞产产产产量量量量、紫紫紫紫草素产量随培养时间发生的变化。草素产量随培养时间发生的变化。草素产量随培养时间发生的变化。草素产量随培养时间发生的变化。（1 1 1 1）在生产前，需先加入紫草）在生产前，需先加入紫草）在生产前，需先加入紫草）在生产前，需先加入紫草细胞作

5、为反应器中的细胞作为反应器中的细胞作为反应器中的细胞作为反应器中的“种子种子种子种子”。这些这些这些这些“种子种子种子种子”是应用组织培养技术，是应用组织培养技术，是应用组织培养技术，是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过将紫草叶肉细胞经过将紫草叶肉细胞经过将紫草叶肉细胞经过_ _ _ _ 而获而获而获而获得的。这项技术的理论基础是：得的。这项技术的理论基础是：得的。这项技术的理论基础是：得的。这项技术的理论基础是：（2 2 2 2）从从从从图图图图中中中中可可可可以以以以看看看看出出出出：反反反反应应应应器器器器中中中中紫紫紫紫草草草草细细细细胞胞胞胞的的的的生生生生长长长长呈呈呈呈现现现现

6、 规规规规律律律律；影响紫草素产量的因素是影响紫草素产量的因素是影响紫草素产量的因素是影响紫草素产量的因素是_ _ _ _ 和和和和 。（3 3 3 3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是：。脱分化脱分化脱分化脱分化细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性细胞的全能性S S S S型增长型增长型增长型增长细胞数量细胞数量细胞数量细胞数量 细胞所处的生长期细胞所处的生长期细胞所处的生长期细胞所处的生长期保证氧气供应充足保证氧气供应

7、充足保证氧气供应充足保证氧气供应充足_ _ _ _和和和和_ _ _ _使细胞与培养液充分接触使细胞与培养液充分接触使细胞与培养液充分接触使细胞与培养液充分接触第9页/共46页植物细胞工程的实际应用：植物繁殖的新途径 微型繁殖（快速繁殖技术）作物脱毒人工种子培育作物新品种 单倍体育种 突变体的利用工业化生产细胞产物第10页/共46页1.1.在离体的植物器官、组织或细胞脱分在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的？条件是不需要的？（）A.A.适宜的营养物质适宜的营养物质 B.B.适宜的温度适宜的温度C.C.消毒灭菌消毒灭菌

8、 D.D.适宜浓度的生长激素适宜浓度的生长激素D第11页/共46页2.2.某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整的植株。进行行离体培养，发育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的离体培养时不应采用该植株的 （）A.A.茎尖茎尖 B.B.子房壁子房壁 C.C.叶片叶片 D.D.花粉粒花粉粒D第12页/共46页3.3.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器

9、官，是因为：是分化为不同的组织、器官，是因为：A.A.细胞丧失了全能性；细胞丧失了全能性；B.B.基因的表达是有选择性的；基因的表达是有选择性的；C.C.不同的细胞内基因不完全相同；不同的细胞内基因不完全相同；D.D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发在个体发育的不同时期，细胞内的基因发 生了变化。生了变化。B第13页/共46页4.植物体细胞杂交尚未解决的问题有：A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；B将杂种细胞培育成植株；C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状；D尚未培育出属间杂种植物。C第14页/共46页5.5.植物组织培养依据的原理，培养过程的顺序及诱植物组织培养依据的原理，培

10、养过程的顺序及诱导的植物激素分别是导的植物激素分别是 （）体细胞全能性体细胞全能性 离体植物器官，组织或细胞离体植物器官，组织或细胞 根，芽根，芽 生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯生长素和乙烯 愈伤组织愈伤组织 再分化再分化 脱分化脱分化 植物体植物体A.B.A.B.C.C.D.D.A第15页/共46页6.6.用用高高度度分分化化的的植植物物细细胞胞、组组织织和和器器官官进进行行组组织织培培养养可可以以形形成成愈愈伤伤组组织织，下下列列叙叙述述错错误误的是的是（）A.A.该该愈愈伤伤组组织织是是细细胞胞经经过过脱脱分分化化和和分分裂裂形形成成的的B.B.该愈伤组织的细胞没有全

11、能性该愈伤组织的细胞没有全能性C.C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D.D.该该愈愈伤伤组组织织可可以以形形成成具具有有生生根根发发芽芽能能力力的的胚状结构胚状结构B第16页/共46页7.7.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要株，需要 （多选）（多选）（）A.A.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞 B.B.离体状态离体状态 C.C.导入外源基因导入外源基因 D.D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素ABD第17页/共46页8.8.甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。

12、目前生产上采用茎尖分生组织离体退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的的 （）A.A.有丝分裂有丝分裂 B.B.分化分化 C.C.减数分裂减数分裂 D.D.全能性全能性C第18页/共46页9.9.现现有有甲甲、乙乙两两个个烟烟草草品品种种（2n2n4848），其其基基因因型型分分别别为为aaBBaaBB和和AAbbAAbb，这这两两对对基基因因位位于于非非同同源源染染色色体体上上，且

13、且在在光光照照强强度度大大于于800800勒勒克克司司时时，都都不不能能生生长长，这这是是由由于于它它们们中中的的一一对对隐隐性性纯纯合合基基因因（aaaa或或bbbb）作作用用的的结结果果。取取甲甲乙乙两两品品种种的的花花粉粉分分别别培培养养成成植植株株，将将它它们们的的叶叶肉肉细细胞胞制制成成原原生生质质体体，并并将将两两者者相相混混，使使之之融融合合，诱诱导导产产生生细细胞胞团团。然然后后，放放到到大大于于800800勒勒克克司司光光照照下下培培养养，结结果果有有的的细细胞胞团团不不能能分分化化，有有的能分化发育成植株。请回答下列问题：的能分化发育成植株。请回答下列问题：AbaB甲、乙两

14、烟草品种花粉的基因型分别为甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为 和和和和 。第19页/共46页在细胞融合技术中，常用的促融剂是在细胞融合技术中，常用的促融剂是 。细胞融合后诱导产生的细胞团叫细胞融合后诱导产生的细胞团叫 。聚乙二醇聚乙二醇愈伤组织愈伤组织在在大大于于800800勒勒克克司司光光照照下下培培养养，有有 种种细细胞胞团团不不能能分分化化；能能分分化化的的细细胞胞团团是是由由 的的原原生生质质体体融融合合来来的的（这这里里只只考考虑虑2 2个个原原生生质质体体的的相相互互融融合合）。由由该该细细胞胞团团分分化化发发育育

15、成成的的植植株株，其其染染色色体体数数是是 ，基基因因型型是是 。该该植植株株自自交交后后代代中中，在在大大于于800800勒勒克克司司光光照照下下，出出现现不不能能生生长长的的植植株的概率是株的概率是 。2甲甲、乙乙48AaBb7/16将叶肉细胞制成原生质体时，使用将叶肉细胞制成原生质体时，使用将叶肉细胞制成原生质体时，使用将叶肉细胞制成原生质体时，使用 破除细破除细破除细破除细胞壁。胞壁。胞壁。胞壁。纤维素酶纤维素酶纤维素酶纤维素酶（或果胶酶）（或果胶酶）（或果胶酶）（或果胶酶）第20页/共46页 补充知识补充知识什么是克隆什么是克隆 无性繁殖的英文名称叫“Clone”，音译为“克隆”。实

16、际上，英文的“Clone”起源于希腊文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插条”繁殖。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡来自一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。第21页/共46页 补充知识补充知识什么是克隆什么是克隆 一个细菌经过20分钟左右就可一分为二；一根葡萄枝切成十段就可能变成十株葡萄；仙人掌切成几块，每块落地就生根；一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐茎，一年内就能长出数百株草莓苗凡此种种，都是生物靠自身的一分为二或自身的一小部分的扩大来繁衍后代，这就是无性繁殖。第22页/共46页水螅水螅酵母菌酵

17、母菌第23页/共46页草霉草霉营养生殖营养生殖 马铃薯马铃薯落地生根落地生根 第24页/共46页受精卵受精卵胚胎胚胎幼儿幼儿精子精子卵细胞卵细胞有有性性生生殖殖 第25页/共46页花药花药（花粉产生精子）（花粉产生精子）（内有卵细胞）（内有卵细胞）有有性性生生殖殖 第26页/共46页 只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的只要不通过两个分子、两个细胞或两个个体的结合，结合，而只由一个模板分子、母细胞或母体直接形而只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代分子、细胞或个体，就是无性繁殖，即克成新一代分子、细胞或个体，就是无性繁殖，即克隆（隆（clone)clone)。克隆克隆无性繁殖系无性繁

18、殖系 从从一个共同的祖先一个共同的祖先通过通过无性繁殖无性繁殖的方法繁殖出的方法繁殖出来的来的一群遗传特征相同一群遗传特征相同的的DNADNA分子、细胞或个体分子、细胞或个体。克隆技术一般是指从众多的基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的技术操作。第27页/共46页基因克隆：基因克隆：属于分子水平上的克隆，是指某种目的基因的属于分子水平上的克隆，是指某种目的基因的复制、分离的过程。复制、分离的过程。用限制酶切割某个用限制酶切割某个DNADNA分子（目的基因），把分子（目的基因），把它和用同种限制酶切割出来的末端匹配的载体分子它和用同种限制酶切割出来的末端匹配的载体分子进

19、行重组，再把重组进行重组，再把重组DNADNA导入特定的宿主细胞（如导入特定的宿主细胞（如细菌），在被转化的宿主细胞中随着重组载体复制细菌），在被转化的宿主细胞中随着重组载体复制产生大量的目的基因产生大量的目的基因DNADNA克隆。克隆。第28页/共46页3.3.细胞克隆：细胞克隆：属于属于细胞水平细胞水平上的克隆，是由单个细胞获得上的克隆，是由单个细胞获得细胞群体细胞群体的过程。的过程。把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，叫做克隆培使之繁衍成一个新的细胞群体的技术，叫做克隆培养法或细胞克隆。养法或细胞克隆。例如由一个细

20、菌通过二分裂繁殖出千上万个和它一模一样的细菌群菌落的过程也称为微生物克隆。再如由B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合形成的杂交瘤细胞通过细胞分裂形成杂交瘤细胞系的过程第29页/共46页4.4.个体水平克隆：个体水平克隆：通过单个细胞，特别是来自特定个体的单个体通过单个细胞，特别是来自特定个体的单个体细胞进行无性繁殖，从而产生新个体的过程。细胞进行无性繁殖，从而产生新个体的过程。利用植物组织培养形成的整体植株的过程。利用植物组织培养形成的整体植株的过程。利用细胞核移植法获得的利用细胞核移植法获得的“多利羊多利羊”、克隆牛、克隆牛、克隆猴、克隆鼠、克隆兔、克隆鱼等。克隆猴、克隆鼠、克隆兔、克隆鱼等。克隆动物

21、就是不经过生殖细胞的结合（受精），克隆动物就是不经过生殖细胞的结合（受精），而直接由体细胞获得新的个体。而直接由体细胞获得新的个体。第30页/共46页5.生物克隆需要的基本条件：生物克隆需要的基本条件：具有包含本物种完整基因组的细胞核的活细胞具有包含本物种完整基因组的细胞核的活细胞（如乳腺上皮细胞）；（如乳腺上皮细胞）；能有效调控细胞核发育的细胞质物质能有效调控细胞核发育的细胞质物质（如去核卵的细胞质）；（如去核卵的细胞质）；完成胚胎发育的必要的环境条件完成胚胎发育的必要的环境条件（如诱导核（如诱导核质重组细胞生长、分化的实验条件和质重组细胞生长、分化的实验条件和怀胎母体的子宫环境）。怀胎母体

22、的子宫环境）。第31页/共46页6.6.属于属于“克隆克隆”的生物技术的生物技术营养生殖（扦插、嫁接）营养生殖（扦插、嫁接）植物组织培养植物组织培养动物细胞培养动物细胞培养动物个体的克隆（动物个体的克隆（体细胞核移植体细胞核移植和和胚胎分胚胎分割移植割移植产生基因型完全相同的群体）产生基因型完全相同的群体）生产单克隆抗体的杂交瘤细胞系生产单克隆抗体的杂交瘤细胞系DNADNA扩增扩增第32页/共46页1.植物体细胞融合完成的标志是 （）A.产生新的细胞壁 B.细胞膜发生融合 C.细胞质发生融合 D.细胞核发生融合2.可以成为植物组织培养条件的是 （）二氧化碳 有机物 生长素 细胞分裂素 水 矿质

23、元素 A.B.C.D.AC第33页/共46页3.愈伤组织是一类A.高度渡泡化呈无定形的具有分生能力的薄壁细胞B.排列紧密呈正方形的一群薄壁细胞C.具有特定的结构和功能的植物组织D.经细胞再分化产生的具有分生能力的薄壁细胞A4.植物体细胞杂交的目的中，错误的是 （）A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.克服远缘杂交不亲和的障碍C.获得杂种植株 D.实现原生质体的融合D第34页/共46页5.下列哪一项属于克隆？()A、将鸡的某个DNA片段整合到小鼠的DNA分子中 B、将抗药菌的某基因引人草履虫的细胞内 C、将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 D、将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成

24、一个细胞系 D第35页/共46页1.什么是细胞的全能性？已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。潜能。2.萝卜根细胞培养产生出完整植株，以及克隆羊“多利”诞生各说明什么?高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的能力，高度特化的动物细胞的细胞核仍然有全能的能力，高度特化的动物细胞的细胞核仍然有全能性。性。3.在什么条件下，植物的器官、组织或细胞可以被培养成完整的植物体？（一).细胞的全能性第36页/共46页 当已经分化的植物器官、组织或细胞脱离母体当已经分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、

25、激素等外界条件作用下脱后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下脱分化形成愈伤组织，继而在植物激素等诱导下发生分化形成愈伤组织，继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达出全能性。再分化，才能表达出全能性。(二）植物组织培养1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？2.离体的器官和组织如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植株？3.决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么4.愈伤组织培养过程中，为什么要进行一系列消毒和灭菌，且求无菌操作?第37页/共46页两个不同植物的体细胞完全融合，要过的第一关是什么？怎样去除细胞壁？酶解法去壁（纤维素酶、果胶酶）酶解法去壁（纤维素酶、果胶酶）怎样使两个不同

26、的原生质体发生融合？人工诱导人工诱导 融合的方法融合的方法化学法：聚乙二醇化学法：聚乙二醇物理法物理法离心离心振动振动电激电激第38页/共46页发生融合的原生质体还应该怎样处理才能发生融合的原生质体还应该怎样处理才能得到完整的杂种植物细胞？得到完整的杂种植物细胞？再生壁再生壁如何将杂种细胞培育成杂种植株？如何将杂种细胞培育成杂种植株？脱分化、再分化脱分化、再分化第39页/共46页5.5.植物组织培养的原理：植物组织培养的原理：植物细胞的全能性植物细胞的全能性6.6.长期培养中培养物胚胎发生和器官形成能力下降长期培养中培养物胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因：的可能原因：染色体畸变、细胞核变异

27、或非整倍体产生等，染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，而且不可逆。而且不可逆。细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变源生长物质的敏感性发生改变 随着时间的推移，由于其他各种原因产生了随着时间的推移，由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系。缺乏成胚性的细胞系。第40页/共46页1.1.有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是不正确的是 A A已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程成未分化的细胞的过程 B B已经分

28、化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程细胞，进而形成植物的愈伤组织的过程 C C离体的植物组织在一定的培养条件下的分化出离体的植物组织在一定的培养条件下的分化出根和芽的过程根和芽的过程 D D离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导中必须经过有关激素的诱导C第41页/共46页42.在细胞工程原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：A.皱缩 B.胀破

29、C.呈球形 D.保持原状B第42页/共46页5.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是 A选择优良品种进行杂交 B进行远缘植物体细胞杂交 C利用芽体进行组织培养 D人工诱导基因突变CC第43页/共46页3.下列能使烟草、大豆的原生质体发生融合的是下列能使烟草、大豆的原生质体发生融合的是 A硫酸二乙酯硫酸二乙酯 B亚硝酸亚硝酸 C振动振动 D紫外线紫外线4.将烟草和大豆的原生质体混合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁，这时，在细胞混合物中，可用显微镜观察到的细胞有烟草一大豆杂种细胞 烟草细胞 大豆细胞烟草烟草细胞 大豆大豆细胞 A B C DCD第44页/共46页5.在植物组织培养过程中，当培养基中添加的生长在植物组织培养过程中，当培养基中添加的生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织 A脱分化和愈伤组织的形成脱分化和愈伤组织的形成 B脱分化和根原基的形成脱分化和根原基的形成 C再分化和根原基的形成再分化和根原基的形成 D再分化和芽原基的形成再分化和芽原基的形成B第45页/共46页感谢您的观看。第46页/共46页