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1、专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程所依据的理论基础 植物细胞工程通 常 采 用 的技 术 手 段 植物组织培养 植物体细胞杂交植物细胞的全能性知识框架2.1.1.植物细胞工程的基本技术植物组织培养植物组织培养P33 图2-1一瓣花瓣怎样长成一株完整植株的呢?菊花的组织培养过程：花瓣（离体组织）愈伤组织幼根、芽完整植株脱分化 再分化（1）脱分化：已分化的细胞，经诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成分生状态细胞的过程。（2）愈伤组织：排列疏松而无规则，高度液泡化且无定形状态的薄壁细胞（未分化，具分生能力）（3）再分化：为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株？一、理论基础（1）植物细胞的全能
2、性：具有本物种的全部遗传信息的每个细胞，都具有发育成一个完整个体的潜能已分化的细胞表现为全能性的原因：每个细胞都含有发育成一个完整个体的全部遗传信息（2）在植物体内细胞未表现全能性的原因：在个体发育过程中，基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。植物细胞的全能性1、实验胡萝卜的组织培养（1）植物组织培养的材料：幼嫩的细胞、组织、器官（植物的根尖、茎尖、叶、花药等）（2）条件：离体无菌、无毒的环境适宜的培养基(营养物质和植物激素)适宜的环境条件(温度、pH、光照等)自学讨论：P34（3）概括植物组织培养的一般流程简图：二、植物组织培养技术（最基本的技术）达到无菌要求采取的方法：操作人员：酒
3、精棉球擦手消毒、无菌操作操作器械：超净工作台、无菌滤纸、瓷砖、解剖刀、培养瓶进行消毒外植体：酒精消毒无菌水冲洗次氯酸钠处理无菌水冲洗培养基杀菌:植物组织培养的培养基成分:无机营养成分：矿质元素有机营养成分：碳源：蔗糖 含N物质：包括维生素和某些 有机添加物植物激素：生长素、细胞分裂素等琼脂：起支持作用，凝固剂培养基：用流程简图的形式表示植物组织培养一般过程：2、植物组织培养的概念：P363、理论基础：植物细胞的全能性完整植株离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织幼根、芽脱分化再分化胚状体再分化生长发育营养物质、激素激素、光照三、植物体细胞杂交技术番茄 马铃薯理想植株1、植物体细胞杂交过程(1)(1
4、)(2)(3)(4)(5)(1)去壁，获得原生质体(2)诱导原生质体融合(3)再生细胞壁（杂种细胞形成的标志）(4)（5）植物组织培养（脱分化、再分化）去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）诱导原生质体融合方法：新细胞壁的形成植物体细胞杂交完成的标志：杂种植株的形成杂种细胞形成的标志：4、植物体细胞杂交优点？与有性杂交相比，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。番茄-马铃薯理想植株目前还不能让杂种植物完全按照人们的需要表达亲本的优良性状如：番茄-马铃薯5、尚未解决的问题？2、植物体细胞杂交概念？3、理论基础：植物细胞的全能性、细胞膜的流动
5、性白菜甘蓝2.利用多倍体育种能获得这种白菜-甘蓝吗？怎样获得？2N=142N=141.植物体细胞杂交得到的白菜甘蓝是几倍体、几个染色体组、多少染色体，是否可育？是四倍体、四个染色体组、28条染色体、可育能，先让两者进行有性杂交，对杂交所得种子在萌发成幼苗时，用秋水仙素处理，使其染色体加倍，恢复育性。思考：用流程简图的形式表示植物组织培养一般过程：理论基础：植物细胞的全能性完整植株离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织幼根、芽脱分化再分化胚状体再分化生长发育营养物质、激素激素、光照2.1.2.植物细胞工程的实际应用（一）植物繁殖新途径（二）作物的新品种培育（三）细胞产物的工厂化生产1、微型繁殖一、植
6、物繁殖新途径：繁殖速度快；保持优良品种的遗传特性;因为是（无性繁殖）；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）。与传统繁殖技术相比，有何特点？2、作物脱毒（培育无病毒植株）作物脱毒材料及原因:茎尖或根尖细胞这些部位含病毒极少，甚至无病毒。脱毒方法？用分生区细胞进行组织培养获得大量的脱毒苗3、神奇的人工种子 通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。组成：人工种皮 胚状体、不定芽、顶芽和腋芽 人工胚乳（人工胚乳中加入适量的无机盐、碳水化合物和蛋白质；另外还有农药、抗生素、有益菌等）优点后代无性状分离，保持
7、优良特性不受季节、气候和地域的限制易于储藏和运输1、单倍体育种选择亲本有性杂交F1代单倍体植 株诱 导染色体加倍可 育纯合子选择所需类型u 优点明显缩短育种年限，加速育种进程后代都是纯合子，能稳定遗传花粉离体培养二、作物的新品种培育在植物组织培养的过程中，由于培养的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（如射线、化学物质等）的影响而产生突变。（2）突变体的利用：2.突变体的利用筛选对人们有利突变体,进而培育新品种（1）突变体的产生比较：单倍体育种：突变体的利用：植物体细胞杂交育种优点：育种原理：优点：育种原理：优点：育种原理：明显缩短育种年限染色体变异能够产生新性状基因突变克服远缘杂交不亲和障碍染色体变异三、细胞产物的工厂化生产(1)种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.(2)技术:植物的组织培养.植物细胞培养默写：1.植物细胞的全能性：已分化的细胞表现全能性的原因：2.植物组织培养的过程：原理：3.植物体细胞杂交过程：原理:优点:4.微型繁殖的优点：5.作物脱毒方法：6.人工种子的组成：