廣州市第六中學專題2細胞工程——高中生物學選修三主講人：“

中中

”

和

“

華華

”“多莉

”白菜-甘藍（雜種植株）脫毒苗組培苗細胞工程細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學和分子生物學

的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的

操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)

或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。按操作對象分類{

程程工工胞胞細細物物動植2.1.1植物細胞工程的基本技術(shù)2.1植物細胞工程PARTONE植物細胞具有全能性思考：為什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株？一.植物細胞全能性1.概念：

已分化的細胞，仍具有發(fā)育成完整個體的潛能。2.原因：

細胞含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。理論上，植物任何一個細胞都具有發(fā)育成完整植株的潛力，但在個體發(fā)育過程中，細胞并不會表現(xiàn)全能性，而是分化成各種組織

和器官，為何如此？在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會有選擇性地

表達出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官。思考：植物的花瓣是怎樣長成一株完整的植株？相關(guān)概念外植體:植物組織培養(yǎng)中作為離體培養(yǎng)材料的器官或組織的片段。脫分化:已分化的細胞,經(jīng)誘導后,失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成

未分化細胞的過程。愈傷組織:由一團排列疏松而無規(guī)則高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁

細胞組成。再分化:脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個過程叫做再分化。胡蘿卜組織培養(yǎng)外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽植物體二.胡蘿

卜組織培養(yǎng)實驗1.實驗原理植物根、

莖、

葉一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素等條件下

，可以

脫分化

形成

愈傷組織

,將愈傷組織

轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導其

再分化

生成胚狀體或叢芽，進而發(fā)育成完整的小植株。無菌接種

形成愈傷組織切取形成層形成試管苗大田移栽脫分化培養(yǎng)室再分化2.實驗操作過程3.實驗討論①為什么要強調(diào)所用器械滅菌和實驗人員的無菌操作？避免污染的雜菌爭奪營養(yǎng)和產(chǎn)生有害的物質(zhì)。②胡蘿

卜其他部分（如莖、

花）

，是否也能培養(yǎng)成小植株？胡蘿

卜其他部分也能培養(yǎng)形成小植株，只是誘導愈

傷組織比較困難。培養(yǎng)條件①無菌②適宜營養(yǎng)物質(zhì)③適宜溫度、

pH和光照等④植物激素脫分化愈傷組織再分化胚狀體或叢芽證明：分化的植物細胞，仍具有形成完整植株所需要的

全部基因

。排列疏松而無

則，高度液泡化的

呈無定形狀態(tài)的薄

壁細胞。離體植物器官、

組織或細胞（外植體）植物體③請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。三.植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.概念

：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、

組

織、

細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜

的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織、

叢芽，最終形

成完整的植株。2.技術(shù)理論基礎(chǔ)：

植物細胞的全能性3.影響植物組織培養(yǎng)的因素①植物材料選擇：不同植物組織培養(yǎng)難度差別很大，同一植物材

料，其年齡及保存時間長短均會影響實驗結(jié)果。②配置適宜培養(yǎng)基：常用為MS培養(yǎng)基，其主要成分包括：水無機鹽（提供大量元素、

微量元素）有機物（提供蔗糖、

氨基酸、

維生素等）

植物激素用量比例實驗結(jié)果生長素>

細胞分裂素有利于根的分化<使用順序先使用生長素,后使用細胞分裂素先使用細胞分裂素,后使用生長素同時使用實驗結(jié)果有利于細胞分裂,但細胞不分化細胞既分裂也分化分化頻率提高當兩激素同時使用

,

用量比例對植物細胞發(fā)育方向的影響③植物激素中生長素和細胞分裂素的作用④無菌條件，適宜的溫度、

pH、

光照等⑤移栽：試管苗移栽到大田之前,還要進行后期培養(yǎng),等幼苗長壯后再移栽到土壤中。回答下列問題。(1)從步驟S到步驟需要更換新的培養(yǎng)基,其原因是培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過程如圖所示。培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過程如圖所示。(2)步驟

要進行照光培養(yǎng),其作用是

誘導葉綠素的形成,使試管苗能夠進行光合作用

。(3

謝謝大家！2.

1

植物細胞工程2.

1.2植物體細胞雜交技術(shù)廣州市第六中學高二生物科

袁美嬌?這幅番茄

馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎?不能,不同種生物之間存在著生殖

隔離?？茖W家試圖用兩種植物的體細胞雜交,來實現(xiàn)這一美妙的設(shè)想1.兩個不同植物體細胞融合,遇到的第一個障礙是什么?植物細胞細胞壁阻礙著細胞間的雜交。2.如何用溫和的方法除去細胞壁?用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁獲得具有活力的原生質(zhì)體。細胞壁3.原生質(zhì)體如何融合在一起呢?物理法:離心、

振動、電激等化學法:聚乙二醇(PEG)誘導劑為什么兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合,這與細胞膜的什么特性有關(guān)?細胞膜具有一定的流動性馬鈴薯細胞

番茄細胞

去除細胞壁

!

馬鈴薯原生質(zhì)體

番茄原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合

融合的原生質(zhì)體

再生出細胞壁雜種細胞

脫分化愈傷組織

再分化胚狀體雜種植株纖維素酶+果膠酶物理法：電激等化學法：聚乙二醇

融合成功的標志植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)1.概念:將不同種的植物體細胞,在一定條件下融合成雜種細胞

并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。2.理論基礎(chǔ)

:細胞膜具有一定的流動性和細胞的全能性。3.意義

:

克服了遠緣雜交不親和的障礙,拓展了可用于雜交的親本組合范圍?！?.為什么

"番茄馬鈴薯

超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣,地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯?生物基因的表達不是孤立的,

它們之間相互調(diào)控、相互影響,雜種植株細胞中雖具備兩個物種的遺傳物質(zhì)

,但這些遺傳物質(zhì)的

表達受到相互干擾,不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一

樣有序表達。融合的胚胎細胞分裂形成胚胎將胚胎移植到代孕母體的子宮中一

除去細胞壁得

到原生質(zhì)體

動物胚胎細胞培養(yǎng)

電脈沖融合植物材料一

愈傷組織動植物雜交種出生植物細胞組織培養(yǎng)植物體細胞雜交技術(shù)植物細胞工程的實際應(yīng)用植物細胞工程基本技術(shù)植物細胞工程2.隨著科學技術(shù)的進步,人們開始采用dd組織培養(yǎng)繁殖蘭花。其中有人想到利用植物體細胞雜交技術(shù)解決蘭花生根速度慢、幼苗生存能力弱的好辦法,但

操作后得到的韭菜一蘭花n,并沒有預(yù)想中的繁殖容易

,香氣濃郁n

,可培育該雜種植物的過程中,遺傳物質(zhì)的傳遞

不遵循

(遵循/不遵循孟德爾遺傳規(guī)律)。能的原因是

兩個物種之間的基因相互影響,導致某些基因無法正常表達

親本藻優(yōu)勢代謝類型生長速率(g/兒L天)固體培養(yǎng)基上菌落直徑DHA含量(%.)A藻自養(yǎng)0.06小0.7B藻異養(yǎng)0.14大無據(jù)表回答

:(1)選育的融合藻應(yīng)具有A藻

產(chǎn)生DHA、自養(yǎng)特性

與B藻

快速生長

的優(yōu)點。2

3.DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本,利用細胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻。兩種藻特性如下表。親本藻優(yōu)勢代謝類型生長速率(g/L天)固體培養(yǎng)基上菌落直徑DHA含量(%O)A藻自養(yǎng)0.06小0.7B藻異養(yǎng)