专题2细胞工程教学课件.ppt

1、专题专题2 2 细胞工程细胞工程第1页，共34页。20192019年年7 7月月5 5日日,世界上第一只体细胞克隆动物世界上第一只体细胞克隆动物-克隆羊克隆羊多利多利诞生于英国诞生于英国.这样的生物技术属于何种生物工程？这样的生物技术属于何种生物工程？细胞工程细胞工程第2页，共34页。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生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，通过物学的原理和方法，通过细胞水平细胞水平或或细胞器细胞器水平水平上的操作，按照人们的意愿来上的操作，按照人们的意愿来改变改变细胞细胞内内的的遗传物质遗传物质或或获得细胞产品获得细胞产品的一门综合科的一门综合科学技术。学技术。什

2、么叫细胞工程？什么叫细胞工程？第3页，共34页。2.1植物细胞工程植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术第4页，共34页。利用菊花花瓣培养的菊花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？为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢？第5页，共34页。一一 细胞的全能性细胞的全能性1 1什么是细胞的全能性？什么是细胞的全能性？2 2为什么细胞具有全能性？为什么细胞具有全能性？3 3菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，菊花体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？而是分化成不同的组织器官？4.4.所有细胞的全能性都一样吗？

3、所有细胞的全能性都一样吗？第6页，共34页。一一 细胞的全能性细胞的全能性1 1、概念、概念：生物体的细胞具有使后代细胞发育：生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能的特性。成完整个体的潜能的特性。2 2、原因、原因：生物体的每一个细胞都含本物种的生物体的每一个细胞都含本物种的全套遗传物质全套遗传物质，都有发育成完整个体，都有发育成完整个体的的全套基因全套基因。3 、在生物体内，由于在生物体内，由于基因的选择性表基因的选择性表 达达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。组织器官。1 1）受精卵）受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞*4

4、4、全能性的比较全能性的比较2 2）植物细胞全能性一般比动物细胞强）植物细胞全能性一般比动物细胞强第7页，共34页。利用菊花花瓣培养的菊花利用菊花花瓣培养的菊花植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？植物的花瓣是怎样长成一株完整植株的呢？第8页，共34页。菊花菊花花瓣花瓣愈伤愈伤组织组织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化由高度分化的植物器官、由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组组织或细胞产生愈伤组织的过程织的过程愈伤组织重新分化愈伤组织重新分化成根或芽等器官的成根或芽等器官的过程过程离体的植物器官、组织或细胞，离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段间以后，通过细胞分在培养一段间以后

5、，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化无定形裂，形成一种高度液泡化无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。规则的组织。第9页，共34页。要把一块组织通过培养得到一株完整植株,应该如何操作呢?第10页，共34页。切取切取形成层形成层无菌接无菌接种种诱导愈伤织诱导愈伤织的形成的形成试管苗的形成试管苗的形成培养室培养室移栽移栽脱分化脱分化再分化再分化第11页，共34页。1.1.植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？2.2.在植物组织培养过程中，为什么要进在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌行一系列的消毒

6、，灭菌，并且要求无菌操作？操作？离体、一定的营养物质、激素离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件和其他外界条件避免杂菌在上面迅速生长而危害避免杂菌在上面迅速生长而危害培养物的生长。培养物的生长。想一想想一想第12页，共34页。离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化2、过程、过程第13页，共34页。植物组织培养就是在植物组织培养就是在无菌无菌和和人工控制人工控制条条件下，将件下，将离体离体的植物器官、组织、细胞，的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制

7、的培养基上，给予培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培适宜的培养条件养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。终形成完整的植株。二、植物组织培养二、植物组织培养1 1、概念、概念第14页，共34页。1、若用、若用“”表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答：（1）表示表示 ，能被培养成为能被培养成为的根本原因是的根本原因是（2）表示表示 ，脱分化脱分化再分化再分化第15页，共34页。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术番茄番茄马铃薯马铃薯第16页，共34页。不能。不能。因因为不同种生物之间存在着为不同种生物之间存在着生殖隔

8、离生殖隔离，所以用传统的，所以用传统的有性杂交方法是不可能做有性杂交方法是不可能做到这一点的。到这一点的。于是，科学家试图用这两种植物的体细胞进行于是，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。杂交，来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？理想图理想图第17页，共34页。将将不同种的不同种的植物植物体细胞体细胞，在一定条件，在一定条件下下融合成杂种细胞融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育，并把杂种细胞培育成成新的植物体新的植物体的技术。的技术。1

9、 1、概念、概念第18页，共34页。1 1你认为两个来自不同植物的体细胞完成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？融合，遇到的第一个障碍是什么？2 2有没有一种温和的去壁方法呢？有没有一种温和的去壁方法呢？3 3为什么两个原生质体能发生融合，这与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？细胞膜的什么特性有关？4 4如果两个来源不同的原生质体发生了融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？合，下一步该做何处理？5 5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？请思考：请思考：第19页，共34页。第20页，共34页。植物细胞植

10、物细胞A A植物细胞植物细胞B B原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合正在融合的正在融合的原生质体原生质体再生出细胞壁杂种细胞杂种细胞愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去细胞壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶物理方法物理方法化学方法：化学方法：离心离心振动振动电刺激电刺激聚乙二醇聚乙二醇细胞分裂植物组织培养植物细胞融合植物细胞融合酶解法人工诱导方法2 2、过过程程第21页，共34页。杂杂种种植植株株融合的融合的原生质原生质体体ABAB再再生生出出细细胞胞壁壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化过程过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养植物细胞植物细胞A原生质

11、体原生质体B原生质体原生质体A杂种杂种细胞细胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工诱诱导导方法？方法？促进融合的促进融合的方法？方法？融合融合完成完成的的标志标志植物细胞植物细胞B二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术第22页，共34页。利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合利用电激发将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合第23页，共34页。3、意义克服不同生物远缘杂交的障碍，出克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种现自然界没有的新品种。第24页，共34页。第25页，共34页。4.4.未解决的问题：未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代

12、的优良。需要表现出亲代的优良。第26页，共34页。为什么为什么“番茄番茄马铃薯马铃薯”超级杂种植株没有如科学超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，间是相互调控、相互影响的，马铃薯马铃薯番茄杂交植株的番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有

13、序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。地下结马铃薯。第27页，共34页。植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属所属范畴范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持优良性状繁殖速度快、大规模生产繁殖速度快、大规模生产提高经济效益提高经济效益杂交技术应用了组织培养杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交的克服不同种生物远源杂交的障碍障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养膜流动性膜流动性细胞全能性细胞全能性染

14、色体变异、基因重组染色体变异、基因重组第28页，共34页。1 1、不能人工诱导原生质体融合的方法是、不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A A、振动、振动 B B、电刺激、电刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重压、重压2 2、植物细胞融合完成的标志的是（、植物细胞融合完成的标志的是（）A A、产生新的细胞壁、产生新的细胞壁 B B、细胞膜发生融合、细胞膜发生融合C C、细胞质发生融合、细胞质发生融合 D D、细胞核发生融合、细胞核发生融合A AD D第29页，共34页。1、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：、下列有关细胞全能性的含义，正确的是：()A、每个生物体内的所有细胞都具有相同

15、的功能、每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能、生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜、生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能能 D、生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、衰老、死亡的全过程老、死亡的全过程 C 第30页，共34页。2、有关全能性的表述中，不正确的是（、有关全能性的表述中，不正确的是（）受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高整个体，因此全能性最高 生

16、物体内细胞由于分化全能性不能表达生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性全能性C第31页，共34页。3.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，下列哪一化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（项条件是不需要的（）A.消毒灭菌消毒灭菌B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C第32页，共34页。4.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（植株，不需要（）A.具有完整细胞核的细胞具有完整细胞核的细胞B.离体状态离体状态C.导入外源基因导入外源基因D.一定的营养物质和激素一定的营养物质和激素C第33页，共34页。谢谢！谢谢！第34页，共34页。