植物细胞工程(中国药科大学讲义生物工程所有课件)
合集下载
植物细胞工程25687 PPT课件
细胞工程
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，通过细胞水平或细胞器 水平上的操作，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 学技术。
植物组织培养 植物细胞工程 植物体细胞杂交 细胞工程 动物细胞培养 动物细胞工程 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体
诱变育种
3、微型繁殖
激素杠杆
细胞分 裂素
诱导再分化和 芽原基的形成 诱导愈伤组 织的形成 要牢记
生长素
诱导脱分化和 根原基的形成
过程
单倍体育种
个 减数 体 分裂
花药离 体培养 花粉 单倍体 植物 植株
秋水仙素处
理
正常植株 染色体 （纯合体） 加倍
选择新植株
（新品种）
组织 培养
பைடு நூலகம்
1、植物的胚状体属于 繁殖。培育胚状体利用 生物技术。 2、该技术的成功应用，反映了细胞的 性。 由人工种子萌发出的植株是否可育？ 人工种子的研究的意义？
8、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；酶 解法
（2）聚乙二醇（PEG）；诱导不同植物体细胞的原 生质体融合
（3）植物组织培养；脱分化；再分化 （4）远缘杂交亲本的遗传特征；杂种植株获得双亲 的遗传物质 （5）四 （6）可育，不能因为不同种生物之间存在生殖隔离； 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围
四、植物组织培养概念：
植物体细胞杂交技术
一、概念
原理
植 物 体 细 胞 杂 交
植物细胞融合
细胞膜的流动性
原理
植物组织培养
细胞的全能性
原理
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程 图
1、去除细胞壁的方法
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，通过细胞水平或细胞器 水平上的操作，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 学技术。
植物组织培养 植物细胞工程 植物体细胞杂交 细胞工程 动物细胞培养 动物细胞工程 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体
诱变育种
3、微型繁殖
激素杠杆
细胞分 裂素
诱导再分化和 芽原基的形成 诱导愈伤组 织的形成 要牢记
生长素
诱导脱分化和 根原基的形成
过程
单倍体育种
个 减数 体 分裂
花药离 体培养 花粉 单倍体 植物 植株
秋水仙素处
理
正常植株 染色体 （纯合体） 加倍
选择新植株
（新品种）
组织 培养
பைடு நூலகம்
1、植物的胚状体属于 繁殖。培育胚状体利用 生物技术。 2、该技术的成功应用，反映了细胞的 性。 由人工种子萌发出的植株是否可育？ 人工种子的研究的意义？
8、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；酶 解法
（2）聚乙二醇（PEG）；诱导不同植物体细胞的原 生质体融合
（3）植物组织培养；脱分化；再分化 （4）远缘杂交亲本的遗传特征；杂种植株获得双亲 的遗传物质 （5）四 （6）可育，不能因为不同种生物之间存在生殖隔离； 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围
四、植物组织培养概念：
植物体细胞杂交技术
一、概念
原理
植 物 体 细 胞 杂 交
植物细胞融合
细胞膜的流动性
原理
植物组织培养
细胞的全能性
原理
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程 图
1、去除细胞壁的方法
植物细胞工程(中国药科大学生物工程所有课件)
物的规模化生产。
如何提高植物细胞工程的效率与效益
优化培养条件
通过优化培养基组成、气体交换、光照、温度等培养条件，提高 植物细胞生长和代谢的效率。
基因工程技术的应用
利用基因工程技术对植物细胞进行遗传改良，提高其生长速度、次 生代谢产物产量和品质。
生物反应器的设计优化
通过改进生物反应器的设计，提高细胞培养的密度、产物产量和分 离纯化效率。
诱导分化与植株再生
在适宜的条件下，诱导细胞分 化形成器官和组织，最终发育
成完整的植株。
植物细胞培养的常见问题与解决方案
污染问题
染色体变异
培养过程中可能出现的污染包括细菌、 霉菌等，解决方法包括严格控制无菌 操作、定期更换培养基等。
长期培养的植物细胞可能出现染色体 变异的现象，解决方法包括选择适当 的培养条件、采用低温保存等。
植物细胞工程(中国药科大学生 物工程所有课件)
目录
CONTENTS
• 植物细胞工程概述 • 植物细胞培养技术 • 植物基因工程在细胞培养中的应用 • 植物细胞工程在药物开发中的应用 • 植物细胞工程的前沿技术与发展趋势
01
CHAPTER
植物细胞工程概述
植物细胞工程的定义与特点
植物细胞工程定义
植物细胞工程是一门利用植物细胞进 行遗传操作和发育控制的生物工程技 术。
培养基成分
植物细胞培养需要含有糖、维生素、 氨基酸、无机盐、植物生长调节物 质等营养成分的培养基。
植物细胞培养的流程与操作
细胞分离
从植物组织中分离出细胞，常 用的方法有酶解法、机械法等
。
细胞筛选与培养
将分离出的细胞进行筛选，选 择具有生长优势的细胞系进行 培养。
细胞扩大培养
如何提高植物细胞工程的效率与效益
优化培养条件
通过优化培养基组成、气体交换、光照、温度等培养条件，提高 植物细胞生长和代谢的效率。
基因工程技术的应用
利用基因工程技术对植物细胞进行遗传改良，提高其生长速度、次 生代谢产物产量和品质。
生物反应器的设计优化
通过改进生物反应器的设计，提高细胞培养的密度、产物产量和分 离纯化效率。
诱导分化与植株再生
在适宜的条件下，诱导细胞分 化形成器官和组织，最终发育
成完整的植株。
植物细胞培养的常见问题与解决方案
污染问题
染色体变异
培养过程中可能出现的污染包括细菌、 霉菌等，解决方法包括严格控制无菌 操作、定期更换培养基等。
长期培养的植物细胞可能出现染色体 变异的现象，解决方法包括选择适当 的培养条件、采用低温保存等。
植物细胞工程(中国药科大学生 物工程所有课件)
目录
CONTENTS
• 植物细胞工程概述 • 植物细胞培养技术 • 植物基因工程在细胞培养中的应用 • 植物细胞工程在药物开发中的应用 • 植物细胞工程的前沿技术与发展趋势
01
CHAPTER
植物细胞工程概述
植物细胞工程的定义与特点
植物细胞工程定义
植物细胞工程是一门利用植物细胞进 行遗传操作和发育控制的生物工程技 术。
培养基成分
植物细胞培养需要含有糖、维生素、 氨基酸、无机盐、植物生长调节物 质等营养成分的培养基。
植物细胞培养的流程与操作
细胞分离
从植物组织中分离出细胞，常 用的方法有酶解法、机械法等
。
细胞筛选与培养
将分离出的细胞进行筛选，选 择具有生长优势的细胞系进行 培养。
细胞扩大培养
《植物细胞工程课程》课件
它涉及到植物组织培养、植物细胞培 养、植物基因工程等多个领域，是现 代生物技术的重要组成部分。
植物细胞工程的发展历程
1
植物细胞工程的起源可以追溯到20世纪初，当时 科学家开始研究植物细胞的组织培养。
2
到了20世纪70年代，植物细胞培养技术得到了迅 速发展，并逐渐应用于农业生产中。
3
近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基 因工程成为了植物细胞工程领域的研究热点。
，促进产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
01
植物细胞培养生产 次生代谢物
通过植物细胞培养技术生产具有 重要经济价值的次生代谢物，如 药物、香料和色素等。
02
植物细胞工程在育 种中的应用
利用植物细胞工程技术培育抗逆 、抗病、优质、高产的新品种， 提高农作物的产量和品质。
03
植物细胞工程在生 物修复中的应用
利用植物细胞工程技术进行土壤 和地下水修复，去除污染物，恢 复生态平衡。
植物组织培养
将植物的器官、组织或细胞等 置于适宜的培养基中进行培养
的方法。
悬浮细胞培养
将分散的单个植物细胞在适宜 的培养基中进行培养，使细胞 能够悬浮生长并增殖。
胚胎培养
将植物的胚胎或幼苗置于适宜 的培养基中进行培养的方法。
原生质体培养
通过酶解法去除植物细胞的细 胞壁，获得原生质体，并在适 宜的培养基中进行培养的方法
01
02
03
实验室安全须知
遵守实验室规定，正确使 用仪器和试剂，避免发生 意外事故。
防护措施
穿戴实验室防护服、手套 、口罩等个人防护用品， 避免直接接触有害试剂和 仪器。
废弃物处理
正确处理实验废弃物，防 止对环境和人体造成危害 。
植物细胞工程的发展历程
1
植物细胞工程的起源可以追溯到20世纪初，当时 科学家开始研究植物细胞的组织培养。
2
到了20世纪70年代，植物细胞培养技术得到了迅 速发展，并逐渐应用于农业生产中。
3
近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基 因工程成为了植物细胞工程领域的研究热点。
，促进产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
01
植物细胞培养生产 次生代谢物
通过植物细胞培养技术生产具有 重要经济价值的次生代谢物，如 药物、香料和色素等。
02
植物细胞工程在育 种中的应用
利用植物细胞工程技术培育抗逆 、抗病、优质、高产的新品种， 提高农作物的产量和品质。
03
植物细胞工程在生 物修复中的应用
利用植物细胞工程技术进行土壤 和地下水修复，去除污染物，恢 复生态平衡。
植物组织培养
将植物的器官、组织或细胞等 置于适宜的培养基中进行培养
的方法。
悬浮细胞培养
将分散的单个植物细胞在适宜 的培养基中进行培养，使细胞 能够悬浮生长并增殖。
胚胎培养
将植物的胚胎或幼苗置于适宜 的培养基中进行培养的方法。
原生质体培养
通过酶解法去除植物细胞的细 胞壁，获得原生质体，并在适 宜的培养基中进行培养的方法
01
02
03
实验室安全须知
遵守实验室规定，正确使 用仪器和试剂，避免发生 意外事故。
防护措施
穿戴实验室防护服、手套 、口罩等个人防护用品， 避免直接接触有害试剂和 仪器。
废弃物处理
正确处理实验废弃物，防 止对环境和人体造成危害 。
植物细胞工程课件(公开课)
植物体细胞杂交应用
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
生长期短，耐热性强和易于贮存
思考
自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼 虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细 胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间 可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
异想天开
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
可以不继代培养直接 诱导分化
继代培养基上
得到大量的 愈伤组织
愈伤组织接种到 分化培养基上
再分化
分化出幼苗
幼苗接种到生根
培养基上 完整植株
若诱导出幼苗的同 时也实现生根，可 以省略生根培养基
移栽到大田
植物体细胞杂交的概念
将不同种植物的体细胞，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。 （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）
在生物体内，由于基因的选择性 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。
运用什么技术才能把菊花的 花瓣培养成完整植物体？
为什么运用植物组织培养技术能把菊 花的花瓣培养成完整植物体？
在生物的个体发育中，由于基因在 特定时间和空间下选择性地表达而形 成不同器官，因此，要实现细胞的全 能性，首先必须使生物体的细胞处于 离体状态。
下列属于组织培养的是（ A ）
A. 花粉培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 未受精的卵发育成植株
不能人工诱导原生质体融合的方法是
（ D）
A、振动 C、PEG试剂
B、电刺激 D、重压
植物细胞融合完成的标志的是（ A ）
植物细胞工程PPT课件
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
资料3 病毒引起的植物病害有500多种。 受害的植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉， 如水稻、小麦、棉花、马铃薯、油菜、大蒜、 苹果、枣、唐菖蒲、兰花等。而且没有有效的 防治办法，只能拔除病株，造成很大的经济损 失。
试管苗大规模培养
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
移栽
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
保护作用 相当天然种子的胚
(由外植体或愈伤组织产生) 人工胚乳 提供营养
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
人工种子应用
花椰菜
水稻
桉树
芹菜
二、作物新品种的培育 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多
植物体
二、植物体细胞杂交
1 概念：不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，杂种细胞 发育成新的植物体的方法。
2 理论基础：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
×
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
2.1植物细胞工程 PPT课件
植物组织培养
在无菌和人工控制条件下，将离体的 植物器官、组织、细胞，培养在人工 配置的培养基上，给予适宜的培养条 件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最 终形成完整的植株。
关键词： 外植体、脱分化、再分化、愈伤组织
外植体灭菌消毒
接种于培养基上
避 光 诱 导 愈 伤 组 织 的 形 成
在分化培养基上诱导植物体的形成
原生质体A
原生质体B 原生质体融合 正在融合的 原生质体 再生出细胞壁 细胞分裂
杂种细胞
愈伤组织
杂种植株
养培 织 组 物 植
A
A
B
B
A
B
杂种细胞AA
杂种细胞BB
杂种细胞AB
4、成果和尚未解决的问题：
生长素/细胞分裂素维持在高水平时：
诱导脱分化和根的形成
生长素/细胞分裂素比例低时：
诱导再分化和芽的形成
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。
3.为什么诱导愈伤组织的过程中应避光 培养？
在有光时，往往容易形成维管组织， 而不易形成愈伤组织。
4.请根据书上实验过程，讨论并概括 出植物组织培养技术的流程简图。 激素
根、芽 愈伤组织 物器官、组 避光 光 织、细胞
离体的植
脱分化
再分化
植 物 体
切取
接种
愈伤组织的形成
植物组织培养（试管苗的形成）
培养室
试管苗大规模培养
移栽
经过炼 苗的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
应用的原理和方法 概念 研究的水平 细 胞 工 程 分类
细胞生物学和 分子生物学
植物细胞工程(中国药科大学生物工程所有)ppt课件
五、植物细胞培育基
常用培育基 MS、N6、B6、RM-1964、 KM-8p等。
MS培育基是目前运用最多最普遍的培育基。无机盐 的浓度较高，能保证组织培育生长所需的矿物营养 。
贮备液〔母液〕的配制
为什么要配制母液？ 1〕、方便 2〕、准确〔有些成分量太小〕
以MS培育基配制为例：
1、大量元素母液的配制 各成分按照表1培育基浓度含量扩展10倍，按顺序逐渐 混合。后用蒸馏水定容到1000ml的容量瓶中，即为10倍 的大量元素母液。倒入细口瓶，贴好标签保管于冰箱中。 配制培育基时，每配1L培育基取此液100ml。
留意：(1) 某些无机成分如Ca2+、SO42一、Mg 2十和 H2PO4一等在一同能够发生化学反响，产生沉淀物。为 防止此景象发生，母液配制时要用纯度高的重蒸馏水溶 解，药品采用等级较高的分析纯，各种化学药品必需先 以少量重蒸馏水使其充分溶解后才干混合，混合时应留 意先后顺序。特别应将Ca2+、SO42一、Mg 2十和H2PO4 一等离子错开混合，速度宜慢，边搅拌边混合。 (2)CaCl2·2H2O要在最后单独参与，在溶解 CaCl2·2H2O时，蒸馏水需加热沸腾，除去水中的CO2， 以防沉淀。另外，CaCl2·2H2O放入沸水中易沸腾，操 作时要防止其溢出。
大烧杯底的外外表不能沾水，否那么加热时烧杯容 易炸裂，使溶液外溢，呵斥烫伤。
5、混合 将融化的琼脂和母液充分混合，用蒸馏水定容到 1000ml，来回混合几次。
6、调pH 用滴管汲取物质的量浓度为1 mol/L的NaOH或HCl溶液， 逐滴滴入溶化的培育基中，边滴边搅拌，并随时用精 细的pH试纸(5.4～7.0)测培育基的pH，不断到培育基 的pH到达要求为止(在调制时要比目的pH值偏高0.2～ 0.5个单位，由于培育基在灭菌过程中由于糖等物质的 降解，pH值会下降0.2～0.5个单位左右)。