植物细胞工程(共38张PPT)(完美版课件)
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细胞生物学和分
应用的原理和方法 子生物学
研究的水平 研究的目的
细胞整体水平 或细胞器水平
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(定向改造）
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
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。
白菜
细胞融合
紫甘蓝
白菜 甘蓝 生长周期短，耐热性强，易于储存
细胞壁
主要成分： 纤维素 果胶
植物细胞A
去壁
原生质体A
人工诱导(方法？)
植物细胞B
去壁（方法？）
原生质体B
正在融合的原生质体
再生壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
实验方法：
去细胞壁的方法： 最常用的方法是酶解法
在温和的条件下用纤维素酶、果胶酶等分解植物细胞 的细胞壁
2、细胞全能性大小的比较 受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞
（植物细胞 >动物细胞）
3、生物表现全能性条件 •生物体内：细胞不表现全能性
----基因在特定条件下 选择性表达结果 •离体状态： 在一定的营养物质、激素和其它条件下
-----表现全能性
营养物质：水，无机盐，维生素，氨基酸……
激素：细胞分裂素，生长素……
Baidu Nhomakorabea外界条件：温度，PH值……
脱分化
再分化
离体的植物
器官、组织 脱分化 愈伤
或细胞
组织
再分化
胚 状 体
根、芽
植物体
关键词： 离体
脱分化 愈伤组织 再分化
课本P34
植物克隆
实验：胡萝卜的组织培养P34
一、实验原理： 植物细胞的全能性
二、实验目的： 1、尝试进行植物的组织培养 2、了解植物组织培养的基本原理
细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或 细胞器水平上生物技术， 后者是分子水平上的生物技术。 例：克隆多莉羊技术是 细胞水平上的技术， 培育抗虫棉是 分子水平 上的技术。
1、甘薯 2、马铃薯 3、落地生根
4、蛇莓
1902年，德国科学家哈伯兰特提出了细胞全能性的理论。 1907年，美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功地培养了蝌蚪的神经元细胞， 首创了动物体外组织培养法。 1937年，美国科学家怀特用烟草茎段形成层作材料，在试管中培养出了烟草 植株。 1958年，美国科学家斯图尔德等利用胡萝卜根的组织培养再次证明了植物细 胞的全能性。 20世纪60年代初开展了鱼类的细胞核移植工作。 1965年，沃索等在一定成分的培养基上，由烟草单细胞得到再生植株。 1970年，斯图尔德用悬浮培养的单细胞也培养出可育的新植株，进一步证实 了细胞的全能性。 20世纪70年代，以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。 1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒等，创立了单克隆抗体技术。 1996年7月，世界上第一只克隆羊多利在英国诞生。其后仅两年时间，克隆 牛、克隆鼠也相继问世。 2001年11月3日，我国克隆牛康康在山东莱阳农学院动物胚胎工程中心实验 场降生。
经过培 养的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
小
分化程度低
结
脱分化较易 幼芽或幼根？
营养物质、植物激 素（生长素，细胞 分裂素）和其他外
离体的植物
外植体 （分化） 界条件（适宜温度
和无菌环境）
器官、组织 或细胞
脱分化 条件？
特点？ 愈伤组织 （未分化）
排列疏松、无规则 高度液泡化
再分化
实验：胡萝卜的组织培养P34
三、材料用具 胡萝卜根、经过灭菌的培养基、体 积分数为70%的酒精、体积分数为 20%的次氯酸钠溶液、无菌水、 50ml锥形瓶或大试管、烧杯、酒精 灯、恒温箱、超净工作台、高压灭 菌锅、滤纸、标签、消毒用酒精棉 球、培养皿、解剖刀、镊子等
实验：胡萝卜的组织培养P34 四、方法步骤
世界上第一个试管婴儿：路易丝·布朗
要是把我老 牛的细胞与植物 细胞杂交，得到 绿色的小奶牛， 那岂不是只要晒 晒太阳就可以挤 出牛奶啦！
老牛的这个幻想 可能实现吗？
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和
方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平 或细胞器水平上，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。
诱导植物细胞融合的方法： 物理法：离心、振动、电刺激
化学法：聚乙二醇（PEG） 植物体细胞杂交技术的优点（意义） ：
克服远源杂交不亲和的障碍 。 尚未解决的问题：让杂种植物按照人们需要表 现出亲代的优良性状。
1、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技
术不属于细胞工程（ A ）
A、有性杂交
B、体细胞杂交
薄壁细胞
根、芽 （分化） 植物体 优点？
取材少、繁殖速 度快、不受季节 限制、幼苗无毒、 保持优良性状、 便于大规模生产 等。
早在20世纪60年代，
一些科学家尝试将番
茄和马铃薯杂交，试
图培养出地上长番茄、
+
地下结马铃薯的作物。
番茄——马铃薯
⑴基本概念：
将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞；通过 组织培养技术将杂种细胞培育成新植物体。
4、接种并标记。
为什么要强调所用器械的灭菌 和实验人员的无菌操作？
5、在适宜条件 下培养。4天后， 检查有无污染， 14天后，观察愈 伤组织的生长情 况。继续避光培 养，并注意观察 和记录生长情况。
6、培养一段时间后，将生长良好的愈伤组 织转接到分化培养基上。
试管苗的大规模培养
7、移栽
C、组织培养
D、细胞核移植
2、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、器官，是（ B ）
A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发 生了变化
3、植物体细胞杂交尚未解决的问题是（ B ） A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的 优良性状 C、将杂种细胞培育成植株 D、尚未培育出属间杂种植物
细胞工程分类：
根据细胞类型的不同，可以把细胞工程分为：
植物细胞工程 动物细胞工程
2.1 .1 植物细胞工程 ——基本技术
1、生物体的细胞具有使后代细胞形 成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫 做细胞的全能性。
生物体的每一个细胞都包含有该物 种所特有的全套遗传物质，都有发育成 为完整个体所必需的全部基因，从理论 上讲，生物体的每一个活细胞都应该具 有全能性。
应用的原理和方法 子生物学
研究的水平 研究的目的
细胞整体水平 或细胞器水平
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(定向改造）
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
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。
白菜
细胞融合
紫甘蓝
白菜 甘蓝 生长周期短，耐热性强，易于储存
细胞壁
主要成分： 纤维素 果胶
植物细胞A
去壁
原生质体A
人工诱导(方法？)
植物细胞B
去壁（方法？）
原生质体B
正在融合的原生质体
再生壁
杂种细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
杂种植株
实验方法：
去细胞壁的方法： 最常用的方法是酶解法
在温和的条件下用纤维素酶、果胶酶等分解植物细胞 的细胞壁
2、细胞全能性大小的比较 受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞
（植物细胞 >动物细胞）
3、生物表现全能性条件 •生物体内：细胞不表现全能性
----基因在特定条件下 选择性表达结果 •离体状态： 在一定的营养物质、激素和其它条件下
-----表现全能性
营养物质：水，无机盐，维生素，氨基酸……
激素：细胞分裂素，生长素……
Baidu Nhomakorabea外界条件：温度，PH值……
脱分化
再分化
离体的植物
器官、组织 脱分化 愈伤
或细胞
组织
再分化
胚 状 体
根、芽
植物体
关键词： 离体
脱分化 愈伤组织 再分化
课本P34
植物克隆
实验：胡萝卜的组织培养P34
一、实验原理： 植物细胞的全能性
二、实验目的： 1、尝试进行植物的组织培养 2、了解植物组织培养的基本原理
细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或 细胞器水平上生物技术， 后者是分子水平上的生物技术。 例：克隆多莉羊技术是 细胞水平上的技术， 培育抗虫棉是 分子水平 上的技术。
1、甘薯 2、马铃薯 3、落地生根
4、蛇莓
1902年，德国科学家哈伯兰特提出了细胞全能性的理论。 1907年，美国生物学家哈里森用一滴淋巴液成功地培养了蝌蚪的神经元细胞， 首创了动物体外组织培养法。 1937年，美国科学家怀特用烟草茎段形成层作材料，在试管中培养出了烟草 植株。 1958年，美国科学家斯图尔德等利用胡萝卜根的组织培养再次证明了植物细 胞的全能性。 20世纪60年代初开展了鱼类的细胞核移植工作。 1965年，沃索等在一定成分的培养基上，由烟草单细胞得到再生植株。 1970年，斯图尔德用悬浮培养的单细胞也培养出可育的新植株，进一步证实 了细胞的全能性。 20世纪70年代，以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。 1975年，英国科学家米尔斯坦和德国科学家科勒等，创立了单克隆抗体技术。 1996年7月，世界上第一只克隆羊多利在英国诞生。其后仅两年时间，克隆 牛、克隆鼠也相继问世。 2001年11月3日，我国克隆牛康康在山东莱阳农学院动物胚胎工程中心实验 场降生。
经过培 养的小 苗，可 以和一 般植物 一样进 行大规 模栽培
小
分化程度低
结
脱分化较易 幼芽或幼根？
营养物质、植物激 素（生长素，细胞 分裂素）和其他外
离体的植物
外植体 （分化） 界条件（适宜温度
和无菌环境）
器官、组织 或细胞
脱分化 条件？
特点？ 愈伤组织 （未分化）
排列疏松、无规则 高度液泡化
再分化
实验：胡萝卜的组织培养P34
三、材料用具 胡萝卜根、经过灭菌的培养基、体 积分数为70%的酒精、体积分数为 20%的次氯酸钠溶液、无菌水、 50ml锥形瓶或大试管、烧杯、酒精 灯、恒温箱、超净工作台、高压灭 菌锅、滤纸、标签、消毒用酒精棉 球、培养皿、解剖刀、镊子等
实验：胡萝卜的组织培养P34 四、方法步骤
世界上第一个试管婴儿：路易丝·布朗
要是把我老 牛的细胞与植物 细胞杂交，得到 绿色的小奶牛， 那岂不是只要晒 晒太阳就可以挤 出牛奶啦！
老牛的这个幻想 可能实现吗？
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和
方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平 或细胞器水平上，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。
诱导植物细胞融合的方法： 物理法：离心、振动、电刺激
化学法：聚乙二醇（PEG） 植物体细胞杂交技术的优点（意义） ：
克服远源杂交不亲和的障碍 。 尚未解决的问题：让杂种植物按照人们需要表 现出亲代的优良性状。
1、细胞工程是一门综合科学技术。下列哪项技
术不属于细胞工程（ A ）
A、有性杂交
B、体细胞杂交
薄壁细胞
根、芽 （分化） 植物体 优点？
取材少、繁殖速 度快、不受季节 限制、幼苗无毒、 保持优良性状、 便于大规模生产 等。
早在20世纪60年代，
一些科学家尝试将番
茄和马铃薯杂交，试
图培养出地上长番茄、
+
地下结马铃薯的作物。
番茄——马铃薯
⑴基本概念：
将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞；通过 组织培养技术将杂种细胞培育成新植物体。
4、接种并标记。
为什么要强调所用器械的灭菌 和实验人员的无菌操作？
5、在适宜条件 下培养。4天后， 检查有无污染， 14天后，观察愈 伤组织的生长情 况。继续避光培 养，并注意观察 和记录生长情况。
6、培养一段时间后，将生长良好的愈伤组 织转接到分化培养基上。
试管苗的大规模培养
7、移栽
C、组织培养
D、细胞核移植
2、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、器官，是（ B ）
A、细胞丧失了全能性 B、基因的表达有选择性 C、不同的细胞内基因不完全相同 D、在个体发育的不同时期，细胞内的基因发 生了变化
3、植物体细胞杂交尚未解决的问题是（ B ） A、去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B、让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的 优良性状 C、将杂种细胞培育成植株 D、尚未培育出属间杂种植物
细胞工程分类：
根据细胞类型的不同，可以把细胞工程分为：
植物细胞工程 动物细胞工程
2.1 .1 植物细胞工程 ——基本技术
1、生物体的细胞具有使后代细胞形 成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫 做细胞的全能性。
生物体的每一个细胞都包含有该物 种所特有的全套遗传物质，都有发育成 为完整个体所必需的全部基因，从理论 上讲，生物体的每一个活细胞都应该具 有全能性。