植物细胞工程(完全)

2 、植物组织培养形成的愈伤组织进行培养， 又
可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为(C )
A、脱分化
B、去分化
C、再分化
D、脱分化或去分化
分化程度低 去分化较易
幼芽或幼根？
①适宜温度、无光 照、 pH和无菌环
境。
离体的植物 器官、组织
或细胞
外植体（分化） ②无机、有机成分
和植物激素（生长
脱分化条件？ 素，细胞分裂素和
(3）人工种皮中的有效成分 适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等
(4)技术：植物组织培养
(5)优点：
①讨培论植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
3.神奇的人工种子
(1)技术:植物组织培 养。
(2)结构:人工薄膜胚 状体或不定芽或顶芽 或腋芽。
1．下列属于组织培养的是 ( A．花粉培育成单倍体植株
A
)
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．未受精的卵细胞发育成个体
2.植物体细胞杂交的过程实质是（ D ） A、细胞质融合的过程
B、细胞核融合的过程
C、细胞膜融合的过程
D、细胞原生质体融合的过程
3.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需
外植体（离 体的植物器 官、组织、 细胞）
脱分化
愈 再分化 根
伤
组
织
芽
植 物 体
外植体：用于离体培养的植物器官、组织或细胞。 愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培 养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度 液泡化、具有分生能力、无定形状态的薄壁细胞
组成的排列疏松无规则的组织。
外植体
愈伤组织
再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化 成根或芽等器官，进而发育成一棵完整 的植株的过程。（需光）
4 影响植物组织培养的因素
材料的选择、营养成分、激素、一定的外界 因素（温度、空气、无菌环境、适合的PH、适 时光照等）。
植物组织培养的大致过程：
外植体：离体 脱分化 的植物
愈伤组织
再分化
胚状体 或丛芽
变细胞内的遗传物质
工
或获得细胞产品
程
植物细胞工程
分类
动物细胞工程
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物-----克隆羊多利诞生于英国. 这样的生物技术属于何种生物工程？ 细胞工程
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。
思考:
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。
(二) 作物新品种的培育
2.突变体的利用
1.)产生： 植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处 于不断的分生状态，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
2.)利用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
(二) 作物新品种的培育
1.单倍体育种 (1)方法:花药离体培养。 (2)优点: 后代稳定遗传,都是纯合体; 明显缩短育种年限。
2N=14
白 菜
2N=14
甘 蓝
思考：
1.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
2.利用多倍体育种能获得这种白菜-甘蓝吗？怎样获得？
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。
请思考：
1．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？
2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．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？
4．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？
杂交完成的标志是什么？
5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
一、技术手段
(一)、植物组织培养
1、植物组织培养的概念
在无菌和人工控制的条件下,将离体的植 物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培 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。
2、理论基础：细胞的全能性
植物组织培养技术
1.植物组织培养属于哪种生殖方式？ 无性繁殖
2.植物组织培养得到的植物体细胞中染色体数 目？有丝分裂的结果，和亲本染色体数目相同
3.植物组织培养得到的植物，遗传物质来自几 个亲本？ 一 4.为什么运用植物组织培养技术能把植物离体 器官、组织或细胞培养成完整植物体？
植物细胞具有全能性。
5.什么是细胞的全能性？
5. 高度分化的植物细胞表现全能性条件：
1）培育周期长
2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优 良特性
3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且 需要占用大量的土地实现制种
人工种子
胚状体
（1）人工种子概念 通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子组成 胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而 处于离体状态时，在一定的营养物质、激素和其他 外界条件（温度、光照、无菌）的作用下，就可能 表现出全能性，发育成完整的植株。
全能性表现的条件：
前提：离体 , 细胞： 活细胞，
生存条件：适宜的环境条件(温度等)无菌、无 毒的环境
适宜的培养基(一定的营养物质和植物激素)
植物体细胞杂交的过程
植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A 方法？
融合
去壁
完成 的
原生质体A 原生质体B
去壁
标志
融合的 杂种
愈
原生质 细胞
伤
人 工
体AB
再 生
AB
脱 分
组 织
再 分
杂 种 植 株
诱 导
AA
出 细
AA 化
化
植物细胞B
BB
促进融合
胞 壁
BB
的方法？
植物体细胞杂交 过程示意图
植物A细胞 去壁
2.突变体的利用 (1)产生:植物组织培养； (2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种。
(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。 培养至愈伤组织环节
要想获得遗传物质来自两个亲本 的番茄—马铃薯（番茄、马铃薯之间 存在生殖隔离，有性杂交不能成功），
植物细胞工程的基本技术
试管苗大规模培养
2.作物脱毒
1.)作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病 毒，导致产量降低，品质变差
2.)作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞 3.)作物脱毒的方法: 进行组织培养 4.)作物脱毒的结果: 获得脱毒苗 5.)成就:
3.神奇的人工种子 天然种子的局限
专题2 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。
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平或细 胞器水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
胞
赤霉素）
过
特点？ 无定形状态
愈伤组织
（未分化）
程
薄壁细胞
高度液泡化
再分化
排列疏松、无规则 丛芽（胚（分化） 繁殖速度快
分裂旺盛，全能性 状体）
不受季节限制
高
幼苗无毒
保持优良性状
植物体 优点？
植物组织培养技术的流程简图
二 应用
(一)植物繁殖的新途径
1.微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）
(1)概念： 快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.
以下培养基出现的现象说明什么问题？
激素配比对组织培养的影响
在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、 使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。
生长素/细胞分裂素
高 利于根分化、抑制芽的形成
适中 利于愈伤组织的形成 低 利于芽的形成
1、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（D ）
A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果
组织、器适官宜、的养料（有机）、激素、适宜的养料、激素、
细胞
（温度、避光、无菌） （温度、光照、无菌）
植物体
关键因素：植物激素的浓度、使用的先后顺序、 用量的比例 （细胞分裂素、生长素）
细胞分裂素=生长素：促进愈伤组织形成和生长 细胞分裂素＞生长素： 诱导芽的形成
细胞分裂素＜生长素的： 诱导根的形成
(2)特点: A、保持优良品种的遗传特性; B、高效快速地实现种苗的大量繁殖.
(3)优点： 从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，
便于自动化管理。 例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产 400万
株兰花苗.
兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。 兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的 常规繁殖中，遇到的 难题是：用分根法繁 殖速度缓慢，不利于 新品种的推广;用种子 繁殖又很困难，因为 兰花的种子十分微小， 胚很纤弱，种子几乎 没有储藏营养物质， 在发芽过程中很容易夭折。
白菜
白菜—甘蓝
甘蓝
.为什么“番茄—马铃薯”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？
主要原因是：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，马铃薯—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序表达，所以杂 交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。