浙科版高中生物 克隆技术 植物的克隆

植 株
2.原生质体培养技术的应用 如何培育发 光树呢？
发光树
发光 基因
提取目的基因 （发光基因） 目的基因与 运载体结合 导入受体细胞 （原生质体）
原生质体培养
检测发光与否
白 菜 甘 蓝
—
如何实现 ?
五、植物细胞工程——植物体细胞杂交
①概念： 将两种植物的体细胞融合成一个杂种细胞；再通过组 织培养技术将杂种细胞培育成新的植物体。 ②过程 植物细胞A
污染主要来源于组织培养所用的离体组织； 污染主要不是培养基灭菌时间短造成的； 调节培养基pH不能解决污染问题； 调节培养温度不能解决污染问题。
二、植物细胞的全能性
1、定义： 植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，
因而都具有发育成完整植株的潜能。 如根、尖、叶、花药、子房、幼胚等
2、体现： （1） 受精卵的全能性最高
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞 （2） 植物细胞的全能性﹥动物细胞 （3）不同植物或同一植物的不同基因型 的个体，细胞的全能性表达程度不同 。
4、全能性的表达条件：
离体状态、营养物质、激素、其它外界条件
思考讨论： 阅读P22页植物细胞全能性的体现一节
1、为什么体内细胞没有表现出全能性，而是分化成为不 同的组织、器官？ 在特定空间和时间条件下 基因选择性表达 的结果 2、不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间细胞 全能性的表达成都相同么？ 不同，遗传物质有差异 3、为什么有些植物在多次继代培养后，会丧失细胞 全能性的表达能力
愈伤组织
胚性细胞
胚状体
一、植物组织培养程序
1. 植物组织培养的过程： 2. 植物组织培养程序：
①配制培养基（半固体） •无机营养成分： •水、矿质元素 • 有机营养成分： a 含N物质：包括维生素和氨基酸 b 碳源：2%—5%的蔗糖 c 琼脂：起支持作用 • 激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素 • PH值： 5.0－6.0 ②切取小组织块（消毒的根茎叶芽） ——外植体 ③接种，获得愈伤组织（创伤组织） ④诱导愈伤组织，再生出新植株
胚状体或不定芽或 顶芽或腋芽.
人工胚乳或子叶 制成人工种子，解决有些植物 人工种子
结子困难、发芽率低、繁殖困难
等问题
为了促进胚状体的生 长发育，可以向其中 加入哪些物质？
1、 下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
离体的植物细胞、 （1）①表示 组织、器官 ，它能被培养成为④的根本 原因是 ①具有植物细胞全能性 。 （2）②表示 愈伤组织 ，它与①相比分化程度 低 全能性 高 。 （3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） ③
3、为什么有些植物在多次继代培养后，会丧 失细胞全能性的表达能力
染色体畸变 细胞核变异 非整倍体产生
遗传物质变化
激素水平打破 对外源生长物质敏感性下降 其他原因
生长发育条件变化
3、植物组织培养的应用 人工种子的结构
培养周期短、繁殖率高（珍稀、
人造种皮
濒危物种）
培育无病毒植物 保持母本的优良形状
条件：
• 含有全部营养 成分的培养基、 • 无菌环境、 • 适合的PH、 • 一定的温度、 • 空气、 • 适时光照等。
切
取
接
种
愈伤组织的形成
试管苗的形成
应用1：
培养过程中，在培养基上需加入蔗糖，培养时需要照光， 那么，培养的植物到底是自养型还是异养型？光的作用是什么？ 对于上述疑问，某研究性学习小组进行了下列实验：一组在培 养基中加30%的蔗糖，另一组不加蔗糖，接种后，每组再分成两 个小组，分别在光下和暗中培养。1个月后，观察植物体生长、 分化情况，结果为下表：
任务：蝴蝶兰是单茎性气生 兰，植株极少发育侧芽，且 种子极难萌发,对其进行常规 性的繁殖，增殖速度很慢。 请设计快速培育方案。（以 3-4月龄的植株幼叶繁殖最好）
液体悬浮培养 分散成单细胞
特征：细胞质丰富、液 过程 泡小而细胞核大。
胚性 细胞 叶 细 蝴蝶兰 胞 植株 再 分 化 胚状体
愈伤 组织
幼 体
成熟植株
由高度分化的植物器官、组织或 脱分化： 细胞形成为愈伤组织的过程。
愈伤组织
是一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的的新生细胞 （细胞排列疏松、无规则）。
想一想：产生的愈伤组织细胞与叶细胞相比 （1）染色体的数目是否相同？ 相同 （2）染色体上所含的遗传物质是否相同？ 相同 （3）细胞的形态结构是否相同？ 不同
去 壁
植物细胞的融合
植物组织培养
原生质体A 原生质体B
去 壁
融合的 再生出 杂种 脱分化 愈伤 再分化 杂种 人工 植株 组织 诱导 原生质 细胞壁 细胞 体AB AB
植物细胞B ③成果和未解决的问题
•成果：克服不同生物远缘杂交的障碍， 出现自然界没有的新品种。
•未解决的问题：未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲 代的优良性状。
培养条件 光 暗 加蔗糖 正常生长，分化 只生长，不分化 不加蔗糖 不生长，死亡 不生长，死亡
你能得出什么结论？
蔗糖为生长、分化的必需成分(提供能量)， 光促进细胞分化。
应用2：某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染， 在组织培养实验中，需要灭菌？ 为查找污染原因设计了 4个实验，实验条件除图示外共 他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步 有哪些因素会造成杂菌污染？ 结论是什么？
， 。
（4）若①是花药，则④是单倍体植株，继续对其使 用 秋水仙素 处理可获得 纯合 正常植株，该 过程称为 单倍体育种 。 （5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜 色是 绿色 ，这说明根尖细胞含有与叶绿体形成相关的基因 。 （6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫 草素，培养将进行到（填编号） ② 。
来自百度文库
有关激素的诱导
5.在植物器官培养过程中,可以通过适当调整植物激素的比例, 达到调控器官的发育,如适量的激动素和细胞分裂素配比可
以诱导芽的分化. （ 体融合技术。 （
） ）
6.植物细胞工程技术就是在原生质体培养的基础上的原生质
1、细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不正确的是 A．分化发生在生物体的整个生命进程中 B．分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果 C．未离体的体细胞不会表现出全能性 D D．分化过程中遗传物质发生了改变 2、将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 A、具有完整细胞核的细胞 B、一定的营养物质和植物激素 C、离体状态 D、导入指定基因 D
4.下列有关植物组织培养过程中细胞脱分化的说法，不正确是
A、已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的
细胞的过程 C B、已经分化的细胞转变为具有分生能力的薄壁细胞，进而形
成植物愈伤组织的过程
C、离体的植物组织在一定的条件下分化出根和芽的过程 D、离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过
植 物 通常采用的 技 术 基 础 的 克 主 要 技 术 隆
理论基础
植物细胞的全能性
植物组织培养
植物细胞培养 植物器官培养 原生质体培养 植物体细胞杂交
三、细胞培养和组织培养
指以植物的根、茎、叶、花、果等 1.器官培养： 器官为外植体的离体无菌培养。
2.细胞培养: 指以单个游离细胞
为外植体的离体无菌培养。
神奇的“太空椒”
矮杆抗病的水稻
三倍体无籽西瓜 诱变育种 抗虫棉
杂交育种
单倍体育种 多倍体育种 基因工程育种
§2.2.1
植物的克隆
植物克隆的理论基础是 植物细胞的全能性 ， 技术基础是
植物组织培养
。
蝴蝶兰属热带气生兰，花形 似蝴蝶，因而得名。其花形 态美丽，色彩丰富，花期长， 在热带兰中有“兰花皇后” 之美称，是近年来最受欢迎 的洋兰之一。
3、植物组织培养过程中的脱分化是指 （ C ） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
4、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物 A 激素分别是（ ） ①细胞的全能性 ②离体植物器官，组织或细胞 ③根，芽 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体 A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B．①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤ C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D．①、②⑨⑧⑥⑦③、④
5．植物细胞表现出全能性的必要条件是（ C） A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 6．细胞具有全能性的原因是 （ C ） A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 B.生物体的每一个细胞都具有全能性 C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因 D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的
总结： 植物细胞工程概念：
应用：
1．“白菜—甘蓝”是用植物细胞工程的方法培育出来的，培 育 B 过程不涉及 A．基因的选择表达 B．同源染色体分离 C．制备原生质体 D．形成愈伤组织 2．马铃薯是无性繁殖的作物，体内容易积累病毒，会导致其 品质变差。目前对它进行脱毒处理最好的办法是（ A ） A．采用茎尖组织培养技术获得植株 B．采用基因工程技术培育抗虫植株 C．采用诱变育种培育抗性植物 D．采用杂交育种培育抗性植物 3.下列不能作为植物组织培养的材料是： D A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞
3.器官的发生和形态建成技术
通过平衡的植物激素配比进行调控
4.意义…………
四、原生质体培养
1.原生质体培养 用纤维素酶、果胶酶处理 为什么要加较高渗 方法 透压的甘露醇呢? 原生质体 植物细胞除去壁后的部分
0.5~0.6mol/L的甘露醇 (较高渗透压) 如何剥离 植物 球型的 细胞壁呢？ 细胞 纤维素酶 原生质体 和果胶酶 防止原生质体吸水胀破