《植物細(xì)胞工程》PPT課件.ppt

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植物細(xì)胞工程實(shí)際應(yīng)用,一、植物繁殖的新途徑,作物脫毒：植物分生區(qū)附近（如莖尖）病毒極少，甚至沒(méi)有病毒。通過(guò)莖尖組織培養(yǎng)可以獲得無(wú)病毒的脫毒苗。,神奇的人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。,快速繁殖（微型繁殖技術(shù)）實(shí)現(xiàn)工廠化育苗特點(diǎn)：繁殖快，性狀穩(wěn)定，整齊一致，無(wú)病蟲害，周期短，全年生產(chǎn)。,二、作物新品種的培育,,1.單倍體育種2.突變體的利用,,由于培養(yǎng)的組織細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。從這些產(chǎn)生突變的個(gè)體中可以篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。,通過(guò)花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后即可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種。,利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂甙。,三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的人參生長(zhǎng)速度比栽培人參快100倍以上。,（04江蘇）（8分）紫草素是紫草細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可作為生產(chǎn)治療燙傷藥物的原料。用組織培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過(guò)培養(yǎng)紫草細(xì)胞生產(chǎn)紫草素。下圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細(xì)胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時(shí)間發(fā)生的變化。（1）在生產(chǎn)前，需先加入紫草細(xì)胞作為反應(yīng)器中的“種子”。這些“種子”是應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)，將紫草葉肉細(xì)胞經(jīng)過(guò)_而獲得的。這項(xiàng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是：,（2）從圖中可以看出：反應(yīng)器中紫草細(xì)胞的生長(zhǎng)呈現(xiàn)規(guī)律；影響紫草素產(chǎn)量的因素是_和。（3）在培養(yǎng)過(guò)程中，要不斷通入無(wú)菌空氣并進(jìn)行攪拌的目的是：。,脫分化,細(xì)胞的全能性,S型增長(zhǎng),細(xì)胞數(shù)量細(xì)胞所處的生長(zhǎng)期,保證氧氣供應(yīng)充足_和_使細(xì)胞與培養(yǎng)液充分接觸,植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用：⑴植物繁殖的新途徑①微型繁殖（快速繁殖技術(shù)）②作物脫毒⑵人工種子⑶培育作物新品種①單倍體育種②突變體的利用⑷工業(yè)化生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物,1.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的？（）A.適宜的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)B.適宜的溫度C.消毒滅菌D.適宜濃度的生長(zhǎng)激素,,D,2.某株名貴花卉用種子繁殖會(huì)發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可以利用該植物的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整的植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時(shí)不應(yīng)采用該植株的（）A.莖尖B.子房壁C.葉片D.花粉粒,D,3.在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋篈.細(xì)胞喪失了全能性；[]B.基因的表達(dá)是有選擇性的；C.不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同；D.在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化。,B,4.植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問(wèn)題有：[]A．去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體；B．將雜種細(xì)胞培育成植株；C．讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀；D．尚未培育出屬間雜種植物。,C,5.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理，培養(yǎng)過(guò)程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是（）①體細(xì)胞全能性②離體植物器官，組織或細(xì)胞③根，芽④生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素⑤生長(zhǎng)素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A.①②⑧⑥⑦③⑨④B.①②⑦⑥⑧③⑨⑤①⑥②⑨⑧③⑦⑤D.①②⑨⑧⑥⑦③④,A,6.用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤的是（）A.該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的B.該愈傷組織的細(xì)胞沒(méi)有全能性C.該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成D.該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu),B,7.要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，需要（多選）（）A.具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B.離體狀態(tài)C.導(dǎo)入外源基因D.一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素,ABD,8.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過(guò)分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過(guò)程不涉及細(xì)胞的（）A.有絲分裂B.分化C.減數(shù)分裂D.全能性,C,9.現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)煙草品種（2n＝48），其基因型分別為aaBB和AAbb，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上，且在光照強(qiáng)度大于800勒克司時(shí)，都不能生長(zhǎng)，這是由于它們中的一對(duì)隱性純合基因（aa或bb）作用的結(jié)果。取甲乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，并將兩者相混，使之融合，誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞團(tuán)。然后，放到大于800勒克司光照下培養(yǎng)，結(jié)果有的細(xì)胞團(tuán)不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：,Ab,aB,⑴甲、乙兩煙草品種花粉的基因型分別為和。,⑶在細(xì)胞融合技術(shù)中，常用的促融劑是。,⑷細(xì)胞融合后誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)叫。,聚乙二醇,愈傷組織,⑸在大于800勒克司光照下培養(yǎng)，有種細(xì)胞團(tuán)不能分化；能分化的細(xì)胞團(tuán)是由的原生質(zhì)體融合來(lái)的（這里只考慮2個(gè)原生質(zhì)體的相互融合）。由該細(xì)胞團(tuán)分化發(fā)育成的植株，其染色體數(shù)是，基因型是。該植株自交后代中，在大于800勒克司光照下，出現(xiàn)不能生長(zhǎng)的植株的概率是。,2,甲、乙,48,AaBb,7/16,⑵將葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體時(shí)，使用破除細(xì)胞壁。,纖維素酶（或果膠酶）,補(bǔ)充知識(shí)——什么是克隆,無(wú)性繁殖的英文名稱叫“Clone”，音譯為“克隆”。實(shí)際上，英文的“Clone”起源于希臘文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時(shí)至今日，“克隆”的含義已不僅僅是“無(wú)性繁殖”，凡來(lái)自一個(gè)祖先，無(wú)性繁殖出的一群個(gè)體，也叫“克隆”。這種來(lái)自一個(gè)祖先的無(wú)性繁殖的后代群體也叫“無(wú)性繁殖系”，簡(jiǎn)稱無(wú)性系。,補(bǔ)充知識(shí)——什么是克隆,一個(gè)細(xì)菌經(jīng)過(guò)20分鐘左右就可一分為二；一根葡萄枝切成十段就可能變成十株葡萄；仙人掌切成幾塊，每塊落地就生根；一株草莓依靠它沿地“爬走”的匍匐莖，一年內(nèi)就能長(zhǎng)出數(shù)百株草莓苗……凡此種種，都是生物靠自身的一分為二或自身的一小部分的擴(kuò)大來(lái)繁衍后代，這就是無(wú)性繁殖。,水螅,酵母菌,草霉,營(yíng)養(yǎng)生殖,馬鈴薯,落地生根,,,精子,卵細(xì)胞,有性生殖,,花藥（花粉產(chǎn)生精子）,（內(nèi)有卵細(xì)胞）,有性生殖,只要不通過(guò)兩個(gè)分子、兩個(gè)細(xì)胞或兩個(gè)個(gè)體的結(jié)合，而只由一個(gè)模板分子、母細(xì)胞或母體直接形成新一代分子、細(xì)胞或個(gè)體，就是無(wú)性繁殖，即克?。╟lone)。,克隆—無(wú)性繁殖系,從一個(gè)共同的祖先通過(guò)無(wú)性繁殖的方法繁殖出來(lái)的一群遺傳特征相同的DNA分子、細(xì)胞或個(gè)體。,克隆技術(shù)一般是指從眾多的基因或細(xì)胞群體中通過(guò)無(wú)性繁殖和選擇獲得目的基因或特定類型細(xì)胞的技術(shù)操作。,①基因克?。簩儆诜肿铀缴系目寺?，是指某種目的基因的復(fù)制、分離的過(guò)程。用限制酶切割某個(gè)DNA分子（目的基因），把它和用同種限制酶切割出來(lái)的末端匹配的載體分子進(jìn)行重組，再把重組DNA導(dǎo)入特定的宿主細(xì)胞（如細(xì)菌），在被轉(zhuǎn)化的宿主細(xì)胞中隨著重組載體復(fù)制產(chǎn)生大量的目的基因——DNA克隆。,3.細(xì)胞克?。簩儆诩?xì)胞水平上的克隆，是由單個(gè)細(xì)胞獲得細(xì)胞群體的過(guò)程。把一個(gè)單細(xì)胞從群體中分離出來(lái)單獨(dú)培養(yǎng)，使之繁衍成一個(gè)新的細(xì)胞群體的技術(shù)，叫做克隆培養(yǎng)法或細(xì)胞克隆。例如由一個(gè)細(xì)菌通過(guò)二分裂繁殖出千上萬(wàn)個(gè)和它一模一樣的細(xì)菌群——菌落的過(guò)程也稱為微生物克隆。再如由B淋巴細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞融合形成的雜交瘤細(xì)胞通過(guò)細(xì)胞分裂形成雜交瘤細(xì)胞系的過(guò)程,4.個(gè)體水平克?。和ㄟ^(guò)單個(gè)細(xì)胞，特別是來(lái)自特定個(gè)體的單個(gè)體細(xì)胞進(jìn)行無(wú)性繁殖，從而產(chǎn)生新個(gè)體的過(guò)程。利用植物組織培養(yǎng)形成的整體植株的過(guò)程。利用細(xì)胞核移植法獲得的“多利羊”、克隆牛、克隆猴、克隆鼠、克隆兔、克隆魚等?？寺?dòng)物就是不經(jīng)過(guò)生殖細(xì)胞的結(jié)合（受精），而直接由體細(xì)胞獲得新的個(gè)體。,5.生物克隆需要的基本條件：⑴具有包含本物種完整基因組的細(xì)胞核的活細(xì)胞（如乳腺上皮細(xì)胞）；⑵能有效調(diào)控細(xì)胞核發(fā)育的細(xì)胞質(zhì)物質(zhì)（如去核卵的細(xì)胞質(zhì)）；⑶完成胚胎發(fā)育的必要的環(huán)境條件（如誘導(dǎo)核—質(zhì)重組細(xì)胞生長(zhǎng)、分化的實(shí)驗(yàn)條件和懷胎母體的子宮環(huán)境）。,6.屬于“克隆”的生物技術(shù),營(yíng)養(yǎng)生殖（扦插、嫁接）植物組織培養(yǎng)動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)動(dòng)物個(gè)體的克?。w細(xì)胞核移植和胚胎分割移植—產(chǎn)生基因型完全相同的群體）生產(chǎn)單克隆抗體的雜交瘤細(xì)胞系DNA擴(kuò)增,1.植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是（）A.產(chǎn)生新的細(xì)胞壁B.細(xì)胞膜發(fā)生融合C.細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D.細(xì)胞核發(fā)生融合,2.可以成為植物組織培養(yǎng)條件的是（）①二氧化碳②有機(jī)物③生長(zhǎng)素④細(xì)胞分裂素⑤水⑥礦質(zhì)元素A.①③⑤⑥B.②③⑤⑥C.②③④⑤⑥D(zhuǎn).①②⑤⑥,,A,C,3.愈傷組織是一類A.高度渡泡化呈無(wú)定形的具有分生能力的薄壁細(xì)胞B.排列緊密呈正方形的一群薄壁細(xì)胞C.具有特定的結(jié)構(gòu)和功能的植物組織D.經(jīng)細(xì)胞再分化產(chǎn)生的具有分生能力的薄壁細(xì)胞,,A,4.植物體細(xì)胞雜交的目的中，錯(cuò)誤的是（）A.把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上B.克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙C.獲得雜種植株D.實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合,D,5.下列哪一項(xiàng)屬于克隆？()A、將雞的某個(gè)DNA片段整合到小鼠的DNA分子中B、將抗藥菌的某基因引人草履蟲的細(xì)胞內(nèi)C、將鼠骨髓瘤細(xì)胞與經(jīng)過(guò)免疫的脾細(xì)胞融合成雜交瘤細(xì)胞D、將某腫瘤細(xì)胞在體外培養(yǎng)繁殖成一個(gè)細(xì)胞系,D,1.什么是細(xì)胞的全能性？已經(jīng)分化的細(xì)胞，仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。2.蘿卜根細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生出完整植株，以及克隆羊“多利”誕生各說(shuō)明什么?高度分化的植物細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整植株的能力，高度特化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核仍然有全能性。3.在什么條件下，植物的器官、組織或細(xì)胞可以被培養(yǎng)成完整的植物體？,（一).細(xì)胞的全能性,當(dāng)已經(jīng)分化的植物器官、組織或細(xì)胞脫離母體后，在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素等外界條件作用下脫分化形成愈傷組織，繼而在植物激素等誘導(dǎo)下發(fā)生再分化，才能表達(dá)出全能性。,(二）植物組織培養(yǎng)1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？2.離體的器官和組織如果不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植株？3.決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么4.愈傷組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列消毒和滅菌，且求無(wú)菌操作?,☆兩個(gè)不同植物的體細(xì)胞完全融合，要過(guò)的第一關(guān)是什么？☆怎樣去除細(xì)胞壁？酶解法去壁（纖維素酶、果膠酶）☆怎樣使兩個(gè)不同的原生質(zhì)體發(fā)生融合？人工誘導(dǎo)融合的方法,☆發(fā)生融合的原生質(zhì)體還應(yīng)該怎樣處理才能得到完整的雜種植物細(xì)胞？再生壁☆如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？脫分化、再分化,5.植物組織培養(yǎng)的原理：植物細(xì)胞的全能性6.長(zhǎng)期培養(yǎng)中培養(yǎng)物胚胎發(fā)生和器官形成能力下降的可能原因：⑴染色體畸變、細(xì)胞核變異或非整倍體產(chǎn)生等，而且不可逆。⑵細(xì)胞或組織中激素平衡被打破，或細(xì)胞對(duì)外源生長(zhǎng)物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變⑶隨著時(shí)間的推移，由于其他各種原因產(chǎn)生了缺乏成胚性的細(xì)胞系。,1.有關(guān)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)胞脫分化的說(shuō)法，不正確的是A．已經(jīng)分化的細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過(guò)程B．已經(jīng)分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)而形成植物的愈傷組織的過(guò)程C．離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下的分化出根和芽的過(guò)程D．離體的植物組織在脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)有關(guān)激素的誘導(dǎo),C,42.在細(xì)胞工程——原生質(zhì)體融合育種技術(shù)中，其技術(shù)的重要一環(huán)是將營(yíng)養(yǎng)細(xì)胞的細(xì)胞壁除去，通常是采用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁。如將去掉了細(xì)胞壁的成熟植物細(xì)胞置于清水中，細(xì)胞將：A.皺縮B.脹破C.呈球形D.保持原狀,B,5.馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無(wú)病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無(wú)病毒幼苗的最佳方法是A．選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交B．進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C．利用芽體進(jìn)行組織培養(yǎng)D．人工誘導(dǎo)基因突變,C,C,3.下列能使煙草、大豆的原生質(zhì)體發(fā)生融合的是A．硫酸二乙酯B．亞硝酸C．振動(dòng)D．紫外線,4.將煙草和大豆的原生質(zhì)體混合后，將原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上培養(yǎng)，使原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁，這時(shí)，在細(xì)胞混合物中，可用顯微鏡觀察到的細(xì)胞有①煙草一大豆雜種細(xì)胞②煙草細(xì)胞③大豆細(xì)胞④煙草—煙草細(xì)胞⑤大豆—大豆細(xì)胞A．①B．①②③C．①④⑤D．①②③④⑤,,C,D,5.在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)培養(yǎng)基中添加的生長(zhǎng)素含量高于細(xì)胞分裂素時(shí)，主要誘導(dǎo)植物組織A．脫分化和愈傷組織的形成B．脫分化和根原基的形成C．再分化和根原基的形成D．再分化和芽原基的形成,,B,