《植物細(xì)胞工程》PPT課件.ppt

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植物細(xì)胞工程實際應(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，甚至沒有病毒。通過莖尖組織培養(yǎng)可以獲得無病毒的脫毒苗。,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)過人工薄膜包裝得到的種子。,快速繁殖（微型繁殖技術(shù)）實現(xiàn)工廠化育苗特點：繁殖快，性狀穩(wěn)定，整齊一致，無病蟲害，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)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進而培育成新品種。,通過花藥離體培養(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_而獲得的。這項技術(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)過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是：。,脫分化,細(xì)胞的全能性,S型增長,細(xì)胞數(shù)量細(xì)胞所處的生長期,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程中，下列哪一項條件是不需要的？（）A.適宜的營養(yǎng)物質(zhì)B.適宜的溫度C.消毒滅菌D.適宜濃度的生長激素,,D,2.某株名貴花卉用種子繁殖會發(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行離體培養(yǎng)，發(fā)育出完整的植株。進行離體培養(yǎng)時不應(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)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為：A.細(xì)胞喪失了全能性；[]B.基因的表達是有選擇性的；C.不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同；D.在個體發(fā)育的不同時期，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生長素和細(xì)胞分裂素⑤生長素和乙烯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、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是（）A.該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的B.該愈傷組織的細(xì)胞沒有全能性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。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細(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、乙兩個煙草品種（2n＝48），其基因型分別為aaBB和AAbb，這兩對基因位于非同源染色體上，且在光照強度大于800勒克司時，都不能生長，這是由于它們中的一對隱性純合基因（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。然后，放到大于800勒克司光照下培養(yǎng)，結(jié)果有的細(xì)胞團不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請回答下列問題：,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)胞團不能分化；能分化的細(xì)胞團是由的原生質(zhì)體融合來的（這里只考慮2個原生質(zhì)體的相互融合）。由該細(xì)胞團分化發(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，使用破除細(xì)胞壁。,纖維素酶（或果膠酶）,補充知識——什么是克隆,無性繁殖的英文名稱叫“Clone”，音譯為“克隆”。實際上，英文的“Clone”起源于希臘文“Klone”，原意是用“嫩枝”或“插條”繁殖。時至今日，“克隆”的含義已不僅僅是“無性繁殖”，凡來自一個祖先，無性繁殖出的一群個體，也叫“克隆”。這種來自一個祖先的無性繁殖的后代群體也叫“無性繁殖系”，簡稱無性系。,補充知識——什么是克隆,一個細(xì)菌經(jīng)過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大來繁衍后代，這就是無性繁殖。,水螅,酵母菌,草霉,營養(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,只要不通過兩個分子、兩個細(xì)胞或兩個個體的結(jié)合，而只由一個模板分子、母細(xì)胞或母體直接形成新一代分子、細(xì)胞或個體，就是無性繁殖，即克?。╟lone)。,克隆—無性繁殖系,從一個共同的祖先通過無性繁殖的方法繁殖出來的一群遺傳特征相同的DNA分子、細(xì)胞或個體。,克隆技術(shù)一般是指從眾多的基因或細(xì)胞群體中通過無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、分離的過程。用限制酶切割某個DNA分子（目的基因），把它和用同種限制酶切割出來的末端匹配的載體分子進行重組，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，是由單個細(xì)胞獲得細(xì)胞群體的過程。把一個單細(xì)胞從群體中分離出來單獨培養(yǎng)，使之繁衍成一個新的細(xì)胞群體的技術(shù)，叫做克隆培養(yǎng)法或細(xì)胞克隆。例如由一個細(xì)菌通過二分裂繁殖出千上萬個和它一模一樣的細(xì)菌群——菌落的過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)胞通過細(xì)胞分裂形成雜交瘤細(xì)胞系的過程,4.個體水平克隆：通過單個細(xì)胞，特別是來自特定個體的單個體細(xì)胞進行無性繁殖，從而產(chǎn)生新個體的過程。利用植物組織培養(yǎng)形成的整體植株的過程。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游锞褪遣唤?jīng)過生殖細(xì)胞的結(jié)合（受精），而直接由體細(xì)胞獲得新的個體。,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、分化的實驗條件和懷胎母體的子宮環(huán)境）。,6.屬于“克隆”的生物技術(shù),營養(yǎng)生殖（扦插、嫁接）植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)動物個體的克?。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有機物③生長素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，錯誤的是（）A.把兩個植物體的優(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.實現(xiàn)原生質(zhì)體的融合,D,5.下列哪一項屬于克??？()A、將雞的某個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)過程中，為什么要進行一系列消毒和滅菌，且求無菌操作?,☆兩個不同植物的體細(xì)胞完全融合，要過的第一關(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)胞對外源生長物質(zhì)的敏感性發(fā)生改變⑶隨著時間的推移，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)過程中的細(xì)胞脫分化的說法，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，進而形成植物的愈傷組織的過程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程D．離體的植物組織在脫分化形成愈傷組織的過程中必須經(jīng)過有關(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行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是A．選擇優(yōu)良品種進行雜交B．進行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C．利用芽體進行組織培養(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，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)過程中，當(dāng)培養(yǎng)基中添加的生長素含量高于細(xì)胞分裂素時，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,