第二节 植 物 的 克 隆上课

植物细胞结构图
如何剥 离细胞 壁呢？
用纤维 素酶和 果胶酶 啊！！
原生质体培养
为什么要加较 高渗透压的甘 露醇呢?
植物 细胞
0.5~0.6mol/L的甘露醇 (较高渗透压) 球型的
纤维素酶 和果胶酶
原生质体
植 株
原生质体：植 防止原生质体吸水胀破 物细胞除去壁 后的部分
植物组织培养的培养基
• 无机营养成分：植物所必需的大量元素及微量 元素 • 有机营养成分 ① 含N物质：包括维生素和氨基酸 ② 碳源：2%—5%的蔗糖 ③ 琼脂：起凝固支持作用 生长调节剂：（生长素，细胞分裂素） PH值：5.0－6.0
1. 概念 科学研究表明，处于离体状态的植 物活细胞，在一定的营养物质、激Байду номын сангаас素和其他外界条件的作用下，就可 能表现出全能性，发育成完整的植
株。人工条件下实现的这一过程，
就是植物组织培养。
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
二、植物组织培养程序
2、原因 ：从理论上讲，每个细胞都包含该物种 3、全能性的体现：
基因表达的选择性
的全部遗传物质（全部基因），所以每 个活细胞都应具有全能性 。
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
植物细胞 > 动物细胞 不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间 因遗传性的差异,细胞全能性的表达程度大不相同.
二、植物组织培养
质也不一样，从而形成了不同的组织和器官。
三、植物细胞培养主要几种技术： 1、组织培养
通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，诱导愈 伤组织生芽生根而形成再生新的植株。
2、悬浮细胞培养
通过液体悬浮培养使愈伤组织分散成单细胞，经适宜培养基中成 分的诱导，可发育成胚状体，从而形成新株。
3、原生质体培养
原生质体：去除细胞壁后的植物细胞。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、栽培大豆与野生大豆、 籼稻与野生稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种及其后代， 获得了有价值的新品系或育种上有用的新材料。
本课小结：
一、植物细胞的全能性
1、概念2、原因3、体现
1、配置半固体培养基
2、无菌操作切取一些小块组织
3、获得愈伤组织 4、诱导愈伤组织 5、再生新植株出现
植物细胞工程的概念和操作过程是：培养植 物细胞，借助基因工程方法，将外源DNA导入 受体细胞中，或通过细胞融合、显微注射将 不同的遗传重组，再通过对这些转基因细胞 或重组细胞进行培养，获得具有特定性状的 新植物。
一、细胞的全能性
1、定义： 生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体
的潜能的特性。
2、原理： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有
脱分化 再分化
离体植 物细胞
愈伤组织
胚状体
根芽
植物体
愈伤组织
强调几个概念：
愈伤组织：
植物组织块切口处的细胞在创 伤的刺激下发生脱分化，继续 分裂增殖，形成一种相对没有 分化的活的薄壁细胞团组成的 新生组织。 植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组 织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。
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
A）
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱 分化形成愈伤组织的过程中，下列 哪一项条件是不需要的（C ） A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完 整植株，不需要（ C ） A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基因 D.一定的营养物质和激素
4、有关全能性的表述中，不正确的是（ C ） Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高 Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达 Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性
5.下列植物细胞全能性最高的是（ A ） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 6．下列细胞全能性最高的是（ C ） A．植物的卵细胞 B．植物的精子细胞 C．被子植物的受精卵 D．被子植物的的叶肉细胞
• 原因：1.遗传物质发生不可逆转的改变 2.激素平衡被打破或外源激素作用的结果
克隆成功所需的条件（a） 1.探讨特定植物细胞全能性表达的条件(激素配比) 2.选择性能优良、细胞全能型表达充分的基因型
思考讨论：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？
基因在特定空间和时间条件下选择性表达 的结果。在个体发育的不同时期，生物体不同 部位的细胞表达的基因是不同的，合成的蛋白
第二节
植 物 的 克 隆
植物克隆的技术基础是------------------，
植物组织培养
理论基础是-----------------------------
植物细胞的全能性
一、植物细胞的全能性
1、概念 ：植物体的每个活细胞具有遗传上的
全能性,都具有发育为完整植株的潜 能，叫做植物细胞全能性。
蔗糖比葡萄糖便宜 植物体内有蔗糖转化酶，可以吸收和利用蔗糖；
二、植物组织培养
3. 植物组织培养条件：
离体，含有全部营养成分的培养基、一定的温度、 空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。
4. 植物组织培养的应用：
（1）试管苗的快速繁殖 （2）无病毒植物的培育 （3）提取原料 （4）人工种子 （5）转基因植物的培育
7.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物 的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞 与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
本课结束
原生质体培养成功后，植物细胞工程得以发 展。这是在原生质体培养的基础上，由原生 质体融合和基因工程技术结合的研究领域。
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。
3、差异： （1） 受精卵的全能性最高
（2） 受精卵分化后的细胞中，体细胞的 全能性比生殖细胞的低。
4、潜在全能性的原因： 基因表达的选择性
离体的植物 器官、组织 或细胞 脱分化
愈 伤 组 织
再分化
根
芽
植 物 体
脱分化
由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈 伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养又可以重 新分化成根或芽等器官，这一过程称为植物细 胞的再分化。
再分化
二、植物组织培养
植物组织培养应用举例（一）
二、植物组织培养
植物组织培养应用举例（二）
紫草
愈伤组织
紫草素
二、植物组织培养
植物组织培养应用举例（三）
胚 状 体 人工种皮 人工胚乳
人工种子
四、植物克隆的成就：
1、细胞培养和器官培养
问：如何实现器官培养成功？植物细胞培养和器官培养的主要 意义？ 主要是通过平衡的植物激素配比进行调控。
2、原生质体培养和植物细胞工程
用适当方法进行原生质体培养，也可以获得新植株。
4、单倍体培养
用花药离体培养方法获得单倍体植株。
5.植物组织培养的主要意义
（1）可以在实验室对植物的受精过程和胚胎发育过程以及 这些过程的调控机理进行 研究。 （2）可以进行遗传工程的操作，研究与植物生长发育有关 的基因和影响因素。 （3）可以培育植物新品种。
1、配置半固体培养基
2、无菌操作切取一些 小块组织
脱分化
3、获得愈伤组织
4、诱导愈伤组织
通过调节营养物质和生 长调节剂的适当配比
5、再生新植株出现
植物组织培养过程
外植体
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化
愈伤组织
再分化 根、芽、胚状体
植物激素： 细胞分裂素、生长素
植物体
二、植物组织培养
2. 植物组织培养过程
植物体细胞杂交技术过程
原生质体的融合 植物组织培养
融合 完成 的 标志
植物细胞A
去壁
方法？
原生质体A 原生质体B
去壁
人 工 诱 导
融合的 原生质 体AB
杂种 细胞 脱 再 AB 分
生 出 细 胞 壁
化
愈 伤 组 织
再 分 化
杂 种 植 株
植物细胞B
促进融合 的方法？
植物体细胞杂交克服了植物远源杂交不亲和的障碍， 在培育新品种方面具有广阔的应用前景。
三、植物克隆新进展——植物细胞工程
基础:原生质体培养技术
三、植物克隆新进展——植物细胞工程
基础:原生质体培养技术
2.植物细胞工程的技术手段
（1）植物组织培养（包括原生质体培养）
（2）基因工程 （3）植物体细胞杂交
3.操作过程：
（1）原生质体培养—基因工程导入外源基因—转基因细胞的培养
（2）原生质体培养—植物体细胞融合—重组细胞培养
二、植物组织培养程序
三、植物细胞培养主要几种技术
1、组织培养
3、原生质体培养
2、悬浮细胞养
4、单倍体培养
四、植物克隆的成就：
1、细胞培养和器官培养 3、多途径上的植物克隆实践 2、原生质体培养和植物细胞工程
五、植物克隆的发展
反馈练习
1.下列属于组织培养的是：（ A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株
问1、如何获得原生质体？ 问2、原生质体培养成功有何生物带动意义？ 问3：什么是植物细胞工程？
3、多途径上的植物克隆实践
五、植物克隆的发展：（自学）
植物细胞工程--植物体细胞杂交技术---原 生质体融合技术