20160301植物细胞工程1(上课用)

05
CHAPTER
植物细胞工程的前景和挑战
植物细胞工程的发展前景
植物细胞工程在农业上的应用
01
通过植物细胞工程技术，可以改良作物的品质、抗逆性和产量
，提高农业生产的效益。
植物细胞工程在生态修复上的应用
02
利用植物细胞工程技术培育出具有较强抗逆性的植物，用于修
复受损的生态系统，提高生态系统的稳定性和可持续性。
近年来，随着基因工程和生物技术的不断发展，植物细胞工程在理论和
应用方面都取得了重要进展，成为现代农业生物技术的重要支柱之一。
植物细胞工程的应用领域
植物种质资源保护和利用
植物新品种培育
通过建立植物离体保存库，保存濒危、珍 稀植物种质资源，并实现种质资源的有效 利用。
利用植物细胞工程技术，通过基因工程和 突变体的筛选等方法，培育具有优良性状 的新品种。
有药用价值的次生代谢产物的生 产
通过植物细胞培养技术，实现有用次生代 谢产物的规模化生产。
植物脱病毒
利用植物细胞工程技术，通过离体培养获 得无病毒植株，提高植物的抗病性和产量 。
02
CHAPTER
植物细胞培养技术
植物细胞培养的基本原理
植物细胞培养的基本原理是建立在细胞 全能性的基础上，即离体的植物细胞能
植物细胞工程是植物生物技术的一个重要领域，具有广泛的应用前景和重要的经 济价值。
植物细胞工程的发展历程
01
起始阶段
植物细胞工程的起始可以追溯到20世纪初，当时科学家开始研究植物组
织培养技术。
02
发展阶段
20世纪70年代以后，随着植物细胞培养技术的不断完善和应用，植物
细胞工程得到了迅速发展。
03

如果两个来源不同的原生质体发生融 合形成了杂种细胞，下一步该对此细 胞做何种处理？
通过植物组织培养培育成新的植物体
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
植物体细胞杂交
过程示意图
(1)
(2)
(3)
(1)
(4)
(5)
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
二、植物体细胞杂交技术
1. 过程
二、植物体细胞杂交技术
2. 概念
将不同种的植物体细胞，在一定 条件下融合成杂种细胞，并把杂种细 胞培育成新的植物体的技术。
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
二、植物体细胞杂交技术
3. 成果和未解决的问题
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
二、植物体细胞杂交技术
3. 成果和未解决的问题 成果：
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
植物细胞A
植物细胞B
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
植物细胞A
去壁
去壁
植物细胞B
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制作 05
2009年下学期
植物细胞A
去壁
原生质体A 原生质体B
去壁
植物细胞B
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
植物细胞A
湖南长郡卫星远程学校
制作 05
2009年下学期
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 诱导愈伤组织
接种
的形成
再分化
培养室
试管苗的形成
湖南长郡卫星远程学校

菌
融
条
合
件
物理法：离心、振动、电刺下激 化学法：聚乙二醇（PEG）操
作
14
-
2.植物体细胞杂交的概念：
是将不同种的植物体细胞，在一定条 件下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
植物体细胞杂交技术包含了植物细胞 融合技术和植物组织培养技术。
3.植物体细胞杂交的原理：
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
-
小结：
一、植物组织培养
17
原理？
离体植 脱 愈 再 胚
物细胞
分 化
伤 组
分 化
状 体
（外植体） 织
试 管 苗
植 物 体
有何特点？
无菌条件下操作
二原、理植？物体细胞杂交
18
原理？
-
植物细胞的融合 植物组织培养
植物细胞A 方法？
无
菌
去壁 原生质体A
原生质体B 去壁
植物细胞B
人 工 诱 导
融合 的原 生质 体AB
7
-
脱分化
离体植物细胞
愈伤组织
再分化 植物体
8
-
•由花瓣到一个完整植株大致经 历那些过程？ •为什么一个花瓣可以变成一个 植株？ •为什么在植株上不能表达全能 性？
9
-
植物组织培养技术
10
2.植物组织培养的过程： -
脱分化
再分化
无菌条件下操作
离体植 脱 物细胞 分 （外植体）化
愈再 伤分 组化 织
再 生 出 细 胞 壁
杂 种 细 胞 AB
愈 伤 脱组 分织 化
杂条
再 分
种件 植下 株操
化作

作用效果 促进根的分化、抑制芽的形成
知识点二 植物体细胞杂交技术
1.概念 将_不__同__来__源___的植物体细胞,在一定条件下融合成_杂__种__细__胞___,并把杂种细 胞培育成__新__植__物__体__的技术。
2.过程
细胞壁
脱分化 愈伤组织
3.意义
有性生殖只能在同种生物间进行
在打破生殖隔离,实现_远__缘__杂__交___育种,培育植物__新__品__种____等方面展示出
知识点一 植物组织培养技术
1.细胞工程:应用_细__胞__生__物__学_、分子生物学和发育生物学等多学科的原理 和方法,通过__细__胞__器____ 、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定 的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 2.细胞的全能性:细胞经分裂和分化后,仍然具有___产__生__完__整__生__物_体_____或 _分__化__成__其__他__各__种__细__胞__的潜能,即细胞具有全能性。在生物的生长发育过 程中,并不是所有的细胞都表现出全能性,这是因为在特定的时间和空间条 件下,细胞中的基因会__选__择__性__地__表__达__。
结论语句辨一辨 1.植物体细胞杂交过程中,要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质 体的融合。( √ ) 2.植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。( × ) 3.植物体细胞杂交过程中,细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。( √ ) 4.植物体细胞杂交过程中,原生质体融合的结构基础是细胞膜的流动性。
↓ 移栽:将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入 土。
旁栏边角想一想 菊花的组织培养中,为什么要强调所用培养基、器械的灭菌和实验人员的 无菌操作? 提示 避免杂菌与培养物竞争营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。

植物体细胞杂交应用 白菜 甘蓝
生长期短，耐热性强和易于贮存
白菜－甘蓝
思考
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。
异想天开
小结
植物 细胞 工程
所采用技术的理论基础
（1）试管苗的快速繁殖 （2）无病毒植物的培育 （3）人工种子 （4）倍性育种，缩短育种年限 （5）克服远缘杂交不亲和性 （6）转基因植物的培育 （7）提取原料
谢谢观赏
物理方法有： 显微操作、离心、振动、电刺激等促使原生质体融合。
化学的方法 用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂来诱导融合
植物体细胞杂交
A
番茄
细胞
(1)
过程示意图
人工诱导 方法
物理方 法 化学方 法：
离心 振动 电刺激
杂种细胞
(3) (2)
马铃 薯
细胞
B
(1) (6)
AA (5)
AB
(4) BB
植物体细胞杂交
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中还可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源 以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物 生长调节剂。
3.神奇的人工种子
现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植 物的人工种子试种成功，但由于成本较高，中国尚未应用于生产。
2.作物脱毒
（2）材 料:分生区（如茎尖）的细胞 （3）脱毒苗:
切取茎尖进行组织培养获得
2.作物脱毒
茎尖培养可以得到无病毒苗木已成为解决病毒病危害和品种退化问题的一 个重要途径。

治疗疾病要求治病求本，本是指A.阴阳B.天地C.病机D.父母E.寒热 右肺上可见。A.胸主动脉压迹和奇静脉沟B.主动脉弓压迹和胸主动脉压迹C.食管压迹和奇静脉沟D.主动脉弓压迹和食管压迹E.食管压迹和胸主动脉压迹 关于房地产开发经营业务的税务处理，下列说法中错误的是。A.企业委托境外机构销售开发产品的，其支付境外机构的销售费用（含佣金或手续费）不超过委托销售收入10%的部分，准予据实扣除B.企业开发产品转为自用的，其实际使用时间累计未超过12个月又销售的，不得在税前扣除折旧费用 套设施尚未建造或尚未完工的，不可以预提建造费用D.应向政府上缴的报批报建费用、物业完善费用可以按规定预提 患儿男性，出生8个月，脐部肿块突出2月余，并逐渐增大。体格检查:哭闹时脐窝可见2cm×3cm突出的肿块，安静入睡时肿块消失。患儿最有可能发生的是()A．腹股沟斜疝B．脐疝C．腹白线疝D．切口疝E．腹股沟直疝 小儿时期最常见的两脏疾病是.A.肝肾B.心肾C.肺脾D.肝肺E.肝脾 资金随着时间推移出现增值，其比率“í”称为()。A.贴现率B.增值率C.价值率D.利息率 垂体瘤的CT表现正确的是.A.蝶鞍扩大B.鞍底下陷C.瘤周水肿D.肿瘤无强化E.垂体柄移位 法约尔的管理过程论着重研究A.生产中工人的劳动效率B.一般管理原理和管理效率C.理想的行政组织理论D.生产过程中的人际关系E.管理活动中要遵循14项原则 事务所应当周期性地选取已完成的业务进行检查，周期最长不得超过年。在每个周期内，应对每个项目合伙人的业务至少选取项进行检查。A.3；1B.1；3C.1；1D.2；2 务工者首先应该职业道德的基本规范。A.遵循B.熟悉C.服从D.记住 儿童初诊为急性白血病，家长首先出现的最常见的心理反应是A.悲伤B.震惊C.否认D.平静E.愤怒 水运工程混凝土和砂浆材料用量定额中细骨料是以中、粗砂为准编制的，若用细砂时，水泥用量增加。A.2%B.4%C.5%D.6% 中国八大古都河南有四个，其中九朝古都是___。A.开封B.洛阳C.安阳D.郑州 流速计法测定水流速时，要把流速计沉降到指定深度，且把流速计置于正对着水流方向上测定，还应把流速计置于测定人的下游一侧，以避免测定人位置对测速的影响。A.正确B.错误 适用于抽样调查的情况是()A.为发现某病全部病例并提供治疗B.为早期发现癌症患者以降低其死亡率C.欲调查的人群人数很少D.欲知道某地一定时间内某病的患病情况E.要了解各种疾病的常年发病情况 社会主义的根本任务是A．深化改革扩大开放B．解放和发展生产力C．坚持党的基本路线D．加强社会主义精神文明建设 证券组合理论认为，证券组合承担的风险越大，则收益。A．越高B．越低C．不变D．两者无关系 女性，55岁，2个月前患泌尿系感染后开始多饮、多尿。每日尿量在5～8L。血渗透压正常，尿渗透压减低。以下正确的是AVP测定可判断有无尿崩症B.如中段尿培养阳性可排除尿崩症诊断C.应行禁水-加压素试验帮助诊断D.精神性多饮仅说服病人限制水入量即可E.尿浓缩功能差提示肾小管功能受损 肱骨外上髁炎的临床表现主要有A.肘外侧疼痛B.肘外侧压痛C.热敷肘部疼痛减轻D.屈腕试验阳性E.前臂伸肌群抗阻力试验阳性 存款是商业银行生息资产中最重要的组成部分，因此存款结构通常是分析银行资产结构性最重要的一个指标。A.正确B.错误 演示脱手术衣的步骤。 模板安装时，墙模板的对拉螺栓孔应平直，接头应错开，搭接长度不少于mm。A.200B.300C.400D.500 导流泄水建筑物封堵后，如永久性泄洪建筑物尚未具备设计泄洪能力，坝体度汛洪水标准应分析坝体施工和运行要求后按规范规定执行，2级混凝土坝设计标准为年一遇。A.50～20B.100～50C.200～100D.500～200 急性吉兰-巴雷综合征，下列治疗较为适宜的是A.大量抗生素静注B.溴吡斯的明口服C.大量糖皮质激素D.血浆交换疗法E.氯化钾口服 休克时反映生命器官血液灌流最简单、最可靠的指标是A.神志B.肢体温度C.血压D.脉率E.尿量 ACD保养液对红细胞的保存时间为()A．1周B．2周C．3周D．4周E．5周 根据企业所得税法的规定，下列说法中正确的是。A.企业接受捐赠收入，按合同约定日期确认收入B.被投资企业将股权（票）溢价所形成的资本公积转为股本的，作为投资方企业的股息、红利收入C.租赁合同规定的租赁期限跨年度的，且租金提前一次性支付的，出租人要一次性确认收入D.非营利组 他单位或者个人捐赠的收入为免税收入 慢性阻塞性肺病最主要的病因是A.过敏因素B.环境因素C.气候因素D.精神紧张E.长期吸烟 通过信号机的灯光熄灭，显示不明或显示不正确时，均视为信号。 在供应商感知模型中，若供应商对买方的积极性显示低为低等级，作为买方的策略应该是：A.做一个好客户；B.发展一种合作伙伴关系；C.公平可靠地主导相互之间的关系；上述答案没有一个正确。 患者男性18岁，发现右颌下无痛性质软肿物三月，表面皮肤正常，口内检查亦未见异常。行颌下手术中见肿物呈囊性，术中囊壁破裂，流出黏稠而略带黄色蛋清样液体，遂将囊壁及下颌下腺一并摘除，但术后不久囊肿复发。该病最可能的诊断是()A．下颌下腺囊肿B．潜突型舌下腺囊肿C．颌下区软 D．囊性水瘤E．鳃裂囊肿 肿瘤发生发展的5个阶段不包括。A.癌前病变B.原位癌C.浸润癌D.早期浸润癌E.远处转移 患者的现病史不包括下列哪项内容()A．开始发病的部位B．自觉症状C．药物过敏史D．皮损变化规律 [单选,案例分析题]一急性心梗患者，突然晕厥，心电图为室速160次／分，查血压为80／60nmmHg，脉搏触不清，心音弱，无杂音。最有可能的诊断是A.室速伴急性左心衰B.室速伴心源性休克C.室速演化为室颤D.急性心梗合并室速E.急性心梗合并心源性休克 男性，30岁。踢足球时被踢伤右小腿外侧。X线检查：右腓骨干骨折，有部分移位。较恰当的治疗是。A.切开复位钢板螺丝钉内固定B.切开复位髓内针内固定C.石膏外固定D.皮牵引治疗E.骨牵引治疗

它涉及到植物组织培养、植物细胞培 养、植物基因工程等多个领域，是现 代生物技术的重要组成部分。
植物细胞工程的发展历程
1
植物细胞工程的起源可以追溯到20世纪初，当时 科学家开始研究植物细胞的组织培养。
2
到了20世纪70年代，植物细胞培养技术得到了迅 速发展，并逐渐应用于农业生产中。
3
近年来，随着基因工程技术的不断发展，植物基 因工程成为了植物细胞工程领域的研究热点。
，促进产业的健康发展。
THANKS
感谢观看
01
植物细胞培养生产 次生代谢物
通过植物细胞培养技术生产具有 重要经济价值的次生代谢物，如 药物、香料和色素等。
02
植物细胞工程在育 种中的应用
利用植物细胞工程技术培育抗逆 、抗病、优质、高产的新品种， 提高农作物的产量和品质。
03
植物细胞工程在生 物修复中的应用
利用植物细胞工程技术进行土壤 和地下水修复，去除污染物，恢 复生态平衡。
植物组织培养
将植物的器官、组织或细胞等 置于适宜的培养基中进行培养
的方法。
悬浮细胞培养
将分散的单个植物细胞在适宜 的培养基中进行培养，使细胞 能够悬浮生长并增殖。
胚胎培养
将植物的胚胎或幼苗置于适宜 的培养基中进行培养的方法。
原生质体培养
通过酶解法去除植物细胞的细 胞壁，获得原生质体，并在适 宜的培养基中进行培养的方法
01
02
03
实验室安全须知
遵守实验室规定，正确使 用仪器和试剂，避免发生 意外事故。
防护措施
穿戴实验室防护服、手套 、口罩等个人防护用品， 避免直接接触有害试剂和 仪器。
废弃物处理
正确处理实验废弃物，防 止对环境和人体造成危害 。

基因编辑技术
如CRISPR-Cas9系统，可 以对植物基因进行精确的 敲除或修改。
植物基因转移的方法
农杆菌转化法
利用农杆菌将重组质粒导入到植 物细胞中。
基因枪法
通过物理手段将重组质粒直接导入 到植物细胞中。
微注射法
通过显微操作将重组质粒注入到植 物细胞中。
植物基因工程的应用实例抗源自、抗病转基因植物利用基因转移技术，研究基因 功能、表达调控机制等，为作
物改良提供理论依据。
02
植物细胞培养技术
植物细胞培养的基本原理
细胞全能性
激素与生长调节
植物细胞具有全能性，即每个细胞都 含有该物种的全套遗传信息，在适宜 条件下可以发育成完整的个体。
植物细胞培养过程中需要添加适当的 激素和生长调节剂，以促进细胞的生 长和分化。
培养基制备
根据需要选择适宜的培养基配 方，并按照比例配制。
培养条件控制
保持适宜的温度、光照、湿度 等培养条件，以满足细胞的生 长和分化需求。
植物细胞培养的应用实例
快速繁殖
利用植物细胞培养技术可以快速繁殖珍稀、 濒危植物或具有重要经济价值的植物。
基因工程
通过植物细胞培养技术，可以将外源基因导 入植物细胞，实现基因工程的操作。
植物细胞工程的基因编辑技术
总结词
基因编辑技术是植物细胞工程中的一种 重要工具，可以对植物细胞的基因进行 精确的编辑和修饰。
VS
详细描述
基因编辑技术包括CRISPR-Cas9系统、 ZFNs和TALENs等，它们能够实现对植物 细胞基因的敲除、插入、点突变等操作。 通过基因编辑技术，可以改良植物的性状 、提高抗逆性、增加产量等。此外，基因 编辑技术还可以用于研究植物生长发育的 分子机制，深入了解植物细胞工程的原理 和应用。

体内细胞未表现全能性的原因：
在特定的时间和空间条件下，细胞中的 基因选择性地表达出各种蛋白质。
细胞全能性
全能性的高低：
受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
全能性表达的条件：
离体、无菌、一定的营养物质、激素和 其他外界条件
胡萝卜的组织培养
实验原理：
植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素 等条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同 激素成分的培养基上，就可以诱导其分化生成胚状体或丛芽，进而 发育成完整的小植株。植物组织培养的全过程，证明了分化的植物 细胞，仍具有形成完整植株所需要的全部基因。
随堂练习
下列有关细胞全能性的含义，正确的（ ） A.每个生物体内的所有细胞都具有相同的
功能 B.生物体内的任何一个细胞可以完成该个
体的全部功能 C.生物体的每一个活细胞都具有发育成完
整个体的潜能 D.生物体的每个细胞都经过产生、分裂、
分化、生长、衰老、死亡的全过程
随堂练习
下列不能作为植物组织培养的材料（ ） 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
植物组织培养
➢影响脱分化和再分化的因素:植物激素
生长素 细胞分裂素 适中 有利于愈伤组织的形成
生长素 细胞分裂素 较高 有利于生根
生长素 细胞分裂素 较，是由于它具有天然种 子不可比拟的特点，想一想它们具有哪些优 点？
人工种子的优点： （1）天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的 重组现象，因而会造成某些遗传性状的改变；天然种 子在生产上受季节限制，一般每年只繁殖1～2次，有 些甚至十几年才繁殖一次。而人工种子则可以完全保 持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制。 （2）试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人 工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作 用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便 地贮藏和运输。