内容正文:
第二节 植物细胞工程——植物组织培养、植物细胞培养
第二节 植物细胞工程
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学习目标
1.简述细胞全能性的概念含义
2.简述植物组织培养的过程和方法
3.列举植物细胞工程的实际应用
问题1:利用高度分化的植物组织培育新的植株经历几个过程?
问题2:利用胡萝卜的根培育出一个完整的植株的理论根据是什么?
问题3:植物组织培养技术中用到几种培养基?
问题4:人工种子的结构由哪几个部分组成?
脱分化
1.为什么一个花瓣就可以培育出完整的植株呢?
2.花瓣发育成植株的第一步是什么?
3.什么是脱分化?
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。
分离外植体
愈伤组织
脱分化
脱分化
由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化(或去分化)。
过程
植物组织培养
根据细胞全能性原理,在无菌条件下,分离植物的器官、组织、细胞或原生质体(称为外植体),并在培养基上培养,在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。
愈伤组织:一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞
细胞排列疏松而无规则,高度液泡化呈无定形状态,颜色浅而透明
【例1】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 ( )
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
C
再分化
1.什么是再分化?
2.如何理解“一定的培养条件”?
3.用文字和“→”写出植物组织培养的表达式。
分离外植体
愈伤组织
根
芽
植物体
脱分化
再分化
再分化
愈伤组织生长一段时间后,再移植到新的培养基上继续培养,重新诱导分化形成根、芽等器官的过程称为再分化。
过程
植物组织培养
根据细胞全能性原理,在无菌条件下,分离植物的器官、组织、细胞或原生质体(称为外植体),并在培养基上培养,在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。
继续培养
胚状体
植物激素:
细胞分裂素、生长素
再分化:
愈伤组织继续培养,重新诱导分化形成根、芽等器官的过程,称为再分化
决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么?
植物组织培养条件:
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。
植物组织培养操作过程需要的注意事项:
外植体消毒、器械灭菌和无菌操作、取形成层细胞、适时光照等
【例2】下列有关植物组织培养的叙述中,错误的是 ( )
A.胚状体由胚芽、胚轴、胚根以及胚乳组成
B.植物组织培养要在无菌的条件下操作
C.脱分化和再分化过程中激素都发挥着重要的作用
D.外植体经诱导通过脱分化形成愈伤组织
A
细胞的全能性
1.实现细胞的全能性必需的条件是什么?为什么?
离体。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出各种蛋白质,形成不同的组织和器官。
离体培养
胚状体
幼苗
说明高度分化的植物
细胞具有全能性。
细胞全能性指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整新的生物个体的潜能。
细胞的全能性
为什么细胞具有全能性?
几乎生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质,具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。
【例3】下列关于细胞全能性的叙述,不正确的是 ( )
A.具有全部遗传信息是细胞是全能性的基础
B.是指细胞具有分化成完整个体的潜能
C.细胞全能性随着细胞分化程度增高而增高
D.体细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的
C
人工种子
1.人工种子的技术基础是什么?
2.人工种子和常规种子相比较具有哪些优点?
植物组织培养技术。
利用的是再分化的产物——胚状体、不定芽等。
(1)不受环境因素的制约,一年四季都可以进行工厂化生产;
人工种子
人工种皮
胚状体
人工胚乳
(2)繁殖速度快,可在短时间内提供大量种苗;
(3)有利于保存该种系的优良性状等
在濒危植物繁殖、经济植物快速繁殖、转基因植物培养等方面具有广阔的应用前景。
胚状体 类似胚的结构,具有胚芽和胚根,在合适条件下可以发育为新的植株
【例4】下列有关人参皂甙工厂化生产的叙述中,正确的是( )
A.首先对外植体进行再分化处理,获得愈伤组织
B.培养过程中要对愈伤组织进行筛选
C.三七、紫草和紫杉的细胞产物都实现了工厂化生产
D.培养的细胞代谢类型是自养需氧型
B
植物细胞培养
1.植物细胞培养的细胞来源有哪些