1、1997年克隆羊年克隆羊“多莉多莉”诞生诞生 细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细细胞整体水平或胞整体水平或细细胞器水平胞器水平按照人们的意愿来改按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质或获得细胞产品或获得细胞产品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程研究的目的研究的目的研究的水平研究的水平动物细胞工程动物细胞工程所采用技术所采用技术的理论基础的理论基础 植植物物细细胞胞工工程程通常采用的通常采用的技 术 手 段技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性题细胞的
2、全能性细胞的全能性(1)、概念、概念1）受精卵）受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞：生物体的：生物体的细细胞具有使后代胞具有使后代细细胞形成胞形成完整完整个个体的潜能的特性，叫做体的潜能的特性，叫做细细胞的胞的全能性。全能性。(2)、原因、原因(3)、全能性的比较、全能性的比较：从理：从理论论上上讲讲，每个，每个细细胞都包含胞都包含该该物种物种的全部的全部遗传遗传物物质质（全部基因），所以每（全部基因），所以每个活个活细细胞都胞都应应具有全能性具有全能性 。2）植物细胞全能性一般比动物细胞强）植物细胞全能性一般比动物细胞强（4）条件：）条件：离体离体无菌无菌一定的营养物质一定的营养物质激素：激
3、素：琼脂琼脂其他外界条件其他外界条件：无机成分：水，无机盐无机成分：水，无机盐有机分子：蔗糖，氨基酸，有机分子：蔗糖，氨基酸，维生素等维生素等适宜的，无菌适宜的，无菌空气，适时的光照空气，适时的光照生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素返返 回回植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术植物组织培养技术植物组织培养技术过程过程离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化2、植物组织培养（1）、外植体：用于离体培养的植物器官或组织）、外植体：用于离体培养的植
4、物器官或组织片段。片段。（2）、愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一）、愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。（3）、脱分化：）、脱分化：由高度分化的植物器官、组织或由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。细胞产生愈伤组织的过程。（4）、再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化）、再分化：脱分化产生的愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程。成根或芽等器官的过程。（3）、激素用量的比例影响实验结果：）、激素用量的比例影响实验结果：生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分
5、化、抑制芽的形成；比值低时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中有利于芽的分化，抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的生长。时，促进愈伤组织的生长。人工种子人工种子通过培养获得的胚状体包裹人工胚乳通过培养获得的胚状体包裹人工胚乳和人工种皮。和人工种皮。优点：优点：不受环境因素的制约，可进行工厂化生不受环境因素的制约，可进行工厂化生产；繁殖速度快；有利于保存该种系的产；繁殖速度快；有利于保存该种系的优良性状。优良性状。胚状体人工种子人工种子 番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们的
6、植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。经常食用的蔬菜。人们曾经有这样一个梦想：让一株植株地人们曾经有这样一个梦想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个梦想上部分结番茄，地下部分长土豆。这个梦想可能实现吗？可能实现吗？（二）、植物体细胞杂交技术（二）、植物体细胞杂交技术植物细胞植物细胞A A植物细胞植物细胞B B过程过程去细胞壁去细胞壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质原生质层层原生质体融合正在融合的正在融合的原生质体原生质体杂种细胞杂种细胞再生出细胞壁植物细胞融合植物细胞融合植物组织培养植物组织培养杂种植物杂种植物杂种植物杂种植物杂种植物杂种植物生物基因
7、的表达不是孤立的，它们之间是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，相互调控、相互影响的，所以马铃薯所以马铃薯番番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。实例有没有一种温和的去除细胞壁的方法？有没有一种温和的去除细胞壁的方法？有有,用酶用酶 纤维素酶和果胶酶
8、去除细胞壁纤维素酶和果胶酶去除细胞壁过程过程2诱导原生质体融合诱导原生质体融合 是关键环节是关键环节 根据的原理是根据的原理是:细胞膜的流动性细胞膜的流动性 方法方法:物理物理 离心离心.振动振动.电激电激 化学化学:聚乙二醇聚乙二醇(PEG)作诱导剂作诱导剂 成功标志是成功标志是:杂种细胞产生了新的细胞壁杂种细胞产生了新的细胞壁植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合原生质体融合融合体融合体再生壁再生壁杂种细胞杂种细胞脱分化脱分化愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去壁的常用方法：去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）酶解
9、法（纤维素酶、果胶酶等）原生质体融合方法原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG）植物体细胞杂交植物体细胞杂交再分化再分化（2）植物体细胞杂交技术的意义）植物体细胞杂交技术的意义 克服远源杂交克服远源杂交不亲和不亲和的障碍，培育出自然的障碍，培育出自然界中没有的、具有优良品质的新品种。界中没有的、具有优良品质的新品种。成果成果考考思思师法自然师法自然 你能帮助老牛解你能帮助老牛解决这个难题吗？试决这个难题吗？试试看，设计一个你试看，设计一个你认为可行的认为可行的方案方案。例1（2006年北京卷）以下不能说明细胞
10、全能性的实验是（）A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B.紫色糯性玉米种子培育出植株 C.转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 解析：细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育的潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织培养，离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。A、C、D三项都要用到植物组织培养技术，故B项符合题意。答案：B 08海南高考）某二倍体植物是杂合子，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答：（1）图中表示的是该花粉培养过程中的 过程，表示的是 过程，X代表的是 ，表示的是 过程 ，表示的
11、是诱导 过程。脱分脱分化 再分化再分化 胚状体胚状体 生根生根（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过那一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于为成熟花粉的完整植株都称为 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明为成熟花粉具有）激素激素 单倍体单倍体 细胞的全能性细胞的全能性分化（或发育分化（或发育（3）对植株进行 ，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过 的方式才能产生后代（丙）。乙、丙两种植株中，能产生可育花粉的是 植株，该植株群体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种，花药培养在育种上的特殊意义是 ，从而开辟育种新途径。无性
12、繁殖无性繁殖 乙乙 一一 缩短育种周期缩短育种周期 染色体加倍染色体加倍例例3 对人工种子正确的解释是（）对人工种子正确的解释是（）A通过科学手段人工合成的种子通过科学手段人工合成的种子 B种皮能够自我生成种皮能够自我生成 C利用植物组织培养技术获得的种子利用植物组织培养技术获得的种子 D人工种子发芽率低人工种子发芽率低 解析：人工种子是用植物组织培养的方解析：人工种子是用植物组织培养的方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体，包裹上人工种皮而制成芽能力的胚状体，包裹上人工种皮而制成的，是植物组织培养的一个应用。的，是植物组织培养的一个应用。答案
13、：答案：C例：例：(2009年全国年全国）下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传）下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述，错误的是（的叙述，错误的是（）A、利用植物体细胞的杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘、利用植物体细胞的杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种杂种B、不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程、不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程C、两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得的、两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得的F1的表现型一的表现型一致致D、两个不同品种的紫茉莉杂交，、两个不同品种的紫茉莉杂交，F1代的遗传物质来自母本的多于代的遗传
14、物质来自母本的多于父本的父本的 分析：植物体细胞包括植物原生质体融合、植物组织培养两个过程。利分析：植物体细胞包括植物原生质体融合、植物组织培养两个过程。利用植物体细胞杂交技术可以克服物种间的生殖隔离的限制培育远缘杂种。用植物体细胞杂交技术可以克服物种间的生殖隔离的限制培育远缘杂种。紫茉莉枝条的颜色遗传属于细胞质遗传，故两个不同品种的紫茉莉杂交，紫茉莉枝条的颜色遗传属于细胞质遗传，故两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得正交、反交所得F1代表现性不一致。因受精卵的细胞质几乎来自卵细胞，代表现性不一致。因受精卵的细胞质几乎来自卵细胞，故不同品种的紫茉莉杂交，故不同品种的紫茉莉杂交，F1的细胞质
15、中遗传物几乎全部来自母本。的细胞质中遗传物几乎全部来自母本。故选故选C思思 考考 题题下图为植物体细胞杂交过程下图为植物体细胞杂交过程示意图。请据图回答：示意图。请据图回答：植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B杂种细胞杂种细胞杂种植物杂种植物（1）在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过）在利用杂种细胞培育成为杂种植物的过程程 中，运用的技术手段是中，运用的技术手段是_,其其 中步骤是中步骤是_，步骤是，步骤是_植物组织培养植物组织培养脱分化脱分化再分化再分化思思 考考 题题下图为植物体细胞杂交过程下图为植物体细胞杂交过程示意图。请据图回答：示意图。请据图回答：植物细胞植物细胞A植物细胞植物细胞B杂
16、种细胞杂种细胞杂种植物杂种植物（2）若远缘杂交亲本）若远缘杂交亲本A和和B都是二倍体，则杂都是二倍体，则杂 种植物为种植物为_倍体。运用传统有性杂交倍体。运用传统有性杂交 方法能否实现此方法达到的结果？方法能否实现此方法达到的结果？,说明理由？说明理由？_四四不能不能因为不同种生物之间存在着因为不同种生物之间存在着 生殖隔离生殖隔离28、做决定之前仔细考虑，一旦作了决定就要勇往直前、坚持到底。29、人生舞台的大幕随时都可能拉开，关键是你愿意表演，还是选择躲避。30、让我们将事前的忧虑，换为事前的思考和计划吧！31、不论你在什么时候开始，重要的是开始之后就不要停止。32、不会生气的人是愚者，不生气的人乃真正的智者33、每一个失魂落魄的现在，都有一个吊儿郎当的曾经，你所有的痛苦都是罪有应得。34、人生自有其沉浮，每个人都应该学会忍受生活中属于自己的一份悲伤。35、道德是朵最美丽的花儿，最圣洁的心灵，让人问心无愧，心胸坦荡。
