1、专题细胞工程 细胞工程细胞工程 指应用指应用细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学的原理和的原理和方法，通过某种方法，通过某种工程学手段工程学手段，在，在细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来上，按照人们的意愿来改变细胞改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学的一门综合科学技术。技术。前者是前者是细细胞水平或胞水平或细细胞器水平上胞器水平上生物技生物技术术,后者是后者是分子水平上的分子水平上的生物技生物技术术克隆多莉羊技术是克隆多莉羊技术是 水平上的技术，培育水平上的技术，培育抗虫棉是抗虫棉是 水平上的技术。水平上的技术。细
2、胞工程与基因工程相比：细胞工程与基因工程相比：细胞细胞分子分子思考思考:2.1.1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1 1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整植物体？成完整植物体？植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性。2、植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？、植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？植物的器官、组织或细胞离体培养；严格植物的器官、组织或细胞离体培养；严格的无菌条件；必要的营养条件等是植物组的无菌条件；必要的营养条件等是植物组织培养的必要条件。织培养的必要条件。在特定的时间和空间条件下，基因选择性在特定的时间和空间
3、条件下，基因选择性的表达的结果。的表达的结果。生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全套基因。物质，都有发育成完整个体的全套基因。4 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？而是分化成不同的组织器官？3 3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个、已分化的细胞为什么具有发育成完整个体的潜能？体的潜能？1决定植物细胞脱分化、再分化决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？的关键因素是什么？2在植物组培过程中，为什么要在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要
4、进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？求无菌操作？3简述植物组织培养的过程。简述植物组织培养的过程。(1)(1)在组织培养实验中，为什么要强调所在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？防止杂菌污染，因为杂菌生长快，防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。亡。(2 2)请根据上面的实验过程，概括出植物组请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。织培养技术的流程简图。外植体外植体愈伤组织愈伤组
5、织根、芽根、芽植物体植物体脱分化脱分化再分化再分化一、植物组织培养的过程一、植物组织培养的过程（离体的（离体的,已已分化组织或分化组织或细胞）细胞）（未分化）（未分化）（分化）（分化）幼芽或幼根？幼芽或幼根？条件？条件？优点？优点？特点？特点？繁殖速度快繁殖速度快不受季节限制不受季节限制工厂化生产工厂化生产幼苗无毒幼苗无毒保持优良性状保持优良性状适宜温度、光照、适宜温度、光照、pH和无菌环境。和无菌环境。无机物、有机物无机物、有机物和植物激素（和植物激素（生长生长素，细胞分裂素等素，细胞分裂素等）无定形状态无定形状态薄壁细胞薄壁细胞高度液泡化高度液泡化排列疏松、无规则排列疏松、无规则无叶绿体无
6、叶绿体,不进行光合不进行光合作用作用分化程度低分化程度低去分化较易去分化较易理论基础：理论基础：细胞的全能性细胞的全能性 番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同 属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？这个幻想可能实现吗？因为不同种生物之间存因为不同种生物之间存在着生殖隔离，所以用在着生殖隔离，所以用
7、传统的有性杂交方法是传统的有性杂交方法是不可能做到这一点的。不可能做到这一点的。于是，科学家试图用这两种植物的体细胞于是，科学家试图用这两种植物的体细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。进行杂交，来实现这一美妙的设想。二、植物体细胞杂交技术二、植物体细胞杂交技术这幅番茄这幅番茄马铃薯图利马铃薯图利用传统有性杂交方法能用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？实现吗？为什么？理想图理想图1 1你认为两个来自不同植你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什遇到的第一个障碍是什么？么？2 2有没有一种温和的去壁有没有一种温和的去壁方法呢？方法呢？3 3为什么两个原生质体
8、能为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？的什么特性有关？4 4如果两个来源不同的原如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下生质体发生了融合，下一步该做何处理？一步该做何处理？5 5如何将杂种细胞培育成如何将杂种细胞培育成杂种植株？杂种植株？请思考：请思考：利用电激法将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合利用电激法将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合去壁去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶原原生生质质体体植物细胞植物细胞原生质体融合原生质体融合离心、离心、振动、振动、电刺激、电刺激、聚乙二聚乙二醇醇再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞去去分分化化愈伤组织愈
9、伤组织杂种植株杂种植株激素激素筛选筛选等量等量激素激素再分再分化化植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物组织培养植物组织培养技术技术植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术所属所属范畴范畴原理原理步骤步骤意义意义联系联系无性繁殖无性繁殖细胞全能性细胞全能性脱分化脱分化再分化再分化保持优良性状保持优良性状繁殖速度快、大规模生产繁殖速度快、大规模生产提高经济效益提高经济效益杂交技术应用了组织培养杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交克服不同种生物远源杂交的障碍的障碍去除细胞壁去除细胞壁融合形成杂种细胞融合形成杂种细胞组织培养组织培养膜流动性膜流动性细胞全能性细胞全能性染色体变异、基因重组染色体变异、基
10、因重组1 1、不能人工诱导原生质体融合的方法、不能人工诱导原生质体融合的方法是（是（）A A、振动、振动 B B、电刺激、电刺激C C、PEGPEG试剂试剂 D D、重压、重压2 2、植物细胞融合完成的标志的是（、植物细胞融合完成的标志的是（）A A、产生新的细胞壁、产生新的细胞壁 B B、细胞膜发生融合、细胞膜发生融合C C、细胞质发生融合、细胞质发生融合 D D、细胞核发生融合、细胞核发生融合A AD D3.在离体的植物器官、组织或细胞脱在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（哪一项条件是不需要的（）A.消毒灭菌消毒灭菌B.适宜的温度适宜的温度C.充足的光照充足的光照D.适宜的养料和激素适宜的养料和激素C4、若用、若用“”表示植物组织培养的过程。请回答：表示植物组织培养的过程。请回答：（1）表示表示 ，能被培养成为能被培养成为的根本原因是的根本原因是（2）表示表示 。脱分化脱分化再分化再分化离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性愈伤组织愈伤组织
