1、选修三选修三 专题专题2细胞工程细胞工程细胞工程细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细方法，通过某种工程学手段，在细胞水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。应用的原理和方法应用的原理和方法研究的水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平细胞水平或细胞器水平按照人们的意愿来改变细胞内的按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得
2、细胞产品遗传物质或获得细胞产品(定向定向改造）改造）细胞工程细胞工程植物细胞工程植物细胞工程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动物细胞工程动物细胞工程一、植物组织培养一、植物组织培养 原理原理：细胞的全能性细胞的全能性1、概念：、概念：2、原因：、原因：3、全能性大小比较：、全能性大小比较：4、必要条件：、必要条件：受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞细胞离体、一定的营养物质、激素细胞离体、一定的营养物质、激素和其他条件和其他条件具有某种生物具有某种生物全部遗传信息全部遗传信息的任何一个细的任何一个细胞，具有胞，具有发育成完整生物体的潜能发育成完整生物体的潜能.具有本物
3、种全套遗传物质具有本物种全套遗传物质分化分化：基因选择性表达基因选择性表达的结果的结果2.1 植物细胞工程的基本技术一、细胞的全能性一、细胞的全能性植物细胞植物细胞 动物细胞动物细胞一、植物组织培养一、植物组织培养1、植物组织培养的原理？条件、植物组织培养的原理？条件?过程？过程？2、什么叫脱分化？、什么叫脱分化？3、了解固体培养基、了解固体培养基4、整个过程严格无菌操作的原因是？、整个过程严格无菌操作的原因是？阅读阅读P33-36，思考：，思考：1、植物组织培养过程：、植物组织培养过程：离体的植物离体的植物器官、组织、器官、组织、细胞细胞愈愈伤伤组组织织根根芽芽植植物物体体脱分化脱分化再分化
4、再分化脱分化脱分化 由已分化的细胞，经过诱导，失去其特有的由已分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能结构和功能，而转变成，而转变成未分化细胞未分化细胞（愈伤组（愈伤组织）的过程。织）的过程。愈伤组织愈伤组织细胞排列疏松而无规则细胞排列疏松而无规则,是一团具有分生能是一团具有分生能 力的薄壁细胞。力的薄壁细胞。避光避光光照光照（外植体）（外植体）1、脱分化的目的？如果不进行脱分化，能脱分化的目的？如果不进行脱分化，能否培养成完整植物体？否培养成完整植物体？2、决定脱分化和再分化的关键因素是？、决定脱分化和再分化的关键因素是？恢复全能性恢复全能性 ；不能不能3、整个过程严格无菌操作的原因是？
5、、整个过程严格无菌操作的原因是？避免微生物污染。避免微生物污染。（因为一些微生物的代谢生长比未分化的细胞快。）（因为一些微生物的代谢生长比未分化的细胞快。）植物激素植物激素 生长素生长素 细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素细胞分裂素和和生长素生长素的量影响组织块的分的量影响组织块的分化方向化方向 促进根的分化促进根的分化促进芽的分化促进芽的分化植物组织培养的概念：植物组织培养的概念：在在无菌和人工控制无菌和人工控制的条件下将的条件下将离体的离体的植物植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导产生养基上，给予适宜的培养条件，诱导产生愈
6、伤组织、丛芽愈伤组织、丛芽，最终形成，最终形成完整的植株完整的植株。如何实现？如何实现？思考题思考题 细胞壁如何去除？细胞壁如何去除？原生质层如何融合？融合的基础是什么？原生质层如何融合？融合的基础是什么？杂交完成的标志是什么？杂交完成的标志是什么？最后通过什么手段得到新个体最后通过什么手段得到新个体？杂杂种种植植株株融合融合的原的原生质生质体体ABAB再生再生出细出细胞壁胞壁脱脱分分化化愈愈伤伤组组织织再再分分化化2 2、植物体细胞杂交的过程、植物体细胞杂交的过程植物细胞的融合植物细胞的融合植物组织培养植物组织培养番茄番茄细胞细胞A A原生质体原生质体B B原生质体原生质体A A杂种杂种细胞
7、细胞AB去壁去壁去壁去壁人人工工诱诱导导方法？方法？融合完成融合完成的标志的标志马铃薯马铃薯细胞细胞B B诱导融合诱导融合的方法？的方法？与哪种细与哪种细胞器有关胞器有关去壁的常用方法：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）细胞融合的基础：细胞融合的基础：细胞膜的流动性细胞膜的流动性不能人工诱导原生质体融合的方法是：不能人工诱导原生质体融合的方法是：A A、振动、振动 B B、电刺激、电刺激、C C、PEGPEG试剂、试
8、剂、D D、重压、重压对应训练植物体细胞杂交植物体细胞杂交1 1、定义：、定义：用两个来自不同植物的体细胞融合成用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把一个杂种细胞，且把杂种细胞杂种细胞培育成培育成新的植物体新的植物体的方法。的方法。2 2、优势：、优势：（与有性杂与有性杂交方法比较）交方法比较）克服了不同生物远缘杂交不亲和的克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍障碍能力训练：能力训练：1、下列不能作为植物组织培养的材料是：、下列不能作为植物组织培养的材料是：A、秋海棠的叶、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎、马铃薯的块茎C、成熟的花粉、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞、木质部中的导管细胞D
9、3 3、植物细胞工程的实际应用、植物细胞工程的实际应用 微型繁殖技术（快速繁殖技术）微型繁殖技术（快速繁殖技术）作物脱毒作物脱毒 人工种子人工种子植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径作物新品种的培育作物新品种的培育 单倍体育种单倍体育种 突变体的利用突变体的利用细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产注意注意 人工种皮中可以加入适量的人工种皮中可以加入适量的养分养分、无机盐无机盐、有机碳源有机碳源以及以及农药农药、抗生素抗生素、有益菌有益菌等等,以利于胚以利于胚状体生长发育成幼苗。状体生长发育成幼苗。人工种子：人工种子：植物组织培养得到的植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或胚状体、不定芽、顶芽
10、或腋芽腋芽,包上人工种皮就可包上人工种皮就可以形成人工种子。以形成人工种子。胚状体包埋在胶囊内形成球状结构：胚状体包埋在胶囊内形成球状结构：胶质化合物薄膜胶质化合物薄膜种皮种皮营养成分和植物激素营养成分和植物激素 人工胚乳人工胚乳胚状体胚状体新植物的幼体新植物的幼体优点：优点：快速繁殖，解决作物繁殖快速繁殖，解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低能力差、结子困难或发芽率低等问题。固定杂种优势。等问题。固定杂种优势。作物新品种的培育作物新品种的培育 单倍体育种：单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。花药离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是单倍体育种的优点是后代不发生性状分离后代不发生性状分离,都都是纯合子，能够稳定遗传是纯合子，能够稳定遗传,明显缩短了育种年限明显缩短了育种年限。
