1、克隆猴是利用什么生物工程培育出来的呢？细胞工程细胞工程细胞工程 细胞工程细胞工程是指应用细胞生物学细胞生物学、分子生物学分子生物学和发育生物学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。原理和方法操作水平目的分类细胞生物学、分子生物学和发育生物学细胞生物学、分子生物学和发育生物学细胞器、细胞或组织细胞器、细胞或组织获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品植物细胞工程植物细胞工程和和动物细胞工程动物细胞工程1907年哈里森用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创
2、了动物组织体外培养法1958年斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。1998年汤姆森和吉尔哈特获得可体外培养的人胚胎干细胞2006年山中伸弥获得诱导多能干细胞1975年米尔斯坦和科勒获得能稳定遗传的单克隆抗体的杂交瘤细胞株。1971年卡森诱导烟草原生质体融合，培育出第一株体细胞杂交植物1960年科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。1996年世界上第一只体细胞克隆羊多莉诞生，随后多种克隆动物相继问世。2017年我国科学家首次培育了体细胞克隆猴。2.1植物细胞工程（第1课时）【导入新课】“其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕
3、。其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（迨（didi）夫开也，凝情）夫开也，凝情瀼瀼露，万态千妍，薰（露，万态千妍，薰（xnxn）风自）风自来，四坐芬郁，岂非真兰室乎！岂非有国香乎！来，四坐芬郁，岂非真兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国这是我国历史上第一部兰谱历史上第一部兰谱金漳（金漳（zhnzhn）兰谱）兰谱（宋（宋赵时赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花兰花种子种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低通常发育不全，在
4、自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的；传统分株繁殖的方法又存在方法又存在繁殖周期长、繁殖率低繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？繁殖，从而走入寻常百姓家呢？利用利用植物组织培养技术植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。可以大量、快速地培育兰花。从社会中来1.定义：植物细胞工程的理论基础植物细胞工程的理论基础植物细胞的全能性植物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，即细胞具有全能性植物细
5、胞的全能性2.体现：在一定条件下，利用植物的一片叶子、一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株。3.未体现及原因：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。未体现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。如植物芽原基的细胞只能发育为芽。具有全能性的原因：细胞内含有该物种所特有的全套遗传物质。一、植物的全能性外植体脱分化愈伤组织再分化幼苗驯化移栽完整植株根、芽等3.一般过程：指将离体的植物器官、组织或细胞等（称为外植体），培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其分化为完整植株的技术。移栽成活2.原理（物质基础）：植物细胞具有全能性
6、1.概念：或胚状体生殖方式：无性生殖二、植物组织培养技术4、脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。（1）概念：（2）实质：恢复细胞全能性的过程（即由已分化状态变为未分化状态）。（3）光照条件：（4）过程中涉及的生命活动：一般不需要光照只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。（5）结果：愈伤组织愈伤组织：高度液泡化，呈不定形的薄壁组织团块原因：原因：有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。二、植物组织培养技术5、再分化：愈伤组织能重新分化为芽、根等器官的过程。（1）概念：（2）实质：基因的选择性表达（3）光照条件：（4
7、）过程中涉及的生命活动：需要给予适当强度的光照不仅细胞增殖（有丝分裂），还有细胞分化。原因：原因：诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用（5）结果：愈伤组织愈伤组织芽芽低低高高根根生长素生长素细胞分裂素细胞分裂素胚状体胚状体二、植物组织培养技术1.原理：原理：植物细胞一般具有植物细胞一般具有 。全能性全能性生长素/细胞分裂素 结果比值高(1)比值低(1)比值适中(=1)有利于有利于根根的分化，抑制芽的形成的分化，抑制芽的形成有利于有利于芽芽的分化，抑制根的形成的分化，抑制根的形成促进促进愈伤组织愈伤组织的形成的形成简记为：简记为：“生”根 “分”芽
8、 “中”愈伤探究实践菊花的组织培养植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。外植体脱分化愈伤组织再分化芽、根等幼苗驯化移栽完整植株2.材料用具外植体：外植体：幼嫩的菊花茎段幼嫩的菊花茎段(容易诱导形成愈伤组织容易诱导形成愈伤组织)MS培养基：培养基：蔗糖的作用：蔗糖的作用：提供能量，调节渗透压提供能量，调节渗透压培养基培养基灭菌方法为：灭菌方法为：高压蒸汽灭菌高压蒸汽灭菌水水（去离子水）、（去离子水）、无机营养无机营养（大量元素、微量元素）、（大量元素、微量元素）、有机营养有机营养（蔗糖、维生素、氨基酸）、维生素、氨基酸
9、）、天然附加物、天然附加物、植物激素植物激素（生长素、细胞分裂素等）（生长素、细胞分裂素等）探究实践菊花的组织培养外植体消毒外植体处理接种外植体诱导愈伤组织诱导芽和根移栽酒精30S无菌水2-3次5%左右的次氯酸钠溶液30min2-3次无菌水洗双手和超净工作台台面双手和超净工作台台面:用用70%70%的酒精的酒精擦拭擦拭外植体外植体:流水冲洗3.方法步骤探究实践菊花的组织培养外植体处理用用无菌滤纸无菌滤纸吸去表面水分，将吸去表面水分，将外植体切成外植体切成0.5-1cm0.5-1cm长的小段长的小段接种外植体在在酒精灯火焰旁酒精灯火焰旁，将外植体形态学下端，将外植体形态学下端的的1/3-1/21
10、/3-1/2插入诱导插入诱导愈伤组织愈伤组织的培养基中的培养基中外植体消毒外植体处理接种外植体诱导愈伤组织诱导芽和根移栽探究实践菊花的组织培养诱导愈伤组织（脱分化）将接种了外植体的锥形瓶置于将接种了外植体的锥形瓶置于18-2218-22的培养箱中培养的培养箱中培养。将生长良好的愈伤组织转接到诱导将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽生芽培养基培养基上出芽后，再将其转接到诱导上出芽后，再将其转接到诱导生生根的培养基根的培养基上，进一步诱导形成上，进一步诱导形成试管苗。试管苗。诱导芽和根（再分化）适时光照适时光照培养培养避光避光培养培养外植体消毒外植体处理接种外植体诱导愈伤组织诱导芽和根移栽避光原因：
11、避光原因：有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。光照原因：光照原因：诱导诱导叶绿素的合成，叶绿素的合成，使试管苗能够进使试管苗能够进行光合作用行光合作用先芽后根的原因：先芽后根的原因：若先生芽后面就若先生芽后面就不易生根不易生根探究实践菊花的组织培养移栽前移栽前先打开封口膜或瓶盖先打开封口膜或瓶盖，让试管苗，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再等环境中，待其长壮后再移栽入土。移栽入土。外植体消毒外植体处理接种外植体诱导愈伤组织诱导
12、芽和根移栽探究实践菊花的组织培养（1 1）接种）接种3-4d3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，试分析后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，试分析它们被污染的可能原因。它们被污染的可能原因。（2 2）培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？）培育的试管苗能直接移栽到露地吗？应如何操作？外植体消毒不彻底；培养基、接种工具灭菌不彻底；操作过程不符合无菌外植体消毒不彻底；培养基、接种工具灭菌不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。操作要求等。试管苗移栽的关键：既要试管苗移栽的关键：既要充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系充分清洗根系表面的培养基，又不能伤及根系
13、。一般使用一般使用无土栽培方法无土栽培方法。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量。培养基质要提前消毒，可以向培养基质喷洒质量分数为分数为5%5%的高锰酸钾的高锰酸钾，并用塑料薄膜覆盖，并用塑料薄膜覆盖12h12h，掀开塑料薄膜，掀开塑料薄膜24h24h后才能移后才能移栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。栽。新移栽的组培苗要在温室过渡几天，待其长壮后再移植到大田或盆中。起到除菌除虫的作用4.结果分析与结论探究实践菊花的组织培养（1）离体状态（2）无菌操作（3）种类齐全、比例适合的营养物质（4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节（5）适宜的外界条件（
14、温度、pH、光照等）归纳-植物组织培养的条件探究实践菊花的组织培养（1）植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()（2）在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。()（3）脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。()（4）在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。()XX/X当堂巩固1、概念检测：2植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为:无菌培养物的建立培养物增殖生根培养试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是（）A为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C提高培养基中生长素和细胞分裂
15、素的比值，有利于诱导生根D用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异D当堂巩固（2017海南海南统考高考真题）统考高考真题）甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是_（填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”）。（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主
16、要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是_。A中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。（4）若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株不同于原植株绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整
17、的植株绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株葡萄糖、果糖葡萄糖、果糖具有完整的细胞核具有完整的细胞核细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素脱分化脱分化不能不能当堂巩固三、植物体细胞培养技术A细胞B细胞酶解法果胶酶去壁纤维素酶原生质体B原生质体A正在融合的原生质体原生质体融合人工诱导方法物理法:化学法:电融合法、离心法等聚乙二醇（PEG）、高Ca2高pH融合法脱分化杂种细胞AB愈伤组织再生壁再分化芽、根杂种植株AB植物细胞融合技术植物组织培养技术去壁体现了细胞膜的流动性体现了植物细胞的全能性植物细胞融合完成的标志流程图植物体细胞杂交技植物体细胞杂交技术完成的标志术完成的
18、标志三、植物体细胞培养技术2.原理：1.概念：将将不同来源不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞杂种细胞，并把杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。培育成新植物体的技术。细胞膜的流动性和植物细胞的全能性3.植物细胞融合完成的标志：新的细胞壁的形成4.植物体细胞杂交技术完成的标志：杂种植株的获得5.意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等6.实例：白菜甘蓝、普通小麦长穗偃麦草等。7.局限性:技术复杂、操作繁琐、工作量大；不一定能按照人们的需求表现出双亲的优良性状。三、植物体细胞培养技术1、去细胞壁去细胞壁去壁方法去壁方法：酶解法（纤维素酶
19、和果胶酶）酶解法（纤维素酶和果胶酶）结果：植物细胞去壁后得到原生质体原生质体2、原生质体融合原生质体融合原理：原理：细胞膜的流动性细胞膜的流动性（细胞膜具有一定的流动性）人人工诱导融合的方法：工诱导融合的方法：物理方法：电融合法、离心法、振荡法等化学方法：聚乙二醇（聚乙二醇（PEG）融合法）融合法、高Ca2-高pH融合法融合完成的标志融合完成的标志：形成新的细胞壁新的细胞壁（与细胞壁形成有关的细胞器：细胞器：高尔基体高尔基体）筛选筛选：用选择培选择培养基养基从AA、BB、AB、A、B细胞中筛选出杂种筛选出杂种AB细胞细胞3、意义：意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种打破生殖隔离，实现远缘杂交育
20、种，培育植物新品种等培育植物新品种等。4、局限性局限性:不一定能按照人们的需求表现出双亲的优良性状不一定能按照人们的需求表现出双亲的优良性状。小结：植物体细胞培养技术（2）特点（优点）：（1）概念：（一）植物繁殖的新途径1、快速繁殖用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖可以保持优良品种的遗传特性可以保持优良品种的遗传特性（3）过程：外植体脱分化愈伤组织再分化幼苗驯化移栽完整植株根、芽等（4）实例：铁皮石斛、甘蔗、桉树和兰花等试管苗的产生一些优良的观赏植物、经济林木、无性
21、繁殖作物、濒危植物一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物、濒危植物四、植物细胞工程的应用（一）植物繁殖的新途径1、快速繁殖思考：为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？思考：为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？植物组织培养到植物组织培养到愈伤组织阶段愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞获得大量的组织细胞，然后不断，然后不断地地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。并且，植物组织培养在实验室进行，并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等受季节、气候等条件限制较小条件限制较小。四、植物细胞
22、工程的应用【资料】脱毒草莓四、植物细胞工程的应用（2）外植体选材部位：（1）脱毒原因：（3）过程：（一）植物繁殖的新途径2、作物脱毒草莓等植物通常是用无性繁殖种植的，他们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内逐年积累，就会导致产量降低，品质变差。植物顶端分生区附近（如茎尖）原因：原因：植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒植物顶端分生区附近病毒极少，甚至无病毒切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。（4）优点：外植体脱分化愈伤组织再分化幼苗驯化移栽完整植株根、芽等脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物（5）
23、实例：马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉*脱毒苗脱毒苗抗毒苗抗毒苗四、植物细胞工程的应用单倍体育种:花药的离体培养获得单倍体植株，染色体加倍选择优良品种 P P DDTT DDTT ddttddtt F F1 1 DdTt DdTt DdTt DdTt DT DT DtDtdTdTdtdtDT DT DtDtdTdTdtdtD DDTDTT T DDttDDttddTTddTTddttddtt（种子）第一年（植物体）减数分裂 （花粉）花药离体培养 （单倍体幼苗）秋水仙素处理 （二倍体纯合植株）第二年播种四、植物细胞工程的应用（二）作物新品种的培育1、单倍体育种花药中的
24、花粉单倍体幼苗正常纯合二倍体离体培养人工诱导（染色体加倍）（1）单倍体育种的过程：脱分化愈伤组织再分化离体培养（2）单倍体育种的原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异花药培养的原理是植物细胞的全能性（3）单倍体育种的优缺点：明显缩短育种年限；是进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。技术相对比较复杂，需要与杂交育种结合，其中的花药培养需要植物组织培养技术的支持。优点：缺点：优良品种选择四、植物细胞工程的应用是作物育种的有效途径；为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变提供材料。单育1号烟草、与常规育种结合育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等新品种。（4）单倍体育种的应用：（5）单倍体育种的成果
25、：原因：原因：大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。*我国培育的单育我国培育的单育1 1号号烟草是世界上第一个烟草是世界上第一个单倍体作物新品种单倍体作物新品种四、植物细胞工程的应用（二）作物新品种的培育2、突变体的利用（1）突变体的产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素（射线、化学物质等）的影响而产生突变。（2）原理：基因突变和植物细胞的全能性（3）过程：外植体突变体新品种筛选培育脱分化愈伤组织再分化诱变处
26、理（4）优缺点：优点：缺点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高产、优质、抗逆的新品种，加快了育种进程。突变具有不定向性、多害少利和低频性，因此需要处理大量突变材料，并从中选出符合人们需要的品种。（5）实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草四、植物细胞工程的应用1、植物细胞培养：是指离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术2、细胞产物的工厂化生产的流程：外植体细胞悬浮细胞产物培养提取脱分化愈伤组织分散开3、细胞产物的工厂化生产的优点和意义：不占用耕地、几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。4、细胞产物工厂化生产的实例：紫草宁
27、、紫杉醇、人参皂苷四、植物细胞工程的应用项目目的过程植物组织培养植物细胞培养获得植物体获得细胞产物外植体愈伤组织芽、根完整植株脱分化再分化生长发育外植体细胞悬浮细胞产物培养提取脱分化愈伤组织分散开植物组织培养和植物细胞培养的比较四、植物细胞工程的应用植植物物细细胞胞工工程程的的应应用用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细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产快速繁殖快速繁殖作物脱毒作物脱毒单倍体育种单倍体育种突变体的利用突变体的利用小结：植物细胞工程的应用一、概念检测1.运用植物细胞工程技术可以培育单倍体 植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。（1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（）（2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（）当堂巩固2.生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（）A.人工诱导基因突变B.选择优良品种进行杂交C.进行远缘植物体细胞杂交D.取茎尖分生组织进行组织培养D当堂巩固
