植物細(xì)胞工程基本過程

專題2細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程課題1在環(huán)境保護(hù)中，利用基因工程可獲得同時(shí)能分解多種有毒物質(zhì)的新型菌種。例如，1975年，有人把降解芳烴、萜烴和多環(huán)芳烴的質(zhì)粒轉(zhuǎn)移到能降解烯烴的一種假單胞菌內(nèi)，結(jié)果獲得了能同時(shí)降解四種烴類的“超級細(xì)菌”。如果我們將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合，使之具有分解四種烴類化合物的功能。這樣的生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程？細(xì)胞工程細(xì)胞工程：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門科學(xué)技術(shù)。類型植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程微型繁殖的菊花為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株？利用什么原理呢？什么是細(xì)胞的全能性？細(xì)胞的全能性基本技術(shù)具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，細(xì)胞的這種特性叫做細(xì)胞的全能性。？細(xì)胞為什么會具有全能性呢？生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。

在生物體內(nèi)，細(xì)胞為什么沒表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官呢？

這是因?yàn)榛蛟谔囟ǖ臅r(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不相同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。細(xì)胞全能性的差異和大小差異：

大?。海?）受精卵的全能性最高

（2）受精卵分化后的細(xì)胞中，體細(xì)胞的全能性比生殖細(xì)胞低。（1）受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞（2）植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞植物細(xì)胞什么條件下才能表現(xiàn)出全能性呢？當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時(shí)，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。？細(xì)胞脫分化就是讓已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過激素誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。愈傷組織排列疏松而無規(guī)則，是一種具有分生能力的薄壁細(xì)胞。

脫分化的實(shí)質(zhì)和結(jié)果分別是什么？實(shí)質(zhì)是恢復(fù)細(xì)胞的全能性過程。結(jié)果是形成愈傷組織。再分化脫分化愈傷組織外植體試管苗植物體植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體的植物器官、組織或細(xì)胞根、芽(胚狀體)植物組織培養(yǎng)的條件含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度濕度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時(shí)光照等。為什么整個(gè)過程要求消毒、滅菌及無菌操作決定植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是什么？思考植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時(shí)，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織的形成。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素濃度比高時(shí)，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時(shí)，有利于根的發(fā)生。植物組織培養(yǎng)所利用的植物材料體積小、抗性差，對培養(yǎng)條件的要求較高。用于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基同樣適合于某些微生物的生長，如一些細(xì)菌、真菌等的生長。而培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，就會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)前功盡棄，因此要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作。？具體內(nèi)容詳見P42拓展視野在有光時(shí)，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。植物組織培養(yǎng)的概念就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。植物組織培養(yǎng)有器官培養(yǎng)、組織培養(yǎng)、胚培養(yǎng)、莖尖培養(yǎng)、花藥培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)等。

試管苗大規(guī)模培養(yǎng)離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織胚狀體（根、芽）植物體外植體脫分化植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)過程總結(jié)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時(shí)光照等。練習(xí)1、下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是( )A、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能B、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能C、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能D、生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過產(chǎn)生、生長、衰老、死亡的全過程C

2、在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)? )

A、細(xì)胞喪失了全能性B、基因的表達(dá)有選擇性C、不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同D、在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化B

3.植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進(jìn)行培養(yǎng)，又可以分化形成根、芽等器官，這一過程稱為( )

A、脫分化B、去分化C、再分化D、脫分化或去分化4.下列不能作為植物組織培養(yǎng)的材料是( )A、秋海棠的葉B、馬鈴薯的塊莖C、成熟的花粉D、木質(zhì)部中的導(dǎo)管細(xì)胞CD離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織胚狀體（根、芽）植物體外植體脫分化植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)過程總結(jié)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時(shí)光照等。就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并且把雜種細(xì)胞培育成新植物體的方法。你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？細(xì)胞壁植物體細(xì)胞雜交技術(shù)!有沒有一種溫和的去壁方法呢？原生質(zhì)體如何融合的呢？酶解法（用纖維素酶和果膠酶）人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法和化學(xué)法兩大類：物理法是利用離心、振動、電刺激等促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)法是用聚乙二醇(PEG)等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。植物體細(xì)胞雜交過程示意圖原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體融合雜種細(xì)胞篩選雜種細(xì)胞培養(yǎng)雜種植株再生雜種植株鑒定雜種植株融合的原生質(zhì)體AB再生出細(xì)胞壁脫分化愈傷組織再分化過程總結(jié)植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體A雜種細(xì)胞AB去壁去壁人工誘導(dǎo)方法？促進(jìn)融合的方法？融合完成的標(biāo)志植物細(xì)胞B去壁的方法酶解法（纖維素酶、果膠酶等）物理法：離心、振動、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇（PEG）

原生質(zhì)體融合方法植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)勢：打破不同種生物間的生殖隔離限制，在一定程度上克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？馬鈴薯—番茄沒有像人們預(yù)想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動物細(xì)胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛?xì)胞與植物細(xì)胞之