2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？細(xì)胞工程專題2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)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？細(xì)胞工程應(yīng)用的原理和方法研究的水平研究的目的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平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)品概念分類植物細(xì)胞工程動物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)和理論基礎(chǔ)

植物細(xì)胞工程的理論基礎(chǔ)是：植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞工程常用的技術(shù)是

植物體細(xì)胞雜交（原理：細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性）植物組織培養(yǎng)（原理：細(xì)胞全能性）2.1植物細(xì)胞工程§2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物組織培養(yǎng)利用菊花花瓣微型繁殖培養(yǎng)的菊花植物組織培養(yǎng)的概念

植物組織培養(yǎng)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，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。愈傷組織（callus）原指植物體的局部受到創(chuàng)傷刺激后，在傷口表面新生的組織。它由活的薄壁細(xì)胞組成，可起源于植物體任何器官內(nèi)各種組織的活細(xì)胞。（愈傷組織是未分化的一群細(xì)胞,在不同比例和種類激素的作用下可能形成地上或地下部分.）1.植物組織培養(yǎng)屬于哪種生殖方式？2.植物組織培養(yǎng)得到的植物體細(xì)胞中染色體數(shù)目？3.植物組織培養(yǎng)得到的植物，遺傳物質(zhì)來自幾個親本？4.為什么運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體？5.什么是細(xì)胞的全能性？想一想：無性繁殖和親本染色體數(shù)目相同一植物細(xì)胞具有全能性。1、概念：細(xì)胞的全能性是指生物體的細(xì)胞具有形成完整個體的潛能的特性。

細(xì)胞的全能性

在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會有選擇地表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成生物體的不同組織和器官，因此，要實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的全能性，首先必須使生物體的細(xì)胞處于離體狀態(tài)。

3、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？2、原因：是生物體的每一個細(xì)胞都含有該物種所特有的全部遺傳物質(zhì)（全部遺傳信息）,具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因。5.高度分化的植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性條件：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，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件（溫度、光照、無菌）的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。4、大?。?/p>

（1）受精卵的全能性最高

受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞＞＞（2）植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞

（3）（4）分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂能力弱的細(xì)胞1、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（）Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此全能性最高Ｂ．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)Ｃ．卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高Ｄ．植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性C趁熱打鐵：1、植物組織培養(yǎng)的過程1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件有哪些？2.在植物組培過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？3.為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎？4.為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？5.請同學(xué)們根據(jù)上述過程概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖，并與同學(xué)交流。實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)(1)在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無菌操作？

防止雜菌污染，因?yàn)殡s菌生長快，會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)。雜菌生長過程中會產(chǎn)生有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。討論(2)在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能用實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行驗(yàn)證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。3.為什么誘導(dǎo)愈傷組織的過程中應(yīng)避光培養(yǎng)？在有光時，不易形成愈傷組織。切取形成層無菌接種誘導(dǎo)愈傷組織的形成試管苗的形成培養(yǎng)室移栽脫分化再分化4.請同學(xué)們根據(jù)上述過程概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程圖，并與同學(xué)交流。外植體愈傷組織新植株外植體：用于離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞。愈傷組織：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化、具有分生能力、無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而產(chǎn)生愈傷組織的過程。（避光）再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織重新分化成根或芽等器官，進(jìn)而發(fā)育成一棵完整的植株的過程。（需光）試管苗大規(guī)模培養(yǎng)移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進(jìn)行大規(guī)模栽培煉苗是在保護(hù)地育苗的情況下，采取放風(fēng)、降溫、適當(dāng)控水等措施對幼苗強(qiáng)行鍛煉的過程，使其定植后能夠迅速適應(yīng)陸地的不良環(huán)境條件，縮短緩苗時間，增強(qiáng)對低溫、大風(fēng)等的抵抗能力離體的植物組織、器官、細(xì)胞脫分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、避光、無菌）愈傷組織再分化適宜的養(yǎng)料、激素、（溫度、光照、無菌）胚狀體或叢芽植物體植物組織培養(yǎng)的大致過程：細(xì)胞分裂素=生長素：促進(jìn)愈傷組織形成和生長細(xì)胞分裂素＞生長素：誘導(dǎo)芽的形成細(xì)胞分裂素＜生長素的：誘導(dǎo)根的形成關(guān)鍵因素：植物激素的比例（細(xì)胞分裂素、生長素）1.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素C反饋練習(xí)若用“①②③④”表示植物組織培養(yǎng)的過程。請回答：（1）①表示

，能被培養(yǎng)成為④的根本原因是（2）②表示

，其細(xì)胞特點(diǎn)是

薄壁細(xì)胞。脫分化離體的植物組織器官、組織或細(xì)胞植物細(xì)胞具有全能性具有分生能力的愈傷組織作業(yè)再分化植物體細(xì)胞雜交應(yīng)用研究

1、概念

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，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。2、優(yōu)勢和未解決的問題

優(yōu)勢（與有性雜交方法比較）

：克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍。未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀。植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交過程原生質(zhì)體制備（酶解法去細(xì)胞壁）原生質(zhì)體融合（人工誘導(dǎo)）

雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)（形成愈傷組織）雜種植株的再生與鑒定物理法：離心、振動、電刺激等化學(xué)法：聚乙二醇等試劑酶解法：纖維素酶和果膠酶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植物體細(xì)胞雜交技術(shù)過程1．你認(rèn)為兩個來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個障礙是什么？2．有沒有一種溫和的去壁方法呢？3．兩個原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？4．如果兩個來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？5．如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？請思考：問題為什么“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？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。問題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)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設(shè)計出具體實(shí)驗(yàn)方案。異想天開白菜甘藍(lán)白菜－甘藍(lán)白菜細(xì)胞(AA)甘藍(lán)細(xì)胞(BB)白菜原生