搜索
专题2细胞工程细胞工程——是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，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。细胞工程应用的原理和方法细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平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概念分类植物细胞工程研究的目的研究的水平动物细胞工程前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术,后者是分子水平上的生物技术。克隆多莉羊技术是水平上的技术，培育抗虫棉是水平上的技术。细胞工程与基因工程相比：细胞分子思考:植物细胞工程的理论基础是什么？通常采用的技术手段有哪些？所采用技术的理论基础植物细胞工程通常采用的技术手段植物组织培养植物体细胞杂交植物细胞的全能性2、理论基础：细胞的全能性1、植物组织培养的概念在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工控制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。(一)、植物组织培养一、技术手段细胞的全能性1)、概念1）受精卵生殖细胞体细胞＞＞：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性，叫做细胞的全能性。2)、原因3)、全能性的比较：从理论上讲，每个细胞都包含该物种的全部遗传物质（全部基因），所以每个活细胞都应具有全能性。2）植物细胞全能性一般比动物细胞强在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（）Ａ．细胞失去了全能性Ｂ．细胞中的基因部分丢失Ｃ．细胞中的基因选择性表达Ｄ．细胞中的基因变异不同C离体,活细胞，一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。人工条件下实现的这一过程，就是植物组织培养。全能性表现的条件？离体的植物器官、组织、细胞脱分化愈伤组织再分化根芽植物体3植物组织培养的基本过程愈伤组织愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。4影响植物组织培养的因素材料的选择、营养成分、激素、一定的外界因素（温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等）。外植体选择脱分化难易程度因植物种类，器官来源和生长状况不同有很大差异，一般烟草，胡萝卜，植物花和幼嫩组织脱分化较易以下培养基出现的现象说明什么问题？激素配比对组织培养的影响在培养基中需要添加生长素和细胞分裂素等植物激素，其浓度、使用的先后顺序、用量的比例等都影响结果。高利于根分化、抑制芽的形成生长素/细胞分裂素低利于芽的形成适中利于愈伤组织的形成1、定义：将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。2、优势：（与有性杂交方法比较）克服了远缘杂交不亲和的障碍，拓展了可用于杂交的亲本组合范围。。(二)植物体细胞杂交植物细胞A植物细胞B原生质体A原生质体B杂交细胞细胞融合再生细胞壁愈伤组织去除细胞壁：纤维素酶、果胶酶。人工诱导方法：物理法：离心、振动、电激；化学法：聚乙二醇。植株3、过程利用电激法将野生马铃薯与栽培马铃薯进行细胞融合甘蓝白菜白菜—甘蓝4.成果及未解决问题.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，所以杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯。植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）植物体细胞杂交过程示意图细胞融合的基础：细胞膜的流动性B．不同植物的原生质体的融合C．完整的两个体细胞的融合D．植物花粉细胞的两两融合AB1、植物体细胞融合完成的标志是()A．产生新的细胞壁B．细胞膜发生融合C．细胞质发生融合D．细胞核发生融合2、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()A．不同植物的精子和卵细胞的融合比较植物组织培养植物体细胞杂交技术所属范畴原理步骤意义联系无性繁殖细胞全能性①脱分化②再分化保持优良性状繁殖速度快、大规模生产提高经济效益杂交技术应用了组织培养克服不同种生物远源杂交的障碍①去除细胞壁②融合形成杂种细胞③组织培养膜流动性细胞全能性染色体变异、基因重组自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出具体实验方案。提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下：1.微型繁殖技术（也称快速繁殖技术）(一)植物繁殖的新途径(1)概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.(2)特点:A、保持优良品种的遗传特性;B、高效快速地实现种苗的大量繁殖.(3)优点：从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产400万株兰花苗.二应用兰花因高雅美丽而深受人们喜爱。兰花常用分根法和种子进行繁殖。在兰花的常规繁殖中，遇到的难题是：用分根法繁殖速度缓慢，不利于新品种的推广;用种子繁殖又很困难，因为兰花的种子十分微小，胚很纤弱，种子几乎没有储藏营养物质，在发芽过程中很容易夭折。植物细胞工程的基本技术试管苗大规模培养2.作物脱毒1.)作物脱毒的原因:2.)作物脱毒的材料:3.)作物脱毒的方法:4.)作物脱毒的结果:长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差分生区（如茎尖）的细胞进行组织培养获得脱毒苗5.)成就:3.神奇的人工种子天然种子的局限1）培育周期长2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧失其优良特性3）生产会受到季节、气候和地域的限制，并且需要占用大量的土地实现制种人工种子胚状体通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。（1）人工种子概念胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮(3）人工种皮中的有效成分适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等(4)技术：植物组织培养（2）人工种子组成讨论①培植周期短②后代无性状分离③不受气候,季节和地域限制④可以很方便地贮藏和运输(5)优点：1.单倍体育种(二)作物新品种的培育由配子不经过受精作用而直接发育成,且体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体.1.)单倍体定义：2.)举例：3.)单倍体育种的优点：蜜蜂中的雄蜂通过花药或花粉来获得单倍体植物①明显缩短育种年限②得到的植株都是纯合体2.突变体的利用(二)作物新品种的培育植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变1.)产生：筛选对人们有利突变体,进而培育新品种2.)利用：蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等1.细胞产物种类：(三)细胞产物的工厂化生产植物的组织培养2.技术：3.成就：