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细胞工程
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,在细胞整体水平 或细胞器水平上,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。
细胞生物学和
或细胞器水平
应用的原理和方法 分子生物学
植物细胞工程
动物细胞工程
研究的水平
研究的目的 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
分类
概念
程
2.1植物细胞工程
§ 2.1.1植物细胞工程的基本技术
通常采用的 技 术 手 段
植物组织培养
植物体细胞杂交
如何把某种植物的一块组 织通过培养得到一株完整 植株?
植物的组织培养
植物组织培养就是在无菌和 人工控制条件下,将离体的植物器 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,
诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终 形成完整的植株。
(试管苗)
6
5
植 物 组 织 培 养
4
脱分化
3
(分离的细胞)
(愈伤组织)
(胚状体)
再分化
2
1
(未分化)
再分化
(分化)
条件: ①植物激素( 细胞分裂素生长素
:
有利于发芽; 细胞
分裂素生长素:有 利于生根) ②光
条件: ①无机物、 有机物和植物激素 (细胞分裂素/生长 素) ②避光
离体的植物器官、 组织或细胞
有丝分裂 脱分化
一、植物组织培养的过程
原理:细胞的全能性
愈伤组织
植物体
根、芽
有丝分裂
细胞分化
强调几个概念:
(1)愈伤组织:
离体的植物器官、组织或细胞,
在培养一段时间以后,通过细 胞分裂,形成一种高度液泡化、 无定形状态薄壁细胞组成的排 列疏松无规则的组织。
(2)植物细胞的脱分化:
是让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构 和功能而转变成未分化的细胞的过程。
(3)脱分化的实质和结果分别是什么?
实质:恢复细胞的全能性过程
结果:形成愈伤组织
(4)植物细胞的再分化:
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等
器官的过程。
细胞的全能性
具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 胞,都具有发育成完整生物体的潜能,也 就是说,每个生物细胞都具有全能性的特 点 。
1、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能?
生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传 物质,都有发育成完整个体的全套基因。
2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性, 而是分化成不同的组织器官?
在特定的时间和空间条件下,基因选择性 的表达的结果。
3、大小: 1) 受精卵的全能性最高
2) 受精卵>生殖细胞>体细胞
3) 植物细胞>动物细胞
4)分化程度低的细胞>分化程度 高的细胞
4.细胞表现全能性的条件有哪些?
离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
(1)在组织培养实验中,为什么要强调所 用器械的灭菌和实验人员的无菌操作?
防止杂菌污染,因为杂菌生长快, 会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中 会产生有害的物质,导致培养物迅速死 亡。
(2)在本实验中,切取胡萝卜块根时强调要切取
含有形成层部分,原因是这部分容易诱导形成愈伤 组织。请思考一下,胡萝卜的其他部分(如茎、叶、 花),是否也能培养成小植株,你能用实验的方法 进行验证吗?
胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)也能培养再 生形成小植株,只是诱导愈伤组织比较困难。
1.在离体的植物器官、组织或细胞脱
分化形成愈伤组织的过程中,下列 哪一项条件是不需要的(C )
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
2、植物组织培养形成的愈伤
组织进行培养, 又可以分 化形成根、芽等器官,这一 过程称为:
A、脱分化 B、去分化
C、再分化 D、脱分化或去分化
人们曾经有这样一个幻想:让一株植株地上部
分结番茄,地下部分长土豆。
理想图
这个幻想可能实现吗?
二、植物体细胞杂交技术
这幅番茄— 马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗?为什么?
因为不同种生物之间存 在着生殖隔离,所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。
理想图
于是,科学家试图用这两种植物的体细胞 进行杂交,来实现这一美妙的设想。
植物体细胞杂交过程示意图
融合完成的标志:新细胞壁 的生成
体现膜具有一定的流动 性
杂种细胞
原生质体融合
纤维素酶 果胶酶
马铃薯细胞
原生质体
杂种植株
番茄细胞
愈伤组织
脱分化
再分化
激素
激素
筛选
去壁
去壁
植物体细胞杂交的原理:
细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性
植物体细胞杂交的终点:
培育成杂种植株
杂种植株遗传物质的变化:
杂种植株的染色体数通常是两个亲本细胞染色体数目之和
1、概念
将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合 成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。
2、优点
在克服不同种
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