21.1.1《植物細胞工程的基本技術》

專題2細胞工程番茄與馬鈴薯同屬茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。

人們曾經有這樣一個幻想：讓一株植株地上部分結番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？一個夢想?

1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物-----克隆羊多利誕生于英國,標志著一種新的生物技術---動物體細胞克隆技術面世,也揭開細胞工程更深層次發(fā)展的序幕!

細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。細胞工程按操作對象分植物細胞工程動物細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品概念：前者是細胞水平或細胞器水平上生物技術,后者是分子水平上的生物技術?？寺《嗬蜓蚣夹g是

水平上的技術，培育抗蟲棉是

水平上的技術。細胞工程與基因工程相比：細胞分子思考:2.1植物細胞工程植物細胞工程技術常用的技術手段：植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交植物細胞工程理論基礎：植物細胞的全能性植物細胞工程的基本技術回憶：1、植物組織培養(yǎng)的大致過程包括哪幾個階段？離體的器官、組織或細胞脫分化愈傷組織再分化根、芽植物體2、植物組織培養(yǎng)技術的理論基礎是什么？植物細胞具有全能性一、細胞的全能性：1、概念：

生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能，細胞的這種特性叫細胞的全能性。2、基礎（具有全能性的原因）：生物體的每個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成為完整個體所需的全部基因。從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。3、全能性的程度：生物體內細胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官的原因（1）受精卵的全能性最高

受精卵生殖細胞體細胞＞＞（2）植物細胞＞動物細胞

（3）（4）分化程度低的細胞＞分化程度高的細胞思考：

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。5、植物細胞表現(xiàn)出全能性的條件：處于離體狀態(tài)，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件的作用下，植物細胞就可能表現(xiàn)全能性，發(fā)育成完整的植株。怎樣才能由一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株,應該如何操作二、植物組織培養(yǎng)技術：植物組織培養(yǎng)(1)在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？

防止雜菌污染，因為雜菌生長快，會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)。雜菌生長過程中會產生有害的物質，導致培養(yǎng)物迅速死亡。討論(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。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，你能用實驗的方法進行驗證嗎？胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。討論(3)請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術的流程簡圖。植物材料（消毒）脫分化無菌接種、誘導愈傷組織再分化誘導試管苗移栽到大田,培養(yǎng)成正常植株依據(jù)學過的知識和實驗過程思考回答：2、決定植物脫分化、再分化的關鍵因素是什么？植物激素的種類和比例1、離體的器官、組織或細胞，如果不進行脫分化處理能否培養(yǎng)成完整的植物體？不能，因為細胞已經分化，失去了分裂能力。不進行脫分化處理就不能形成愈傷組織3、為什么誘導愈傷組織的過程中應避光培養(yǎng)？在有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。（但再分化時需要光，光能使細胞內形成葉綠體、葉綠素，進行光合作用）應該掌握的幾個概念：

1、愈傷組織：離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松無規(guī)則的組織。

2、植物細胞的脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細胞產生愈傷組織的過程，又稱去分化。脫分化的實質和結果分別是什么？實質是恢復細胞的全能性過程。結果是形成愈傷組織。

3、植物細胞的再分化：脫分化產生的愈傷組織在培養(yǎng)過程中重新分化根或芽等器官的過程。小結：植物組織培養(yǎng)的過程外植體愈傷組織根、芽植物體脫分化再分化（離體的,已分化組織或細胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根？條件？優(yōu)點？特點？繁殖速度快不受季節(jié)限制工廠化生產幼苗無毒保持優(yōu)良性狀①適宜溫度、光照、pH和無菌環(huán)境。②無機物、有機物和植物激素（生長素，細胞分裂素等）無定形狀態(tài)薄壁細胞高度液泡化排列疏松、無規(guī)則無葉綠體,不進行光合作用分化程度低去分化較易植物組織培養(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，誘導其產生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。三、植物體細胞雜交技術：因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。于是，這些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設想。這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？1．你認為兩個來自不同植物的體細胞完成融合，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．為什么兩個原生質體能發(fā)生融合，這與細胞膜的什么特性有關？4、把原生質體放在一起能自然融合嗎？5．如果兩個來源不同的原生質體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？6．如何將雜種細胞培育成雜種植株？請思考：1、過程：雜種植株融合的原生質體AB再生出細胞壁脫分化愈傷組織再分化植物細胞的融合植物組織培養(yǎng)植物細胞A原生質體B原生質體A雜種細胞AB去壁去壁人工誘導方法？促進融合的方法？融合完成的標志植物細胞B去壁的常用方法：酶解法（纖維素酶、果膠酶等）

原生質體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等化學法：聚乙二醇（PEG）利用電激發(fā)將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進行細胞融合2、概念：將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術。3、優(yōu)勢：（與有性雜交方法比較）打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。白菜甘藍白菜－甘藍“白菜－甘藍”同普通白菜相比，具有生長期短、耐熱性強和易于貯藏等優(yōu)點。為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，所以雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯。比較植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交技術所屬范疇原理步驟意義聯(lián)系無性繁殖細胞全能性①脫分化②再分化保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產提高經濟效益雜交技術應用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠緣雜交不親和的障礙①去除細胞壁②融合形成雜種細胞③組織培養(yǎng)膜流動性細胞全能性染色體變異、基因重組1、當植物細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，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（）A、細胞分裂素B、生長素C、一定的營養(yǎng)物質D、以上三者均是

2、細胞工程是一門綜合科學技術。下列哪項技術不屬于細胞工程（）

A、有性雜交B、體細胞雜交C、組織培養(yǎng)D、細胞核移植3、在生物體的所有細胞中，全能性最高的是（）A、卵細胞B、植物花粉C、體細胞D、受精卵教學反饋DAD4、在生物體內，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為（）A、細胞喪失了全能性B、基因的表達有選擇性C、不同的細胞內基因不完全相同D、在個體發(fā)育的不同時期，細胞內的基因發(fā)生了變化5、植物體細胞雜交尚未解決的問題是（）A、去掉細胞壁，分離出有活力的原生質體B、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀C、將雜種細胞培育成植株D、尚未培育出屬間雜種植物教學反饋BB6、用植物組織培養(yǎng)技術，可以培育或生產出

A、食品添加劑B、無病毒植物C、人工種子D、A、B、C均是7、不能人工誘導原生質體融合的方法是（）

A、振動B、電剌激C、PEG試劑D、重壓8、能剌激愈傷組織形成的激素是（）

A、細胞分裂素B、赤霉素C、生長素和細胞分裂素D、細胞分裂素和乙烯教學反饋DDC1、字體安裝與設置如果您對PPT模板中的字體風格不滿意，可進行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項卡中，點擊“替換”按鈕右側箭頭，選擇“替換字體”。（如下圖）