1.了解細胞工程的含義。2.理解植物細胞的全能性。(重點)3植物組織培養技術的過程及用途。(重點)4.植物體細胞雜交技術的過程。(重點)專題二細胞工程植物細胞工程

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。一、細胞工程概念(1)原理和方法：細胞生物學和

。(2)操作水平：細胞水平或細胞器水平(3)目的：按照人的意愿來改變

或獲得細胞產品分子生物學細胞內的遺傳物質(4)種類按照研究對象分為植物細胞工程和動物細胞工程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。克隆多莉羊技術是

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（細胞器）分子思考:二、植物細胞的全能性1、概念1）受精卵>生殖細胞>體細胞：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發育成完整個體的潛能的特性3、全能性的比較2）植物細胞>動物細胞3)分化程度低的細胞>分化程度高的細胞4）具有持續分裂能力的細胞＞不分裂的細胞2、現實表現：在生物的生長發育過程中，細胞并不會表現出全能性，而是分化成各種組織和器官。（基因的選擇性表達）例題辨析下列關于細胞全能性的說法不正確的是（

）Ａ．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高Ｂ．生物體內，細胞不能表現出全能性，是因為細胞中的基因選擇性表達Ｃ．菊花花瓣或葉片的任何一個活細胞都具有全能性Ｄ．哺乳動物成熟的紅細胞也有全能性E、用菊花的一個葉肉細胞培養出了菊花葉片體現了葉肉細胞的全能性ＤE脫分化遮光再分化光照三、植物組織培養技術離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織胚狀體或叢芽試管苗脫分化:讓已經分化的細胞,經過誘導后,失去其

而轉變成未分化細胞的過程.愈傷組織:由一團排列疏松而無規則,

的呈無定形狀態的薄壁細胞組成.再分化:脫分化產生的愈傷組織繼續進行培養,又可以重新分化成根或芽等器官,這個過程叫做再分化.1．原理：植物細胞的全能性。2．過程：特有的結構和功能高度液泡化離體的植物器官、組織或細胞A脫分化愈傷組織B再分化

胚狀體（或叢芽）試管苗遮光光照1、A過程進行有絲分裂B過程進行有絲分裂同時也進行分化2、A不需光照，光照容易產生維管組織，不易形成愈傷組織而B需光照，葉綠素的合成需光照3.愈傷組織為異養需氧型生物，因為愈傷組織未分化沒有形成葉綠體無法進行光合作用，且全能性較高在

條件下將

，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其產生

、叢芽，最終形成

。無菌和人工控制離體的植物器官、組織、細胞愈傷組織完整的植株細胞離體、一定的營養物質、激素和其他外界條件必要條件：3．植物組織培養的條件生長素>細胞分裂素

誘導根的形成

生長素<細胞分裂素

誘導芽的形成

生長素=細胞分裂素

促進愈傷組織形成植物組織培養技術屬于無性繁殖，遺傳物質不變，可保持親本的優良性狀四．實驗：胡蘿卜的組織培養取材：消毒后選取根的形成層部位，切取1cm3左右的小塊，因為該部位容易誘導形成愈傷組織接種：將組織塊接種到誘導培養基上，誘導出愈傷組織

培養：在23～26℃恒溫避光條件下培養一段時間，再將愈傷組織轉接到分化培養基上培養誘導出試管苗移栽：將試管苗移栽到大田，培養成正常植株討論1．在植物組織培養過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？避免雜菌在培養基上迅速生長消耗營養，且有些雜菌會危害培養物的生長。2．為什么切取胡蘿卜根的形成層？其他部位也能培養成小植株嗎？胡蘿卜根的形成層容易誘導形成愈傷組織，其他部位如葉、花也能培養成小植株，只是稍微困難些。3．若培養物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中是否會含有葉綠體？培養物經過誘導后，失去其特有的結構和功能而轉變成未分化細胞，愈傷組織中不含有葉綠體。1.在離體的植物器官、組織或細胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的（）A.消毒滅菌B.適宜的溫度C.充足的光照D.適宜的養料和激素C反饋練習2.要將胡蘿卜韌皮部細胞培養成完整植株，不需要（）A.具有完整細胞核的細胞B.離體狀態C.導入外源基因D.一定的營養物質和激素C3.若用“①②③④”表示植物組織培養的過程。請回答：（1）①表示

，能被培養成為④的根本原因是（2）②表示

，其細胞特點是

薄壁細胞。脫分化離體的植物器官、組織或細胞植物細胞具有全能性具有分生能力的愈傷組織再分化反饋練習五、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，所以用傳統的有性雜交方法是不可能做到這一點的。這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統有性雜交方法能實現嗎？為什么？原生質體融合（關鍵）原生質體B原生質體A去壁植物A細胞植物B細胞誘導融合再生出細胞壁（細胞融合完成的標志）雜種細胞脫分化（細胞分裂）愈傷組織再分化雜種植株植物體細胞雜交完成的標志植物組織培養纖維素酶果膠酶植物細胞融合原生質體≠原生質層，原生質層指植物細胞膜，液泡膜以及介于兩者間的細胞質。原生質體指植物細胞去掉細胞壁剩下的成分，因此原生質體應置于高滲溶液中，防止吸水漲破。如蔗糖可作為碳源，提供能量，維持滲透壓，維持其正常形態。植物細胞融合與植物組織培養過程植物組織培養是植物體細胞雜交的基礎(1)(1)(2)(3)(4)(5)標志去壁1.植物體細胞雜交完成的標志是培育出雜種植株，而不是形成雜種細胞。細胞融合完成的標志是雜種細胞再生出細胞壁，高爾基體直接參與細胞壁的形成，線粒體提供能量。可通過質壁分離實驗檢測是否再生出細胞壁。2.植物體細胞雜交技術屬于無性生殖，不遵循孟德爾定律，變異類型應是染色體數目的變異，形成的是異源多倍體，可育。1．概念：將的

植物體細胞，在一定條件下融合成

，并把雜種細胞培育成

的技術。不同種雜種細胞新的植物體

2.優勢：克服了遠緣雜交不親和的障礙,出現自然界沒有的新品種3去壁：用

去除植物細胞壁，獲得原生質體纖維素酶和果膠酶

4.誘導原生質體融合的方法：①物理法：

等。②化學法：

誘導。離心、振動、電激用聚乙二醇(PEG)5、原理：細胞膜的流動性和細胞全能性，染色體變異五、植物體細胞雜交技術：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點。6、實例：思考與探究為什么番茄馬鈴薯超級雜種植株沒有如科學家所想象的那樣，地上長番茄，地下結馬鈴薯呢？課外資料：1978年，梅爾徹斯(Melchers)等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細胞進行融合，所產生的雜交株被稱為“馬鈴薯番茄”像大多數雜種一樣，雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形態特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根”，但是沒有產生可結實的花、果實以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯一番茄”一類的體細胞雜交植物還不能產生經濟效益，但是其研究價值不可忽視。答案: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，所以馬鈴薯-番茄雜交植株的細胞中雖然其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，點石成金植物組織培養植物體細胞雜交技術所屬范疇原理步驟意義聯系植物組織培養是植物體細胞雜交的基礎，植物體細胞雜交所用的技術更復雜無性繁殖細胞全能性①脫分化②再分化保持優良性狀繁殖速度快、大規模生產提高經濟效益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組織培養膜流動性細胞全能性染色體變異1.通過植物組織培養（）A.獲得的植株都不會出現變異B.可以證明高度分化的細胞也具有全能性C.可以克服遠源雜交不親和的障礙D.可以大量繁育無子番茄B反饋練習2.下列有關植物體細胞雜交的敘述不正確的是（）A.用酶解法去掉細胞壁，分離出有活力的原