选修32.1植物细胞工程的基本技术

1、专题专题2 2 细胞工程细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和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，通过分子生物学的原理和方法，通过细胞细胞 水平水平或或细胞器水平细胞器水平上的操作，按照人上的操作，按照人 们的意愿来们的意愿来改变改变细胞内的细胞内的遗传物质遗传物质或或 获得细胞产品获得细胞产品的一门综合科学技术。的一门综合科学技术。 细胞工程细胞工程 细细 胞胞 工工 程程 应用的原理和方法应用的原理和方法 研究的水平研究的水平 研究的目的研究的目的 细胞生物学和细胞生物学和 分子生物学分子生物学 细胞整体水平细胞整体水平 或细胞器水平或细胞器水平 按照人们的意愿来改按照人

2、们的意愿来改 变细胞内的遗传物质变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品或获得细胞产品 概念概念 分类分类 植物细胞工程植物细胞工程 动物细胞工程动物细胞工程 主主 要要 技技 术术 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交 动物细胞培养动物细胞培养 动物细胞融合动物细胞融合 单克隆抗体技术单克隆抗体技术 胚胎移植胚胎移植 核移植核移植 植物植物 细胞细胞 工程工程 技术技术 动物动物 细胞细胞 工程工程 技术技术 2.1.1 2.1.1 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术 2.1 植物细胞工程 科学利用菊花花瓣培养的菊花科学利用菊花花瓣培养的菊花 1 1、为什么已分化的植物

3、组织或、为什么已分化的植物组织或 细胞能培养成完整植物体？细胞能培养成完整植物体？ 植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？、什么是细胞的全能性？ 具有某种生物全部遗传信息的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物细胞都具有全能性的特点 。 在特定的时间和空间条件下，在特定的时间和空间条件下， 基因选择性的表达基因选择性的表达的结果。的结果。 生物的每一个细胞都有本物种的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

4、的全套遗传物质，都有发育成完整个体的 全部基因。全部基因。 4 4、生物体内的细胞为什么没有表现出、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？全能性，而是分化成不同的组织器官？ 3 3、已分化的细胞为什么具有发育、已分化的细胞为什么具有发育 成完整个体的潜能？成完整个体的潜能？ 6.6.细胞表现全能性的条件有哪些？细胞表现全能性的条件有哪些？ 离体、营养物质、激素及离体、营养物质、激素及 其它适宜条件。其它适宜条件。 5 5、全能性大小、全能性大小 受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞2） 植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞 3） 1） 受精卵的全能性最高受精卵的全能

5、性最高 4）分化程度低的细胞）分化程度低的细胞分化程度高分化程度高 的细胞的细胞 植物组织培养就是在无菌和植物组织培养就是在无菌和 人工控制条件下，将离体的植物人工控制条件下，将离体的植物 器官、组织、细胞，培养在人工器官、组织、细胞，培养在人工 配制的培养基上，给予适宜的培配制的培养基上，给予适宜的培 养条件，诱导其产生愈伤组织、养条件，诱导其产生愈伤组织、 丛芽，最终形成完整的植株。丛芽，最终形成完整的植株。 植物的组织培养植物的组织培养 一、植物组织培养一、植物组织培养 脱分化脱分化再分化再分化 1 1概念：概念： 2 2理论基础：理论基础： 3 3过程过程 植物细胞的全能性植物细胞的全

6、能性 4. 4. 条件：条件： 离体离体、营养物质、激素、适宜温度和、营养物质、激素、适宜温度和无菌无菌 等其他外界条件等其他外界条件 1 1、愈伤组织：、愈伤组织： 离体的植物器官、离体的植物器官、 组织或细胞，在培养一组织或细胞，在培养一 段时间以后，通过细胞段时间以后，通过细胞 分裂，形成一种分裂，形成一种高度液高度液 泡化泡化、无定形状态薄壁无定形状态薄壁 细胞细胞组成的排列疏松无组成的排列疏松无 规则的组织。规则的组织。 2 2、植物细胞的脱分化植物细胞的脱分化 是让已经分化的细胞，经过诱导后，失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去其特有的结构

7、和功能而转变成未分化的细 胞的过程。胞的过程。 3 3、脱分化的实质和结果、脱分化的实质和结果 实质实质: :恢复细胞的全能性过程恢复细胞的全能性过程 结果结果: :形成愈伤组织形成愈伤组织 4 4、植物细胞的再分化、植物细胞的再分化 脱分化产生的愈伤组织在培养过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。程中重新分化根或芽等器官的过程。 植物组织培养的植物组织培养的培养基培养基 v无机营养成分：无机营养成分：c c，h h，o o大量元素及部分大量元素及部分 微量元素微量元素 v有机营养成分有机营养成分 含含n n物质：包括维生素和氨基酸物质：包括维生素和氨基酸 碳源：碳源

8、：2%2%5%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用 相关激素：生长素相关激素：生长素，细胞分裂素，细胞分裂素和赤和赤 霉素霉素 vphph值：值：5.05.06.06.0 移栽 经过经过 炼苗的小炼苗的小 苗，可以苗，可以 和一般植和一般植 物一样进物一样进 行大规模行大规模 栽培栽培 1.1.概念：概念： 用两个来自不同植物的体细胞融用两个来自不同植物的体细胞融 合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培 育成新的植物体的方法。育成新的植物体的方法。 二、植物体细胞杂交二、植物体细胞杂交 2.2.过程过程 去壁去壁 去壁去壁 纤维素酶纤维素酶 果胶酶果胶酶 原原 生生 质质 体体 植物细胞植物细胞 原生质体融合原生质体融合 离心、离心、 振动、振动、 电刺激、电刺激、 聚乙聚乙二二 醇（醇（peg） 再生细胞壁再生细胞壁 杂种细胞杂种细胞 脱脱 分分 化化 愈伤组织愈伤组织 杂种植株杂种植株 激素激素 筛选筛选 激素激素 再分再分 化化 植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交过程示意图 3.3.优点：优点： 4.4.未解决问题：未解决问题： 克服不同生物