植物细胞工程上课

专题2细胞工程植物细胞工程细胞工程

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。细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的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动物细胞工程理论基础细胞的全能性主要技术植物组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术胚胎移植核移植植物细胞工程技术动物细胞工程技术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1、定义：

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。

2、原理：

生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。

3、差异：

（1）受精卵的全能性最高

（2）植物细胞全能性〉动物细胞全能性

(3)

植物细胞的全能性受精卵生殖细胞体细胞＞＞4、潜在全能性的原因：

基因的选择性表达例一：非洲爪蟾实验突变型蝌蚪肠上皮细胞

野生型未受精卵细胞 紫外线破坏细胞核

取出细胞核无核的未受精卵（含有一个核仁）

“重组细胞”

囊胚

囊胚

蝌蚪

成蛙（细胞核含一个核仁）

移入发育发育发育已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体5.细胞表现出全能性的条件离体状态有一定营养物质、激素和其他外界条件蜜蜂（2N=32）减数分裂卵细胞(N=16)

发育雄蜂(N=16)卵细胞可以直接发育成为一个新个体例二：（二）植物组织培养

1、植物组织培养过程：

离体的植物器官、组织、细胞愈伤组织根芽植物体脱分化再分化脱分化由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。

再分化脱分化产生的愈伤组织继续培养又可以重新分化成根或芽等器官，这一过程称为植物细胞的再分化。植物组织培养细胞离体一定的营养物质激素其他外界条件（适宜的温度、PH、光照、无菌）琼脂

必要条件：植物组织培养外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等）2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上3）切取所需的外植体4）将外植体接种于培养容器的培养基上整个试验在超净工作台上进行，保持无菌！外植体经过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织实例：非洲紫罗兰的组织培养试管苗大规模培养1、定义：

用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。2、优势：（与有性杂交方法比较）

打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。植物体细胞杂交(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物体细胞杂交过程示意图植物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。制备原生质体：酶解法去掉细胞壁

诱导融会

新的原生质体

生出细胞壁

杂种细胞

组织培养

杂种植株意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种植物体细胞杂交方法及意义基本过程①获得原生质体②获得杂种细胞③获得杂种植株细胞A细胞B原生质体A原生质体B融合原生质体杂种细胞愈伤组织杂种植株植物细胞工程的实际应用一、植物繁殖的新途径1.微型繁殖

(1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术.(2)特点:

保持优良品种的遗传特性;

高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒

(1)材料:无病毒的茎尖

(2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得3.神奇的人工种子

(1)特点:

后代无形状分离不受气候,季节和地域限制

(2)技术:植物组织培养.(3)结构:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.人工种子自然种子胚状体人工种皮人工胚乳胚种皮胚乳二、作物新品种的培育1.单倍体育种

(1)方法:花药的离体培养

(2)优点:

后代稳定遗传,都是纯合体;

明显缩短育种年限.2.突变体的利用

(1)产生:植物组织培养

(2)利用:筛选对人们有利突变体,进而培育新品种三、细胞产物的工厂化生产1.种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等.2.技术:植物的组织培养.练习1、下列细胞中，不具有细胞全能性特点的是：A、心肌细胞B、神经细胞C、茎的形成层细胞D、木质部导管细胞2、用植物组织培养技术可以培养或生产出：A、人参皂苷B、无病毒植物C、人工种子D、A，B，C均可3、科学家成功培育出“番茄马铃薯”，是采用下列哪一项生物技术：A、基因工程B、染色体工程C、酶工程D、细胞工程DDD4、植物体细胞杂交和植物组织培养的相同点中错误的是：A、都是依据植物细胞的全能性作为理论基础B、都属于植物细胞工程技术C、都能形成杂种细胞D、都有形成愈伤组织的阶段5、植物体细胞融合完成的