2[1].1植物细胞工程

1、1.利用何种技术可让大肠杆菌产生人的干扰素？ 2.克隆羊“多利” 的诞生属于基因工程吗？,思考：,基因工程,不是，细胞核移植，属于细胞工程,基因工程是水平上的生物技术， 细胞工程是水平或水平上生物技术,细胞工程与基因工程相比：,分子,细胞,细胞器,2.1 植物细胞工程 2.1.1基本技术 2.1.2实际应用 2.2 动物细胞工程 2.2.1 细胞培养和核移植技术 2.2.2 细胞融合与单克隆抗体,细胞工程,概念:,应用原理和方法 研究水平 研究目的,分类:,P19基础梳理填空,2.1植物细胞工程,细胞培养技术 组织培养技术 体细胞杂交技术 ,菊花 花瓣,愈伤组织,植物体,由高度分化的植物器官、

2、组织或细胞，经过诱导后失去其特有的结构和功能转变成未分化细胞的过程,愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程,经激素的诱导，脱分化为具有分生能力的、高度液泡化、无定形态的薄壁细胞，由这些细胞组成的排列疏松无规则的组织。(形状与颜色因物种和条件而异),给你一片菊花花瓣，能培养出完整的菊花植株吗？,高度分化：基因选择性表达，细胞有了特定的结构和功能,一、细胞的全能性,概念及原因:P33 表达过程：,菠萝的愈伤组织,一、细胞的全能性,概念及原因:P33 表达过程：,为什么在菊花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？,体细胞不表现出全能性的原因：基因已选择性表达,思考：所有细胞的全能

3、性都一样吗？,表达容易程度（全能性高低）：,参见练习册P20,1、在生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是( ) .细胞失去了全能性 .细胞中的基因部分丢失 .细胞中基因选择性表达.细胞中的基因变异不同,C,课堂练习：,2.下列植物细胞全能性最高的是（ ）A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 3. 有关全能性的表述中，不正确的是（ ） 受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整 个体，因此全能性最高 生物体内细胞由于分化全能性不能表达 卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性,A,C,愈伤组织是经激素的诱导，脱分化为具有分生能

4、力的,高度液泡化、无定形态的薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。形状与颜色因物种和条件而异。,笔记：愈伤组织一般没有叶绿体,异养没有特殊说明的都不能进行光合作用,菠萝的愈伤组织,人参的愈伤组织,二、植物组织培养技术,消毒,菊花组培 视频,全能性高，易诱导愈伤组织,诱导培养基,（脱分化）,今天作业（8个选择题）,练习册：P19：1-1、2-1、2-2 P20：3-1、3-2、3-3 P22：3、4 疑难聚集突破一（阅读、理解） 补充：红笔更正寒假作业（3张，选择题）,基础回顾,1.细胞工程是( )水平或( )水平上生物技术 2.植物组织培养的理论基础是( ) 3.下图分别是：,分化 细胞,生物体

5、,细胞,细胞器,细胞的全能性,脱分化,再分化,愈伤 组织,讨论： 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？ 2.胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）是否也能培养成小植株？ 3. 决定植物细胞脱分化、再分化的 关键因素是什么？,避免杂菌污染，导致实验失败 培养基杂菌生长会产生对培养对象有害的物质。,可以。但诱导愈伤组织较困难。,培养基中激素的种类和含量。,P42,比值适中时，适宜愈伤组织生长,细胞离体,培养基：,1.条件：,2.原理及流程：,二、植物组织培养技术,分化细胞,植物体,生长素细胞分裂素,愈伤组织,芽,根,生长素细胞分裂素,不需要光,需要光,生长素细胞分裂素,

6、3.概念： P36,其他外界条件：,a无菌操作,b光照,一定的营养物质、植物激素,1.下列不能作为植物组织培养的材料是： A、秋海棠的叶 B、马铃薯的块茎 C、成熟的花粉 D、木质部中的导管细胞 2. 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: 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,D,C,3、若用“ ” 表示植物组织培养的过程。请回答： （1） 表示 ， 能被培养成为的根本原因是 （2） 表示 ，,脱分化,再分化,离体的植物器官、组织或细胞,植物细胞具有全能性,愈伤组织,如何实现?,相关问题,（1）要想让两个来自不同植物的

7、体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？ （2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？ （3）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？ （4）如果两个来源不同 的原生质体发生融合 形成了杂种细胞，下 一步该对此细胞做 何种处理？ （5）如何将杂种细胞 培育成杂种植株？,三、植物体细胞杂交技术,流程：定义：P37 特点： 优点：,细胞融合,组织培养,去壁方法?,促融方法?,脱分化,再分化,细胞器?,融合原理?,三、植物体细胞杂交技术,流程：定义：P37 特点： 优点：,细胞融合,组织培养,去壁方法?,促融方法?,脱分化,再分化,细胞器?,融合原理?,属无性生殖；,属染色体数目变异,一

8、定程度上克服远源杂交不亲和的障碍,三、植物体细胞杂交技术,流程：定义：P37 特点： 优点：,属无性生殖；,属染色体数目变异,一定程度上克服远源杂交不亲和的障碍,杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。,生物基因的表达不是孤立的，两个物种的遗传物质表达时相互干扰,驱蚊香草(迷迭香),原生质体制备 原生质体融合 杂种细胞的筛选和培养 杂种植株的再生与鉴定,（酶解法去细胞壁）,（人工诱导）,（形成愈伤组织）,白菜,甘蓝,白菜 甘蓝,白菜甘蓝,胡萝卜羊角芹,下图为用细胞杂交方法培育番茄薯的过程图，请据图回答：,番

9、茄细胞,马铃薯细胞,番茄马铃薯细胞,杂种植物幼苗,1,2,（1）过程1叫_技术；过程2叫_技术； 过程1之前进行_的处理。,（2）番茄马铃薯能相互嫁接，但进行有性杂交却无法获得种子，这是因为二者存在着_现象。,（3）用这种方法进行杂交的最大优点是 _。,细胞融合,植物组织培养,去除细胞壁,生殖隔离,打破了远源杂交不亲和的难题，能获得种间杂种,练习： 当植物细胞脱离了原来所在植物体的器官或组织而处于离体状 态时，下列有可能使其表现出全能性，发育成完整的植株的是： A.细胞分裂素 B.生长素 C.一定的营养物质 D.以上三者均是 下列哪项技术不属于细胞工程： A.有性杂交 B.体细胞杂交 C.组织

10、培养 D.细胞核移植,D,A,3.植物体细胞杂交尚未解决的问题是： A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 C.将杂种细胞培育成植株 D.尚未培育出属间杂种植物,B,4.下列有关细胞全能性的含义，正确的是： A.每个生物体内的所有细胞都具有相同的功能 B.生物体内的任何一个细胞可以完成该个体的全部功能 C.生物体的每一个活细胞都具有发育成完整个体的潜能 D.生物体的每个细胞都经过产生、分裂、分化、生长、 衰老、死亡的全过程 5.不能人工诱导原生质体融合的方法是： A、振动 B、电刺激 C、PEG试剂 D、重压 6.（2003.江苏）用高度分化的

11、植物细胞、组织和器官进行组织培养可以产生愈伤组织，下列叙述错误的是： A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 C.该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构,C,D,B,去壁方法是?,列举促融物理、化学方法各一种,核心相关的细胞器是?,利用的细胞膜特性是?,填写下列代号代表的内容(做到作业本上，一空一行),融合成功标志为?,该育种方式属于()生殖,优点为(),组织培养,一、植物繁殖的新途径： 微型繁殖 作物脱毒繁殖 人工种子 二、作物新品种的培育 单倍体育种 突变体的应用 三、细胞产物的工厂化生产,微型繁殖,属无性

12、繁殖,濒危植物,工厂化生产,Go back,作物脱毒繁殖,（2003.全国理综）甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培育的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的： A.有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性,C,Go back,人工种子,观察：天然种子有哪些结构？,花生、大豆、西瓜、向日葵,玉米、水稻、小麦、高 粱,现在已有胡萝卜、芹菜、柑橘、咖啡、棉花、玉米、水稻、橡胶等几十种植物的人工种子试种成功,人工种子,胚芽,胚根,人工胚乳,人工种皮,获得：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽

13、和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装人工胚乳而得到的种子。,优点：,(1)不受气候、季节、地域的限制 (2)保留优良性状，不会性状分离 (3)产量高，解决有些作物繁殖能力差问题 (4)可添加各种有益附加成分，如固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等，利于幼苗茁壮成长,人工种子,胚芽,胚根,人工胚乳,人工种皮,获得：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装人工胚乳而得到的种子。,优点：,(1) 、(2)、(3)、(4),（属于无性生殖）,思考：获得天然种子和人工种子在生殖类型上有何不同，属于有性还是无性生殖？,Go back,单倍体育种,花药,接种,花药细胞培

14、养,愈伤组织,脱分化,分化出小植株,再分化,移栽,正常植株,单倍体植株,染色体加倍,Go back,是有性生殖还是无性生殖？,（属于有性生殖）,明显缩短了育种年限，后代稳定遗传,优点：,流程：,突变体的应用,08年冻灾过后，韶关红豆杉自然保护区千年红豆杉被人趁夜“斩首剥皮”,有“植物大熊猫”之称的红豆杉,世界珍稀濒危植物，需100-250年才能长成大树。产于美、加、法、印、缅、中。 树皮产的紫杉醇是继阿霉素和顺铂之后，目前世界上最好的抗癌药物。中国生产的紫杉醇粗品，几乎全部出口到美国，美国则绝不允许在国内利用红豆杉。 某年,我国出口价约800元/克,进口针剂，每支2500元/支，相当于8万元/

15、克，国际市场的紫杉醇价格曾卖到200万美元/千克。,王维诗中的“红豆生南国”，即红豆杉的种子。,三、细胞产物的工厂化生产,太少了！,三、细胞产物的工厂化生产,技术：细胞培养技术或植物组织培养,三、细胞产物的工厂化生产,紫草素,紫草细胞,提取原料（药物、食品添加剂、香料、色素、杀虫剂）,1用植物组织培养技术，可以培养或生产出 （ ） A食品添加剂 B无病毒植物 C.人工种子 D前三项都是,D,2胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（ ） A愈伤组织 B再分化 C形成完整植株 D取离体组织,B,08江苏高考：下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是 A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压

16、 B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同,D,2.2.1 动物细胞培养 和核移植技术 2.2.2动物细胞融合 与单克隆抗体,一、动物细胞培养,定义： 流程： 条件： 应用：P47,你知道吗？ 人造皮肤未来可用于烧烫伤的植皮、糖尿病的伤口愈合、甚至尿失禁、白斑症等，极具治疗价值。 一片手术切下的1cm2大小的皮肤，经细胞培养，婴儿的最多可以培养到5个足球场大的人造皮肤，成人的随着年龄增大，培养的面积越小。,三个问题： what? why? how?,什么是动物细

17、胞培养？,Go back,如何进行动物细胞培养？(流程）,如何进行动物细胞培养？(流程）,剪碎,动物组织,胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理,（分解弹性纤维、胶原纤维）,细胞悬浮液,酶处理并分瓶,10代细胞,原代培养,传代培养,接触抑制,遗传物质,遗传物质,初次培养,一般有贴壁生长和接触抑制现象,一般不变,部分可能改变,为什么细胞会在培养瓶中贴壁生长？,为何要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离下来？,50代细胞,无限传代,失去接触抑制,遗传物质,改变,传代培养,传代培养,Go back,条件：,条件：,培养液的成分：含有葡萄糖、氨基酸、无机盐、有机盐、维生素和动物血清等,培育自体细胞，避免免疫排斥,许多致

18、畸、致癌物质加入培养液后，培养细胞会发生染色体结构和数目的变异。根据变异细胞占全部培养细胞的百分数，可以判断某种物质的毒性。,生产、研究、医用,植物组织培养与动物细胞培养的比较,细胞的全能性,固体;营养物质，,培育成植株,快速繁殖，培育无病毒植株等,细胞的增殖,液体；营养物质，,培育出不断传代的细胞,获得细胞或细胞的产物等,激素,动物血清,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,1996年7月5日，克隆羊“多莉”诞生，引起世界的轰动，我国有人声称早在80年代初已有了克隆牛，难道在这方面我国技术领先世界了吗？,1937年，美国科学家怀特首先用烟草茎作为材料在试管中培养了烟草植株。 1996年世界上第

19、一只克隆羊多莉诞生。 为何动物成功迟了近60年？,思考1：,思考2：,二、动物体细胞核移植技术和克隆动物,动物细胞全能性的特点：P47 克隆及核移植定义与分类：P47 核移植过程： 应用前景： 存在问题：,Go back,克隆羊多莉,Go back,Go back,一般不需要,一、动物细胞融合 概念： 方法： 意义： 与植物细胞融合比较 二、单克隆抗体 制备： 优点： 应用：,传统抗体的获得,特异性强、灵敏度高、可大量制备,方法：,物理法 化学法 生物法,方法,Go back,4.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较,Go back,思考：如何得到狂犬病抗体？,B淋巴细胞,(产生抗体),?,无限繁殖且产生抗体?,传统抗体的获得与缺点,Go back,制备,分离,(能产生抗体),(无限增殖又产生抗体),特定抗原注入小鼠体内,B淋巴细胞,骨髓瘤细胞,杂交瘤细胞,两次筛选培养,专一抗体阳性细胞