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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,专题2 细胞工程,细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学原理和方法,经过,水平或,水平上操作，按照人们意愿来改变细胞内遗传物质或取得细胞产品一门综合科学技术。,细胞,细胞器,第1页,应用原理和方法,研究水平,研究目标,细胞生物学和分子生物学,细胞水平或细胞器水平,按照人们意愿来改变细胞内遗传物质或取得细胞产品,概念：,按操作对象分,植物细胞工程,动物细胞工程,第2页,理论基础,植物细胞工程,植物组织培养（,最基本,）,植物体细胞杂交,植物细胞全能性,基本技术,第3页,大多数植物都是由受精卵（有性生殖）发育而来，那么由植物体细胞如叶子、花瓣，甚至一粒花粉能发育成一棵完整植株吗？为何？应该怎样操作？,第4页,一、细胞全能性,含有某种生物,全部遗传信息,任何一个,细胞,都含有发育成,完整生物体,潜能,即每个细胞都含有全能性。,A,、植物细胞,动物细胞,B,、受精卵,生殖细胞,体细胞,;C,、幼嫩组织细胞成熟组织细胞,1,、概念：,2,、细胞全能性大小,:,规律：发育时间越早，细胞全能性越高，分裂能力越强，分化程度越低。,第5页,4,、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是,分化,成为不一样组织器官原因：,3,、细胞含有全能性原因,:,生物体每一个细胞都含有该物种个体生长发育所需要全套基因。.,细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表示结果。,第6页,怎样才能由一块组织经过培养得到一株完整植株,应该怎样操作,?,科学家利用菊花花瓣培养菊花,第7页,1.,概念：,植物组织培养就是在,无菌和人工控制,条件下，将,离体植物器官、组织、细胞,，培养在,人工配制培养基,上，给予,适宜培养条件,，诱导其产生,愈伤组织、丛芽,，最终形成,完整植株,。,二、植物组织培养技术,（无性繁殖）,2.,原理：植物体细胞含有全能性,第8页,3,、过程：,离体,植物组织、器官或细胞（外植体，,消毒,）,脱分化,无菌接种、诱导（一定营养、植物激素、避光）,愈伤组织,再分化,试管苗,移栽大田,脱分化,再分化,胚状体或丛芽（具生根芽能力）,二、植物组织培养技术,（无性繁殖）,（含有不一样激素分化培养基，需光）,第9页,（,1,）愈伤组织：,排列疏松、高度液泡化而无定形状薄壁细胞。无叶绿体，,蔗糖供能，代谢类型为异养需氧型，进行有丝分裂。,第10页,（,2,）植物细胞,脱分化,：,（,3,）植物细胞,再分化,：,就是让,已,分化细胞,，经过诱导后，失去其特有结构和功效而转变成,未分化细胞,过程，又称去分化。,实质,是提升细胞全能性过程，,结果,是形成愈伤组织,脱分化产生,愈伤组织,在培养过程中重新分化形成,胚状体或丛芽,过程。,（避光）,（需光，自养需氧型）,第11页,（,4,）决定植物脱分化、再分化关键原因是什么？,植物激素种类和百分比。,生长素用量,细胞分裂素用量,适中：诱导,愈伤组织,高：利于根分化、抑制芽形成（,胚状体,）,低：利于芽分化、抑制根形成（,丛芽,）,第12页,（,5,）两个阶段：脱分化和再分化,第13页,4,、植物细胞表现出全能性,条件,：,离体,（前提）,一定营养物质,（蔗糖、水和无机机盐等）,、植物激素,（细胞分裂素、生长素）。,适宜,温度、pH、无菌、光照控制,等外界条件,第14页,试管苗大规模培养,第15页,1,、在组织培养试验中，为何要强调所用器械灭菌和试验人员无菌操作？,无菌技术是植物组织培养能否取得成功关键。原因是预防杂菌污染，杂菌繁殖快，会和培养物争夺营养和空间，并产生代谢废物毒害培养物。,讨论,(P35),第16页,2,、,为何切取胡萝卜根形成层，其它部分（如茎、叶、花）也能培养成小植株吗？,因为这部分轻易诱导形成愈伤组织；胡萝卜其它部分（如茎、叶、花）也能培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。,讨论,外植体选取：生长旺盛幼嫩组织（全能性高、分裂能力强、分化程度低），易诱导脱分化和再分化。,第17页,外植体,愈伤组织,胚状体或丛芽,试管苗,脱分化,再分化,植物组织培养过程,（离体,已分化组织或细胞）,幼芽或幼根？,条件？,优点？,特点？,繁殖速度快,不受季节限制,工厂化生产,.,.,.,适宜温度、,pH,、避光、无菌环境。,适宜营养和植物激素,高度液泡化、排列疏松、无规则薄壁细胞。无叶绿体。,分化程度低去分化较易,植物激素：,生长素、细胞分裂素,小结：,理论基础：,细胞全能性,第18页,三、植物体细胞杂交技术：重点 了解,不能,存在生殖隔离,尝试用这,两种植物体细胞,进行杂交,这幅番茄,马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为何？,第19页,蕃茄,马铃薯,三、植物体细胞杂交技术：,番茄,-,马铃薯植株,第20页,三、植物体细胞杂交技术（无性繁殖）,1.,过程：如图所表示,（,1,）去壁方法：,（,2,）诱导原生质体融合方法：,（,4,）原生质体融合完成标志：,（,3,）原生质体融合基础：,纤维素酶和果胶酶（酶解法）,物理法：离心、振动、电刺激,化学法：,PEG,细胞膜含有一定流动性,产生新细胞壁,AB,脱分化,再分化,植物组织培养,第21页,AB,三、植物体细胞杂交技术（无性繁殖）,脱分化,再分化,植物组织培养,1.,过程：如图所表示,(5),在诱导剂作用下形成,杂种细胞有,3,种（,AA,型、,BB,型、,AB,型），,可用选择培养基筛选出,AB,型杂种细胞。,（,6,）植物体细胞杂交技术完成标志：,取得杂种植物,(7),杂种植物特征：,具备两种植物遗传性状,。原因是杂种植物中含有两种植物遗传物质。,第22页,2,、概念,将,不一样种植物体细胞,，在一定条件下融合成,杂种细胞,，并把杂种细胞培育成,新植物体,技术。,4,、意义：,5,、未处理问题：,未能让杂种植物按照人们需要表现出亲代优良性状，如蕃茄,马铃薯。,（,1,）克服远缘杂交不亲和障碍（,2,）扩大基因重组范围,3,、原理：,细胞膜含有一定流动性和细胞全能性,三、植物体细胞杂交技术,无性繁殖,第23页,1.,为何“番茄,马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像那样，地上长番茄、地下结马铃薯？,主要原因是：,细胞中基因选择性表示结果。,生物基因表示不是孤立，它们之间是相互调控、相互影响，所以马铃薯,番茄杂交植株细胞中即使具备两个物种遗传物质，但这些遗传物质表示受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中遗传物质一样有序表示，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然了。,书本,38,页 思索与讨论,第24页,嫁接,取得番茄马铃薯,第25页,克隆层次：,1,、在分子水平上,2,、在细胞水平上,3,、在个体水平上,重组载体经过宿主细胞无性繁殖使目标基因扩增,把一个单细胞从群体中分离出来单独培养，使之繁衍成一个新细胞群体,不经过两性细胞结合，从一个单一体细胞繁殖出生物个体。,基因克隆,细胞系培养,繁殖出生物个体,第26页,
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