第四章 第二节细胞工程简介

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1、第四章第二节细胞工程简介细胞工程——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。一、植物细胞工程（一）细胞的全能性1、概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。理论基础：植物细胞的全能性常用手段：植物组织培养和植物体细胞杂交2、表现全能性的基础和条件基础：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息，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

2、性。条件：①离体②提供营养物质③激素④其他适宜条件（如温度等）原因：受生物体上所在环境的影响实质：基因在特定的时间和空间条3、限制件下选择性表达的结果结果：分化形成不同的组织、器官例：萝卜根细胞培养产生出完整植株，克隆羊“多莉”的诞生说明了什么？高度分化的植物细胞仍然有发育成完整植株的能力；高度特化的动物细胞的细胞核仍然有全能性。例：植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？这是基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果。受精卵的全能性最高；卵细胞仍具有较高的潜在全能性；体细胞的全能性比生殖细胞低的多。在生物体内，由于基因的

3、选择性表达，细胞不能表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官。当已分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件作用下分化形成愈伤组织（一种相对没有分化的细胞团），继而在植物激素等诱导下发生再分化，才能表达出全能性。发育成完整植株。（二）植物组织培养1.过程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，或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。（高度分化）（疏松、液泡化、薄壁）（2）应用（范围广）①果树、花卉的快速繁殖②培养无病毒植物③生

4、产药品、食品添加剂、香料、色素和杀虫剂等④用植物组织培养的方法，制成人工种子⑤转基因植物的培育（三）植物体细胞杂交1、概念植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。2、过程图4—7植物体细胞杂交过程示意图3、意义克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种。总结：细胞全能性是植物组织培养的理论基础而植物组织培养又是植物体细胞杂交的技术环节之一植物体细胞杂交与植物组织培养有何关系？两种技术的原理都是利用植物细胞的全能性，融合的植物细胞必须经过植物组织培养的过程才能最终发育为杂种植株，这就是说，植

5、物组织培养技术是植物体细胞杂交的基础。思考：1）植物细胞表现出全能性的必要条件是什么？   2.）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？   3.）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？   4.）在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒，灭菌，并且要求无菌操作？3）影响脱分化的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同的浓度配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。愈

6、伤组织再分化过程应先诱导生芽，再诱导生根。   愈伤组织的形态发生主要有不定芽方式和胚状体方式两种。教材中介绍的为不定芽方式，而后者需要在愈伤组织形成后，对其进行处理，形成分散的单个细胞，再诱导其分化出具有胚芽、胚轴、胚根的胚状体，进而发育成完整植株。1）．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？2）．有没有一种温和的去壁方法呢？3）．如果两个来源不同的原生质体发生了融合，下一部该做何处理？4）．如何将杂种细胞培育成杂种植株？1）植物体细胞融合完成的标记是（）A产生新的细胞壁B细胞质发生融合C细胞膜发生融合D细胞核发生

7、融合A2）人工获得一个杂种植株，需要下列哪项步骤（）A分离原生质体诱导原生质体融合组织培养得到杂种植株B分离原生质体原生质体融合杂种植株C获取细胞原生质融合组织培养杂种植株D获取细胞原生质直接融合组织培养A3）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将杂种细胞培育成植株C让杂种细胞按照人们的需求表现出亲代的优良性状D尚未培育出属间杂种植物C二、动物细胞工程常用的技术手段：包括动物细胞培养、动物细胞融合、单克隆抗体、胚胎移植、核移植等。动物细胞培养是其他细胞工程技术的基础。（一）动物细胞培养1、培养液（液体培养基）：

8、葡萄糖、氨基酸、无机盐、维生素、动物血清等。2、过程：图4—8动物细胞培养过程示意图(2002-12-1016:28:53)或动物胚胎分