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1、专题2 细胞工程,您好，还记得我吗,1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆动物- 克隆羊多利诞生于英国,“我”的由来,“我”的诞生利用了什么生物技术？,细胞工程,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，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，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,按操作对象分,植物细胞工程,动物细胞工程,研究水平,原理方法,研究目的,一、细胞工程概念,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,植物细胞工程和动物细胞工程,2.1植物细胞工程,2.1.1植物细胞工程的
2、基本技术,植物组织培养,一、教学目标 1、简述植物组织培养和植物体细胞的杂交技术 2、尝试进行植物组织培养。 二、教学重点和教学难点 1、教学重点 （1）植物组织培养的原理和过程. （2）植物体细胞杂交的原理。 2、教学难点 植物组织培养的实验。,科学家利用菊花的花瓣培养出菊花,探究：,1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体？,植物细胞具有全能性。,2、什么是细胞的全能性？,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，细胞的这种特性叫细胞的全能性。,2、基础（具有全能性的原因）：,生物体细胞都是由受精卵经 分裂形成的，都含有
3、该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的 。,有丝,全部基因,3、全能性的程度：,4、生物体内细胞并没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织器官的原因,基因选择性表达的结果,（1） 受精卵的全能性最高,（4）分化程度低的细胞分化程度高的细胞,5、条件：,（1）离体状态 （2）完全营养物质、激素 （3）其他外界条件,(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？,防止杂菌污染，因为杂菌生长快，会和培养物争夺营养。杂菌生长过程中会产生有害的物质，导致培养物迅速死亡。,讨论,(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈
4、伤组织。胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株？,能。可以培养再生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。,离体的植物器官、组织或细胞,愈伤组织,胚状体、丛芽,植物体,脱分化,植物激素： 细胞分裂素、生长素,再分化,植物组织培养条件：,含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的PH、适时光照等。,植物组织培养,1、概念： 在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 2、理论基础：植物细胞的全能性(即原理) 3、过程： 外植体 愈伤组织 根、芽 植物体,二、植物
5、组织培养技术,再分化,脱分化,也叫：外植体 如：茎尖、根尖,适宜的温度、PH值、 养料、激素、充足氧气,条件,4、愈伤组织：由离体 的植物组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成的一群薄壁细胞。,有丝分裂,特点：具分裂、分化能力 即具全能性（主要） 无定形状态 高度液泡化 排列疏松、无规则 无叶绿体,不进行光合作用,5、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，又称去分化。,条件：适宜温度、避光、 pH和无菌环境。 无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等）,6、再分化：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。（需光）,具分裂、分化能力,结
6、果,无细胞分裂、 分化能力,第2 课时,三、植物体细胞杂交技术：,不能 存在生殖隔离,尝试用这两种植物的体细胞进行杂交,这幅番茄马铃薯图利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？,1、概念：,将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。,主要：原生质体融合,结果,三、植物体细胞杂交技术,白菜,甘蓝,白菜甘蓝,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是否有一种温和的解决障碍的方法呢？ 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了融 合，下一步该做何处理？ 5如何将杂种细胞培育
7、成杂种植株？,P36,探 究,去细胞壁,原生质体A,原生质体B,原生质层,原生质体融合,正在融合的原生质体,杂种细胞,再生出细胞壁,杂种植物,脱分化,再分化,促进融合的方法？,方法？,融合完成的 标志,过程,原因,意义,克服不同生物远缘杂交的障碍， 打破物种之间的生殖隔离,比较,无性繁殖,细胞全能性,脱分化 再分化,保持优良性状 繁殖速度快 大规模生产提高经济效益,杂交技术应用了组织培养,克服不同种生物远缘 杂交不亲和的障碍,去除细胞壁 融合形成杂种细胞 组织培养,膜流动性 细胞全能性,染色体变异,科学家们为“神舟”四号上的一批“新人”烟草细胞举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，
8、当充满液体的融合室中加入直流电时，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到一起“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20分钟后，它们俩已是你中有我，我中有你。一个新的生命就这样诞生了。,问： （1）两个“新人”指的是什么？ （2）在“细胞婚礼”举行之前，必须对“新人”进行特殊的处理，方法是？,科学家们为“神舟”四号上的一批“新人”烟草细胞举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，当充满液体的融合室中加入直流电时，两个原本相互游离的细胞一下子就贴到一起“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵的沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热”起来，20分钟后，它们俩已是你中有我，我中有你。一个新的生命就这样诞生了。,问： （3）用什么方法使两个“新人”亲热起来了？ （4）是否细胞核先融合？ （5）“新的生命”指的是什么？,师法自然,生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。,