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1、專題專題2 2 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 19961996年年7 7月月5 5日日, ,世界上第一只體細(xì)胞克隆世界上第一只體細(xì)胞克隆動(dòng)物動(dòng)物-克隆羊克隆羊多利多利誕生于英國(guó)誕生于英國(guó). .這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？這樣的生物技術(shù)屬于何種生物工程？細(xì)胞工程細(xì)胞工程 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平細(xì)胞水平或或細(xì)細(xì)胞器水平胞器水平上的操作，按照人們的意愿來上的操作，按照人們的意愿來改改變變細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)的的遺傳物質(zhì)遺傳物質(zhì)或或獲得細(xì)胞產(chǎn)品獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一的一門綜合科學(xué)技術(shù)。門綜合科學(xué)技術(shù)。什么叫細(xì)胞工程？什么叫細(xì)胞

2、工程？2.1植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程2.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？為什么植物的一個(gè)花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 一一 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性1 1什么是細(xì)胞的全能性？什么是細(xì)胞的全能性？2 2為什么細(xì)胞具有全能性？為什么細(xì)胞具有全能性？3 3菊花體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成菊花體內(nèi)的細(xì)胞為什么沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成不同的組織器官？不同的組織器官？4.4.所有細(xì)胞的全能性都一樣嗎？所有細(xì)胞的全能性都一樣嗎？一一 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性1 1、概念、概念：生

3、物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞發(fā)生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞發(fā)育成完整個(gè)體的潛能的特性。育成完整個(gè)體的潛能的特性。 2 2、原因、原因：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含本物種生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含本物種的的全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成完整，都有發(fā)育成完整個(gè)體的個(gè)體的全套基因全套基因。 3 、在生物體內(nèi)，由于在生物體內(nèi)，由于基因的選擇性表基因的選擇性表 達(dá)達(dá)，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成，細(xì)胞不能表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官。為不同的組織器官。1 1）受精卵）受精卵生殖細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞體細(xì)胞* *4 4、全能性的比較全能性的比較2 2）植物細(xì)胞全能性一般比動(dòng)物細(xì)胞強(qiáng)）植物細(xì)胞全能性一般比

4、動(dòng)物細(xì)胞強(qiáng)利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花利用菊花花瓣培養(yǎng)的菊花植物的花瓣是怎樣長(zhǎng)成一株完整植株的呢？植物的花瓣是怎樣長(zhǎng)成一株完整植株的呢？ 菊花菊花花瓣花瓣愈傷愈傷組織組織根、芽根、芽植物體植物體脫分化脫分化再分化由高度分化的植物器官、由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程織的過程愈傷組織重新分愈傷組織重新分化成根或芽等器化成根或芽等器官的過程官的過程離體的植物器官、組織或細(xì)胞，離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)一段間以后，通過細(xì)胞分在培養(yǎng)一段間以后，通過細(xì)胞分裂，形成一種高度液泡化無定形裂，形成一種高度液泡化無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松無狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松

5、無規(guī)則的組織。規(guī)則的組織。 要把一塊組織通過培養(yǎng)得到一株完整植株, 應(yīng)該如何操作呢?切取切取形成層形成層無菌無菌接種接種誘導(dǎo)愈傷織誘導(dǎo)愈傷織的形成的形成試管苗的形成試管苗的形成培養(yǎng)室培養(yǎng)室移栽移栽脫分化脫分化再分化再分化1. 1.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是什么？什么？2.2.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求進(jìn)行一系列的消毒，滅菌，并且要求無菌操作？無菌操作？離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件素和其他外界條件避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)而避免雜菌在上面迅速生長(zhǎng)而危害培養(yǎng)物的生

6、長(zhǎng)。危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。想一想想一想離體的植物器官、組織或細(xì)胞離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織愈傷組織根、芽根、芽植物體植物體外植體外植體脫分化脫分化植物激素：植物激素：細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素再分化再分化2、過程、過程 植物組織培養(yǎng)就是在植物組織培養(yǎng)就是在無菌無菌和和人工控制人工控制條件下，將條件下，將離體離體的植物器官、組織、細(xì)的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。叢芽，最終形成完整的植株。二、植物組織培養(yǎng)二、植物組織培養(yǎng)1 1、概

7、念、概念1、若用、若用“ ” 表示植物組織培養(yǎng)的過程。請(qǐng)回答：表示植物組織培養(yǎng)的過程。請(qǐng)回答： （1） 表示表示 ， 能被培養(yǎng)成為能被培養(yǎng)成為的根本原因是的根本原因是（2） 表示表示 ， 脫分化脫分化再分化再分化二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯不能。不能。 因?yàn)椴煌N生物之間存因?yàn)椴煌N生物之間存在著在著生殖隔離生殖隔離，所以用，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點(diǎn)的。不可能做到這一點(diǎn)的。于是，科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細(xì)胞于是，科學(xué)家試圖用這兩種植物的體細(xì)胞進(jìn)行雜交，來實(shí)現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。進(jìn)行雜交，來實(shí)現(xiàn)這一美妙的設(shè)想。二、植物體細(xì)胞

8、雜交技術(shù)二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)這幅番茄這幅番茄馬鈴薯圖利馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能用傳統(tǒng)有性雜交方法能實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？實(shí)現(xiàn)嗎？為什么？理想圖理想圖 將將不同種的不同種的植物植物體細(xì)胞體細(xì)胞，在一定條，在一定條件下件下融合成雜種細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培，并把雜種細(xì)胞培育成育成新的植物體新的植物體的技術(shù)。的技術(shù)。1 1、概念、概念 1 1你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的你認(rèn)為兩個(gè)來自不同植物的體細(xì)胞完成融合，遇到的第一個(gè)障礙是什么？第一個(gè)障礙是什么？ 2 2有沒有一種溫和的去壁方法呢？有沒有一種溫和的去壁方法呢？ 3 3為什么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么為什

9、么兩個(gè)原生質(zhì)體能發(fā)生融合，這與細(xì)胞膜的什么特性有關(guān)？特性有關(guān)？ 4 4如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該如果兩個(gè)來源不同的原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一步該做何處理？做何處理？ 5 5如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？如何將雜種細(xì)胞培育成雜種植株？請(qǐng)思考：請(qǐng)思考：植物細(xì)胞植物細(xì)胞A A植物細(xì)胞植物細(xì)胞B B原生質(zhì)體原生質(zhì)體A A原生質(zhì)體原生質(zhì)體B B原生質(zhì)體融合正在融合的正在融合的原生質(zhì)體原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁雜種細(xì)胞雜種細(xì)胞愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株去細(xì)胞壁纖維素酶纖維素酶果膠酶果膠酶物理方法物理方法化學(xué)方法：化學(xué)方法：離心離心振動(dòng)振動(dòng)電刺激電刺激聚乙二醇聚乙二醇細(xì)胞分裂植物組織培養(yǎng)植

10、物細(xì)胞融合植物細(xì)胞融合酶解法人工誘導(dǎo)方法2 2、過過程程雜雜種種植植株株融合的融合的原生質(zhì)原生質(zhì)體體ABAB再再生生出出細(xì)細(xì)胞胞壁壁脫脫分分化化愈愈傷傷組組織織再再分分化化過程過程植物細(xì)胞的融合植物細(xì)胞的融合植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞植物細(xì)胞A原生質(zhì)體原生質(zhì)體B原生質(zhì)體原生質(zhì)體A雜種雜種細(xì)胞細(xì)胞AB去去 壁壁去去 壁壁人人工工誘誘導(dǎo)導(dǎo)方法？方法？促進(jìn)融合促進(jìn)融合的方法？的方法？融合融合完成完成的的標(biāo)志標(biāo)志植物細(xì)胞植物細(xì)胞B二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)利用電激發(fā)將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合利用電激發(fā)將野生馬鈴薯與栽培馬鈴薯進(jìn)行細(xì)胞融合3、意義克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障

11、礙，克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種出現(xiàn)自然界沒有的新品種。4.4.未解決的問題：未解決的問題：未能讓雜種植物按照人們未能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良。為什么為什么“番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯”超級(jí)雜種植株沒有如超級(jí)雜種植株沒有如科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬科學(xué)家所想像的那樣，地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯？鈴薯？ 主要原因是：主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，們之間是相互調(diào)控、相互影響的，馬鈴薯馬鈴薯番茄雜番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但交植株的細(xì)胞中雖然具

12、備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，所以雜薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，所以雜交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯。交植株不能地上長(zhǎng)番茄、地下結(jié)馬鈴薯。植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所屬所屬范疇范疇原理原理步驟步驟意義意義聯(lián)系聯(lián)系無性繁殖無性繁殖細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性脫分化脫分化再分化再分化保持優(yōu)良性狀保持優(yōu)良性狀繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益提高經(jīng)濟(jì)效益雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)雜交技術(shù)應(yīng)用了組織培養(yǎng)克服不同種生物遠(yuǎn)源雜交克

13、服不同種生物遠(yuǎn)源雜交的障礙的障礙去除細(xì)胞壁去除細(xì)胞壁融合形成雜種細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)組織培養(yǎng)膜流動(dòng)性膜流動(dòng)性細(xì)胞全能性細(xì)胞全能性染色體變異、基因重組染色體變異、基因重組1 1、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法、不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法是（是（ ）A A、振動(dòng)、振動(dòng) B B、電刺激、電刺激C C、PEGPEG試劑試劑 D D、重壓、重壓2 2、植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是（、植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志的是（ ）A A、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁、產(chǎn)生新的細(xì)胞壁 B B、細(xì)胞膜發(fā)生融合、細(xì)胞膜發(fā)生融合C C、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合、細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合 D D、細(xì)胞核發(fā)生融合、細(xì)胞核發(fā)生融合A AD D1、下列有關(guān)細(xì)

14、胞全能性的含義，正確的是：、下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義，正確的是：( )A、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能、每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能 B、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全、生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞可以完成該個(gè)體的全部功能部功能 C、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體、生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能的潛能 D、 生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過程生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過程 C 2、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（、有關(guān)全能性的表述中，不正確的是（ ） 受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞

15、形成完受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完 整個(gè)體，因此全能性最高整個(gè)體，因此全能性最高 生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá)生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化全能性不能表達(dá) 卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能卵細(xì)胞和受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能 性很高性很高 植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出 全能性全能性C3.在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項(xiàng)條件是不需要的（哪一項(xiàng)條件是不需要的（ ）A.消毒滅菌消毒滅菌B.適宜的溫度適宜的溫度C.充足的光照充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素適宜的養(yǎng)料和激素C4.要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，不需要（整植株，不需要（ ）A.具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B.離體狀態(tài)離體狀態(tài)C.導(dǎo)入外源基因?qū)胪庠椿駾.一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素C謝謝！謝謝！