專題二-植物細胞工程知識點

1、專題二_植物細胞工程知識點專題二細胞工程細胞工程定義：應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，根據(jù)人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術(shù)。根據(jù)操作對象的不同，可分為植物細胞工程和動物細胞工程兩大領(lǐng)域?！局参锛毎こ獭吭恚杭毎娜苄?、全能性概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞都具有發(fā)育成完好個體的潛能。2、具有全能性原因：生物體的任一細胞都含有包含本物種的全部遺傳信息。3、在理論上，生物的任何一個細胞都具有發(fā)育成完好個體的潛能，但在生物的生長發(fā)育經(jīng)過中，細胞并不表現(xiàn)全能性，而是分化成各種組織和器官。其原因是：在特定的時間和空

2、間條件下，細胞中的基因進行了選擇性表達，使細胞分化成不同的組織和器官4、表現(xiàn)出全能性的條件：脫離母體，適宜的營養(yǎng)物質(zhì)等條件5、全能性表達的難易程度：受精卵生殖細胞干細胞體細胞；植物細胞動物細胞一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1、概念：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其產(chǎn)生愈傷組織，叢芽，最終構(gòu)成完好的植株。2、經(jīng)過：離體的植物器官、組織或細胞?脫分化愈傷組織?再分化胚狀體或叢芽試管苗脫分化：已經(jīng)分化的細胞，經(jīng)過誘導后，失去其特有的構(gòu)造和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的經(jīng)過。在植物中，一些分化的細胞，經(jīng)過激素的誘導，能夠脫分化為具有分生能力的薄

3、壁組織，進而構(gòu)成植物的愈傷組織。愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，又能夠再分化出幼根和芽，構(gòu)成完好的小植株。3、用處：微型繁衍、作物脫毒、制造人工種子、作物新品種的培養(yǎng)、細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。人們形象地把用于快速繁衍優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)叫做植物的微型繁衍技術(shù)也叫快速繁衍技術(shù)。植物分生區(qū)附近病毒極少，甚至無病毒，因而目前采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)來脫除病毒，提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)。人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。特點：后代無性狀分離不受氣候、季節(jié)和地域的限制。突變體產(chǎn)生的原因：在植物的組織培養(yǎng)經(jīng)過中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因而容

4、易遭到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，其中細胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。例如人參皂甙，紫草和銀杏的細胞產(chǎn)物都實現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。4、地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。胡蘿卜的組織培養(yǎng)1、原理：植物的根莖葉細胞一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素等條件下，能夠脫分化構(gòu)成愈傷組織。將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上就能夠誘導其再分化生成胚狀體或叢芽，進而發(fā)育成完好的小植株。植物組織培養(yǎng)的全經(jīng)過，證實了分化的植物細胞，仍具有構(gòu)成完好植株所需要的全部基因。固體培養(yǎng)基大多數(shù)都是由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊

5、脂四部分組成一般情況下，細胞分裂素生長素，有利于芽的生成細胞分裂素生長素，有利于根的生成細胞分裂素和生長素比例適中，構(gòu)成愈傷組織2、方法步驟：將胡蘿卜根用自來水充分洗凈，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手消毒。在超凈工作臺(或接種箱)上將胡蘿卜段用酒精溶液消毒30s后，立即用無菌水清洗23次，再用次氯酸鈉溶液處理30min后，立即用無菌水清洗23次。用無菌的濾紙吸去胡蘿卜段外表的水分。然后，在消毒瓷磚上，用無菌的解剖刀將胡蘿卜段切成1cm厚的橫切片，再選取有構(gòu)成層的部位，切取1cm3左右的小塊。將胡蘿卜組織塊接種到培養(yǎng)基上，用錫箔紙封蓋瓶口，并用橡皮筋扎緊。然后，在培養(yǎng)瓶上貼上標簽，寫明材料名

6、稱、接種日期和小組號。將接種后的胡蘿卜組織塊，放在2326恒溫避光條件下培養(yǎng)。4d后，檢查培養(yǎng)材料的污染情況；14d后，觀察愈傷組織的生長狀況。然后，在恒溫箱中繼續(xù)避光培養(yǎng)。在培養(yǎng)經(jīng)過中，注意定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。培養(yǎng)一段時間后，將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時間后，胡蘿卜的愈傷組織就能夠誘導出試管苗。然后將試管苗移栽到大田，培養(yǎng)成正常植株。3、注意事項外植體的選擇與制備選擇外植體時，由于外植體的脫分化難易因植物種類、器官;及生理狀況的不同而有很大差異，因而，選擇哪些作為外植體應該注意。一般來講，煙草、胡蘿卜，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對較易，而植物的莖、葉和成

7、熟的老組織則較難。制備外植體首先要消毒，其次要選取有構(gòu)成層的部分，因構(gòu)成層細胞易脫分化。植物組織培養(yǎng)注意的要點培養(yǎng)基包括所有操作工具都應進行消毒和滅菌，謹防雜菌污染。需在無菌條件下操作。接種，繼代培養(yǎng)的轉(zhuǎn)移都應在接種箱內(nèi)進行。對于植物組織培養(yǎng)來講，光照條件非常重要，包括光照強度、時間和波長。但在由高度分化的組織構(gòu)成愈傷組織的誘導階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化構(gòu)成試管苗的再生的經(jīng)過中一定要有光照。誘導構(gòu)成愈傷組織階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，假如在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。由愈傷組織經(jīng)細胞有絲分裂和分化構(gòu)成試管苗的經(jīng)過中需要光照，原因是葉中葉綠素的合成

8、需要光照條件。3、植物體細胞雜交技術(shù)概念：不同種植物的體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。經(jīng)過：離體的細胞果膠酶纖維素酶?不同細胞原生質(zhì)體?人工誘導原生質(zhì)體融合雜種細胞雜種植株。3植物體細胞雜交步驟：(1)去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體，目前最常用的去細胞壁的方法是酶解法，也就是在溫和條件下用纖維素酶、果膠酶去除植物細胞的細胞壁。保證了原生質(zhì)體活性。(2)不同植物體細胞原生質(zhì)體融合，必須通過物理法和化學法來誘導融合。物理方法有：離心、振動、電激等促使原生質(zhì)體融合?；瘜W法是用聚乙二醇(PEG)作為誘導劑來誘導融合。融合后再生出細胞壁。(3)用植物組織培養(yǎng)方法進行培育，可得到雜種植株。在此經(jīng)過中需要注意的問題有：植物體細胞雜交經(jīng)過中，植物細胞融合所根據(jù)的生物學原理是細胞膜的流動性；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細胞的全能性。體細胞融合成功以后，既有AB型雜種細胞，還能構(gòu)成AA型和BB型兩種融合細胞，但只要AB型細胞是植物體細胞雜交所構(gòu)成的雜種細胞，因而在雜種細胞構(gòu)成后還應有一個挑選經(jīng)過。植物體細胞雜交技術(shù)兩個