細(xì)胞工程簡介

經(jīng)過基因工程方法，可將能分解三種烴類基因都轉(zhuǎn)移至能分解另一個烴類假單孢桿菌內(nèi)，創(chuàng)造出了能同時分解四種烴類“超級細(xì)菌”。假如我們換用另一個方法：將三種假單孢桿菌與第四種假單孢桿菌融合或?qū)⑵鋬?nèi)細(xì)胞器移入第四種假單孢桿菌體內(nèi)，使之含有分解四種烴類化合物功效，這么生物技術(shù)應(yīng)屬于何種生物工程?

細(xì)胞工程簡介第1頁細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)原理和方法，經(jīng)過某種工程學(xué)伎倆，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平，按照人們意愿來改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或取得細(xì)胞產(chǎn)品一門綜合科學(xué)技術(shù)。

細(xì)胞工程應(yīng)用原理和方法研究水平研究目標(biāo)細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平按照人們意愿來改變細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或取得細(xì)胞產(chǎn)品細(xì)胞工程簡介第2頁植物細(xì)胞工程細(xì)胞工程簡介第3頁所采取技術(shù)理論基礎(chǔ)植物細(xì)胞工程通常采取技術(shù)伎倆植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交植物細(xì)胞全能性細(xì)胞工程簡介第4頁什么是細(xì)胞全能性?為何？什么細(xì)胞全能性最強(qiáng)？細(xì)胞全能性是指生物體細(xì)胞含有使后代細(xì)胞形成完整個體潛能。原因是生物體每一個細(xì)胞都要包含有該物種所特有全套遺傳物質(zhì)。受精卵全能性最強(qiáng)。其次是生殖細(xì)胞，再次是體細(xì)胞。一、細(xì)胞全能性細(xì)胞工程簡介第5頁克隆羊“多莉”誕生說明了什么?動物體細(xì)胞核也含有全能性。

多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞能表現(xiàn)出全能性嗎？為何？在生物體內(nèi)，細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不一樣組織、器官，這是基因在特定時間和空間條件下選擇性表示結(jié)果。在個體發(fā)育不一樣時期，生物體不一樣部位細(xì)胞表示基因是不相同，合成蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不一樣組織和器官。細(xì)胞工程簡介第6頁為何利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)能把植物離體器官、組織或細(xì)胞培養(yǎng)成完整植物體?科學(xué)研究表明，當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體器官或組織而處于離體狀態(tài)時，在一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。科學(xué)家用植物組織培養(yǎng)方法，已經(jīng)把許各種植物離體器官、組織或細(xì)胞，培養(yǎng)成了完整植物體。細(xì)胞工程簡介第7頁植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程中研究得比較早、也比較成熟技術(shù)。試管苗快速繁殖、無病毒植物培育等研究結(jié)果已經(jīng)處于應(yīng)用、推廣階段。那么，怎樣才能將植物器官、組織或細(xì)胞，培養(yǎng)成完整植物體呢?細(xì)胞工程簡介第8頁二、植物組織培養(yǎng)

1、植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性必要條件是什么?2、離體器官、組織或細(xì)胞假如不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體?3、愈傷組織細(xì)胞狀態(tài)怎樣？4、什么是脫分化？什么是再分化？5、決定植物細(xì)胞脫分化、再分化關(guān)鍵原因是什么?6、植物組培過程中，為何要進(jìn)行一系列消毒、滅菌，而且要求無菌操作?7、胚狀體是怎樣形成？培養(yǎng)胚狀體有何意義？8、生產(chǎn)藥品、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等，需從一些植物細(xì)胞中提取，那么還需要進(jìn)行組織培養(yǎng)嗎？應(yīng)怎樣做？

細(xì)胞工程簡介第9頁1、植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性必要條件是什么?細(xì)胞離體、一定營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其它外界條件2、離體器官、組織或細(xì)胞假如不進(jìn)行脫分化處理，能否培養(yǎng)成完整植物體?不能。

細(xì)胞工程簡介第10頁3、愈傷組織細(xì)胞狀態(tài)怎樣？愈傷組織細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化呈無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞。

由高度分化植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織過程，稱為植物細(xì)胞脫分化?；蛘呓凶鋈シ只?。

脫分化產(chǎn)生愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又能夠重新分化成根或芽等器官．這個過程叫做再分化。4、什么是脫分化？什么是再分化？細(xì)胞工程簡介第11頁5、決定植物細(xì)胞脫分化、再分化關(guān)鍵原因是什么?影響脫分化一個主要原因是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織形成，而二者不一樣濃度配比在再分化過程中，分別對誘導(dǎo)根或芽產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素濃度比高時，有利于芽發(fā)生；濃度比低時，有利于根發(fā)生。細(xì)胞工程簡介第12頁6、植物組培過程中，為何要進(jìn)行一系列消毒、滅菌，而且要求無菌操作?植物組織培養(yǎng)用培養(yǎng)基，含有植物生長發(fā)育所需要各種營養(yǎng)物質(zhì)，這些營養(yǎng)物質(zhì)一樣為細(xì)菌等微小生物提供了適合營養(yǎng)。在這種培養(yǎng)基上，細(xì)菌等微小生物比植物細(xì)胞含有更強(qiáng)新陳代謝能力，它們比植物細(xì)胞生長、繁殖得更加快，而且它們會產(chǎn)生毒素，使培養(yǎng)植物細(xì)胞很快中毒死亡。所以，植物組織培養(yǎng)要想取得成功，必須有效地預(yù)防細(xì)菌等污染，確保培養(yǎng)材料、培養(yǎng)基、培養(yǎng)用具完全無菌。為了到達(dá)這一要求，就要在植物組織培養(yǎng)過程中進(jìn)行一系列消毒、滅菌，并目要求無菌操作。

細(xì)胞工程簡介第13頁7、胚狀體是怎樣形成？培養(yǎng)胚狀體有何意義？愈傷組織形態(tài)發(fā)生主要有不定芽方式和胚狀體方式兩種。而后者需要在愈傷組織形成后，對其進(jìn)行處理，形成份散單個細(xì)胞，再誘導(dǎo)其分化出含有胚芽、胚軸、胚根胚狀體，進(jìn)而發(fā)育成完整植株。誘導(dǎo)離體植物組織形成含有生根發(fā)芽能力胚狀結(jié)構(gòu)，包裹上人造種皮．制成人工種子能夠解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。

細(xì)胞工程簡介第14頁8、生產(chǎn)藥品、食品添加劑、香料、色素和殺蟲劑等，需從一些植物細(xì)胞中提取，那么還需要進(jìn)行組織培養(yǎng)嗎？應(yīng)怎樣做？應(yīng)進(jìn)行大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng)而非組織培養(yǎng)，只需培養(yǎng)至愈傷組織即可，而組織培養(yǎng)則需誘導(dǎo)產(chǎn)生完整植物體。

細(xì)胞工程簡介第15頁過程離體植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細(xì)胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成份培養(yǎng)基、一定溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合PH、適時光照等。細(xì)胞工程簡介第16頁植物組織培養(yǎng)詳細(xì)操作方法和過程外植體：從活植物體上切下進(jìn)行培養(yǎng)那部分組織或器官1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）2）用消毒過器械將外植體置于培養(yǎng)皿上3）切取所需外植體4）將外植體接種于培養(yǎng)容器培養(yǎng)基上整個試驗在超凈工作臺上進(jìn)行，保持無菌！外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織細(xì)胞工程簡介第17頁植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基定義：含有一定營養(yǎng)成份，供組織培養(yǎng)植物生長基質(zhì)無機(jī)營養(yǎng)成份：C，H，O大量元素及部分微量元素有機(jī)營養(yǎng)成份①含N物質(zhì)：包含維生素和氨基酸②碳源：2%—5%蔗糖③瓊脂：起支持作用④生長激素：生長素，細(xì)胞分裂素和赤霉素PH值：5.0－6.0細(xì)胞工程簡介第18頁試管苗大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞工程簡介第19頁愈傷組織愈傷組織分化出芽形成試管苗細(xì)胞工程簡介第20頁三、植物體細(xì)胞雜交20世紀(jì)60年代，有科學(xué)家提出這么一個構(gòu)想：讓番茄和馬鈴薯雜交，培育出一種地上結(jié)番茄果實，地下結(jié)馬鈴薯塊莖植物。用傳統(tǒng)有性雜交方法能夠?qū)崿F(xiàn)嗎？為何？細(xì)胞工程簡介第21頁要求學(xué)生閱讀課文P66-67。思索以下問題：1、什么是植物體細(xì)胞雜交？2、你認(rèn)為兩個來自不一樣植物體細(xì)胞完成融合，碰到第一個障礙是什么?3、有沒有一個溫和去壁方法呢?4、將不一樣植物原生質(zhì)體放在一起后，能自動完成融合嗎？怎樣處理可到達(dá)相互融合目標(biāo)？

細(xì)胞工程簡介第22頁植物體細(xì)胞雜交過程示意圖細(xì)胞工程簡介第23頁1、什么是植物體細(xì)胞雜交？植物體細(xì)胞雜交是用兩個來自不一樣植物體細(xì)胞融合成一個雜種細(xì)胞，而且把雜種細(xì)胞培育成新植物體方法。

2、你認(rèn)為兩個來自不一樣植物體細(xì)胞完成融合，碰到第一個障礙是什么?位于細(xì)胞外側(cè)細(xì)胞壁。細(xì)胞工程簡介第24頁3、有沒有一個溫和去壁方法呢?細(xì)胞壁主要分成是纖維素和果膠。因為酶含有專一性，所以用纖維素酶和果膠酶去壁將不會對其內(nèi)原生質(zhì)體造成損傷。

細(xì)胞工程簡介第25頁4、將不一樣植物原生質(zhì)體放在一起后，能自動完成融合嗎？怎樣處理可到達(dá)相互融合目標(biāo)？不能，必須經(jīng)過一定技術(shù)伎倆進(jìn)行人工誘導(dǎo)才能實現(xiàn)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合有物理法和化學(xué)法兩大類。物理法是利用離心、振動、電刺激促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)法是用聚乙二醇(PEG)等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。

細(xì)胞工程簡介第26頁假如兩個起源不一樣原生質(zhì)體發(fā)生了融合，下一部該做何處理?應(yīng)該誘導(dǎo)其再生壁，才能成為完善雜種細(xì)胞。

怎樣將雜種細(xì)胞培育成雜種植株?利用植物組培技術(shù)。

細(xì)胞工程簡介第27頁(1)(1)(2)(3)(4)(5)植物體細(xì)胞雜交過程示意圖在上圖所表示植物體細(xì)胞雜交過程中，除了形成AB型融合細(xì)胞外。還能形成其它哪些類型融合細(xì)胞?哪類融合細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所需要雜種細(xì)胞?為何？

AB細(xì)胞工程簡介第28頁在上圖所表示植物體細(xì)胞雜交過程中，除了形成AB型融合細(xì)胞外，還能形成AA型和BB型兩種融合細(xì)胞。不過只有AB型細(xì)胞是植物體細(xì)胞雜交所需要雜種細(xì)胞。因為體細(xì)胞雜交目標(biāo)，是為了取得新植物體，使植物A和植物B特征能夠在新植物體上有所表現(xiàn)，而AA型細(xì)胞發(fā)育成植物體不會表現(xiàn)出植物B特征，BB型細(xì)胞發(fā)育成植物體也不會表現(xiàn)出植物A特性，AA型細(xì)胞和BB型細(xì)胞都是由同種細(xì)胞融合而成，不是雜種細(xì)胞，應(yīng)在體細(xì)胞雜交過程中被篩選出去。

細(xì)胞工程簡介第29頁與傳統(tǒng)有性雜交方法相比，植物體細(xì)胞雜交有什么優(yōu)越之處？

植物體細(xì)胞雜交與傳統(tǒng)有性雜交方法相比，在培育作物新品種方面含有較大優(yōu)越性。植物體細(xì)胞雜交能夠在一定程度上克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交親本組合范圍。

細(xì)胞工程簡介第30頁植物體細(xì)胞雜交還未處理問題有：A、去掉細(xì)胞壁,分離出有活力原生質(zhì)體B、將雜種細(xì)胞培育成植株C、讓雜種植物按照人們需要表現(xiàn)出親代優(yōu)良性D、還未培育出屬間雜種植物不能人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合方法是：A、振動