2.1细胞工程概述(苏教版)精华版

请同学们讨论如何实现?第二章细胞工程学习目标1.简述细胞工程的基本技术。(重难点)2．举例说出细胞工程的应用。回眸历史1907年，美国哈里森，采用盖玻片悬滴培养法，培养蛙胚神经细胞并存活数周，开创了动物细胞培养的先河1937年，法国特里特等培养了胡萝卜组织，并使细胞增殖。1972年，美国卡尔逊等成功培育第一个体细胞杂交植株1997年，英国伊恩.维尔穆特克隆出绵羊“多利”细胞工程是指以细胞为基本单位，在体外无菌条件下进行培养，繁殖或利用细胞融合、核移植等技术，使用细胞某些生物学特性按照人们的意志发生改变，从而改良生物品种、创造新品种和加速繁育生物个体，以及获得某些有用的细胞代谢产物的技术。细胞工程植物细胞与组织培养细胞融合细胞核移植染色体工程动物细胞工程植物细胞工程微生物细胞工程按对象分类按技术分类植物细胞与组织培养细胞融合细胞核移植染色体工程在无菌条件下对植物离体组织或细胞培养，形成新的组织、器官或个体细胞融合仪器采用自然或人工的方法使两个或多个不同细胞融合成一个细胞将有一个细胞的细胞核转移到另一个去除细胞核的细胞中区，从而是受体细胞获得新的遗传信息，产生新的生命现象按设计有计划削减、添加和代换同种或异种染色体的方法和技术。也称为染色体操作。一、植物组织培养什么原因使得一个细胞或一小块组织发育成一个完整的个体的呢？植物组织培养就是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。基础知识1、植物的组织培养（1）细胞的分化①概念：在个体发育中，相同细胞的后代在形态、结构、生理功能上发生稳定性差异的过程.②过程：如：受精卵增殖、生长、分化形成组织、器官、系统.④原因：基因在特定的时间和空间条件下的选择性表达的结果.③结果：形成不同的细胞和组织（2）细胞的全能性①定义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性.②原理：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因.高度特化的动物细胞，从整个细胞来说，全能性受到限制。但它的细胞核仍然保持着全能性，这是因为细胞核内含有该物种遗传性所需要的遗传物质.已分化的植物细胞，仍具有全能性.③实例⑤细胞表现全能性的条件有哪些？离体、营养物质、激素及其它适宜条件。④全能性大小比较：受精卵生殖细胞体细胞＞＞2）植物细胞＞动物细胞3）1）受精卵的全能性最高4）分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞外植体愈伤组织根、芽植物体脱分化再分化植物组织培养的过程（离体的,已分化组织或细胞）（未分化）（分化）幼芽或幼根？条件？优点？特点？繁殖速度快不受季节限制工厂化生产幼苗无毒保持优良性状①适宜温度、光照、pH和无菌环境。②无机物、有机物和植物激素（生长素，细胞分裂素等）无定形状态薄壁细胞高度液泡化排列疏松、无规则无叶绿体,不进行光合作用分化程度低去分化较易理论基础：细胞的全能性植物组织培养培养基：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质矿质元素：大量元素及微量元素有机营养成分①含N物质：包括维生素和某些有机添加物②碳源：蔗糖③琼脂：起支持作用④植物激素：生长素、细胞分裂素等接种愈伤组织的形成试管苗大规模培养移栽经过炼苗的小苗，可以和一般植物一样进行大规模栽培二、细胞融合（cellfusion）细胞融合是20世纪60年代发展起来的一项细胞工程技术也称体细胞杂交（somatichybridization）、原生质体融合，是指将不同来源的原生质体相融合并使之分化再生,形成新物种或新品种的技术。1、定义：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。2、优势（与有性杂交方法比较）：打破了不同种生物间的生殖隔离限制，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。植物体细胞杂交植物细胞A植物细胞B原生质体A原生质体B原生质体融合正在融合的原生质体再生出细胞壁杂种细胞愈伤组织杂种植株去细胞壁纤维素酶果胶酶物理方法化学方法：离心振动电刺激聚乙二醇细胞分裂植物组织培养植物细胞融合酶解法人工诱导方法细胞融合过程诱导方法：物理方法：化学法：生物法：灭活的病毒电激等聚乙二醇（PEG)灭活的病毒诱导融合的方法原理：病毒被膜具有凝聚细胞的能力，它一边黏连一个细胞的表面，另一边黏连另一个细胞的表面，从而使两个细胞在病毒的作用下靠近发生凝结，诱导细胞的融合。4、成果和尚未解决的问题：成果：克服不同生物远缘杂交的障碍，出现自然界没有的新品种。未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状杂种细胞AAAA杂种细胞BBBBAB杂种细胞AB白菜甘蓝白菜－甘蓝1.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番茄、地下结马铃薯，主要原因是：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。三、核移植技术：所谓核移植技术就是利用显微操作技术将一个细胞的细胞核移植到另一个细胞中，或者将两个细胞的细胞核（或细胞质）进行交换，从而可能创造无性杂交生物新品种的一项技术。1958年到1962年，英国剑桥大学的JohnGurdon和Machineer利用爪蟾原肠内胚层细胞核移植，培育出可育的非洲爪蟾．1970年JohnGurdon以同样的方法，用青蛙脚蹼角质化细胞进行移核试验，蛙卵发育成了蝌蚪。克隆羊与体细胞核移植快速培养花卉及濒危植物郁金香人参获得无病毒作物马铃薯疮痂病)脱毒苗脱毒马铃薯脱毒技术藻类植物氢能汽车繁殖优良家畜品种及濒危动物高产奶牛濒危动物1、细胞工程的发展2、细胞工程的基本技术植物细胞与组织培养细胞融合细胞核移植3、细胞工程的应用快速培养花卉及濒危植物获得无病毒作物开发洁净能源减少环境污染繁殖优良家畜品种及濒危动物总结1、下列技术中，一般来说不属于细胞工程范围的是（）A、组织培养B、细胞核移植C、基因芯片的应用D、细胞融合2、下列与细胞工程无关的技术是()A、克隆羊“多利”的产生B、2种烟草体细胞杂交获得新植株C、葡萄的嫁接D、利用植物组织培养技术培育郁金香3、下列细胞工程技术中，不涉及遗传物质改变的是（）A、植物组织培养B、动物细胞融合C、细胞核移植D、染色体替换CCA4.在生物体的所有细胞中，全能性最高的是A．卵细胞B植物花粉C．体细胞D.受精卵5.在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为：A.细胞丧失了全能性B.基因的表达有选择性C.不同的细胞内基因不完全相同D.在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化6.植物体细胞杂交的目的是A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D.通过以上三者来完成7.在细胞工程―原生质体融合育种技术中，、其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除心去，通常是采用纤维素酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞最终将A.皱缩B.胀破C.呈球形D.保持原状