第2章細(xì)胞工程1.細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法,通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作,有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。原理和方法操作水平目的分類細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器、細(xì)胞或組織獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品動物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程2.細(xì)胞工程的分類動物細(xì)胞工程和植物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合生產(chǎn)單克隆抗體動物細(xì)胞核移植細(xì)胞工程第2章細(xì)胞工程哈伯蘭特提出了細(xì)胞全能性的理論，但相關(guān)的實(shí)驗(yàn)嘗試沒有成功。斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持?？平鹩谜婢睦w維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。古哈等在培養(yǎng)毛曼陀羅的花藥時，首次得到了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的胚?？柹T導(dǎo)煙草種間原生質(zhì)體融合，獲得了第一株體細(xì)胞種間雜種植株。土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒被發(fā)現(xiàn)。之后，該質(zhì)粒應(yīng)用于植物分子生物學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)了植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。1902年1958年1960年1964年1971年1974年科技探索之路——植物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程（P32）導(dǎo)入蘭花種子通常發(fā)育不全，在自然條件下萌發(fā)率極低；傳統(tǒng)分株繁殖的方法又存在繁殖周期長、繁殖率低等問題。

如何能讓名貴的蘭花大量、快速地繁殖，從而走入尋常百姓家呢？市場價格：1500萬每株！【任務(wù)一】請同學(xué)們自主閱讀教材P34-35，小組合作思考討論完成問題。

1.植物組織培養(yǎng)的基本原理？2.細(xì)胞為何具有全能性？是不是所有細(xì)胞都具有全能性？3.概述植物組織培養(yǎng)的概念及基本過程（用文字和箭頭表示培養(yǎng)流程）？4.什么是外植體？什么是脫分化？什么是愈傷組織？愈傷組織的細(xì)胞有什么特點(diǎn)？什么是再分化？1.基本原理：植物細(xì)胞的全能性概念：細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。細(xì)胞全能性表達(dá)難易程度：受精卵>生殖細(xì)胞>

體細(xì)胞未成熟細(xì)胞>

成熟細(xì)胞幼嫩的細(xì)胞>

衰老的細(xì)胞細(xì)胞的全能性表達(dá)的難易程度與細(xì)胞分化程度成反比。（2）在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并不會表現(xiàn)出全能型，未離體的細(xì)胞可以表現(xiàn)出全能性嗎，為什么呢？在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。2.（1）細(xì)胞為何具有全能性？是不是所有細(xì)胞都具有全能性？細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部（全套）遺傳信息。都有發(fā)育成為完整個體所需的全部基因。不是，比如哺乳動物成熟紅細(xì)胞和植物的成熟篩管細(xì)胞。離體是表現(xiàn)全能性的必要條件例1．利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相關(guān)敘述不正確的是(

)A．組成花瓣的細(xì)胞具有全能性B．花瓣細(xì)胞中有個體發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)C．利用花瓣培育出完整的植株涉及細(xì)胞分裂和細(xì)胞分化D．在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞都能表現(xiàn)出全能性D

3.概述植物組織培養(yǎng)的概念及基本過程（用文字和箭頭表示培養(yǎng)流程基本過程）？外植體愈傷組織試管苗完整植株脫分化芽、根等再分化生長發(fā)育分化狀態(tài)未分化狀態(tài)

植物組織培養(yǎng)就是將

的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的

上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生

的技術(shù)。離體培養(yǎng)基完整的植株概念：4.什么是外植體？什么是脫分化？什么是愈傷組織？愈傷組織的細(xì)胞有什么特點(diǎn)？什么是再分化？接種外植體離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化誘導(dǎo)愈傷組織細(xì)胞排列疏松、無規(guī)則、無定形的薄壁細(xì)胞團(tuán)離體條件下已分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)，失去特有的結(jié)構(gòu)和功能，重新獲得分裂能力誘導(dǎo)生芽再分化愈傷組織能重新分化成芽、根等器官誘導(dǎo)生根移栽成活菊花的組織培養(yǎng)-----菊花的組織培養(yǎng)【任務(wù)二】請同學(xué)們結(jié)合教材P36-37，并觀看視頻完成問題。

1.植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基一般包含那些成分？2.植物組織培養(yǎng)對光照有何要求？植物組織培養(yǎng)過程中需要更換培養(yǎng)基嗎？生長素與細(xì)胞分裂素比例不同如何影響愈傷組織分化？3.一般先誘導(dǎo)生根還是生芽？4.試管苗能直接移栽嗎？MS培養(yǎng)基

固體培養(yǎng)基有機(jī)碳源（蔗糖）1.培養(yǎng)基（植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基配方P116--參見本書附錄1）提供能量，調(diào)節(jié)滲透壓-----菊花的組織培養(yǎng)培養(yǎng)基名稱：

；物理性質(zhì)：

；碳源：

。包括無機(jī)營養(yǎng)成分（水和無機(jī)鹽）、有機(jī)營養(yǎng)成分（蔗糖、氨基酸、維生素等）、特定濃度和比例的激素（主要是生長素和細(xì)胞分裂素）；2.實(shí)驗(yàn)步驟（1）制備外植體消毒：切割：0.5~1cm的小段酒精30S無菌水2-3次次氯酸鈉溶液30min材料：幼嫩的菊花莖端（外植體）2-3次無菌水洗超凈工作臺或接種箱消毒與無菌水沖洗切割與接種脫分化避光（2）形成愈傷組織有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。愈傷組織培養(yǎng)培養(yǎng)溫度：18-220C-----菊花的組織培養(yǎng)誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基注意不要倒插外植體(3）接種到誘導(dǎo)分化培養(yǎng)基接種室試管苗（4）形成試管苗，培養(yǎng)后，移栽大田培育成完整植株移栽培養(yǎng)室（誘導(dǎo)生芽、生根的培養(yǎng)基）再分化需光芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照決定植物脫分化、再分化的關(guān)鍵因素：生長素和細(xì)胞分裂素的比例細(xì)胞分裂素生長素

芽分化愈傷組織根分化生長素用量/細(xì)胞分裂素用量結(jié)果比值適中比值低比值高促進(jìn)芽的分化促進(jìn)根的分化促進(jìn)愈傷組織的形成由以上可知：激素使用的用量比例和順序?qū)?xì)胞分裂和分化有影響。芽、根胚狀體脫分化再分化培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境條件（溫度、PH、光等）④植物激素：

細(xì)胞分裂素生長素遮光一定的光照愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照試管苗有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應(yīng)給予較強(qiáng)光照閉瓶煉苗，以促進(jìn)幼苗向自養(yǎng)苗轉(zhuǎn)化。小結(jié)例2.如圖是植物組織培養(yǎng)的過程,相關(guān)說法錯誤的是

(

)A.細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)含有發(fā)育所需的全套遺傳物質(zhì)B.過程①細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中細(xì)胞已經(jīng)發(fā)生分化C.該過程歷經(jīng)了脫分化和再分化，其本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)D.過程②和③接種的培養(yǎng)基中植物激素的比例不同外植體

愈傷組織

長出叢芽

生根

移栽成活B例3.下圖表示植物組織培養(yǎng)的一般過程。下列相關(guān)說法錯誤的是()A.過程a指的是脫分化，過程c指的是再分化B.此技術(shù)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性C.b→d的過程不需要光照D.生長素含量高時，有利于根的形成C離體的植物器官、組織或細(xì)胞abcd完整的植物體1.接種外植體時要在酒精燈火焰旁進(jìn)行（

）2.接種外植體時要將“形態(tài)學(xué)上端”朝下（）3.誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例為1：1（）4.誘導(dǎo)愈傷組織形成過程需要光照條件（）5.誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基提供的碳源應(yīng)該是有機(jī)碳源（）6.誘導(dǎo)生芽生根的過程需要光照條件（）×√×√√√1.A、B過程分別為

。C是

。

A過程細(xì)胞分裂方式是

，

B過程細(xì)胞分裂方式是

,同時也進(jìn)行

。A過程一般

光照；B過程需要光照，因?yàn)?/p>

。2.影響A、B過程的關(guān)鍵因素是

，主要是

和

，二者添加的

會影響脫分化和再分化過程。3.植物組織培養(yǎng)是一個

過程。（填“無性繁殖”“有性繁殖”）植物體根、芽或胚狀體外植體

有絲分裂細(xì)胞分化植物激素細(xì)胞分