1、 番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。人们曾经有这样一种幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？细胞工程细胞工程 指应用细胞生物学和分子生物学的原理和指应用细胞生物学和分子生物学的原理和办法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平办法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来变化细胞或细胞器水平上，按照人们的意愿来变化细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。技术。细细胞胞工工程程应用的原理和方法应用的原理和方法研究的
2、水平研究的水平研究的目的研究的目的细胞生物学和细胞生物学和分子生物学分子生物学细胞整体水平细胞整体水平或细胞器水平或细胞器水平按照人们的意愿来按照人们的意愿来改变细胞内的遗传改变细胞内的遗传物质或获得细胞产物质或获得细胞产品品概念概念分类分类植物细胞工程植物细胞工程动物细胞工程动物细胞工程理论基础理论基础细胞的细胞的全能性全能性重重要要技技术术植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞培养动物细胞融合动物细胞融合单克隆抗体技术单克隆抗体技术胚胎移植胚胎移植核移植核移植植物植物细胞细胞工程工程技术技术动物动物细胞细胞工程工程技术技术所采用技术的理论基础 植物细胞工程
3、普通采用的技 术 手 段 植物组织培养植物组织培养 植物体细胞杂交植物体细胞杂交植物细胞的全能性植物细胞的全能性（一）（一）细胞的全能性细胞的全能性1、定义、定义：生物体的细胞含有使后裔细胞形成完整个生物体的细胞含有使后裔细胞形成完整个体的潜能的特性。体的潜能的特性。2、原理：、原理：生物体的每一种细胞都包含有该物种所特生物体的每一种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，从理论上讲，生物体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一种活细胞都应当含有全能性。体的每一种活细胞都应当含有全能性。3、差别：、差别：（1 1）受
4、精卵的全能性受精卵的全能性最高最高 （2 2）受精卵分化后的细胞中，体细胞受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的的全能性比生殖细胞的低。低。植物细胞的全能性植物细胞的全能性受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞体细胞体细胞4、大小、大小例一：非洲爪蟾实验例一：非洲爪蟾实验突变型蝌蚪肠上皮细胞突变型蝌蚪肠上皮细胞 野生型未受精卵细胞野生型未受精卵细胞 紫外线破坏细胞核紫外线破坏细胞核 取出细胞核取出细胞核 无核的未受精卵无核的未受精卵 （含有一种核仁）（含有一种核仁）“重组细胞重组细胞”囊胚囊胚 囊胚囊胚 蝌蚪蝌蚪 成成蛙（细胞核含一种核仁）蛙（细胞核含一种核仁）移入移入发育发育发育发育发育发育
5、已经分化的动物细胞能够发育成为一种动物体已经分化的动物细胞能够发育成为一种动物体5.细胞体现出全能性的条件细胞体现出全能性的条件离体状态离体状态有一定营养物质、激素和其它外界条件有一定营养物质、激素和其它外界条件蜜蜂（蜜蜂（2N=32）减数分裂减数分裂卵细胞卵细胞(N=16)发育发育雄蜂雄蜂(N=16)卵细胞能够直接发育成为一种新个体卵细胞能够直接发育成为一种新个体例二：例二：思考讨论：为什么体内细胞没有体现出思考讨论：为什么体内细胞没有体现出全能性，而是分化成为不同的组织、器官？全能性，而是分化成为不同的组织、器官？基因在特定空间和时间条件下选择性体现的成果。基因在特定空间和时间条件下选择性
6、体现的成果。在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞体现在个体发育的不同时期，生物体不同部位的细胞体现的基因是不同的，合成的蛋白质也不同，从而形成了的基因是不同的，合成的蛋白质也不同，从而形成了不同的组织和器官。不同的组织和器官。植物组织培养核心词：核心词：外植体、脱分化、再分化、愈伤组织外植体、脱分化、再分化、愈伤组织细胞离体、一定的营养物质、细胞离体、一定的营养物质、激素和其它外界条件激素和其它外界条件必要条件：必要条件：植物组织培养的培养基植物组织培养的培养基定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的定义：含有一定营养成分，供组织培养植物生长的基质基质无机营养成分：无机营养成分：C
7、C，H H，O O大量元素及部分微量元素大量元素及部分微量元素有机营养成分有机营养成分 含含N N物质：涉及维生素和氨基酸物质：涉及维生素和氨基酸 碳源：碳源：2%5%2%5%的蔗糖的蔗糖 琼脂：起支持作用琼脂：起支持作用 生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素生长激素：生长素，细胞分裂素和赤霉素PHPH值：值：5.05.06.06.0植物组织培养外植体：从活植物体上切下进行培养的那部外植体：从活植物体上切下进行培养的那部分组织或器官分组织或器官1 1）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、）外植体灭菌消毒（根尖、茎、芽、嫩叶、种子、花粉等）种子、花粉等）2 2）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上
8、）用消毒过的器械将外植体置于培养皿上3 3）切取所需的外植体）切取所需的外植体4 4）将外植体接种于培养容器的培养基上）将外植体接种于培养容器的培养基上整个实验在超净工作台上进行，保持无菌！整个实验在超净工作台上进行，保持无菌！外植体通过一段时间在培养基上生长后，会外植体通过一段时间在培养基上生长后，会形成愈伤组织形成愈伤组织试管苗大规模培养过程过程离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织愈伤组织根、芽根、芽植物体植物体外植体外植体脱分化脱分化植物激素：植物激素：细胞分裂素、生长素细胞分裂素、生长素再分化再分化植物组织培养植物组织培养条件植物组织培养条件：含有全部营养成分的
9、含有全部营养成分的培养基、一定的温度、空培养基、一定的温度、空气、无菌环境、适合的气、无菌环境、适合的PHPH、适时光照等。适时光照等。（三）（三）植物体细胞杂交植物体细胞杂交1 1、定义：、定义：用两个来自不同植物的体细胞融合成用两个来自不同植物的体细胞融合成一种杂种细胞，且把杂种细胞哺育成一种杂种细胞，且把杂种细胞哺育成新的植物体的办法。新的植物体的办法。2 2、优势：、优势：（与有性（与有性杂交办法杂交办法比较）比较）打破了不同种生物间的生殖隔离限制，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畴。大大扩展了可用于杂交的亲本组合范畴。植物体细胞杂交植物体细胞杂交去壁
10、去壁去壁去壁纤维素酶纤维素酶果胶酶果胶酶原原生生质质体体植物细胞植物细胞原生质体融合原生质体融合离心、离心、振动、振动、电刺激、电刺激、聚乙二聚乙二醇醇再生细胞壁再生细胞壁杂种细胞杂种细胞去去分分化化愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株激素激素筛选筛选等量等量激素激素再分化再分化植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交过程示意图植物植物A A细胞细胞植物植物B B细胞细胞去壁去壁原生质体原生质体A A原生质体原生质体B B原生质体融合原生质体融合融合体融合体再再生生壁壁杂种细胞杂种细胞细胞分裂细胞分裂愈伤组织愈伤组织杂种植株杂种植株去壁的惯用办法：去壁的惯用办法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）酶解法（
11、纤维素酶、果胶酶等）原生质体融合办法：物理法：离心、振动、电刺激等物理法：离心、振动、电刺激等 化学法：聚乙二醇（化学法：聚乙二醇（PEGPEG）植物体细胞杂交植物体细胞杂交过程示意图过程示意图几个概念：几个概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后来，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄壁细胞构成的排列疏松无规则的组织。植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。一一、植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径1.微型繁殖 (1)微型繁殖技术:快速繁殖优良品种
12、的植物组织培养技术.(2)特点:保持优良品种的遗传特性;高效快速地实现种苗的大量繁殖.2.作物脱毒 (1)材料:无病毒的茎尖 (2)脱毒苗:切取茎尖进行组织培养获得3.神奇的人工种子 (1)特点:后裔无形状分离 不受气候,季节和地区限制 (2)技术:植物组织培养.(3)构造:人工薄膜胚状体或不定芽或顶芽或腋芽.二、作物新品种的哺育二、作物新品种的哺育1.单倍体育种 (1)办法:花药的离体培养 (2)优点:后裔稳定遗传,都是纯合体;明显缩短育种年限.2.突变体的运用 (1)产生:植物组织培养 (2)运用:筛选对人们有利突变体,进而哺育新品种三三、细胞产物的工厂化生产细胞产物的工厂化生产1.种类:蛋白质,脂肪,糖类,药品,香料,生物碱等.2.技术:植物的组织培养.
