第二章第一节细胞工程概述
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课件22张PPT。第二节 细胞工程概述一、细胞工程的发展
悬滴动物细胞离体植物组织不同体细胞杂交细胞核去核克隆 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。什么叫细胞工程？包括哪两大领域？细胞工程理论基础细胞的全能性植物细胞工程植物细胞工程的基本技术植物组织培养二、植物组织培养技术
1．植物组织培养是指依据___________原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或_________ (称为外植体)，并在培养基上培养，在适宜条件下使其发育成部分或完整植株的技术。
2．植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、幼嫩的叶片和花药等。
3．由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的_________________。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。细胞全能性原生质体脱分化(或去分化)核心要点突破1．植物细胞全能性
(1)内涵：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因：具有该生物的全部遗传信息。
(3)表达的条件：离体，必备的营养物质等。
(4)全能性表达由高到低依次为：受精卵>生殖细胞>体细胞； 具有持续分裂能力的细胞>不分裂的细胞； 植物细胞>动物细胞。二、植物组织培养技术
2．植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、幼嫩的叶片和花药等。
3．由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的_________________。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。脱分化(或去分化)进行植物组织培养的条件和过程
(1)条件：①植物细胞要处于离体状态。②给予一定的营养物质，水、碳源、氮源、维生素、植物激素、无机盐等。③无菌条件：即保证培养材料、培养基、培养用具及接种过程完全无菌。因为一旦感染微生物，它们就会快速繁殖，争夺营养，并且还会产生毒素，使培养物很快中毒死亡。④适宜的环境条件，如适宜的温度和pH及光照等。(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。细胞融合技术概念：采用自然或人工的方法使2个或多个不同细胞融合为_________的技术。常用的促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植物细胞融合前需去除细胞壁。一个细胞三、细胞融合技术运用细胞融合技术，可以在一定条件下把不同种生物的体细胞融合成杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体。 3．植物体细胞杂交技术是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服不同种植物之间杂交的________障碍，实现远缘物种之间的核质组合，从而获得新品种植株。
4．植物细胞工程在育种中成功应用的另一范例是___________与利用。单倍体植株的特点是植株弱小且高度不育，但它们在育种中具有能缩短_________、获得纯系等重要意义。不亲和单倍体诱导育种周期1．具体过程
第一步：去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。常用方法是“酶解法”，即用纤维素酶和果胶酶等分解细胞壁。
第二步：将两个有活力的原生质体放在一起，通过人工诱导实现原生质体的融合。常用的诱导方法有：生物法、物理法和化学法。物理法是利用离心、振动、电刺激等促进原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)等为诱导剂诱导融合。第三步：将诱导融合得到的杂种细胞，用植物细胞培养的方法进行培育，就可以得到杂种植株。植物体细胞杂交过程示意图2．目的
植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞。杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3．优点
克服远缘杂交的不亲和障碍。
【特别提醒】 ①植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。
②从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增加，植物体细胞杂交属于染色体数目的变异。白菜甘蓝白菜－甘蓝三、植物体细胞杂交植物体细胞杂交应用3.细胞核移植技术
(1)概念：将一个动物细胞的细胞核移入一个已经___________的卵母细胞中，使其重组并发育为为一个新的胚胎，最终发育为一个新的个体的技术。
(2)处理方法：用微吸管把一个细胞中的细胞核吸出后转移到另一个去除细胞核的卵母细胞中，组成新的杂种细胞，再进行细胞培养。
(3)体细胞：提供细胞核。
(4)卵细胞：提供细胞质。
(5)操作仪器：显微操作仪。去除细胞核4．染色体工程
概念：人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，从而达到_____改变遗传性状和选育新品种的一种技术。
(1)处理方法：消减、添加或替换同种或异种染色体。
(2)目的：定向改变遗传性状和选育新品种。
(3)应用：用于培育抗病新品种(如多倍体育种)；也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段。定向三、细胞工程的应用
1．快速培养花卉及濒危植物：利用_____的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过_________、再分化等过程培育新植株，如名贵花卉郁金香等。
2．获得无病毒作物：植物_______附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育________植株。
3．开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞生物在特定条件下产生的______作为燃料。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物
5．医疗领域的应用：(1)开发和生产各种____、_____。
(2)成为器官移植的新来源等。离体脱分化分生区无病毒氢气抗体疫苗
悬滴动物细胞离体植物组织不同体细胞杂交细胞核去核克隆 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。什么叫细胞工程？包括哪两大领域？细胞工程理论基础细胞的全能性植物细胞工程植物细胞工程的基本技术植物组织培养二、植物组织培养技术
1．植物组织培养是指依据___________原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或_________ (称为外植体)，并在培养基上培养，在适宜条件下使其发育成部分或完整植株的技术。
2．植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、幼嫩的叶片和花药等。
3．由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的_________________。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。细胞全能性原生质体脱分化(或去分化)核心要点突破1．植物细胞全能性
(1)内涵：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
(2)原因：具有该生物的全部遗传信息。
(3)表达的条件：离体，必备的营养物质等。
(4)全能性表达由高到低依次为：受精卵>生殖细胞>体细胞； 具有持续分裂能力的细胞>不分裂的细胞； 植物细胞>动物细胞。二、植物组织培养技术
2．植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、幼嫩的叶片和花药等。
3．由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的_________________。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。脱分化(或去分化)进行植物组织培养的条件和过程
(1)条件：①植物细胞要处于离体状态。②给予一定的营养物质，水、碳源、氮源、维生素、植物激素、无机盐等。③无菌条件：即保证培养材料、培养基、培养用具及接种过程完全无菌。因为一旦感染微生物，它们就会快速繁殖，争夺营养，并且还会产生毒素，使培养物很快中毒死亡。④适宜的环境条件，如适宜的温度和pH及光照等。(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。细胞融合技术概念：采用自然或人工的方法使2个或多个不同细胞融合为_________的技术。常用的促融合方法有生物法、化学法和物理法等。植物细胞融合前需去除细胞壁。一个细胞三、细胞融合技术运用细胞融合技术，可以在一定条件下把不同种生物的体细胞融合成杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体。 3．植物体细胞杂交技术是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服不同种植物之间杂交的________障碍，实现远缘物种之间的核质组合，从而获得新品种植株。
4．植物细胞工程在育种中成功应用的另一范例是___________与利用。单倍体植株的特点是植株弱小且高度不育，但它们在育种中具有能缩短_________、获得纯系等重要意义。不亲和单倍体诱导育种周期1．具体过程
第一步：去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。常用方法是“酶解法”，即用纤维素酶和果胶酶等分解细胞壁。
第二步：将两个有活力的原生质体放在一起，通过人工诱导实现原生质体的融合。常用的诱导方法有：生物法、物理法和化学法。物理法是利用离心、振动、电刺激等促进原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)等为诱导剂诱导融合。第三步：将诱导融合得到的杂种细胞，用植物细胞培养的方法进行培育，就可以得到杂种植株。植物体细胞杂交过程示意图2．目的
植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞。杂种植株特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3．优点
克服远缘杂交的不亲和障碍。
【特别提醒】 ①植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。
②从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增加，植物体细胞杂交属于染色体数目的变异。白菜甘蓝白菜－甘蓝三、植物体细胞杂交植物体细胞杂交应用3.细胞核移植技术
(1)概念：将一个动物细胞的细胞核移入一个已经___________的卵母细胞中，使其重组并发育为为一个新的胚胎，最终发育为一个新的个体的技术。
(2)处理方法：用微吸管把一个细胞中的细胞核吸出后转移到另一个去除细胞核的卵母细胞中，组成新的杂种细胞，再进行细胞培养。
(3)体细胞：提供细胞核。
(4)卵细胞：提供细胞质。
(5)操作仪器：显微操作仪。去除细胞核4．染色体工程
概念：人们按照一定的设计，有计划地消减、添加或替换同种或异种染色体，从而达到_____改变遗传性状和选育新品种的一种技术。
(1)处理方法：消减、添加或替换同种或异种染色体。
(2)目的：定向改变遗传性状和选育新品种。
(3)应用：用于培育抗病新品种(如多倍体育种)；也是基因定位和染色体转移等基础研究的有效手段。定向三、细胞工程的应用
1．快速培养花卉及濒危植物：利用_____的植物细胞、组织或器官在特定的条件下，通过_________、再分化等过程培育新植株，如名贵花卉郁金香等。
2．获得无病毒作物：植物_______附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育________植株。
3．开发洁净能源减少环境污染：如利用单细胞生物在特定条件下产生的______作为燃料。
4．繁殖优良家畜品种及濒危动物
5．医疗领域的应用：(1)开发和生产各种____、_____。
(2)成为器官移植的新来源等。离体脱分化分生区无病毒氢气抗体疫苗