细胞工程-【大鹏生物】2024高考生物二轮复习课件

细 胞 工 程 细胞工程 植物细胞工程 植物细胞工程的应用 动物细胞工程 动物细胞工程的应用 植物细胞工程 原理和方法 细胞生物学和分子生物学 操作水平 细胞水平和细胞器水平 目的 按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 分 类 植物细胞工程 植物组织培养、植物体细胞杂交 动物细胞工程 动物细胞培养、动物细胞融合、动物体细胞核移植 一、植物细胞工程的概念及发展历程 1.细胞工程的概念与分类 2.植物细胞工程的发展历程 时间 科学家 成果 1902年 哈伯兰特（德国） 提出了细胞全能性的理论 1937年 怀特（美国） 用烟草茎段形成层做材料，在试管中培养出烟草植株 1958年 斯图尔德 利用胡萝卜的组织培养再次证明了植物细胞的全能性 1965年 沃索等 在一定成分培养基上，由烟草的单细胞得到再生植株 20世纪70年代 以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生 二、植物细胞的全能性 1.细胞全能性的概念 具有某种生物全套遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，即每个生物细胞都具有全能性的特点。 2.细胞具有全能性的原因 一般来说，生物体的细胞中都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遗传信息。 3.细胞不能表现全能性的原因 在个体的生长发育过程中，生物体内的细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。 4.植物细胞表现出全能性的条件 ①离体状态。 ②营养物质：种类齐全、比例合适。 ③植物激素：主要是生长素、细胞分裂素。 ④外界条件：适宜的温度、pH和光照等。 ⑤无菌操作。 5.不同细胞的全能性的比较 ①体细胞全能性与细胞分化程度：分化程度低的＞分化程度高的。 ②体细胞全能性与细胞分裂能力：分裂能力强的＞分裂能力弱的。 ③不同类型细胞的全能性：受精卵＞生殖细胞＞体细胞。 ④不同生物细胞的全能性：植物细胞＞动物细胞。 三、植物组织培养技术 1.植物组织培养的概念 （1）理论基础（原理）：植物细胞的全能性。 （2）前提：离体的植物器官、组织、细胞。 （3）条件：无菌和人工控制条件下、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。 （4）结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化生成胚状体或丛芽，最终 形成完整的植株。 取材 接种 培养 移植 2.植物组织培养的过程 消毒后选取根的形成层部位，切取1cm3左右的小块， 因为该部位容易诱导形成愈伤组织 将组织块接种到诱导培养基上， 诱导出愈伤组织 在23-26℃恒温避光条件下培养一段时间， 再将愈伤组织转接到分化培养基上，培养诱导出幼苗。 将幼苗移植到大田，培养成正常植株 3.植物组织培养应注意的问题 （1）无菌： 植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所用实验用具要严格灭菌，接种过程严格进行无菌操作。 （2）取材： 外植体的遗传特征和取材的位置会影响愈伤组织诱导形成的难易程度及其再分化的能力。制备胡萝卜的外植体时首先要消毒，其次要选取有形成层（分生组织）的部位，因为含形成层的部分易于诱导形成愈伤组织。 （3）培养基： 培养基的成分和性质对植物器官的形成有一定的影响，但起决定作 用的是植物激素，特别是生长素和细胞分裂素。 （4）光照： 在愈伤组织的诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。 （5）培养顺序： 试管苗的培养，一般要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。 4.植物激素在植物组织培养中的作用 （1）生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂脱分化和再分化的关键性激素。 （2）由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导生根， 可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 （3）生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。 生长素用量比细胞分裂素用量 结果 比值高 有利于根的分化，抵制芽的形成 比值低 有利于芽的分化，抵制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 （4）按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素，会得到不同的实验结果。 使用顺序 实验结果 先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂但细胞不分化 先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞即分裂也分化 同时使用 分化频率提高 5.胡萝卜的组织培养 （1）实验原理 植物体的根茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素等条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，