2.1 植物细胞工程 课件 2023—2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 细胞工程 2.1 植物细胞工程 2.2 动物细胞工程 2.3 胚胎工程 细胞工程的概念 细胞工程（cell engineering)是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法，通过细胞、细胞器或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞或组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 原理和方法 操作水平 目的 分类： ⑴依据操作技术分： 植物组织培养技术、动物细胞培养技术、 细胞融合技术、动物细胞核移植技术等 ⑵依据操作对象分： 植物细胞工程和动物细胞工程 植物组织培养 植物体细胞杂交 细胞工程的发展历程 哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。 斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了 原生质体 古哈等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 卡尔森诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。 土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 植物细胞工程 3 细胞工程的发展历程 动物细胞工程 1890年，希普（W. Heape，1855-1929）将安哥拉兔的胚胎移入比利时兔的输卵管内，得到了两只安哥拉兔，这是世界上胚胎移植成功的首例。 1907年，哈里森（R. G. Harrion，1870-1959）用一滴淋巴液成功培养了蝌蚪的神经元，首创了动物组织体外培养法。 1951年，张明觉（1908-1991）等发现哺乳动物精子的获能现象。 1958年，格登（J. Gurdon，1933-）用非洲爪蟾进行体细胞核移植，成功培育出性成熟个体。同一时期，童弟周（1902-1979）等开展了鱼类细胞核移植工作。 1959年试管兔诞生，之后多种试管动物相继出生。 1975年，米尔斯坦（C. Milstein，1927-2002）和科勒（G. Köhler，1946-1995）等创立了单克隆抗体技术。 1978年，小鼠桑葚胚被成功分割。次年，科学家分割绵羊胚胎获得了同卵羔羊。 1981年，埃文斯（M. J. Evans，1941-）等成功分离和培养小鼠的胚胎干细胞。 1996年，世界上第一只细胞克隆羊多莉在英国诞生。随后多种克隆动物相继问世。 2006年，山中伸弥（S. Yamanaka，1962-）等获得了诱导多能干细胞。我国科学家利用这种细胞培育出了 小鼠。 2014年，世界上第一个用单细胞基因组测序进行遗传病筛查的试管婴儿在我国诞生。 2017年，我国科学家首次培育出体细胞克隆猴。 4 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 从社会中来 “其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰（xūn）风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎！岂非有国香乎！”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳（zhānɡ）兰谱》（宋·赵时庚）中对兰花的一段描述。从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低；传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢？ 叶子 花瓣 花粉 细胞 植物体 植物组织培养技术 播种 扦插 一般情况下（人工栽培） 一定条件下： 细胞的全能性 一、植物组织培养技术 （1）概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 （3）体现细胞全能性的标志： 细胞 → 完整个体或其他各种细胞 （4）全能性大小比较： 分化程度越高，全能性越低 1.植物细胞工程的理论基础 ——植物细胞的全能性 植物细胞的全能性>动物细胞全能性 受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞(精细胞、卵细胞)>体细胞 （2）细胞具有全能性的根本原因： 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部遗传物质。 一、植物组织培养技术 分裂能力强的＞分裂能力弱的。 一、植物组织培养技术 在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性的原因？ 在特定时间、空间条件下，基因的选择性表达。 （1）不体现全能性的实例： 芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶 （2）不体现全能性的原因： （5）植物细胞表现出全能性的条件： ①离体条件 ②一定的营养条件 ③有关的植物激素 ④适宜的条件（温度、氧气、PH、光照、无菌等） 2.植物组织培养技术 一、植