植物的细胞工程

植物的细胞工程第1页，共43页，2023年，2月20日，星期五细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞水平或细胞器水平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概念分类植物细胞工程动物细胞工程第2页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物细胞工程的理论基础是：

植物细胞的全能性植物细胞工程的基本技术是植物组织培养植物体细胞杂交概念：细胞的全能性是指生物体的细胞具有发育成完整个体的潜能。原因：是生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传物质。

全能性高低：

①受精卵＞生殖细胞＞体细胞②植物细胞＞动物细胞2.1.1植物细胞工程常用的技术第3页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物组织培养1、概念植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。2、植物组织培养的条件1）离体细胞、组织或器官2）适宜的外界环境条件，例如无菌、适宜的温度、湿度、光照等3）培养基（一定的营养物质，激素）

第4页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物组织培养的培养基无机营养成分：无机盐离子有机营养成分：①含N物质：包括维生素和氨基酸②碳源：2%—5%的蔗糖溶液，调节渗透压③琼脂：起支持作用④激素：生长素、细胞分裂素，两者比例不同影响根和芽的分化PH值：5.0－6.0第5页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物组织培养的过程离体的植物器官、组织或细胞（外植体）脱分化（又叫去分化）：避光愈伤组织（排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞）再分化根或芽等器官植物体光照形成层第6页，共43页，2023年，2月20日，星期五定义：

将两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的过程。植物体细胞杂交第7页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物A细胞植物B细胞去壁原生质体A原生质体B原生质体融合融合体再生壁(融合成功的标志)杂种细胞细胞分裂愈伤组织杂种植株去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）

原生质体融合方法：物理法：离心、振动、电刺激等化学法：聚乙二醇（PEG）植物体细胞杂交过程示意图原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性优势：克服了远缘杂交不亲和的障碍.第8页，共43页，2023年，2月20日，星期五1、下列围绕有关细胞全能性的叙述，正确的是(

)A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性B2.(2010·荆州模拟)在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项中为非必要条件的是(

)A.培养基需消毒灭菌B.给予适宜的温度

C.给予充足的光照D.给予适宜的养料和激素

C第9页，共43页，2023年，2月20日，星期五3.下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述错误的是(

)A.属于无性生殖

B.主要理论依据是植物细胞具有全能性

C.培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株

D.人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等C第10页，共43页，2023年，2月20日，星期五4、如图为植物组织培养过程，有关说法不正确的是(

)。A．B试管中细胞全能性最高B．D试管中培育出的个体都是纯合子C．A→B的过程不需要光照D．A→D的细胞分裂都是有丝分裂B第11页，共43页，2023年，2月20日，星期五2.1.2植物细胞工程的实际应用繁殖植物的新途径微型育种作物脱毒人工种子育种新方法单倍体育种诱导突变体细胞产物的工厂化生产第12页，共43页，2023年，2月20日，星期五概念：应用组织培养技术，快速繁殖植物（也叫快速繁殖技术）原理：植物细胞的全能性优点：繁殖率高，可大批量生产取材少培养周期短保持优良性状微型繁殖第13页，共43页，2023年，2月20日，星期五作物脱毒病毒在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低，品质变差分生区附近（茎尖）的病毒极少，甚至没有采用茎尖进行组织培养第14页，共43页，2023年，2月20日，星期五人工种子结构：人工薄膜+胚状体（不定芽、顶芽、腋芽）优点：不受气候、季节、地域的限制保留优良性状时间短，占地少技术：组织培养原理：细胞全能性第15页，共43页，2023年，2月20日，星期五单倍体育种方法：花药离体培养技术：组织培养获得单倍体秋水仙素处理单倍体的幼苗，使染色体加倍优点：明显缩短了育种年限后代稳定遗传第16页，共43页，2023年，2月20日，星期五突变体的利用利用组织培养时，愈伤组织处于不断分裂状态，易受培养条件和外界压力（如射线，化学物质等）的影响而产生突变的原理，诱导并筛选出对人类有用的突变体。第17页，共43页，2023年，2月20日，星期五细胞产物的工厂化生产红豆杉与紫杉醇人参皂甘的生产一般培养到愈伤组织阶段第18页，共43页，2023年，2月20日，星期五

练习：下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：（1）①表示

，它能被培养成为④的根本原因是

。（2）②表示

，它与①相比分化程度

，全能性

。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）

。（4）若①是花药，则④是

，继续对其使用_________

处理可获得

正常植株，该过程称为

。（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是

，这说明根尖细胞

。离体的器官、组织或细胞植物细胞的全能性。愈伤组织低高③单倍体植株秋水仙素纯合单倍体育种绿色含有叶绿体形成相关的基因第19页，共43页，2023年，2月20日，星期五动物细胞工程2.2第20页，共43页，2023年，2月20日，星期五动物细胞培养动物细胞融合单克隆抗体技术核移植动物细胞工程常用技术第21页，共43页，2023年，2月20日，星期五1.动物细胞培养的概念：

动物细胞培养就是从动物有机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后,放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖.第22页，共43页，2023年，2月20日，星期五2、动物细胞培养过程：取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的组织、器官)细胞悬浮液胰蛋白酶10代细胞原代培养50代细胞传代培养细胞株无限传代细胞系分散成单个细胞加培养液遗传物质未改变遗传物质已改变原理：细胞增殖第23页，共43页，2023年，2月20日，星期五3.动物细胞培养的条件：①无菌、无毒的环境培养液和所有培养用具进行无菌处理措施：培养液中加抗生素，定期更换培养液②营养糖、氨基酸、无机盐、微量元素、促生长因子（维生素、激素等）和动物血清③温度和PH36.5±0.5℃7.2-7.4④气体环境O2CO295％空气5％的CO2第24页，共43页，2023年，2月20日，星期五4.动物细胞培养技术的应用:1.蛋白质生物制品的生产如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体2.健康细胞培养培养健康细胞用于烧伤病人皮肤移植3.细胞的生理、药理、病理研究4.检测有毒物质（根据变异细胞占全部培养细胞的比例来判断该物质的毒性）

第25页，共43页，2023年，2月20日，星期五1.用于动物细胞培养的组织和细胞大都取自胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织，其主要原因是这样的组织细胞()A.容易产生各种变异B.具有更强的全能性C.取材十分方便D.分裂增殖的能力强2.关于动物细胞培养的错误叙述是()A.用于培养的细胞大都取自胚胎或幼龄动物的器官或组织B.将所取的组织先用胰蛋白酶等进行处理使其分散成单个细胞C.在培养瓶中要定期用胰蛋白酶使细胞从瓶壁上脱离，制成悬浮液D.动物细胞培养只能传50代左右，所培育的细胞会衰老死亡3.在动物细胞培养过程中，使用胰蛋白酶的作用是()A.使组织分散为单个细胞或使细胞从培养瓶壁上脱落B.促进蛋白质水解，为细胞分裂和生长提供多肽营养C.去掉细胞膜上的糖被，有利于细胞融合D.去掉细胞膜，保证两种细胞的细胞质和细胞核融合第26页，共43页，2023年，2月20日，星期五4.动物细胞培养需要控制的条件有（）①无菌、无毒的环境；②营养；③温度和pH；④气体环境A.①②③④ B.②③④ C.①②④ D.①②③5.培养的哺乳动物细胞时，温度和pH大多以______为宜。()A.36±0.5℃；Ph=7.2～7.4 B.36.5±0.5℃；Ph=7.0～7.2C.36.5±0.5℃；Ph=7.2～7.4 D.36±0.5℃；Ph=7.0～7.26.关于动物细胞培养技术的应用的说法不正确的是（）A.大规模生产有重要价值的生物制品，如病毒疫苗、干扰素、单克隆抗体等B.动物细胞是基因工程技术中常用的受体细胞，基因工程也离不开动物细胞的培养C.可以用于检测有毒物质，只能判断某种物质是否有毒，不能判断毒性的大小D.科学家培养正常或各种病变的细胞，用于生理、病理、药理等方面的研究第27页，共43页，2023年，2月20日，星期五7.贴壁细胞的分裂方式属于()A.无丝分裂 B.有丝分裂C.减数分裂D.增殖8.（2006年江苏）下列不属于动物细胞工程应用的是（）A.大规模生产干扰素，用于抵抗病毒引起的感染B.为大面积烧伤的病人提供移植的皮肤细胞C.大规模生产食品添加剂、香料等D.利用胚胎移植技术，加快优良种畜的繁殖9、离体的植物组织或细胞在适当培养条件下发育成完整的植株，离体动物体细胞却没有发育成动物的成熟个体，原因是（）A、动物细胞内没有成套的遗传物质B、动物细胞的全能性随分化程度提高而受到限制，分化潜能变弱C、动物细胞的细胞核太小D、动物细胞的全能性低于植物细胞第28页，共43页，2023年，2月20日，星期五二、动物体细胞核移植技术和克隆动物

动物核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中.使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体.（克隆动物）第29页，共43页，2023年，2月20日，星期五核移植技术1.克隆羊培育过程黑面绵羊去核卵细胞白面绵羊乳腺细胞核细胞核移植重组细胞电脉冲刺激早期胚胎胚胎移植另一头绵羊的子宫妊娠、出生克隆羊多利第30页，共43页，2023年，2月20日，星期五体细胞核移植技术的应用前景畜牧业、医药卫生以及其他领域有着广泛应用前景1加速家畜遗传改良进程，促进优良畜群繁育2保护濒危物种，增加动物的存活数量3可作为生物反应器，生产医用蛋白克隆动物细胞、组织、器官可作为移植的供体了解胚胎发育及衰老过程、做疾病模型等第31页，共43页，2023年，2月20日，星期五体细胞核移植技术存在的问题胚胎移植－动物幼体产出概率＜10％克隆动物存在着健康问题克隆动物的食品安全性问题存在争议第32页，共43页，2023年，2月20日，星期五动物细胞融合与单克隆抗体2.2.2第33页，共43页，2023年，2月20日，星期五一、动物细胞融合

细胞融合是正常的生命活动两个细胞正在融合

受精作用第34页，共43页，2023年，2月20日，星期五1、动物细胞融合（细胞杂交）－2个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程细胞A细胞B杂种细胞灭活的病毒物理法化学法仙台病毒疱疹病毒新城鸡瘟病毒离心振动电激聚乙二醇用做诱导剂的病毒为什么必须事先灭活？第35页，共43页，2023年，2月20日，星期五植物体细胞杂交和动物细胞融合的比较比较项目植物体细胞杂交动物细胞融合细胞融合原理细胞膜的流动性、细胞膜的流动性细胞融合的方法去除细胞壁后诱导原生质体融合使细胞分散后诱导细胞融合诱导方法物理（离心、振荡、电刺激）化学（聚乙二醇）物理、化学方法（同左）灭活的病毒用途获得杂种植株制备单克隆抗体第36页，共43页，2023年，2月20日，星期五单克隆抗体