植物细胞工程教师版.docVIP

植物细胞工程的基本技术 一、细胞工程 1．概念：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。 2．分类：根据操作对象不同，可分为 植物细胞工程 、 动物细胞工程 。 二、植物细胞的全能性 1、植物细胞的基本结构包括 细胞壁 、 细胞膜 、 细胞核 、 细胞质 。 2、植物细胞主要的增殖方式是 有丝分裂 ，细胞分化是指 在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 原因是 基因选择性表达 。 3、全能性是指 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整生物体的潜能 ，表现为全能性的原因是 生物体的每一个细胞都包含了该生物的全套遗传信息 ，都有发育成完整个体所必需的全部基因 。 4．在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 全能性 ，而是分化成各种 各种组织和器官 。 5．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 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同 组织和器官 。 全能性的实例：花药离体培养、植物组织培养、克隆技术等 全能性的差异 植物体细胞 ＞ 动物体细胞（动物体细胞的全能性受到抑制，但其细胞核有全能性） 受精卵＞生殖细胞（配子、精子、卵细胞）＞体细胞 体细胞：分化程度低＞分化程度高的 ，幼嫩的＞衰老的 细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的 胚胎干细胞＞造血干细胞 干细胞是指动物体内分化程度低，可分化出多种组织的一类细胞，类似于植物的分生组织。 例l、有关全能性的叙述，不正确的是 ( C ) A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性 三、植物组织培养技术 1．原理：植物细胞具有全能性，具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成 完整植物个体 的潜能。 2．过程 离体植物的组织器官细胞 愈伤组织 幼根和芽或胚状体 完整植株。 3．细胞脱分化：已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的 结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 4．植物组织培养：在无菌 和 人工控制 的条件下，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，最终形成完整植株。 四、胡萝卜的组织培养 1、实验原理 生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都具有发育成完整个体的潜能。因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有 全能性 ，在一定的营养和激素条件下，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，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成 完整的小植株 。用于离体培养的植物组织片段和器官叫外植体。 2、实验步骤 ①．将 胡萝卜根 用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手 消毒 。 ②．在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s后，立即用无菌水清洗2～3次，再用 次氯酸钠 处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。 ③．用 无菌 的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在 消毒 瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片，再选取有形成层 的部位，切取1 cm。左右的小块。 ④．将 胡萝卜组织块 接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤．将接种后的胡萝卜组织块，放在 23-26℃ 恒温避光条件下培养。4d后，检查培养材料的污染情况；14d后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥．培养一段时间后，将生长良好的 愈伤组织 转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出 试管苗 。然后将试管苗移栽到大田，培养成 正常植株 。 3培养基成分：矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素（如生长素、生长激素是脱分化和再分化不可缺少的调节物质）、有机添加物。培养基呈固体状态，有