细胞工程概述
植 物 组 织 培 养 的 过 程
①适宜温度、光照、 外植体 已分化组织 pH和无菌环境。 或细胞) ②无机物、有机物 脱分化 条件?和植物激素(生长 素,细胞分裂素等)
无定形状态 特点? 愈伤组织 (未分化) 薄壁细胞 高度液泡化 再分化 排列疏松、无规则 (分化) 根、芽 繁殖速度快 无叶绿体,不进行光合 不受季节限制 作用 工厂化生产 幼苗无毒 植物体 优点? 保持优良性状
三、核移植技术:
动物细胞核移植技术是把一个动物细胞的细胞核移入 一个已经去除细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育
为一个新的胚胎,最终发育为一个动物个体的技术。
克隆羊与体细胞核移植
第一步
取妊娠期的6岁母绵羊(Finn Dorset白品种母羊)的
乳腺细胞作核供体细胞,用饥饿法使其进入休眠状态
而使全部基因具有活性。
第二步
注射促性腺激素,促使母羊(Sottish Blackface黑
面母绵羊)排卵,28~33小时取其未受精卵,快速去
核,放入10%FCS、1%FCS和0.5%FCS连续5天,使其 进入G0期做受体细胞。
第三步
乳腺细胞与无核卵放入同一培养皿中,在微电流
的作用下,将乳腺细胞融入卵中,形成一个含有新的
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,通过细胞或细胞器的 水平上的操作,按照人的意愿去改变细胞内的 遗传物质或获得细胞产品的综合性科学技术。
动物细胞工程 细胞工程 植物细胞与组织培养
植物细胞工程
按 对 象 分 类
按 技 术 分 类
细胞融合 细胞核移植
概
操作水平: 细胞水平或细胞器水平 操作环境: 体外无菌 结 果:
什么原因使得一个细胞或一小块组织发育成一 个完整的个体的呢?
探究:
1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完 整植物体? 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性? 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞, 都具有发育成完整生物体的潜能,也就是说, 每个生物细胞都具有全能性的特点 。
3、已分化的细胞为什么具有发育成完整个 体的潜能?
实质:恢复细胞的全能性过程
结果:形成愈伤组织
(4)植物细胞的再分化:
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等 器官的过程。
植物组织培养的过程
离体的 植物组 织或细 胞
脱分化
愈伤 组织
再分化
根和芽
完整的 植物体
二、细胞融合
细胞融合技术是采用自发或人工的方法使 两个或多个细胞融合为一个细胞的技术。C) NhomakorabeaA
)
按人的意愿使细胞某些生物学 特性发生改变
念
要 点
改良生物品种
应
用:加速繁育生物个体
获得某些有用的细胞代谢产物
创造新品种
一、植物组织培养
植物组织培养是指依据 细胞全能性原理,在无 菌条件下,分离植物的 器官、组织、细胞或原 生质体,并在培养基上 培养,在适宜的条件下 使其发育成部分或完整 植株的技术。
植物组织培养技术 细胞、组织、器官、原生质体 1、取材:
外植体
植物组织培养技术 2、过程:
什么叫脱分化? 脱分化的产物是什么?
植物组织培养技术 3、培养条件:
思考:培养愈伤组织需要 哪些条件?
植物组织培养技术 4、产物:
思考:组培最终获得了什么?
植株(完整) 胚状体、细胞(部分)
分化程度低 幼芽或幼根? 去分化较易 (离体的,
几种细胞融合成功的例子
融合生物种类 细胞来源
成功年代
烟草两个种间 叶——叶 1972 甘蓝——青菜 叶——根 1972 大豆——马唐草 愈伤组织——叶 1972 矮牵牛——龙面花 叶——花瓣 1973 大麦——花生 种子——种子 1974 大麦——大豆 叶——悬浮细胞 1974 小麦——矮牵牛 叶——花瓣 1974 玉米——大豆 叶——悬浮细胞 1974 大豆——野碗豆 悬浮细胞 ——悬浮细胞 1974 大麦——蚕豆 叶——根 1975 大豆——草香木犀 悬浮细胞 ——叶 1976 酵母菌——鸡 原生质体——血红细胞 1976 大豆——烟草 悬浮细胞 ——叶 1976 人——胡萝卜 腹水癌细胞——原生质体 1976 番茄——马铃薯 叶——根尖 1978 人——小鼠 纤维肉瘤细胞——畸胎瘤细胞 1978
物理方法: 电场诱导融合
诱导方法:
化学法:聚乙二醇(PEG) 生物法:灭活的病毒
灭活的病毒诱导融合的方法 原理:病毒被
膜具有凝聚细胞的能
力,它一边黏连一个
细胞的表面,另一边 黏连另一个细胞的表
面,从而使两个细胞
在病毒的作用下靠近 发生凝结,诱导细胞 的融合。
1978年德国科学家梅歇尔斯等人把马铃薯(potato) 和番茄(tomato)的原生质体融合获得了体细胞 杂种“泡马豆”(pomato)
生物的每一个细胞都有本物种的全套遗传 物质,都有发育成完整个体的全套基因。 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性, 而是分化成不同的组织器官? 在特定的时间和空间条件下,基因选择性 的表达的结果。
5、大小: 1)受精卵的全能性最高 受精卵>生殖细胞>体细胞 2) 3) 植物细胞>动物细胞 4)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 6.细胞表现全能性的条件有哪些? 离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
学习目标: •简述细胞工程的基本技术 •举例说出细胞工程的应用
回眸历史
1907年,美国哈里森培养蛙胚神经细胞并 存活数周,开创了动物细胞培养的先河
1937年,法国特里特等培养了胡萝卜 组织,并使细胞增殖。
1972年,美国卡尔逊等成功 培育第一个体细胞杂交植株
1996年,英国伊恩.维尔穆特 克隆出绵羊“多利”
理论基础: 细胞的全能性
强调几个概念:
(1)愈伤组织:
离体的植物器官、组织或细胞,
在培养一段时间以后,通过细胞
分裂,形成一种高度液泡化、无 定形状态薄壁细胞组成的排列疏 松无规则的组织。
(2)植物细胞的脱分化:
是让已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构 和功能而转变成未分化的细胞的过程。
(3)脱分化的实质和结果分别是什么?
遗传物质的卵细胞。
第四步
新的卵细胞植入羊的结扎的输卵管内,6天后发 育为桑椹胚或囊胚(8-16个细胞)。
第五步
将此早期胚胎移入假孕母羊子宫中,产下多利即
为6岁母羊的复制品,也为白色。
1、下列技术中,一般来说不属于细胞工程范围的是( A、组织培养 B、细胞核移植 C、基因芯片的应用 D、细胞融合 2、下列与细胞工程无关的技术是( C ) A、克隆羊“多利”的产生 B、2种烟草体细胞杂交获得新植株 C、葡萄的嫁接 D、利用植物组织培养技术培育郁金香 3、下列细胞工程技术中,不涉及遗传物质改变的是( A、植物组织培养 B、动物细胞融合 C、细胞核移植 D、染色体替换