细胞分化和全能性
植物组织培养属于哪种生殖方式?
植物组织培养的优点?
①繁殖速度快 ②繁殖后代整齐一致,能保持原有品种的优 良性状 ③可获得无毒苗 ④可进行工厂化生产 ⑤经济效益高
四、应用
红豆杉又名紫杉,属世界珍稀濒危物种,是 我国一级保护树种,素有“植物黄金”之称, 它的提取物“紫杉醇”是人类生命的第一杀手“ 癌症”的克星,红豆杉又是生产抗癌药物“紫 杉醇”的唯一原料。因此,高效抗癌药物紫杉 醇,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉 带来一场灭顶之灾。 今天我们有没有办法来拯救红豆杉,同时又 能大量生产紫杉醇挽救癌症患者呢?
DNA相同、mRNA不同、蛋白质种类不同
2 受精卵发育过程中,如果没有细胞分化,其结果 会怎样?细胞分化是不是人类特有呢?
继续分裂 增加体细胞数量
许 多次 多 受精卵 有丝分裂 细 胞
细胞分化 形成
各 种 组 织
器 官
系 统
高 等 动 物 体
绿色开花植物体
意义
细胞分化是个体发育的基础。 是生物界中普遍存在的生命现象, 不是人类所特有的现象。 细胞分化使多细胞生物体中的细胞趋向专门化, 有利于提高各种生理功能的效率。
细胞分裂
细胞分化
不 细胞 不变 增加 数量 同 点 形态 结构 相同 差异 功能 相 遗传信息都不变 同 点 联 共同完成生物个体发育过程 系
植物器官切片图
保卫细胞
筛管
导管
成熟区 (根毛区)
气 孔
伸长区
这些形态结构和 功能不同的细胞 还有可能发育成 天竺葵 完整个体吗?
根尖
分生区 根冠二、细胞Fra bibliotek全能性实验证明:高度分化的植
物细胞仍然具有发育成完 整植株的潜能,即植物细 胞具有全能性。
矮牵牛茎尖离体培养
牡丹成熟胚的离体培养与快速繁殖
微型月季茎段离体培养
花烛叶片离体快速繁殖
植物的组织培养是如何进行的呢?
①什么是植物组织培养? ②植物组织培养的过程怎样? ③植物组织培养需要哪些条件? ④为什么利用植物体的部分组织就能培育成
四、细胞分化与 植物细胞全能性
生物学语言说这是一个怎样的个体?
多细胞生物体
这个新生命发育的起点是什么?
受精卵
一个细胞(受精卵)是如何发育
成一个多细胞生物体呢
?
动物细胞 有丝分裂
仅有细胞的增殖,受精卵能形成 许多不同类型的细胞,进而发育 成多细胞生物体吗?
上皮 细胞
上皮组织
保护作用
主要作用是收缩
正常细胞
癌
细胞
细胞的畸形分化与癌细胞的产生有直接关系
胰岛B细胞
胰岛素基因 表达
胰岛素
胰岛A细胞
胰高血糖素基因 表达
胰高血糖素
1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质发生 改变?为什么?
2.同样来自一个受精卵,且每个细胞都携带 遗传物质没有改变,不同组织 有相同的遗传信息,为什么还会出现差异?
的细胞共同来源于受精卵
专一性蛋白质 2.发生时间: 红细胞—血红蛋白 发生在生物体整个生命进程中, 肌肉细胞—肌动蛋白、肌球蛋白 但在胚胎时期达到最大限度 胰岛B细胞---胰岛素
观察思考:
1、图中的1
3过程中发 生的主要变化是什么?
细胞分裂 2、图中的3
5过程发 生的主要变化是什么?
细胞生长 3、图中1
2 、1
有丝 分裂
受精卵
细胞 分化
肌肉 细胞
肌肉组织
器 官
系 人 统 体
感受刺激和
神经 细胞
传导兴奋
神经组织
维持骨形成、
骨细胞
结缔组织
调节骨代谢
(一)、细胞分化
1. 概念:
同一来源的细胞逐渐发生形态结构、 生理功能和蛋白质合成上的差异, 这个过程称为细胞分化。
化学组成上:各种细胞能合成各自特有的
1、 概念 单个细胞经细胞分裂和分化后仍具有形成完整 生物体的潜能。 2 、细胞具有全能性的原因:
生物体的每一个细胞都包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基 因,从理论上讲,生物体的每一个活细胞都应该具 有全能性。
三、植物组织培养
1958年,美国
科学家斯蒂瓦特 在离体条件下用 胡萝卜韧皮部细 胞成功地培育出 了一棵完整的植 株。
一个完整的植物体呢?
三、植物组织培养---离体培养
(1)过程:
再分化 离体的器官 脱分化 愈伤组织 组织或细胞
根、芽
植物体
一团没有特定结构和 功能的分生状态的细 胞
(2)条件:
细胞离体、无菌条件、控制温度、PH、光照等、合 适的人工培养基(水、无机盐、糖类、维生素、植 物激素等)
(3)理论基础: 植物细胞的全能性。
例2、人体神经细胞与肝 细胞的形态 结构和功能不同, 其根本原因是 D A 这两种细胞的DNA碱基排列顺序 不同 B 这两种细胞的核糖体不同 C 这两种细胞的转运RNA不同 D 这两种细胞的信使RNA不同
例3、人胰岛细胞能产生胰岛素但不能 产生血红蛋白,据此推测胰岛细 C 胞中 A 只有胰岛素基因 B 比人受精卵的基因要少 C 既有胰岛素基因也有血红蛋 白基因和其它基因 D 有胰岛素基因和其它基因, 但没有血红蛋白基因
植物组织培养在生产上的应用 ①试管苗的快速繁殖 ②无病毒植物的培育 ③提取原料 ④人工种子 ⑤转基因植物的培育
例1、细胞分化是生物界普遍存在的 一 种生命现象,下列不正确的是 D A.分化发生在生物体的整个生 命进 程中 B.分化是基因在特定的时间和空间 条件下选择性表达的结果 C.未离体的体细胞不会表现出全能 性 D.分化过程中遗传物质发生了改变
5、用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以 形成愈伤组织,下列叙述不正确的是 ( B ) A 该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成 B 该愈伤组织的细胞没有全能性 C 该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成 D 该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
3、下列关于植物细胞全能性的叙述正确的是 ( B ) A 植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需 的全部基因 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 蚕豆叶肉细胞脱分化形成的愈伤组织细胞没有全能性 D 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 4、将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时,下列条件 中不需要的是 ( D ) A 具有完整细胞核的细胞 B 一定的营养物质和植物激素 C 离体状态 D 导入指示基因
治 疗 性 克 隆
3.克隆技术的负面影响
克隆技术本身不成熟,成功率低。
克隆人的伦理问题,等等。
例4下列关于植物组织培养的叙述中,错误的是 D A. 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节 渗透压 B. 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组 织的生长和分化 C. 离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才 能形成愈伤组织 D. 同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养 获得的愈伤组织基因相同
去掉细 胞核 新 个 体
新的 细胞 C个体 子宫
早期 胚胎
胚 胎 移 植
新个体的遗传物质:供体的核
遗传物质+受体的质遗传物 新个体的表现性状:主要与供 核的个体相同。
2.克隆技术的
应用 A.繁育优良品 种生物体 B.挽救濒危生 物 C.医学上克隆 器官用于移植 (治疗性克隆)
4
过程中发生的主要变化是什
么?
细胞分化
3. 特征
细胞分化发生在整个生命进程中。
持久性
黑色素细胞在体外培养30多代后仍能合成黑色 素;离体培养的上皮细胞,始终保持为上皮细胞, 而不会变成其他类型的细胞。
稳定性
分化终端的细胞不再分裂,如人成熟的红细胞 进入血液循环后,生活120天左右即死亡。
不可逆性
1、下列关于细胞分化叙述正确的是 ( D ) A 同一生物个体不同的细胞中DNA、mRNA、蛋 白质的种类和数量互不相同 B 分化是细胞中遗传物质改变的结果 C 胡萝卜叶肉细胞再分化形成的愈伤组织具有全 能性 D 分化是基因在特定的时间和空间条件下选择性 表达的结果 2、有人把分化细胞中表达的基因形象地分为“管家基 因”和“奢侈基因”。 管家基因在所有细胞中表达, 是维持细胞基本生命活动所必需的,而奢侈基因只 在特定组织细胞中表达。下列属于“奢侈基因”表达 产物的是 ( D ) A ATP水解酶 B DNA聚合酶 C 膜蛋白 D 血红蛋白
动物细胞有全能性吗?
非洲爪蟾 未受精卵
蝌蚪肠上 皮细胞核
无核的卵
杂合细胞
正常成蛙
格登的实验
格登的实验第一次证明动物
的体细胞核具有全能性 四、克隆技术
——细胞核移植
——属于无性繁殖,是通常说的“克 隆技术”
多莉羊的 培育
1.细胞核移植操作过程
A个体的 体细胞核 移植 培 养
B个体卵 细胞
基因选择性表达的结果
4、细胞分化的实质
基因
遗传信息的执行情况不同
A B C D E 胰岛A细胞---
胰高血糖素
A B C D E
DNA
A B C D E
胰岛B细胞
---胰岛素
基因的选择性表达
1 同一生物不同种类的体细胞内DNA、mRNA、蛋 白质种类是否相同 ?