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，都有发育成为完整个体所必需的全套基因。
③动物细胞具有全能性吗？
具有全能性。
思考2
④生物体所有细胞全能性都一致吗？
全能性的比较：
(1)受精卵>生殖细胞>体细胞; (2)卵细胞>花粉细胞[生殖细胞 ] (3)植物细胞>动物细胞
⑤生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而分化成不同的组织器官？
植物组织培养条件：
含有全部营养成分的 培养基、一定的温度、空 气、无菌环境、适合的PH、 适时光照等。
植物体
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： 由高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤 组织的过程，又称去分化。
打破生殖隔离，实现远源杂交。
科学家历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种之间的 杂交，可惜这株超级杂种植物既不结番茄，也不长马铃 薯。这是为什么呢？
生物基因虽然是遗传物质的结构与功能的
基本单位，具有一定的独立性；但它的表达不 是孤立的，它们之间是互相调控、互相影响的。 杂种植株的细胞中含有两个物种的遗传物质由 于相互干扰，使双方的基因都不能有序正常的 表达。
是细胞内基因选择性表达的结果
植物组织培养技术的流程简图。
(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和 实验人员的无菌操作？ （1）防止各种杂菌感染和培养物争夺营养；（2）杂 菌生长过程中所产生的对培养物有害的物质，导致培养 物迅速死亡。 (2)在本实验中，切取胡萝卜块根时为什么强调要切取含 有形成层部分？ 因为这部分容易诱导形成愈伤组织。 (3)请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验证吗？ 胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再 生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。
这个幻想可能实现吗？
二、植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？ 因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。
于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。 1978年梅尔彻斯(Melchers)等首次获得 了番茄和马铃薯的属间体细胞杂种—— “Potamato”。
“超级细菌”的培育过程
如果将三种假单孢杆菌与第四种假单孢杆菌 融合或将其内的细胞器移入第四种假单孢杆菌 体内，使之具有分解四种烃类化合物的功能。 这样的生物技术应属于何种生物工程？
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物-----克隆羊多利诞生于英国. 这样的生物技术属于何种生物工程？
细胞工程的概念：
胡萝卜横切面示意图
皮层 韧皮层 形成层 木质层
取样部位
胡萝卜的组织培养
取材（形成层）
消毒
无菌接种 脱分化 再分化
移栽大田，培 养成正常植株
试管苗的形成
愈伤组织的形成
思考1
①什么是细胞全能性？
已分化的细胞仍然发育成完整新个体的潜能
②为什么运用植物组织培养技术能把植物组织或 细胞培养成完整的植株？
D
A
8、有关全能性的表述中，不正确的是 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．卵细胞和受精卵一样，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
C
4．如果两个来源不同的原生质体发生了融合， 下一步该做何处理？ 5．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
二、植物体细胞杂交技术
1、过程
植物细胞A 去壁 原生质体A 原生质体B 去壁
再 生 人 融合的 出 杂种 脱 愈 工 原生质 细 细胞 分 伤 诱 AB 化 组 体AB 胞 导 织 壁 筛
植物细胞的融合
一、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、过程
离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 再分化
植物激素： 细胞分裂素、生长素
外植体
胚状体、丛芽
C
D
D
6、关于愈伤组织形成过程的正确叙述是（ ） A、愈伤组织的形成是离体植物细胞分化的结果 B、愈伤组织的形成是离体植物细胞分裂的结果 C 、愈伤组织的形成是离体动物细胞分化的结果 D 、愈伤组织的形成是离体植物细胞脱分化的结果 7、下列属于组织培养的是（ ） A. 花药离体培养成单倍体植株 B. 芽发育成枝条 C. 根尖分生区发育成成熟区 D. 利用桑枝条扦插大田并发育成完整植株
D
D
3、植物体细胞杂交和植物组织培养的相同点中错误的是： A、都是依据植物细胞的全能性作为理论基础 B、都属于植物细胞工程技术 C、都能形成杂种细胞 D、都有形成愈伤组织的阶段 4、植物体细胞融合完成的标志是： A、细胞核发生融合 B、细胞质发生融合 C、细胞膜发生融合 D、新的细胞壁产生 5、下列有关细胞工程的叙述中错误的是： A、是在细胞器水平上定向改造生物 B、细胞工程的目的之一是获得产品 C、是在细胞水平上定向改变生物的遗传物质 D、通过细胞工程都能获得杂种生物
植物组织培养
再 分 化
离心、振动、 选 电刺激、 植物细胞B 融合完 聚乙二醇 成的 纤维素酶和果 （PEG） 标志 胶酶(酶解法)
杂 种 植 株
思考4 ①植物体细胞杂交过程中运用了植物细胞工程中的哪些技 术？ 植物细胞融合、植物组织培养 ②你认为植物体细胞杂交技术利用了哪些生物学基本原理？ 细胞膜具有一定的流动性；细胞具有全能性 ③你认为用植物体细胞杂交技术有何现实意义？
2、概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融 合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植 物体的技术。
3、意义
克服远缘杂交不亲和的障碍、培育新品种
4、未解决的问题：
未能让杂种植物按照人们的需要表现出亲代 的优良性状。
自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼 虫，说明植物的细胞器同样可以在某些动物细 胞中存活，请探讨：动物细胞与植物细胞之间 可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
植物细胞工程
理论基础
植物细胞胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
植物组织培养
1958年美国科学家斯图尔德利用胡萝卜韧皮部的 细胞进行细胞培养
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，通过细胞水平或细胞器 水平上的操作，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的一门综合科 学技术。
概念 细 胞 工 程 分类
细胞生物学和 应用的原理和方法 分子生物学 细胞整体水平或 研究的水平 细胞器水平 研究的目的 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
小结
植 物 细 胞 工 程
通常采用的 技术手段
植物组织培养 植物体细胞杂交
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
1、下列细胞中，不具有细胞全能性特点的是： A、心肌细胞 B、神经细胞 C、茎的形成层细胞 D、木质部导管细胞 2、科学家成功培育出“番茄马铃薯”，是采用下 列哪一项生物技术： A、基因工程 B、染色体工程 C、酶工程 D、细胞工程
脱分化的实质和结果分别是什么？
实质是恢复细胞的全能性过程。
结果是形成愈伤组织。 3、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。
番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同 属植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们 经常食用的蔬菜。马铃薯块茎生长在土壤中。 人们曾经有这样一个幻想：让一株植株 地上部分结番茄，地下部分长土豆。
目前，已得到栽培烟草与野生烟 草、栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生 稻、籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞 杂种及其后代，获得了有价值的新品系 或育种上有用的新材料。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
请思考：
1．你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合， 遇到的第一个障碍是什么？ 2．有没有一种温和的去壁方法呢？
3．为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞 膜的什么特性有关？