九乡新闻网钢琴在日本哪里买:植物细胞工程
来源：百度文库 编辑：九乡新闻网 时间：2024/05/09 06:24:57
重点知识归纳及讲解
（一）细胞工程的概念及分类
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。
根据操作对象的不同，将细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
（二）植物细胞工程的基本技术
1、细胞的全能性
具有某种生物全体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。
2、植物组织培养技术
(1)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)植物组织培养技术：
思考：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？
植物组织培养中用到的培养基会有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的杂菌不但会与培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。造成培养基污染的因素很多，一般包括：外植物带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
3、植物体细胞杂交技术
(1)植物体细胞杂交——就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
(2)植物体细胞杂交技术。
思考：为什么番茄——马铃薯杂种植株没有地上长番茄、地下结马铃薯？
生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄——马铃薯杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遣传物质一样有序表达，杂种植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。
（三）植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
(1)微型繁殖——用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)作物脱毒：切取茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
(3)人工种子——以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
思考：
①人工种子具有哪些优点？
人工种子是通过植物组织培养(无性繁殖)得到的，可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上不受季节的限制。贮藏、运输方便。
②人工种皮应具有哪些有效成份？
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中可以加入适量的养分、无机盐、有机炭源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
2、作物新品种的培育
(1)单倍体育种：通过农药培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年可得到稳定遗传的优良品种。
(2)突变体的利用：对植物组织培养过程中产生的突变体进行筛选，培育成新品种。
3、细胞产物的工厂化生产
(1)细胞产物包括：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)实例：我国生产的人参组织和人参皂甙干粉。
(3)展望：生产抗癌物质——柴杉醇。
课外拓展
一、植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的？
植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞，在植物体中是不会再分裂繁殖的，只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态，变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，这个过程称为脱分化过程。这种转变在细胞的形态结构和生理生化上都会产生一系列变化。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件，即创伤和外源激素。
目前人们对于脱分化过程的本质还不清楚。分化细胞在细胞周期中是处于一种相对静止状态的细胞(G0期细胞)，脱分化是要打破这种状态，使细胞进入细胞周期中的G1期，并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进行细胞分裂，形成愈伤组织。现在发现细胞周期受基因调控，一种称为编码细胞周期依赖性激酶CDK的基因和一种细胞周期蛋白可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么，什么因素诱导细胞周期调控基因的作用，培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚，有待深入研究。分化细胞脱分化后细胞结构有两点明显的变化：一是在细胞内出现液泡蛋白；二是叶绿体转变成原质体。
当细胞脱分化形成愈伤细胞后，经过一段时期的分裂，细胞群体变成不是一种细胞类型的均一群，又会产生分化，形成分生细胞或分生细胞团，由此再生成植株有两条途径：一是形成体细胞胚(功能类似于受精过程产生的胚)，通过体细胞胚形成再生植株二是走器官发生的途径再生植株，分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织，分化出芽后再生根，成为完整的植株。
二、为什么要在避光条件下培养愈伤组织？
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
（一）细胞工程的概念及分类
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。
根据操作对象的不同，将细胞工程分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
（二）植物细胞工程的基本技术
1、细胞的全能性
具有某种生物全体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。
2、植物组织培养技术
(1)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)植物组织培养技术：
思考：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？
植物组织培养中用到的培养基会有丰富的营养成分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的杂菌不但会与培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。造成培养基污染的因素很多，一般包括：外植物带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免带入杂菌。
3、植物体细胞杂交技术
(1)植物体细胞杂交——就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
(2)植物体细胞杂交技术。
思考：为什么番茄——马铃薯杂种植株没有地上长番茄、地下结马铃薯？
生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄——马铃薯杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遣传物质一样有序表达，杂种植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。
（三）植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
(1)微型繁殖——用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)作物脱毒：切取茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
(3)人工种子——以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
思考：
①人工种子具有哪些优点？
人工种子是通过植物组织培养(无性繁殖)得到的，可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上不受季节的限制。贮藏、运输方便。
②人工种皮应具有哪些有效成份？
针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂中可以加入适量的养分、无机盐、有机炭源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。
2、作物新品种的培育
(1)单倍体育种：通过农药培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年可得到稳定遗传的优良品种。
(2)突变体的利用：对植物组织培养过程中产生的突变体进行筛选，培育成新品种。
3、细胞产物的工厂化生产
(1)细胞产物包括：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)实例：我国生产的人参组织和人参皂甙干粉。
(3)展望：生产抗癌物质——柴杉醇。
课外拓展
一、植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的？
植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞，在植物体中是不会再分裂繁殖的，只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态，变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，这个过程称为脱分化过程。这种转变在细胞的形态结构和生理生化上都会产生一系列变化。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件，即创伤和外源激素。
目前人们对于脱分化过程的本质还不清楚。分化细胞在细胞周期中是处于一种相对静止状态的细胞(G0期细胞)，脱分化是要打破这种状态，使细胞进入细胞周期中的G1期，并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进行细胞分裂，形成愈伤组织。现在发现细胞周期受基因调控，一种称为编码细胞周期依赖性激酶CDK的基因和一种细胞周期蛋白可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么，什么因素诱导细胞周期调控基因的作用，培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚，有待深入研究。分化细胞脱分化后细胞结构有两点明显的变化：一是在细胞内出现液泡蛋白；二是叶绿体转变成原质体。
当细胞脱分化形成愈伤细胞后，经过一段时期的分裂，细胞群体变成不是一种细胞类型的均一群，又会产生分化，形成分生细胞或分生细胞团，由此再生成植株有两条途径：一是形成体细胞胚(功能类似于受精过程产生的胚)，通过体细胞胚形成再生植株二是走器官发生的途径再生植株，分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织，分化出芽后再生根，成为完整的植株。
二、为什么要在避光条件下培养愈伤组织？
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。