1996年7月5日,世界上第一只體細胞克隆動物----克隆羊多利誕生于英國,標志著一種新的生物技術---動物體細胞克隆技術面世,也揭開細胞工程更深層次發(fā)展的序幕!細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學技術。什么叫細胞工程？包括哪兩大領域？？細胞工程應用的原理和方法研究的水平研究的目的細胞生物學和分子生物學細胞整體水平或細胞器水平按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質或獲得細胞產(chǎn)品概念植物細胞工程動物細胞工程理論基礎細胞的全能性分類主要技術植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合單克隆抗體技術胚胎移植核移植植物細胞工程技術動物細胞工程技術2.1植物細胞工程2.1.1植物細胞工程的基本技術所采用技術的理論基礎植物細胞工程植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交植物細胞的全能性通常采用的技術手段細胞的全能性1、定義:2、原理:3、差異:4、大小：5、潛在全能性的原因:

生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個體的潛能的特性。生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細胞都應該具有全能性。

⑴受精卵的全能性最高⑵受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞的低。

基因的選擇性表達受精卵＞生殖細胞＞體細胞植物細胞＞動物細胞思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？

基因在特定空間和時間條件下選擇性表達的結果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。Schwann在1839年明確的指出：“如果具有與有機體內(nèi)一樣的條件時，每個細胞應該可以獨立生活和發(fā)展”。德國著名植物學家G.Haberlandt在細胞學說的基礎上于1902年提出了細胞全能性學說。他認為，高等植物的組織、器官可以不斷分割，直到單個細胞。如果每個細胞都有植物個體一樣的性質和能力，那么，可以通過植物細胞培養(yǎng)使單個細胞發(fā)育成為一個新個體。背景資料植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史①探索階段（19世紀初－30年代中）德國植物生理學家HaHerlandt首次進行了植物細胞培養(yǎng)實驗②奠基階段（30－50年代）1934年，White培養(yǎng)番茄離體根尖成功1939年，Gautheret連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功White:煙草種間雜種的瘤組織進行組培Nobecourt：胡蘿卜進行組培以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人③迅速發(fā)展階段（60年代后）原生質體，花藥，快繁技術迅速發(fā)展植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史1958年Steward和Reinert用胡蘿卜根的愈傷組織誘導成了體細胞胚，并進而獲得了完整植株?？茖W研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活細胞，在一定的營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)（實現(xiàn)全能性必要條件）：離體狀態(tài)有一定營養(yǎng)物質、激素和其他外界條件（如無菌、pH等）關鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織一、植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)外植體：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官（條件一：離體）外植體：1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）2）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上3）切取所需的外植體4）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上整個試驗在超凈工作臺上進行，保持無菌！外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織切取接種植物組織培養(yǎng)定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質礦質元素：大量元素及微量元素有機營養(yǎng)成分①含N物質：包括維生素和某些有機添加物②碳源：蔗糖③瓊脂：起支持作用④植物激素：生長素、細胞分裂素等愈傷組織的形成愈傷組織：

在人工培養(yǎng)基上由外植體長出來的一團無序生長的薄壁細胞（細胞排列疏松、無規(guī)則、高度液泡化的無定形的薄壁細胞）。愈傷組織的形成接種植物組織培養(yǎng)（試管苗的形成）培養(yǎng)室試管苗大規(guī)模培養(yǎng)移栽經(jīng)過煉苗的小苗，可以和一般植物一樣進行大規(guī)模栽培過程離體的植物器官、組織或細胞愈傷組織根、芽植物體外植體脫分化植物激素：細胞分裂素、生長素再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件：

含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、空氣、無菌環(huán)境、適合的PH、適時光照等。請同學們討論如何實現(xiàn)?于是，這些科學家試圖用這兩種植物的體細胞進行雜交，來實現(xiàn)這一美妙的設想。二、植物體細胞雜交技術這幅番茄—馬鈴薯圖利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？因為不同種生物之間存在著生殖隔離，所以用傳統(tǒng)的有性雜交方法是不可能做到這一點的。

1972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。1978年梅爾徹斯(Melchers)等首次獲得了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種——“Potamato”。目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。

背景資料1、定義：用兩個來自不同植物的體細胞融合成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新的植物體的方法。2、優(yōu)勢（與有性雜交方法比較）：打破了不同種生物間的生殖隔離限制，大大擴展了可用于雜交的親本組合范圍。植物體細胞雜交植物細胞A植物細胞B原生質體A原生質體B原生質體融合正在融合的原生質體再生出細胞壁雜種細胞愈傷組織雜種植株去細胞壁纖維素酶果膠酶物理方法化學方法：離心振動電刺激聚乙二醇細胞分裂植物組織培養(yǎng)植物細胞融合酶解法人工誘導方法3、過程4、成果和尚未解決的問題：成果：克服不同生物遠緣雜交的障礙，出現(xiàn)自然界沒有的新品種。未解決問題：尚未讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀雜種細胞AAAA雜種細胞BBBBAB雜種細胞AB白菜甘藍白菜－甘藍1.為什么“番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯？馬鈴薯—番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，所以馬鈴薯—番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯就是很自然的了。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物──眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞游锛毎c植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設計出具體實驗方案。1.對細胞全能性的表述正確的是A.非離體植物細胞能夠表現(xiàn)出全能性B.動物細胞融合標志著動物細胞全能性的實現(xiàn)C.單克隆抗體的制備原理依據(jù)是細胞的全能性D.花粉培育成單倍體是細胞全能性的體現(xiàn)2.植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件C.導入其他植物細胞的基因D.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)3.在生物體的所有細胞中，全能性最高的是A．卵細胞B植物花粉C．體細胞D.受精卵4.在生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為：A.細胞喪失了全能性B.基因的表達有選擇性C.不同的細胞內(nèi)基因不完全相同D.在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化5.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導的植物激素分別是①細胞的全能性②離體植物器官，組織或細胞③根，芽④生長素和細胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①②⑧⑥⑦③⑨和④B．①②⑦⑥⑧③⑨和⑤C．①⑥②⑨⑧③⑦和⑤D．①②⑨⑧⑥⑦③和④6.植物組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列有關愈傷組織的敘述錯誤的是A.愈傷組織是離體細胞經(jīng)過脫分化形成的B.形成愈傷組織的培養(yǎng)基不需含有機分子C.愈傷組織可以形成具有生根能力的胚狀結構D.愈傷組織細胞的線粒體和核糖體可能發(fā)生堿基互補配對7.能刺激愈傷組織形成的誘導劑是A.細胞分裂素和生長素B.赤霉素C.生長素和赤霉素D.細胞分裂素和乙烯8.將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是A、具有完整細胞核的細胞B、一定的營養(yǎng)物質和植物激素C、離體狀態(tài)D、導入指定基因9.（多選）植物體細胞的組織培養(yǎng)常被用于保留雜種優(yōu)勢。因為植物組織培養(yǎng)的過程A.不可能發(fā)生基因突變B.生殖方式屬于無性生殖C.子代不發(fā)生性狀分離D.體細胞內(nèi)不存在等位基因10.植物體細胞雜交的目的是A.用酶解法去掉細胞壁分離出有活力的原生質體B.以人工誘導法使兩個不同植物的原生質體融合C.用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質體得到雜種植株D.通過以上三者來完成11.在細胞工程―原生質體融合育種技術中，、其技術的重要一環(huán)是將營養(yǎng)細胞的細胞壁除心去，通常是采用纖維素酶的酶解破壁法處理。如將去掉了細胞壁的成熟植物細胞置于清水中，細胞最終將A.皺縮B.脹破C.呈球形D.保持原狀12.(多選)有關原生質體的下列敘述