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第二章细胞工程

第一节植物细胞工程

细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细

胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性

生物工程。

1．原理和方法：细胞生物学和分子生物学。

2．操作水平：细胞水平或细胞器水平。

3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。

一、植物细胞工程的基本技术

1.细胞的全能性：细胞经_分裂_和_分化_后，仍然具有_产生完整生物体_或__分化成其他各种细胞__的_

潜能_，即细胞具有_全能性_。

2.细胞具有全能性的原因（物质基础）

生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。

1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）

在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达

2.全能性大小比较

（1）受精卵、体细胞、生殖细胞

__受精卵＞生殖细胞＞体细胞____

（2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞

__分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____

（3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞

__分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____

（4）植物细胞、动物细胞

__植物细胞＞动物细胞__________

（5）幼嫩的细胞、衰老的细胞

__幼嫩的细胞＞衰老的细胞____

（一）植物组织培养技术

1.概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_（称为_外植体_）等，培养在人工配

制的_培养基_上，给予_适宜的培养条件_，诱导其形成__完整植株_的技术。

2.原理：__植物细胞的全能性__

3.生殖方式：_无性生殖__

4.分裂方式：__有丝分裂__

脱分化再分化发育

5.过程：外植体――→愈伤组织――→胚状体或丛芽――→植株

脱分化：在一定的_激素_和_营养_等条件的_诱导_下，_已经分化_的细胞_失去其特有的结构和功能__，转

变成_未分化的细胞__的过程。

再分化：_愈伤组织_能重新_分化_成_芽、根等器官_的过程。

探究.实践：菊花的组织培养

（1）原理

①植物细胞一般具有_全能性__；

①在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过_脱分化_和__再分化__，形成_胚状体__，

长出__芽和根_，进而发育成_完整的植株_；

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①植物激素中_生长素_和__细胞分裂素_是启动_细胞分裂_、_脱分化__和_再分化_的关键激素，它们的_浓

度_、_比例_等都会影响植物细胞的发育方向。

生长素用量与细胞分裂素用来的比值结果

比值高有利于根的分化，抑制芽的形成

比值低有利于芽的分化，抑制根的形成

比值适中促进愈伤组织的形成

（2）材料用具

①外植体：_幼嫩的菊花茎段__：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能力强、分化程度

低的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织。

①体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒。

①质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液：对外植体进行消毒。

①无菌水：清洗外植体。

①培养基：包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例

的激素（主要是生长素和细胞分裂素）。

（3）方法步骤

①消毒—②外植体切段—③接种—④脱分化—⑤再分化—⑥移栽培养

6.植物组织培养中细胞