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专题2 细胞工程
植物细胞工程
番茄与马铃薯同属茄科植物,但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。 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。这个幻想可能实现吗?
一个梦想?
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过某种工程学手段,在细胞整体水平或细胞器水平上,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。
细胞工程
应用的原理和方法
研究的水平
研究的目的
细胞生物学和分子生物学
细胞整体水平或细胞器水平
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
概念
分类
植物细胞工程
动物细胞工程
理论基础
细胞的全能性
所采用技术的理论基础
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
植物细胞的全能性
(一) 细胞的全能性
1、定义:
生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性。
2、原理:
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。
3、差异:
(1) 受精卵的全能性最高
(2) 受精卵分化后的细胞中,体细胞的全能性比生殖细胞的低。
植物细胞的全能性
受精卵
生殖细胞
体细胞
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4、大小
例一:非洲爪蟾实验
突变型蝌蚪肠上皮细胞野生型未受精卵细胞紫外线破坏细胞核
取出细胞核无核的未受精卵
(含有一个核仁)
“重组细胞”
囊胚囊胚蝌蚪成蛙(细胞核含一个核仁)
移入
发育
发育
发育
已经分化的动物细胞可以发育成为一个动物体

离体状态
有一定营养物质、激素和其他外界条件
蜜蜂(2N=32)
减数分裂
卵细胞(N=16)
发育
雄蜂(N=16)
卵细胞可以直接发育成为一个新个体
例二:
思考讨论:为什么体内细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官?
基因在特定空间和时间条件下选择性表达的结果。在个体发育的不同时期,生物体不同部位的细胞表达的基因是不同的,合成的蛋白质也不一样,从而形成了不同的组织和器官。
(三) 植物体细胞杂交
1、定义:
用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞,且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。
2、优势:(与有性杂交方法比较)
打破了不同种生物间的生殖隔离限制,大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
植物体细胞杂交