植物细胞工程精品医学ppt课件

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1、采用嫁接技术获得的“番茄—马铃薯”植物组织培养细胞的全能性思考：1、什么是细胞的全能性？2、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性，而是分化成不同的组织器官？3、要使植物已经分化的组织或细胞表现出全能性，发育成完整的植株需要哪些条件？生物体的细胞在形态、结构和功能上存在很大的差异，但是几乎每一个细胞内都含有该物种的全套遗传物质，具有发育成为完整个体所必需的全部基因，因此，这些细胞都具有发育成为一个新的生物个体的潜能。细胞的这种特性称为细胞全能性。Schwann在1839年明确的指出：“如果具有与有机体内一样的条件时，每个细胞应该可以独立生活和发展”。德国著名植

2、物学家G.Haberlandt在细胞学说的基础上于1902年提出了细胞全能性学说。他认为，高等植物的组织、器官可以不断分割，直到单个细胞。如果每个细胞都有植物个体一样的性质和能力，那么，可以通过植物细胞培养使单个细胞发育成为一个新个体。背景资料植物组织培养是指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体（称为外植体），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。必要条件：组织（或器官）的一部分离体；一定的营养物质、附加物、生长物质；其他外界条件。外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段切取接种常用的外植体：茎尖、根

3、尖、叶片和花药等组织培养基的成分及其作用知识海洋水无机营养有机营养天然附加物生长物质蒸馏水或去离子水大量元素和微量元素糖、维生素和氨基酸一些天然有机物生长素和细胞分裂素脱分化愈伤组织是一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞（细胞排列疏松、无规则、高度液泡化）。外植体愈伤组织由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化（或去分化）。决定植物细胞脱分化、再分化的重要因素是什么？——植物激素愈伤组织移植到新的培养基上继续培养，重新诱导分化形成根、芽等器官的过程称为再分化。试管苗再分化脱分化外植体愈伤组织根、芽植物体胚状体人工种皮人工胚乳

4、人工种子作为保护性外壳提供发育所需营养具胚根、胚芽等结构人工种子是指在植物组织培养中得到的体细胞胚（胚状体），包埋在由营养物质和保护物质等形成的包被中，在适宜的条件下能够发芽出苗的颗粒体。人工种子的制备包括植物组织培养诱导体细胞胚状体的发生，胚胎发育同步化的控制以及人工种皮的包埋等过程。将体细胞胚与海藻酸钠混合后，滴入到硝酸钙或CaCl2中，2０分钟后，表面聚合，形成人工种子。边做边学制作“人工种子”模型模拟制作胚状体模拟制作人工胚乳模拟制作人工种皮制作人工种子不受环境因素制约，四季皆可进行工厂化生产繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗（人工繁殖）有利于保存

5、该种系的优良性状植物细胞培养植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。目的植物细胞培养大规模的培养细胞以获得人类所需的细胞次生代谢产物植物组织培养使离体细胞经脱分化和再分化形成组织乃至更多的植物体单细胞藻类培养一些单细胞低等植物如单细胞藻类的大规模培养成为细胞工程的重要组成部分。获得蛋白质资源、营养食品、精细化工产品等等。次级代谢产物生物生长到一定阶段才产生的化学物质，对该生物无明显生理功能，或并非是生物生长和繁殖所必需的物质

6、。紫草紫草素用于治疗烫伤和割伤的药物以及染料和化妆品的原料大规模培养植物细胞一般是采用液体培养基在生物反应器内悬浮培养。1971年美国一化学家从红豆杉Taxusbreuifilia树皮中分离出高抗癌活性紫杉烷二萜化合物“紫杉醇”，发现“紫杉醇”具有独特的抗肿瘤作用。紫杉醇对治疗多种癌症有显著疗效，“特别是对晚期卵巢癌和转移性乳腺癌治愈率达33%，总有效率达75%以上”。美国食品与药物管理局（FDA）于1992年12月正式批准紫杉醇用于临床。据估计，世界每年紫杉醇需求量4000千克左右，但全世界紫杉醇的产量仅约250千克，供求关系严重失衡。原因是天然红豆杉（紫

7、杉）很少，人工栽培的还没长大。据《人民日报》2001年10月17日第5版，2000年全球紫杉醇针剂的销售额达20多亿美元，国际市场上优质紫杉醇的售价已高达每千克18万美元。1972年卡尔逊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——“Pomato”。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。背景资料体细胞杂交是用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细

8、胞，且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。克服不同种植