最新精编医学专题—植物细胞工程的笔记-原版.docx

绪论1生物技术：以生物科学为基础利用生物个体或生物器官组织细胞的特性和功能设计和构建具有预期性状的新物种或新品系以及与工程原理相结合进行产品加工生产的综合体系。内涵：运用生物学理论与科学技术改造细胞的遗传物质。2细胞工程：是以细胞学遗传学发育学及分子生物学等理论为基础借助工程学的试验方法或技术在细胞水平上研究和改造生物遗传特性和生物学特性以获得特定的细胞细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的科学。3植物细胞工程：以植物组织和细胞为基本单位在离体条件下进行培养繁殖或人为的精细操作使细胞的某些生物学特性按人们的意愿发生改变从而改良品种或创造新物种或加速繁殖植物个体以获得有用无知的过程。4细胞全能性：高等植物的组织和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。（一个生活细胞所具有完整生物个体的潜在能力）5植物细胞的工程类别培养层次：植株培养。器官培养胚胎培养愈伤组织细胞培养原生质体培养（原生质体：植物细胞脱除细胞壁后的完整细胞培养。）6应用：在植物育种上(1快速获得特殊倍性材料2克服远缘杂交不亲和3克服杂交种胚早期夭折4导入外源基因5突变体筛选6种质资源保存）种苗脱毒和快速繁殖细胞培养生产有用的次生代谢产物在细胞学说和发育生物学研究中在植物遗传生理生化以及病理等基础研究中的应用7植物组织培养动物组织培养细胞全能性细胞增殖固体培养基液体培养基蔗糖植物激素葡萄糖动物血清植物体细胞株细胞系快速繁殖培育无毒植株获得细胞或细胞产物第一章1生活细胞的全能性必须首先回复到分生状态或胚性细胞状态（条件：离体适当的刺激）2植物细胞分类：第一类茎尖根尖及形成层细胞这类细胞始终保存分裂能力从一个周期到另一个周期称为周期细胞第二类筛管导管和气孔保卫细胞等特化细胞为永久失去分裂能力的细胞为终端分化细胞第三类表皮细胞及各种薄壁细胞在通常情况下不分裂但受到外界刺激后从新启动分裂为G0细胞。高度分化的细胞表现细胞全能性的能力降低或丧失2细胞的脱分化：培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。（静止细胞启动分裂都是分化细胞成功脱分化的重要标志静止细胞：停止分裂执行特定的代谢功能）3脱分化过程的生理活动与细胞结构的变化：细胞质显著变浓大液泡消失核体积增加并逐渐移位至细胞中央细胞器增加液泡蛋白体的出现和质体转变为原质体被认为是细胞脱分化的重要标志。变化最明显的叶绿体4脱分化的过程：（1）启动阶段表现为细胞质增生并开始向细胞中央伸出细胞质丝液泡蛋白体出现（2）演变阶段此时细胞核开始向中央移动质体演变成原生质体（3）脱分化终结期细胞回复到分生细胞的阶段细胞分裂即将开始。5植物激素是离体培养中所必须的条件因此与激素相关的基因表达被认为是启动细胞脱分化的关键。6细胞分化：导致细胞形成不同结构引起功能改变或潜在的发育过程（一个细胞在不同的发育阶段上可以有不同的形态和机能这是在时间上的分化同一种细胞后代由于所处的环境不同而可以有相异的形态和机能是空间上的分化）本质是基因表达和调控的结果7再分化在离体的条件下当细胞脱分化以后无序生长的细胞及愈伤组织要重新进入有序生长才能成为新个体。基因选择性表达与修饰的人工调控过程。8极性：植物的器官组织甚至单个细胞在不同轴向上存在的某种形态结构及生理生化上的梯度差异无论低等植物或高等植物都存在。细胞的不均等分裂时细胞极性建立的标志。极性建立与质膜离子通道的不对称分布和细胞周质微管的重排有关。9管状分子（TE）由愈伤组织薄壁细胞分化形成是愈伤组织细胞分化器官的前提离体培养中TE的出现时组织分化的标志分为三个阶段叶肉细胞的脱分化脱分化叶肉细胞向TE细胞转换TE细胞特化阶段10激素对细胞生长与分化的调控是一个复杂的级联调控过程。11在离体培养条件下植物细胞经过再分化形成完整的个体通过两天途径：器官发生和体细胞胚发生第二节1器官发生：在培养条件下的组织或细胞团（愈伤组织)分化形成不定根或不定芽等器官的过程。离体培养下器官发生的难易往往取决于研究对象的培养技术成熟程度及其调控机制基础研究的深度。2离体培养中器官发生的方式:1先形成芽后在芽上形成根2先形成根后在根上形成芽3在愈伤组织的不同部位形成芽和根再通过维管束组织的联系形成完整的植株4经过愈伤组织再分化器官