细胞全能性ppt课件
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植物细胞工程25687 PPT课件
细胞工程
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生 物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器 水平上的操作，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。
植物组织培养 植物细胞工程 植物体细胞杂交 细胞工程 动物细胞培养 动物细胞工程 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体
诱变育种
3、微型繁殖
激素杠杆
细胞分 裂素
诱导再分化和 芽原基的形成 诱导愈伤组 织的形成 要牢记
生长素
诱导脱分化和 根原基的形成
过程
单倍体育种
个 减数 体 分裂
花药离 体培养 花粉 单倍体 植物 植株
秋水仙素处
理
正常植株 染色体 （纯合体） 加倍
选择新植株
（新品种）
组织 培养
பைடு நூலகம்
1、植物的胚状体属于 繁殖。培育胚状体利用 生物技术。 2、该技术的成功应用，反映了细胞的 性。 由人工种子萌发出的植株是否可育？ 人工种子的研究的意义？
8、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；酶 解法
（2）聚乙二醇（PEG）；诱导不同植物体细胞的原 生质体融合
（3）植物组织培养；脱分化；再分化 （4）远缘杂交亲本的遗传特征；杂种植株获得双亲 的遗传物质 （5）四 （6）可育，不能因为不同种生物之间存在生殖隔离； 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围
四、植物组织培养概念：
植物体细胞杂交技术
一、概念
原理
植 物 体 细 胞 杂 交
植物细胞融合
细胞膜的流动性
原理
植物组织培养
细胞的全能性
原理
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程 图
1、去除细胞壁的方法
细胞工程是指应用细胞生物学和分子生 物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器 水平上的操作，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。
植物组织培养 植物细胞工程 植物体细胞杂交 细胞工程 动物细胞培养 动物细胞工程 动物细胞核移植 动物细胞融合 生产单克隆抗体
诱变育种
3、微型繁殖
激素杠杆
细胞分 裂素
诱导再分化和 芽原基的形成 诱导愈伤组 织的形成 要牢记
生长素
诱导脱分化和 根原基的形成
过程
单倍体育种
个 减数 体 分裂
花药离 体培养 花粉 单倍体 植物 植株
秋水仙素处
理
正常植株 染色体 （纯合体） 加倍
选择新植株
（新品种）
组织 培养
பைடு நூலகம்
1、植物的胚状体属于 繁殖。培育胚状体利用 生物技术。 2、该技术的成功应用，反映了细胞的 性。 由人工种子萌发出的植株是否可育？ 人工种子的研究的意义？
8、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体；酶 解法
（2）聚乙二醇（PEG）；诱导不同植物体细胞的原 生质体融合
（3）植物组织培养；脱分化；再分化 （4）远缘杂交亲本的遗传特征；杂种植株获得双亲 的遗传物质 （5）四 （6）可育，不能因为不同种生物之间存在生殖隔离； 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围
四、植物组织培养概念：
植物体细胞杂交技术
一、概念
原理
植 物 体 细 胞 杂 交
植物细胞融合
细胞膜的流动性
原理
植物组织培养
细胞的全能性
原理
植 物 体 细 胞 杂 交 过 程 图
1、去除细胞壁的方法
高考生物第一轮高频考点复习课件：第14讲 细胞的分化、衰老、凋亡和癌变(共60张PPT)
【例1】下列关于细胞分化的说法，正确的是( D ) ①分化是稳定的，而且一般是不可逆的，一旦细 胞沿一定方向分化，便不会再脱分化到原先的状态 ②细胞分化后，细胞中mRNA不同，tRNA相同 ③分 化的结果是赋予不同种类的细胞特异的结构和功能 ④一般不会出现细胞核遗传物质的改变 ⑤细胞分化 的实质是基因选择性表达 A．②③④⑤ B．①②④⑤ C．①②③⑤ D．①②③④⑤
四、细胞癌变 1．癌细胞的主要特征 (1)适宜条件下，无限增殖(将癌细胞和正常细胞 比较)
细胞来源 正常人肝细胞 海拉的宫颈癌细胞 细胞周期 22 h ＜22 h 分裂次数 50～60 ∞≈25483.6 时间 45.8 d～55 d 1951年至今
(2)癌细胞的形态结构发生了变化 例如，体外培养中的正常的成纤维细胞呈扁平梭 形，转化成癌细胞后变成球形。癌细胞的细胞核都较 正常细胞的大，有时形态也变得不规则，核仁也变大 了。
3．实验操作步骤的设计程序
二、演练 近期统计数据显示，癌症已成为我国城乡居民的首要死 因。请根据提供的资料回答问题：
(1)体外分别培养某癌细胞和正常体细胞，上图中代表 癌细胞生长曲线的是 a 。在体内，癌细胞可能侵袭周 围正常组织，说明癌细胞具有扩散转移 的特性。 (2)细胞癌变后，膜表面会出现一些不同于正常细胞的 蛋白质，这些蛋白质会成为抗原，引起机体的免疫应 答，在应答中直接使癌细胞裂解的免疫细胞是 效应T 细胞 。
(4)癌症的预防及治疗 ①预防：日常生活中远离致癌因子；增强体质。 ②治疗：手术切除是目前常用的治疗方法，这就 需要尽可能在早期发现癌组织，用外科手术完全清除。 然而，这种方法对癌细胞已有多处转移的患者显然很 难实施。遇到这种情形，必须采用“化学疗法”和 “放射线疗法”辅助治疗。首先使用抗癌药物和放射 线照射缩小转移的癌组织，再对原发癌组织进行切除。
植物细胞工程课件 第二章 细胞全能性及其生长调控
合子胚的子叶是相当规范的，可以作为分类的依据， 体细胞胚的子叶常不规范。
与相同植物比较体细胞胚的体积明显小于合子胚，在 一些贮藏物质的含量上也存在较大差异。并且，体细胞 胚不能有明显的脱水干燥过程。 合子胚在胚胎发育完全进入子叶期胚以后，经过一系 列的物质积累和脱水就进入休眠，而体细胞胚则直接形 成植株，在不同的培养条件和植株种类中，形成植株的 胚胎时期有所不同，一般在心形期以后的各个阶段均可 直接发育成小植株。
而一定的昼夜光照周期则有利于极性建立和形态 发生。
培养条件下，光照的作用更大程度上是调节细胞
的分化状态，而不是合成光合产物。
光照对器官发生的调节可能与调节培养物的内源
激素平衡有关，光照还可能影响生长素的信号转导 系统，调整生长素的极性运输，从而引起器官分化。
光质对器官分化的影响可能与光受体精确调节系
一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度， 取决于它在自然部位上所处位置和生理状态。
植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱： 营养生长中心 > 形成层 > 薄壁细胞 > 厚壁细胞
(木质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞)；
根据细胞所处的组织不同从强到弱为： 顶端分生组织 > 居间分生组织 > 侧生分生组织
愈伤组织的形成
愈伤组织（callus）：由外植体生长得到的 一团无序的薄壁细胞。
2.1.3 细胞再分化
所谓细胞分化（Differentiation），是指导致细
胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改 变的过程。
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，这是在空间上的分化。
与相同植物比较体细胞胚的体积明显小于合子胚，在 一些贮藏物质的含量上也存在较大差异。并且，体细胞 胚不能有明显的脱水干燥过程。 合子胚在胚胎发育完全进入子叶期胚以后，经过一系 列的物质积累和脱水就进入休眠，而体细胞胚则直接形 成植株，在不同的培养条件和植株种类中，形成植株的 胚胎时期有所不同，一般在心形期以后的各个阶段均可 直接发育成小植株。
而一定的昼夜光照周期则有利于极性建立和形态 发生。
培养条件下，光照的作用更大程度上是调节细胞
的分化状态，而不是合成光合产物。
光照对器官发生的调节可能与调节培养物的内源
激素平衡有关，光照还可能影响生长素的信号转导 系统，调整生长素的极性运输，从而引起器官分化。
光质对器官分化的影响可能与光受体精确调节系
一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度， 取决于它在自然部位上所处位置和生理状态。
植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱： 营养生长中心 > 形成层 > 薄壁细胞 > 厚壁细胞
(木质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞)；
根据细胞所处的组织不同从强到弱为： 顶端分生组织 > 居间分生组织 > 侧生分生组织
愈伤组织的形成
愈伤组织（callus）：由外植体生长得到的 一团无序的薄壁细胞。
2.1.3 细胞再分化
所谓细胞分化（Differentiation），是指导致细
胞形成不同结构，引起功能改变或潜在发育方式改 变的过程。
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，这是在空间上的分化。
《细胞全能性》课件
有丝分裂
有丝分裂是细胞分裂的一种方式，能够保证遗传信息的稳定传递。在有丝分裂 过程中，遗传物质被平均分配到两个子细胞中，从而保持细胞的全能性。
减数分裂
减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂方式，能够保证遗传信 息的重组和遗传多样性的产生。在减数分裂过程中，细胞的全能性得到保持和 传递。
细胞分化与细胞全能性的关系
细胞分化对于个体的发育和器官的形成至关重要。通过分化，不同的细胞能够承担特定的 生理功能，共同构建和维持生物体的正常生命活动。同时，细胞分化也是生物多样性的基 础之一，使得生物界具有丰富的物种和个体差异。
03
细胞全能性的应用
细胞全能性在医学上的应用
01
02
03
细胞治疗
利用细胞全能性的原理， 通过细胞移植、基因编辑 等技术，治疗各种疾病， 如癌症、遗传性疾病等。
这些基因在细胞分裂和分化过 程中保持沉默，但在一定条件 下可以被激活，使细胞展现出 全能性。
细胞全能性的表现
在实验室条件下，高度分化的细 胞可以通过一定的技术手段实现 逆分化，重新获得类似胚胎细胞
的发育潜能。
这些细胞可以进一步发育成一个 完整的个体，展示了细胞的全能
性。
目前，科学家已经成功地将某些 类型的细胞诱导为多能干细胞， 如诱导多能干细胞（iPSCs）。
基因编辑技术的优化
随着基因编辑技术的不断进步，未来有望实现对细胞全能性的更精 确调控，以实现更有效的疾病治疗和组织修复。
细胞免疫与移植
随着免疫学和干细胞技术的不断发展，未来将进一步探索细胞免疫 和移植治疗在细胞全能性研究中的应用。
细胞全能性研究的重要性和意义
1 2
疾病治疗与药物研发
细胞全能性研究为疾病治疗和药物研发提供了新 的思路和方法，有望为人类健康事业做出重要贡 献。
有丝分裂是细胞分裂的一种方式，能够保证遗传信息的稳定传递。在有丝分裂 过程中，遗传物质被平均分配到两个子细胞中，从而保持细胞的全能性。
减数分裂
减数分裂是生殖细胞形成过程中的一种特殊的有丝分裂方式，能够保证遗传信 息的重组和遗传多样性的产生。在减数分裂过程中，细胞的全能性得到保持和 传递。
细胞分化与细胞全能性的关系
细胞分化对于个体的发育和器官的形成至关重要。通过分化，不同的细胞能够承担特定的 生理功能，共同构建和维持生物体的正常生命活动。同时，细胞分化也是生物多样性的基 础之一，使得生物界具有丰富的物种和个体差异。
03
细胞全能性的应用
细胞全能性在医学上的应用
01
02
03
细胞治疗
利用细胞全能性的原理， 通过细胞移植、基因编辑 等技术，治疗各种疾病， 如癌症、遗传性疾病等。
这些基因在细胞分裂和分化过 程中保持沉默，但在一定条件 下可以被激活，使细胞展现出 全能性。
细胞全能性的表现
在实验室条件下，高度分化的细 胞可以通过一定的技术手段实现 逆分化，重新获得类似胚胎细胞
的发育潜能。
这些细胞可以进一步发育成一个 完整的个体，展示了细胞的全能
性。
目前，科学家已经成功地将某些 类型的细胞诱导为多能干细胞， 如诱导多能干细胞（iPSCs）。
基因编辑技术的优化
随着基因编辑技术的不断进步，未来有望实现对细胞全能性的更精 确调控，以实现更有效的疾病治疗和组织修复。
细胞免疫与移植
随着免疫学和干细胞技术的不断发展，未来将进一步探索细胞免疫 和移植治疗在细胞全能性研究中的应用。
细胞全能性研究的重要性和意义
1 2
疾病治疗与药物研发
细胞全能性研究为疾病治疗和药物研发提供了新 的思路和方法，有望为人类健康事业做出重要贡 献。
《植物细胞的全能性》PPT课件
3、表现全能性的条件有哪些？ 离体、提供营养物质、激素及其它适宜条件。
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22
反馈练习
1.下列属于组织培养的是：（ A ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株
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23
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱 分化形成愈伤组织的过程中，下列
第二节 植 物 的 克 隆
植物克隆的技术基础是----植-物--组--织--培-养------，
理论基础是------植--物--细-胞--的--全--能-性-----------
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1
植物组织培养
脱分化
再分化
离体、消毒
的植物器官、脱分化 愈伤
组织或细胞
组织
再分化
胚 状 体
根、芽
植物体
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11
强调几个概念：
愈伤组织：
植物组织块切口处的细胞在创
伤的刺激下发生脱分化，继续
分裂增殖，形成一种相对没有
分化的活的薄壁细胞团组成的
新生组织。
植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织
或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。
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12
获取 外植体
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
哪一项条件是不需要的（C ）
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
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24
3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整
植株，不需要（ C ）
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
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22
反馈练习
1.下列属于组织培养的是：（ A ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条 C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株
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23
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱 分化形成愈伤组织的过程中，下列
第二节 植 物 的 克 隆
植物克隆的技术基础是----植-物--组--织--培-养------，
理论基础是------植--物--细-胞--的--全--能-性-----------
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1
植物组织培养
脱分化
再分化
离体、消毒
的植物器官、脱分化 愈伤
组织或细胞
组织
再分化
胚 状 体
根、芽
植物体
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11
强调几个概念：
愈伤组织：
植物组织块切口处的细胞在创
伤的刺激下发生脱分化，继续
分裂增殖，形成一种相对没有
分化的活的薄壁细胞团组成的
新生组织。
植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、组织
或细胞产生愈伤组织的过程，又称去分化。
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12
获取 外植体
移栽
无菌接种 脱分化 诱导愈伤组织
哪一项条件是不需要的（C ）
A.消毒灭菌
B.适宜的温度
C.充足的光照
D.适宜的养料和激素
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3.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整
植株，不需要（ C ）
A.具有完整细胞核的细胞
B.离体状态
C.导入外源基因
细胞全能性及其应用26页PPT
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
细胞全能性及其应用
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
细胞全能性及其应用
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7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
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浮
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9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
高中生物__植物细胞工程 PPT课件
（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由 芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因 是_____叶__绿__体____能利用光能制造有机物，供试管 苗生长发育。
_诱__导__原_生__质__体__融_合. 3）在利用杂种细胞培育成为杂种 植株的过程中，运用的技术手段 是_植__物__组_织__培__养_ ，其中步骤④相 当于_脱__分_化_，步骤⑤相当于_再__分__化
例2：右图为植物体细胞杂交过程 示意图。据图回答：
4）植物体细胞杂交的目的是获得
新的杂种植株。使_两__个__亲__本__的__遗_ 传性状 能够在新的植物体上有所表现，
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有 利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅 速生长，所以植物组织培养过程中污染现象经常发生。 培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养 物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对 培养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植体带菌 、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操作不规范 等。所以在组织培养实验中用到的植物材料和各种器械 都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定要规范，避免 带入杂菌。
植物体
植物组织培养的条件：
适宜的养料和激素，适宜的 温度和无菌条件
相关问题
1、在植物组培过程中，为 什么要进行一系列的消 毒，灭菌，并且要求无 菌操作？
2、为什么切取胡萝卜根的 形成层，其他部分也能 培养成小植株吗？
3、为什么诱导愈伤组织的 过程中应避光培养？
【实验 胡萝卜的组织培养】
在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭 菌和实验人员的无菌操作？
植物体细胞杂交
植物细胞工程的理论基础是： 植物细胞的全能性
课件 _植物细胞的全能性、植物组织培养的过程和条件
动物细胞工程的基础技术：动物细胞培养 植物细胞工程的基础技术：植物组织培养
小资料
克隆：用幼苗或嫩枝以营养繁殖方式培育植物。 1.分子水平基因克隆 指通过重组DNA技术插入某载体的特定DNA片段，在宿主细胞中进行多次复制而 形成的分子群体。 2.细胞水平的克隆 指由一个细胞分裂形成的一个细胞群体。产生特异性抗体的所有浆细胞是由一个 B细胞分裂形成的的一个细胞群体。 3.个体水平 指通过无性繁殖而得到的基因型相同的个体组完整植株成为可能
2.植物组织培养技术
定义：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织或细胞等培养在人工 配制的培养基上，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术。 （由于脱离母体又称为离体培养） 理论基础：植物细胞的全能性。 类型：依据外植体的不同，可将植物组织培养分为器官培养、组织培养、细胞培 养、原生质体培养等。
第一节第1课时
植物细胞的全能性、植物组织培养的 过程和条件
细胞工程
细胞工程：是按照一定的设计方案，借助工程学的方法或技术，以生物组织、细 胞和细胞器为对象进行操作，在细胞水平上改造生物遗传特性，以获得（目的） 特定的细胞产物、细胞、组织、器官或新生物体的技术。
类型：按技术类型可分为细胞和组织培养、细胞融合、核移植技术等； 按生物类型可分为植物细胞工程和动物细胞工程等。
天然植物激素在植物体内都有相应的使之分解的酶，所以作用的时间短。而人工 合成的植物激素类似物，在植物体内没有使之分解的酶，作用的时间长，效果显 著，生产成本低。
问题探究
如图是 1958 年美国科学家斯图尔德以一小块胡萝卜韧皮部组织为材料培育出 能开花结果的胡萝卜植株的简要流程图：
胡萝卜根横取切出韧皮部组织培养基①中培养愈伤组织――②→胚状体―→试管苗―→ 开花的胡萝卜植株
小资料
克隆：用幼苗或嫩枝以营养繁殖方式培育植物。 1.分子水平基因克隆 指通过重组DNA技术插入某载体的特定DNA片段，在宿主细胞中进行多次复制而 形成的分子群体。 2.细胞水平的克隆 指由一个细胞分裂形成的一个细胞群体。产生特异性抗体的所有浆细胞是由一个 B细胞分裂形成的的一个细胞群体。 3.个体水平 指通过无性繁殖而得到的基因型相同的个体组完整植株成为可能
2.植物组织培养技术
定义：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织或细胞等培养在人工 配制的培养基上，使其生成完整植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢产物的技术。 （由于脱离母体又称为离体培养） 理论基础：植物细胞的全能性。 类型：依据外植体的不同，可将植物组织培养分为器官培养、组织培养、细胞培 养、原生质体培养等。
第一节第1课时
植物细胞的全能性、植物组织培养的 过程和条件
细胞工程
细胞工程：是按照一定的设计方案，借助工程学的方法或技术，以生物组织、细 胞和细胞器为对象进行操作，在细胞水平上改造生物遗传特性，以获得（目的） 特定的细胞产物、细胞、组织、器官或新生物体的技术。
类型：按技术类型可分为细胞和组织培养、细胞融合、核移植技术等； 按生物类型可分为植物细胞工程和动物细胞工程等。
天然植物激素在植物体内都有相应的使之分解的酶，所以作用的时间短。而人工 合成的植物激素类似物，在植物体内没有使之分解的酶，作用的时间长，效果显 著，生产成本低。
问题探究
如图是 1958 年美国科学家斯图尔德以一小块胡萝卜韧皮部组织为材料培育出 能开花结果的胡萝卜植株的简要流程图：
胡萝卜根横取切出韧皮部组织培养基①中培养愈伤组织――②→胚状体―→试管苗―→ 开花的胡萝卜植株
细胞分化和全能性(公开课)课件
在胚胎发育过程中，细胞分化和全能性的相互作用共同调控着细胞的发育和成熟。随着细胞的不断分 化和成熟，细胞的全能性逐渐降低，而分化程度越高，细胞的特定功能就越明显。这种相互作用保证 了生物体的正常发育和功能。
04
细胞分化和全能性的应用
干细胞治疗
干细胞治疗是一种利用干细胞的再生 和分化能力来治疗疾病的方法。干细 胞具有自我更新和多向分化的能力， 可以分化成不同类型的细胞，用于修 复或替换受损的组织和器官。
VS
干细胞治疗可用于治疗多种疾病，如 帕金森病、糖尿病、心脏病等。通过 将干细胞注入患者体内，可以促进受 损组织的再生和修复，改善患者的症 状和生活质量。
克隆技术
克隆技术是一种利用生物体的基因组信息复制出相同或相似个体的技术。通过将个体的基因组注入到没有遗传信息的卵母细 胞中，可以产生与原个体基因完全相同的克隆体。
要点一
胚胎干细胞的获取与培养
胚胎干细胞具有全能性，是研究细胞分化和发育的重要工 具。通过改进胚胎干细胞的获取和培养方法，可以提高其 质量和数量，为后续研究提供更好的基础。
要点二
成体干细胞的利用
成体干细胞存在于人体某些组织中，具有多向分化潜能。 研究如何从组织中提取和纯化成体干细胞，以及如何诱导 其分化为特定细胞类型，对于再生医学和疾病治疗具有重 要意义。
THANKS
感谢观看
细胞分化和全能性在疾病治疗中的应用
细胞替代治疗
利用具有分化能力的细胞替代病变或 死亡的细胞，可以治疗许多疾病，如 帕金森病、糖尿病等。研究如何提高 细胞的存活率和分化效率是关键问题 。
基因治疗
通过将正常基因导入病变细胞并诱导 其分化为正常细胞，可以治疗遗传性 疾病和某些肿瘤。研究如何提高基因 转染效率和安全性是当前研究的重点 。
04
细胞分化和全能性的应用
干细胞治疗
干细胞治疗是一种利用干细胞的再生 和分化能力来治疗疾病的方法。干细 胞具有自我更新和多向分化的能力， 可以分化成不同类型的细胞，用于修 复或替换受损的组织和器官。
VS
干细胞治疗可用于治疗多种疾病，如 帕金森病、糖尿病、心脏病等。通过 将干细胞注入患者体内，可以促进受 损组织的再生和修复，改善患者的症 状和生活质量。
克隆技术
克隆技术是一种利用生物体的基因组信息复制出相同或相似个体的技术。通过将个体的基因组注入到没有遗传信息的卵母细 胞中，可以产生与原个体基因完全相同的克隆体。
要点一
胚胎干细胞的获取与培养
胚胎干细胞具有全能性，是研究细胞分化和发育的重要工 具。通过改进胚胎干细胞的获取和培养方法，可以提高其 质量和数量，为后续研究提供更好的基础。
要点二
成体干细胞的利用
成体干细胞存在于人体某些组织中，具有多向分化潜能。 研究如何从组织中提取和纯化成体干细胞，以及如何诱导 其分化为特定细胞类型，对于再生医学和疾病治疗具有重 要意义。
THANKS
感谢观看
细胞分化和全能性在疾病治疗中的应用
细胞替代治疗
利用具有分化能力的细胞替代病变或 死亡的细胞，可以治疗许多疾病，如 帕金森病、糖尿病等。研究如何提高 细胞的存活率和分化效率是关键问题 。
基因治疗
通过将正常基因导入病变细胞并诱导 其分化为正常细胞，可以治疗遗传性 疾病和某些肿瘤。研究如何提高基因 转染效率和安全性是当前研究的重点 。
【课件】2023届高三一轮复习生物：+细胞工程课件
细胞工程
考点一 植物细胞工程 植物组织培养
植物细胞工程基本技术： 植物体细胞杂交
植物的茎段为什么可以培育出完整的植株？
植物细胞的全能性
植物的茎段是怎样培育成一株完整的植株？
菊花花瓣培育 出的菊花
植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等， 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作物脱毒 a.作物病毒积累
马铃薯 草莓
香蕉
病毒在作物 体内积累
作物产量降低 品质变差
无性 感染的病毒很 繁殖 容易传给后代
b.脱毒方法
取顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）进行植 物组织培养，获得脱毒苗。
c.优点 明显提高农作物的产量和品质
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物新品质的培育
考点一 植物细胞工程 (2019年高考-新课标Ⅲ卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管 苗的过程如图所示。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是 ___诱__导__叶__绿__素__的__形__成__，__使__试__管__苗__能__够__进__行__光__合__作__用_________。 （5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__遗__传__特__性____， 这种繁殖方式属于___无__性_______繁殖。
直接获取困难 含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源 化学合成困难 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到
细胞产物的工厂化生产 利用植物细胞培养来获得目标产物
考点一 植物细胞工程 4、植物细胞工程的应用-细胞产物的工厂化生产
②植物细胞培养(细胞产物工厂化生产) 在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
考点一 植物细胞工程 植物组织培养
植物细胞工程基本技术： 植物体细胞杂交
植物的茎段为什么可以培育出完整的植株？
植物细胞的全能性
植物的茎段是怎样培育成一株完整的植株？
菊花花瓣培育 出的菊花
植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等， 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作物脱毒 a.作物病毒积累
马铃薯 草莓
香蕉
病毒在作物 体内积累
作物产量降低 品质变差
无性 感染的病毒很 繁殖 容易传给后代
b.脱毒方法
取顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）进行植 物组织培养，获得脱毒苗。
c.优点 明显提高农作物的产量和品质
考点一 植物细胞工程
4、植物细胞工程的应用-植物新品质的培育
考点一 植物细胞工程 (2019年高考-新课标Ⅲ卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管 苗的过程如图所示。
（4）步骤⑥要进行照光培养，其作用是 ___诱__导__叶__绿__素__的__形__成__，__使__试__管__苗__能__够__进__行__光__合__作__用_________。 （5）经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__遗__传__特__性____， 这种繁殖方式属于___无__性_______繁殖。
直接获取困难 含量低、从植物组织提取会大量破坏植物资源 化学合成困难 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到
细胞产物的工厂化生产 利用植物细胞培养来获得目标产物
考点一 植物细胞工程 4、植物细胞工程的应用-细胞产物的工厂化生产
②植物细胞培养(细胞产物工厂化生产) 在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
《植物细胞的全能性》课件
03
植物细胞全能性的应用
植物繁殖与育种
繁殖新品种
利用植物细胞的全能性，通过组织培 养技术可以快速繁殖出大量具有优良 性状的植物新品种。
拯救濒危植物
复壮老品种
对于一些老品种的植物，由于种种原 因导致其繁殖力下降，也可以利用植 物细胞的全能性，通过离体培养来提 高其繁殖力。
对于濒临灭绝的植物，可以通过植物 细胞的全能性，进行离体培养，从而 获得大量的植株，进行种群恢复。
挑战。
细胞培养条件
植物细胞在离体培养中需要特定的 营养、激素和生长条件，如何优化 这些条件以提高细胞的生长和分化 效率是一个技术难题。
基因表达调控
植物细胞全能性的实现涉及复杂的 基因表达调控，如何精确调控相关 基因的表达是技术上的一个难点。
伦理问题
基因编辑技术的伦理问题
在植物细胞全能性研究中，基因编辑技术如CRISPR-Cas9被广泛应用。关于基因编辑技术的伦理争议一直存在， 如关于人类胚胎基因编辑的争议。
02
植物细胞全能性的实验 证明
植物组织培养技术
植物组织培养技术是证明植物细胞具有全能性的重要实验手段之一。通过将植物 组织或细胞分离出来，在人工控制的条件下进行培养，可以诱导它们发育成完整 的植株。这一技术的成功应用，证明了植物细胞具有发育成完整个体的潜在能力 。
植物组织培养技术不仅在科学研究方面发挥了重要作用，还具有广泛的应用价值 。例如，通过组织培养技术可以快速繁殖优质苗木，提高植物的抗性，以及在细 胞工程和基因工程等领域进行应用研究。
02
植物细胞全能性的实现需要满足 一定的条件，如离体培养、适宜 的营养和激素环境等。
特点
植物细胞全能性的特点包括细胞分裂和分化能力的保持、基因表达的调控以及形态 发生和器官形成的实现。
人教版教学课件2011年高考生物一轮复习课件：细胞的全能性
细胞核是( B A、乳腺细胞 C、木纤维细胞
) B、卵细胞的 D、花粉细胞
解析：动物细胞克隆应该选择体细胞的细胞核，通常不 选用生殖细胞的细胞核。卵细胞是生殖细胞所以不应该 选择。
动物细胞和植物细胞全能性的差异
动物细胞：分化的动 物细胞只有细胞核具 有全能性，在一定的 条件下经过培养只能 形成细胞群。
对应例题：2、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导 的植物激素分别为（ A ） ①细胞的全能性 ②离体植物的细胞、组织或器官 ③根、芽④生长 素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体 A、 ① ② ⑧ ⑥ ⑦ ③ ⑨和④ B、 ① ② ⑦ ⑥ ⑧ ③ ⑨和⑤ C、 ① ⑥ ⑨ ⑧ ③ ⑦ ⑤和② D、 ① ② ③ ⑧ ⑤ ⑥ ⑨和④ 解析：植物组织培养的理论依据是细胞的全能性。简单的过程是离 体植物的细胞、组织或器官的一部分先经过脱分化形成愈伤组织， 再经过再分化形成具有生根发芽的胚状结构，再形成幼苗，最后发 育成完整的植物体。在此过程中，需要植物生长素和细胞分裂素。
生物一轮复习系列课件
夯 实 基 础 必修1
新人教版
共16套
2011
高考
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1－5 细胞的分化、衰老和凋亡
（2）细胞
的全能性
顺序与标注与新
课标考纲相同
知识点梳理与深化
概念：是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整 个体的潜能。
细 胞 的 全 能 性
基础：细胞中有发育成生物体所需要的全部遗传信 息。
表现条件：①离体；
②一定的营养物质和激素；
③适宜的外界条件。
细胞全能性举例
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.
• 植物激素是离体培养中所必需的条件，因此与植物激素 相关的基因表达被认为是启动细胞脱分化的关键。
• Takahashi基因，命名为par。par基因在细胞从G0期转
入S期的早期启动中具有功能性作用。 • Kyo等克隆了一组花粉富含硫蛋白(pollen-abundant
• 动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。
.
• 植物细胞按照分裂能力分为三类：
–第一类是始终保持分裂能力，从一个周期进入另一 个周期的周期细胞。如茎尖、根尖及形成层细胞；
–第二类是永久失去分裂能力的细胞，为终端分化细 胞。筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；
–第三类是在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激 后可重新启动分裂的Go细胞。表皮细胞及各种薄壁细 胞。
• 细胞周期蛋白（cyclin）和依赖周期蛋白激酶(CDK cyclin-dependent kinase)是两类主要的调控分子。 细胞周期运行的动力主要来自CDK，其活性则主要通 过cyclin调节和依赖周期蛋白抑制子（CKI cyclindependent kinase inhibitor）的负调节。
.
• 细胞脱分化调控的实质即是G0期细胞回复到分裂周期的
调控过程 •
•缺少外界生长信号或某些 必需的营养成分
•
G1
“限制点”
G0期
•细胞周期蛋白（cyclin）和依 赖周期蛋白激酶(CDK
.
• 2001年度的诺贝尔生理学及医学奖获得者，美国科学 家Hartwell与英国科学家Hunt和Nurse的工作揭开了 这一过程的调控机制。
.
• Matsubayashi和Sakagami（1996）在石刁柏叶肉细胞低 密度悬浮培养系统中，首次分离到2个促分裂肽— phytosulfokine-α和β(PSKα, PSKβ)，检测分析发 现，在同时有NAA和BA存在的条件下，第一次细胞分裂 发生在培养96小时，而培养48小时即可检测到PSKα， 在培养基没有NAA和BA的培养细胞中，检测不到PSKα的 存在，同时细胞也停留在G0/G1期而不能启动分裂，由 此推测，PSKα可能介导了与生长素和细胞分裂素密切 相关的信号传导途径
.
• 烟草叶肉细胞脱分化过程中染色体有2次解凝聚过程。 • 第一次解凝聚发生在细胞壁酶解过程中 • 第二次解凝聚发生在原生质体在含有生长素和细胞分裂
素的培养基中诱导培养36小时 • 第二次解凝聚对于细胞进入S期是十分重要的，发生二
次解凝聚的细胞在培养72小时后即进入S期，在不含植 物激素的培养基中细胞，染色体不发生第二次解凝聚， 以后迅速死亡。
.
• 薄壁细胞： •
• 脱分化细胞：
• 细胞核较小，核位于细 • 细胞质显著变浓，大液
胞边缘，细胞中央有大
泡消失，核体积增加并
的液泡，细胞体内核糖 逐渐移位至细胞中央，
体密度较低，多聚核糖 细胞器增加。在这些变
体数目较少，质体为分 化中，液泡蛋白体的出
化程度较高的叶绿体、 现和质体转变为原质体
杂色体、白色体和淀粉
体。
.
被认为是细胞脱分化的 重要特征。
细胞脱分化的调控机理
细胞周期对脱分化的调控 激素诱导表达基因与细胞脱分化 细胞脱分化与染色体解凝聚
PSK的发现及其对细胞脱分化的影响 环境因素的作用
.
•1.损伤作用-----损伤细胞产生的自溶物质可能对 脱分化的早期诱导起作用。 •2光线----影响外植体最初的分裂 •3.氧-----有利于脱分化
*
第二章 细胞全能性与形态发生
第一节 细胞全能性及其表达
第二节 器官发生
第三节 体细胞胚胎发生
.
第一节 细胞全能性及其表达
细胞全能性概述
细胞脱分化
细胞再分化
.
一. 细胞全能性概述
• 细胞的全能性---- 一个细胞所具有的产生完整生物个 体的固有能力。
• 细胞全能性的绝对性与相对性: –不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良 好的培养反应; –即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着 任何细胞均可以直接产生植物个体;
• 第一次染色体解凝聚是细胞脱分化的转换过程，通过此 过程细胞关闭分化状态，而第二次解凝聚则是有丝分裂 周期衔接过程。
.
细胞脱分化与愈伤组织形成
• 细胞脱分化是细胞状态的改变，但成功的脱分化必然会 导致细胞分裂，
phosphoproteins)基因NtEPa，NtEPb，NtEPc。其中NtEPc的表达
与花粉细胞脱分化转变为胚性细胞高度偶联，认为该基因参与花 粉细胞培养中细胞脱分化的过程但不参与细胞进入分裂周期后的 调控过程。
.
•不同植物愈伤组织诱导对激素的需求不同，一般分为四 类： •需生长素的-----菊芋的休眠块茎 •需细胞分裂素的----白芜菁的根 •需生长素、细胞分裂素---烟草的髓、胡萝卜根、马铃 薯块茎 •需复杂天然提取物----范围较广。
.
一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决 于它在自然部位上所处位置和生理状态。
不同类型植物细胞向分生状态回复可能进行的程度趋势
营养生长中心 形成层 薄壁细胞 厚壁细胞 退化细胞
（引自Gautheret, 1966）
.
• 植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱: 营养生长中心 > 形成层 > 薄壁细胞 > 厚壁细胞(木
.
二. 细 胞 脱 分 化
细胞生理与结构变化 细胞脱分化调控机理 细胞分裂与愈伤组织形成
.
细胞脱分化过程中生理和结构变化 • 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就是细胞脱分化 （dedifferentiation）。 • 离体培养下，脱分化过程发生在第一次有丝分裂之前. • 静止细胞启动分裂是分化细胞成功脱分化的重要标志。
质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞)；
• 根据细胞所处的组织不同从强到弱为： 顶端分生组织 > 居间分生组织 > 侧生分生组织 > 薄
壁组织(基本组织) > 厚角组织 > 输导组织 > 厚壁组 织。
.
细胞全能性
脱分化
细胞分裂
再分化
个体再生
•细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的， 在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前体，再分 化是细胞全能性表达的最终体现。
• 植物激素是离体培养中所必需的条件，因此与植物激素 相关的基因表达被认为是启动细胞脱分化的关键。
• Takahashi基因，命名为par。par基因在细胞从G0期转
入S期的早期启动中具有功能性作用。 • Kyo等克隆了一组花粉富含硫蛋白(pollen-abundant
• 动、植物细胞全能性的表现程度存在明显的差异。
.
• 植物细胞按照分裂能力分为三类：
–第一类是始终保持分裂能力，从一个周期进入另一 个周期的周期细胞。如茎尖、根尖及形成层细胞；
–第二类是永久失去分裂能力的细胞，为终端分化细 胞。筛管、导管、气孔保卫细胞等特化细胞；
–第三类是在通常情况下不分裂，但在受到外界刺激 后可重新启动分裂的Go细胞。表皮细胞及各种薄壁细 胞。
• 细胞周期蛋白（cyclin）和依赖周期蛋白激酶(CDK cyclin-dependent kinase)是两类主要的调控分子。 细胞周期运行的动力主要来自CDK，其活性则主要通 过cyclin调节和依赖周期蛋白抑制子（CKI cyclindependent kinase inhibitor）的负调节。
.
• 细胞脱分化调控的实质即是G0期细胞回复到分裂周期的
调控过程 •
•缺少外界生长信号或某些 必需的营养成分
•
G1
“限制点”
G0期
•细胞周期蛋白（cyclin）和依 赖周期蛋白激酶(CDK
.
• 2001年度的诺贝尔生理学及医学奖获得者，美国科学 家Hartwell与英国科学家Hunt和Nurse的工作揭开了 这一过程的调控机制。
.
• Matsubayashi和Sakagami（1996）在石刁柏叶肉细胞低 密度悬浮培养系统中，首次分离到2个促分裂肽— phytosulfokine-α和β(PSKα, PSKβ)，检测分析发 现，在同时有NAA和BA存在的条件下，第一次细胞分裂 发生在培养96小时，而培养48小时即可检测到PSKα， 在培养基没有NAA和BA的培养细胞中，检测不到PSKα的 存在，同时细胞也停留在G0/G1期而不能启动分裂，由 此推测，PSKα可能介导了与生长素和细胞分裂素密切 相关的信号传导途径
.
• 烟草叶肉细胞脱分化过程中染色体有2次解凝聚过程。 • 第一次解凝聚发生在细胞壁酶解过程中 • 第二次解凝聚发生在原生质体在含有生长素和细胞分裂
素的培养基中诱导培养36小时 • 第二次解凝聚对于细胞进入S期是十分重要的，发生二
次解凝聚的细胞在培养72小时后即进入S期，在不含植 物激素的培养基中细胞，染色体不发生第二次解凝聚， 以后迅速死亡。
.
• 薄壁细胞： •
• 脱分化细胞：
• 细胞核较小，核位于细 • 细胞质显著变浓，大液
胞边缘，细胞中央有大
泡消失，核体积增加并
的液泡，细胞体内核糖 逐渐移位至细胞中央，
体密度较低，多聚核糖 细胞器增加。在这些变
体数目较少，质体为分 化中，液泡蛋白体的出
化程度较高的叶绿体、 现和质体转变为原质体
杂色体、白色体和淀粉
体。
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被认为是细胞脱分化的 重要特征。
细胞脱分化的调控机理
细胞周期对脱分化的调控 激素诱导表达基因与细胞脱分化 细胞脱分化与染色体解凝聚
PSK的发现及其对细胞脱分化的影响 环境因素的作用
.
•1.损伤作用-----损伤细胞产生的自溶物质可能对 脱分化的早期诱导起作用。 •2光线----影响外植体最初的分裂 •3.氧-----有利于脱分化
*
第二章 细胞全能性与形态发生
第一节 细胞全能性及其表达
第二节 器官发生
第三节 体细胞胚胎发生
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第一节 细胞全能性及其表达
细胞全能性概述
细胞脱分化
细胞再分化
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一. 细胞全能性概述
• 细胞的全能性---- 一个细胞所具有的产生完整生物个 体的固有能力。
• 细胞全能性的绝对性与相对性: –不是所有基因型的所有细胞在任何条件下都具有良 好的培养反应; –即使对于植物细胞而言，细胞全能性也并不意味着 任何细胞均可以直接产生植物个体;
• 第一次染色体解凝聚是细胞脱分化的转换过程，通过此 过程细胞关闭分化状态，而第二次解凝聚则是有丝分裂 周期衔接过程。
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细胞脱分化与愈伤组织形成
• 细胞脱分化是细胞状态的改变，但成功的脱分化必然会 导致细胞分裂，
phosphoproteins)基因NtEPa，NtEPb，NtEPc。其中NtEPc的表达
与花粉细胞脱分化转变为胚性细胞高度偶联，认为该基因参与花 粉细胞培养中细胞脱分化的过程但不参与细胞进入分裂周期后的 调控过程。
.
•不同植物愈伤组织诱导对激素的需求不同，一般分为四 类： •需生长素的-----菊芋的休眠块茎 •需细胞分裂素的----白芜菁的根 •需生长素、细胞分裂素---烟草的髓、胡萝卜根、马铃 薯块茎 •需复杂天然提取物----范围较广。
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一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决 于它在自然部位上所处位置和生理状态。
不同类型植物细胞向分生状态回复可能进行的程度趋势
营养生长中心 形成层 薄壁细胞 厚壁细胞 退化细胞
（引自Gautheret, 1966）
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• 植物细胞全能性表现根据细胞类型不同从强到弱: 营养生长中心 > 形成层 > 薄壁细胞 > 厚壁细胞(木
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二. 细 胞 脱 分 化
细胞生理与结构变化 细胞脱分化调控机理 细胞分裂与愈伤组织形成
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细胞脱分化过程中生理和结构变化 • 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就是细胞脱分化 （dedifferentiation）。 • 离体培养下，脱分化过程发生在第一次有丝分裂之前. • 静止细胞启动分裂是分化细胞成功脱分化的重要标志。
质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞)；
• 根据细胞所处的组织不同从强到弱为： 顶端分生组织 > 居间分生组织 > 侧生分生组织 > 薄
壁组织(基本组织) > 厚角组织 > 输导组织 > 厚壁组 织。
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细胞全能性
脱分化
细胞分裂
再分化
个体再生
•细胞全能性的表达是通过细胞脱分化和再分化实现的， 在大多数情况下，脱分化是细胞全能性表达的前体，再分 化是细胞全能性表达的最终体现。