植物的生长发育调控课件.ppt

第六章,植物的生长发育及调控,?,植物的,生长,主要靠细胞数目增多、细胞体,积的增大和伸长来完成,?,而植物的,发育,是指植物体的构造和机能由,简单到复杂的变化过程,?,植物的,生长,和,发育,是相辅相成的过程,?,植物体的生长和发育始终都受到一系列外,部和内部因素的控制,第一节,植物激素对生长发育的调控,?,植物激素,是一些在植物体内合成的微量,的有机,生理活性物质,，它们能从产生部,位,运,送,到,作,用,部,位,，,在,低,浓,度,（,1,m,mol/L,）时可明显改变植物体某些,靶细胞或靶器官的生长发育状态,?,植物向光性生长与植物激素的发现,?,很早以前，植物学家就观察到，室内培育的植物,具有,向光性,。对向光弯曲的燕麦苗解剖观察发现，,燕麦苗的胚芽鞘背光一侧细胞的生长要快于向光,的一侧。,?,是什么引起了向光性？如何通过实验来发现？,盆,栽,植,物,的,向,光,生,长,?,19,世纪末，,Darwin,父子的实验,?,Darwin,父子提出了一种假说：胚芽鞘顶端受光后产,生的某种化学信号被从顶端传送到下面弯曲的部位，,导致胚芽鞘下部细胞向光的一侧与背光的一侧细胞,生长不均匀。,?,植物向光性生长与植物激素的发现,?,几十年后，丹麦科学家,Boysen-Jensen,用实验验证,了,Darwin,父子提出的假说。,?,实验证明了：,Darwin,父子提出的某种信号是一种,可传输的化学物质。,?,植物向光性生长与植物激素的发现,?,1926,年，年轻的荷兰植物生理学家,Went,终于从植,物胚芽鞘中发现了这种化学物质。,?,Went,结论：由胚芽鞘顶端受光产生的化学信号物质可,以刺激细胞生长。他将这种植物激素定名,生长素,。,?,植物向光性生长与植物激素的发现,生长素引起向光生长,?,植物激素对植物体的生长、细胞分化、器官发生,成熟和脱落等多方面具有调节作用，植物激素对,于植物的生长发育是必不可少的微量化合物,?,大约有,300,多种由微生物和植物产生的次生代谢物,对植物的生长发育具有调节活性,?,植物激素的种类和作用,?,公认的,5,大类植物激素包括：,生长素、细胞分裂素、,赤霉素、脱落酸,和,乙烯,?,在植物体中，,5,大类激素往往是相互协调地共同参,与植物生长发育的调控,?,人们根据植物激素的分子结构，人工合成出一些,与其结构相似或完全不同，但具植物激素生理功,能的物质，如,吲哚丁酸,、,矮壮素,等，称为,植物生,长调节剂,一、生长素类,?,种类,：,吲哚乙酸,(IAA),、吲哚乙腈、,4-,氯吲哚,乙酸,等,?,合成部位,：,胚芽鞘、根尖、叶原基、幼叶、,受精子房、幼嫩种子,等,?,含量,：几,微克,/1000g,鲜重,?,化学本质,:,吲哚乙酸、吲哚乙醛、吲哚乙醇,?,存在形式,：,游离态,或,结合态,?,生长素的生理作用,?,现象：影响细胞的伸长、分裂和分化；影响营,养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老,?,生理作用,：,?,促进作用,：雌花形成、单性结实、子房壁生长、,细胞分裂、维管束分化、叶片扩大、形成层活,性、不定根形成、侧根形成、种子和果实生长、,伤口愈合、座果、顶端优势、,伸长生长,?,抑制作用,：幼叶、花、果脱落、侧枝生长、块,根形成,?,作用浓度：低浓度促进生长，高浓度抑制生长,?,生,长,素,的,作,用,?,生长素的作用机理,?,酸生长学说,：,生长素促进,H,+,向细胞外输出,细胞壁酸化,一些水解酶活性增加,分解氢键,细胞壁松弛,细胞受膨压扩张,；同时,水解,作,用,破坏纤维素分子间的交叉联结点,新细胞壁,物质向壁内填充,细胞壁面积增大,细胞内膨,压降低,水分进入,细胞伸长生长,?,促进核酸、蛋白质的合成,为原生质体和,蛋白质的合成提供原料,保持细胞的持续生长,?,生,长,素,对,双,子,叶,植,物,生,长,作,用,模,式,图,人工合成生长素类的农业应用,?,促进插枝生根：,IBA,、,NAA,、,2,4-D,?,阻止器官脱落：,NAA,、,2,4-D,?,促进结实：,2,4-D,?,促进菠萝开花：,NAA,、,2,4-D,二、赤霉素,?,发现过程：,?,1926,年，黑泽英一发现赤霉菌的分泌物能引起水稻植,株徒长,?,1935,年，薮田贞次郎从水稻赤霉菌中分离出这种物质，,并命名为赤霉素,(GA),?,至,1998,年，已发现了,128,种赤霉素，,GA,128,?,化学本质：,双萜类化合物,?,合成部位：,发育中的种子、正在生长的苗端和幼根,?,存在形式：,自由型、束缚型,?,含量,:,生殖器官中,:10g/g,鲜重,营养器官中,:1-10ng/g,鲜重,生理作用,?,促进作用,:,两性花的雄花形成、单性结实、某些植物,开花、,细胞分裂,、叶片扩大、抽薹、,茎延长,、侧枝生长、,胚轴弯钩变直、,种子发芽,、果实生长、某些植物座果,?,抑制作用：,抑制成熟、侧芽休眠、衰老、块茎形成,?,生产上的应用：,?,促进麦芽糖化：在啤酒生产中用,GA,使大麦湖粉层中形成,淀粉酶，就可完成糖化过程，不需种子发芽,?,促进营养生长：水稻育种、鲜切花生产中,?,防止脱落：用,GA,处理花、果，可防止脱落提高座果率,?,打破休眠：可打破马铃薯块茎休眠,赤,霉,素,的,生,理,作,用,Untreated,cabbage,plants,Similar,cabbage,plants that,have been,treated with,gibberellins,?,赤霉素的生理作用,三、细胞分裂素,?,发现过程：,?,1955,年,Skoog,和崔澂培养烟草髓部组织时发现，在培养,基中加入酵母提取液可促进髓的细胞分裂，后来分离出,这种物质，化学成分是,6-,呋喃氨基嘌呤,，被命名为,激动,素，,其后发现,玉米素、玉米素核苷、二氢玉米素、异戊,烯基腺苷,等都有促进细胞分裂的作用，把这些物质统称,为,细胞分裂素,(,CTK,),?,化学本质：,腺嘌呤的衍生物,?,合成部位：,主要在根尖，成长中的种子和果实,?,含量：,1-1000ng/g,鲜重,生理作用,?,促进作用：,细胞分裂,、诱导芽分化、侧芽生长、叶,片扩大、气孔开张、偏上性生长、伤口愈合、种子,发芽、形成层活动、根瘤形成、果实生长、某些植,物座果,?,抑制作用：,抑制不定根形成、侧根形成、延缓叶片,衰老,四、脱落酸,?,发现过程：,1964,年,Addicott,从将要脱落的未成熟的棉,桃中提取出一种促进棉桃脱落的物质，称为,脱落素,II,，,1963,年,Wareing,从将要脱落的槭树叶子中提取出一种促,进芽休眠的物质，称为,休眠素,，后来证明，脱落素,II,和休眠素为同一种物质，统一称之为,脱落酸,(,ABA,),?,化学本质：,含,15,个碳原子的倍半萜化合物,?,合成部位：,成熟叶片和根冠中,(,特别是在水分亏缺条,件下,),，种子和茎等处也可合成,?,含量：,10-50ng/g,鲜重,生理作用,?,促进作用：,促进叶、花、果脱落,，,气孔关闭,，,侧芽、块茎休眠,（与日照有关）,，叶片衰老,，,光合产物运向发育着的种子，,果实产生乙烯,，,果实成熟,?,抑制作用：,抑制种子发芽，,IAA,运输，植株,生长,（主要是抑制了萌发所需的水解酶的,合成）,五、乙烯,?,发现过程：,20,世纪初，人们发现煤气中的乙,烯有加快果实成熟的作用，,1934,年,Gane,证实乙,烯是植物的天然产物，,1935,年,Crocker,认为乙烯,是一种果实催熟激素，,1965,年,Burge,提出乙烯,是一种植物激素，后得到公认,?,化学本质；,不饱和碳氢化合物,C,2,H,4,?,合成部位；,各部分均可产生,(,特别在逆境条件,下,),，正在成熟的果实、萌发的种子及伸展的芽,和叶片中含量高,?,含量：,0.1-10nl/g,-1,h,生理作用,?,促进作用：,促进解除休眠，地上部和根的生长和分化，,不定根形成，,叶片和果实的脱落,，某些植物花诱导形成，,两性花中雌花形成，开花，,花和果实衰老,，,果实成熟,，,茎增粗,，萎蔫,?,抑制作用：,抑制某些植物开花，生长素的转运，茎和,根的伸长生长,?,乙烯利,(,液体乙烯,),在农业生产上的应用,:,?,果实催熟和改善品质：番茄、香蕉、苹果、葡萄、柑橘,?,促进次生物质排出：橡胶树、漆树、松树、印度紫檀,?,促进开花；菠萝,?,乙烯的生理作用,?,乙烯的生理作用,六、激素间的相互作用,?,协同,：,一类激素的存在可以增强另一类激素的生理,效应，如生长素和赤霉素对茎切段伸长生长的影响,?,拮抗,：,一类激素的作用可抵消另一类激素的作用，,如赤霉素促进种子发芽的作用可被脱落酸抑制,?,反馈,：,一类激素影响到另一类激素的水平后，又反,过来影响原激素的作用,?,连锁,：,几类植物激素在植物生长发育过程中相继起,着特定的作用，共同地调节着植物性状的表现,第二节,植物的营养生长及其调控,?,种子萌发：,是包裹在种皮内的幼小的,植物体,胚从静止状态转变为活跃,状态，恢复正常生命活动的过程,?,形态上的变化：,胚根、胚轴、胚芽生,长伸长,?,生理上的变化；,贮藏在子叶或胚乳中,的营养物质,?,种子的休眠：具有生活力的种子停留在不能发芽的状态,?,强迫休眠,：种子具发芽能力，但因得不到发芽所必需的,基本条件，而被迫处于静止状态,?,生理休眠,(,深休眠,),：种子本身还未完全通过生理成熟阶,段，即使供给合适的发芽条件仍不能萌发,?,种子寿命,：种子从成熟到丧失生活力所经历的时间,?,种子萌发的条件和生理变化,种子的休眠,种子的休眠,有些植物的种子成熟后在适宜的条件下不能,萌发，必须经过一段相对静止的时期才能萌,发，这一特性称为种子的,休眠,休眠原因：,1,、胚尚未发育成熟：如银杏、人参种子,2,、种子未完成,后熟作用,：如山楂、红松种子,种子需要在湿度大，温度低,(,一般,0,6)的条件下，经过,数周至数月后才能萌发的现象,称为种子的,后熟作用,3,、种皮不透水，不透气：如棉籽、莲籽等,4,、胚不能突破种皮：如苋菜种子,5,、果皮、种皮或胚中含有抑制发芽的物质：,如苍耳,种子休眠的解除,1,、胚没有发育好的可采取合适的,高温,处理，或,供给种子,有机营养,，促使早日成熟,2,、生理上未完全成熟的胚，采用“,层积,”法，,将种子与湿沙混合，在低温下堆积,1,3,各月，,即可萌发,3,、若是种皮果皮不透水气造成的，可用,机械法,擦破种皮，或用,浓硫酸处理,，使种皮软化,4,、对胚不能突破种皮者，可采用,冻结,或利用土,壤中,微生物的作用,，使种皮渐次软化,5,、至于果皮、种皮或胚含有抑制萌发物质者，,则要把,种皮、果皮剥去,，或用,浸渍法,把胚内,的抑制物质去掉,种子的萌发与幼苗的形成,?,度过休眠且,具有生活力,的种子在足,够水分与氧,气、一定温,度条件下就,开始萌发。,有些种子的,萌发还需要,一定的光照,条件。,?,光对植物体有两方面的作用,:,能量,信号,?,种子萌发时需要光,是将光作为一种信号,?,光的受体是,光敏色素,-,-,一种接受光周期信号,的,色素蛋白,.,有两种存在形式,:,红光吸收型,Pr,和远红光吸收型,Pfr,?,Pr Pfr,(,有生理活性,),激活某些蛋白质,促进形态建成和,与光合有关的某些基因的表达,红光,远红光,红光,远红光,暗环境,间断照光后,对种子萌发,的影响,?,植物的生长和运动,?,周期性,生长大周期、季节周期性和昼夜周期性,?,在植物生长过程中，无论是细胞、器官或整个植株的,生长速率都表现出慢,快,慢的规律。既开始时生长,缓慢，以后逐渐加快，达到最高点后又减缓以至停止。,生长的这三个阶段总合起来叫做,生长大周期,意义：,根据生长大周期，可以采取相应的措施，促进或,抑制器官或整个植株的生长。,植物生长量的测量指标：,干重、鲜重、长度、面积、直径,植物生长量的表示方法：,生长积累量,长相,生长速率,长势,绝对生长速率：单位,时间内的绝对增加量,相对生长速率：单位时间内,的增加量占原量的百分比,?,无论一年生、还是多年生植物的营养,生长，都或多或少地表现出明显的季,节性变化，这种在一年中的生长随季,节而发生的规律性变化，叫,季节周期,性,?,植物的生长速率按昼夜变化发生的有,规律的变化，叫,昼夜周期性,相关性,?,地下部分和地上部分的相关,?,相互依赖,根深叶茂、本固枝荣,?,相互制约,资源有限,植物个体必须作出权,衡,将有限的资源投向最需要的部位,?,根冠比：地下部重,/,地上部重,?,主茎和分枝的相关,?,顶端优势,顶端生长占优势的现象,?,营养器官和生殖器官的相关,?,相互依赖,?,相互制约,营养垄断,激素分配,顶,芽,去,除,后,的,影,响,植物的运动,?,向性运动,:,是指植物对外界环境中的单方向刺激而引起,的定向生长运动。它主要是由于不均匀生长而引起的，,根据刺激的种类可以相应地分为,向光性,、,向重力性,、,向,水性,和,向化性,等,?,向光性：,指植物器官因单向光照而发生的定向弯曲能,力。,正向光性、负向光性、横向光性,。,原因,：传统观点,认为是,生长素,浓度的差异造成；现认为是生长抑制物质,萝卜宁、萝卜酰胺、黄质醛,等分布不均而引起的,?,向重力性：,植物对地心引力的定向生长反应。,正向重,力性、负向重力性、横向重力性,?,向水性和向化性：,植物的根系朝向水肥较多的区域生,长的现象,横,向,光,性,负向重力性,正,向,重,力,性,感性运动,?,由没有一定方向的外界刺激引起的运动,?,生长运动、非生长运动,?,感夜运动：,由于夜晚的到来，光照和温度改,变而引起的运动,?,感震运动：,由于机械刺激而引起的植物运动,生,长,运,动,感夜运动,感夜运动,含,羞,草,的,感,震,运,动,雄,蕊,的,感,震,运,动,第三节,光和温度对植物生长的影响,?,植物的生长和发育始终都受到一系列外部和,内部因素的控制。影响植物生长与发育的外,部环境因子主要包括温度、光、水分以及各,种刺激等等,?,光是控制植物生长发育的最重要的环境因子,?,温度是控制植物生长和发育的重要环境因子,光,?,间接作用；,光是进行光合作用的必要条件。光合,作用需要一定强度的光照，因而是一种“高能反应”,?,直接作用：,对植物的形态建成作用,?,光对生长的抑制作用：生长的抑制作用主要是蓝紫,光，特别是紫外光,。光抑制植物生长的原因之一，,与光对生长素的破坏有关。,?,光促进组织的分化：黑暗中的幼苗表现出典型的黄,化现象。茎细长而柔弱，节间很长，机械组织不发,达，叶小不开展，缺乏叶绿素，全株呈黄白色；根,系发育不良。由于光对植物形态建成的影响，只需,要短时间，较弱的光照强度，因此植物形态建成对,光的要求是,一种“低能反应”。,黑,暗,中,生,长,的,幼,苗,光,下,生,长,的,幼,苗,光,的,形,态,建,成,作,用,温度,?,每一种植物都有适合自己生长发育的温度范围，主,要原因是温度对细胞内酶的活性有极大影响。温度,也会极大影响植物体中蛋白质、脂肪和水分的性质。,?,植物在整个生活周期中的最适温度随生长发育阶段,的改变而变化，此外还需要一定的昼夜温差。,?,植物对昼夜温度周期性变化的反应，称为生长的温,周期现象,?,温度对于植物的生殖生长也具有调控作用（如春化,作用）,第四节,植物的生殖生长及其调控,?,植物必须达到一定年龄或生理状态时就会从,营养生长转入生殖生长,?,植物体能够对形成花所需条件起反应而必须,达到的某种生理状态称为,花熟状态,?,植物达到花熟状态之前的时期称为,幼年期,?,植物体一旦达到花熟状态，就能在适宜的,条,件,下诱导成花,?,低温,和适宜的,光周期,是诱导成花的主要环境,条件,低温和花的诱导,?,有些植物必须经过一定时间的低温处理，才能,诱导开花,冬小麦、冬黑麦、芹菜、胡萝卜、,白菜等,?,这种经一定时间的低温处理才能诱导或促进开,花的现象，称,春化作用,?,春化时期,：苗期、种子萌动期,?,低温范围,：,多数植物,1-7,，谷类,-6-0,，热带植物,7-13,?,低温持续时间,：一般,1-3,个月,?,感受低温部位,：茎端的生长点,低温和花的诱导,?,去春化作用,：在春化过程完结之前，如将春化,植物放在,2540,的高温下，低温效果就会减,弱或消失的现象,?,某些植物春化作用的效应可通过嫁接传递给未,春化的的植株，使未春化的植株开花,?,这种可以传递的由春化作用产生的物质，称为,春化素,?,经春化作用处理的植物中,赤霉素,、,类玉米赤霉,烯酮,含量增加,光周期和花诱导,?,光是重要的环境信号，可以调控组织的分化和器官,的发育。光对植物的成花诱导是最为典型的现象,?,许多植物在经过适宜的低温处理后，还要经过适宜,的日照处理，才能诱导成花,?,影响植物开花的决定性因素是,昼夜相对长度,的变化,?,植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象称为,光周,期现象,?,光周期现象还与,茎伸长，块根、块茎形成，芽休眠，,叶子脱落,有关,光周期反应的类型,?,根据植物开花的光,周期反应，可把植,物分为,3,种类型：,短,日植物,、,长日植物,、,日中性植物,?,长,日,植,物,与,短,日,植,物,的,确,定,取,决,于,对,临,界,日,长,的,正,负,反,应,?,光周期,：植物对昼夜相对长度的变化发生反应的现象,（一）光周期反应的类型,长日照植物,：对一天中日照长度有最低极限要求，日照,达不到此极限则不能开花，超过此极限可促进开花,短日照植物,：对一天中日照长度有最高极限要求，日照,超过此极限则不能开花，适当缩短可促进开花,日中性植物：,成花对日照长度不敏感，只要其他条件满,足，在任何日照长度下都能开花的植物,中日性植物,：只有在某一定中等长度的日照条件下才能,开花，而在较长或较短日照下均保持营养生长状态的,植物,长日植物,长日植物,长日植物,长日植物,短日植物,?,光是控制植物生长发育的最重要的环境因子,?,植物开花还同时受到,诱导周期数的影响,?,诱导周期数,就是光周,期敏感植物开花诱导,所需的光周期数（天,数）,?,植物感受光周期刺激,的部位是,叶片,?,被诱导的叶片中形成,了刺激开花的物质,?,不同的植物,光诱导周期,不同,?,接受光刺激,的部位是叶,片,?,诱导效应可,以传导,光周期诱导的,特点,光暗交替的重要性,?,长日照植物，,光期更重要,即临界日长,临界夜长,?,短日照植物，,暗期更重要,即 临界日长,临界夜长,?,光是控制植物生长发育的最重要的环境因子,?,光质,对开花诱导也,有影响。,红光,是诱,导长日植物开花和,抑制短日植物开花,最有效的光质，同,时，红光效应可以,被,远红光,（红外光）,所逆转,?,光对植物体有两方面的作用,:,能量,信号,?,种子萌发时需要光,是将光作为一种信号,?,光的受体是,光敏色素,-,-,一种接受光周期信号,的,色素蛋白,.,有两种存在形式,:,红光吸收型,Pr,和远红光吸收型,Pfr,?,Pr Pfr,(,有生理活性,),激活某些蛋白质,促进形态建成和,与光合有关的某些基因的表达,红光,远红光,光敏色素的性质和特点,光敏色素由蛋白质和生色团组成,光敏色素的作用机理,捕光叶绿素,蛋白,Rubisco,酶,的小亚单位,第五节,植物的成熟、衰老及调控,?,种子的成熟及调控,?,果实的成熟及调控,?,植物的衰老及调控,?,种子的成熟及调控,?,种子成熟过程，实质就是胚从小长大，以及,营养物质在种子中变化和积累的过程,?,种子成熟过程中的这些变化受着多种植物激,素的调控。例如小麦种子受精后到收获前一,周，籽粒内赤霉素和生长素含量的增加正好,与有机物向籽粒的运输、转化和积累有关；,而籽粒成熟时，,ABA,的增加又正好与抑制胚,的生长，促进籽粒休眠有关,?,各种外界条件都会影响种子的成熟过程和种,子的化学成分,?,果实的成熟及调控,?,果实生长发育的过程称为,成熟,?,把充分成长的果实从不可食状态转变成可食状,态的过程称为,后熟,?,果实成熟过程中要发生一系列物质的转化，这,种转化与光照、温度、湿度等都有密切的关系,?,淀粉,可溶性糖,(,蔗糖、葡萄糖、果糖,),?,有机酸,糖或作为呼吸作用底物被消耗,?,果胶,果胶酸或半乳糖醛酸等,?,单宁,分解或凝结成不溶性物质,?,脂类物质,乙酸戊酯、柠檬醛等香味物质,?,果实的成熟及调控,?,物质转化的同时果实呼吸强度的变化：,成熟初,期呼吸强度下降,突然明显升高,(,呼吸跃变,),再次下降,(,完全成熟,衰老死亡,),?,呼吸跃变,前后果实内,乙烯,含量明显上升,(,ABA,积,累,诱发,乙烯,生成,促进成熟与衰老,),，,乙烯,是,诱导果实成熟的激素,?,实践中可调节呼吸高峰的出现以提前或延迟果,实成熟,?,低温、低氧、高,CO,2,浓度可推迟成熟,，,温水浸,泡、熏烟、喷乙烯利可促进果实成熟,?,植物的衰老及调控,?,衰老：生命功能衰退，并最终导致死亡的过程,?,植物的衰老可发生在整株、器官及细胞等不同水平上,?,原因：,?,营养亏缺理论,有性生殖耗尽植株营养,?,激素调控理论,植株营养生长时，根系合成细胞分,裂素运往叶片，推迟植株衰老，开花结实时，根系合,成的细胞分裂素少，而花和果实中产生的脱落酸和乙,烯运往叶片，因而促进了叶片的衰老,第六节,植物生长发育中的基因表达与调控,?,染色体上排列着为数众多、结构与功能各异的基,因,结构基因、调节基因、操纵基因,?,实例：,?,ACC,?,将,ACC,合成酶的反义基因导入番茄植株,乙烯合成,被抑制,果实成熟明显推迟,?,要想推迟果实成熟,启动反义基因表达；需要果实,成熟,关闭反义基因,乙烯合成,果实成熟,?,基因只在特定的组织中表达，只在特定的发育阶段,表达,(,受生命节奏和环境控制,),?,植物的生长发育是植物体在多种代谢和生理过程基,础上所发生的基因在时间上和空间上表达的综合现,象,乙烯形成酶,乙烯,第七节,植物生物工程简介,?,用各种自然科学的方法或技术来影响或改变植物,生命现象的工程，称为植物生物工程,?,分子水平：酶工程,(,蛋白质工程,),、基因工程,?,细胞水平：植物细胞工程,?,器官或整体水平：器官培养、人工种子,?,群体水平：农业工程,?,生态系统水平：生态治理工程,?,“,后基因组时代”将是“蛋白质组学时代”，即,从对基因信息的研究转向对蛋白质信息的研究，,包括研究蛋白质结构、功能与应用及蛋白质相,互关系和作用。,?,蛋白质工程就是在对蛋白质的化学、晶体学、,动力学等结构与功能认识的基础上，对蛋白质,人工改造与合成，最终获得商业化的产品。,?,在生命活动条件下，借助活细胞或其所产生的,酶来催化，使一种物质转化为另一种物质，以,促进化学工业的发展,酶工程,(,蛋白质工程,),?,细胞工程是指通过细胞水平上的筛选或改造，,获得有商业价值的细胞株或细胞系，再通过规,模培养，获得特殊商品的技术与过程。,?,细胞工程包括动物细胞工程和植物细胞工程，,它们分别以动物细胞和植物细胞为主要生产对,象，以细胞培养为主要过程和内容。,细胞工程,?,单细胞藻类培养,细胞工程,?,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,?,高等植物细胞培养,细胞工程,?,高等植物细胞具有全能性。从高等植物的幼胚、,根、茎、叶、花和果实等不同器官的组织中分离,的单个细胞，经过特殊培养形成愈伤组织，并可,进一步诱导生成完整的植株。,?,细胞融合、细胞重组,细胞工程,?,细胞融合是将不同种类的两种细胞经过特殊处理,后放在一起，在某些促融因子作用下发生融合，,形成杂种细胞。,?,细胞重组是把不同种类的细,胞的部件重新组合装配，包,括核的移植、叶绿体移植、,核糖体重建及线粒体装配等,?,基因工程是指在微观领,域（分子水平）中，根,据分子生物学和遗传学,原理，设计并实施一项,把一个生物体中有用的,目的,DNA(,遗传信息,),转入,另一个生物体中，使后,者获得新的需要的遗传,性状或表达所需要的产,物，最终实现该技术的,商业价值。,?,基因工程,基因工程与建筑工程,?,稀少珍贵的蛋白质药物,?,1982,年，美国食品与药物管理局批准了首例基,因工程产品,人胰岛素投放市场,它标志了,基因工程产品正式进入到商业化阶段。,?,人生长激素、表皮生长因子、肿瘤坏死因子、,a-,干扰素、纤维素酶、抗血友病因子、红细胞,生成素、尿激酶原、白细胞介素,-2,、集落刺激,因子、乙肝疫苗等等,?,种植业中的应用,?,用携带外源基因的农杆菌,Ti,质粒转化植物原生质体，,使外源,DNA,与植物染色体,DNA,整合，通过原生质体,的培养分化成愈伤组织，最后发育成具有新性状的,完整植株,转基因植物,?,种植业中的应用,?,抗化学除草剂基因,?,抗病虫害基因,?,转基因西红柿,?,固氮酶基因,?,提高光合作用效率,?,增加种子营养价值,?,增加植物次生代谢产物产率,?,环境保护等等,