选修三专题二《细胞工程》第一节《植物细胞工程》.docVIP

选修三专题二《细胞工程》 第一节《植物细胞工程》 1、细胞工程的基础知识： （1）细胞工程的操作水平：细胞水平或细胞器水平。 （2）细胞工程的目的：按照人们的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 （3）细胞工程的分类：分为植物细胞工程和动物细胞工程。 2、植物细胞工程常用的技术有：植物组织培养和植物体细胞杂交，其中植物组织培养技术 是植物细胞工程的技术基础。 一、植物组织培养技术： 1、植物组织培养的原理：利用植物细胞的全能性。（全能性是指具有某种生物全部遗传信息的 任何一个细胞，都具有发育成完整个体的潜能。 2、植物组织培养的概念：植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物组织、 器官、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、 丛芽，最终形成完整的植株。 3、过程： 离体的器官、组织、细胞 愈伤组织 胚状体 植株 （1）什么是脱分化：指已经分化的的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未 分化细胞的过程。这些未分化的细胞就是愈伤组织。 （2）愈伤组织的特点：是一团无定形状态的有旺盛分裂能力的薄壁细胞。 （3）脱分化、再分化需要的激素、营养物质都不相同。 （4）生物的体细胞在个体内的时候，不表达全能性，而是形成了不同的组织和器官。其根本原 因是基因的选择性表达。 （5）植物细胞表达全能性的条件有哪些？ 离体、无菌、适宜的营养和激素、适宜的温度和PH、避光、固体培养基等。 二、植物体细胞杂交技术： 1、植物体细胞杂交的概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂 种细胞培养成新的杂种植株的技术。 2、植物体细胞杂交的过程： 第一步：去除细胞壁：方法是酶解法。先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的 原生质体。 第二步：诱导原生质体的融合：形成杂种细胞。 （1）人工诱导原生质体融合的方法主要有两类：物理法和化学法。物理法主要包括离心、振 动、电激等，化学法一般是用聚乙二醇（英文简写为PEG）作为诱导剂。 （2）融合成功的标志：杂种细胞再生出新的细胞壁。 第三步：将杂种细胞培养成杂种植株：方法是植物组织培养（包括脱分化和再分化两个过程）。 3、杂种植株的遗传物质：两种生物遗传物质之和。若两个二倍体细胞杂交，可得四倍体。 4、意义（优点）：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性（即：打破生殖隔离）。 不足是：无法按人们的意愿表达出人类所需的性状。 三、植物细胞工程的应用： 主要用于：植物繁殖的新途径、作物新品种的培育、细胞产物的工厂化生产。 1、植物繁殖的新途径包括：微型繁殖、作物脱毒、培育人工种子。 （1）微型繁殖：即：通过植物组织培养技术快速繁殖优良品种的方法。 其优点是：既能保留优良品种的遗传特性，又能快速大量繁殖种苗。 （2）作物脱毒：即：选取茎尖细胞（其他分生区附近的细胞也行），通过植物组织培养获得。 原理：分裂旺盛的细胞，一般不带病毒。 （3）培育人工种子：即：通过植物组织培养得到的胚状体，包裹上人工薄膜后制成。 人工种子与普通种子的区别：人工种子属于无性生殖，能保留母本的优良性状。而普通种子属于有性生殖，能产生更多的变异。 2、作物新品种的培育主要包括：单倍体育种、突变体的利用。 （1）单倍体育种：步骤中的花药离体培养就是植物组织培养技术。 其优点是：明显缩短育种年限。 （2）突变体的利用：即：利用植物组织培养时细胞一直处于分裂状态，诱导其发生突变。 3、细胞产物的工厂化生产：即：通过植物组织培养长时间培养某一时期的细胞而大量获得产物。 巩固练习 1．若用 表示植物组织培养过程。请回答： （1）①表示_________________，被培养成为④的根本原因是___________________________。 （2）②表示___________，其细胞特点是________________ ______________。 （3）若想制作人工种子，应选用___________。（填编号） （4）若①为花粉，则④是_______ _____，这项技术可用在________ ________上。 （5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是__________，说明根尖细胞 ________________________________。 （6）在培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是 。 （7）一小块植物组织在一年之内可以生产出400万株幼苗，与有性生殖相比，利用植物组织培养快速繁殖植