专题2 细胞工程-【复习宝典】2021年高考生物选修3知识点归纳

专题2细胞工程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 植物的花瓣属于_高度分化__的组织，利用它来培育出新的植株，首先要通过细胞的__脱分化__过程，培养出_愈伤组织__，然后再从愈伤组织分化形成小植株。这里所说的细胞脱分化就是让已经分化的细胞，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。在植物中，一些分化的细胞，经过_激素__的诱导，可以脱分化为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下，又可以_再分化_出幼根和芽，形成完整的小植株。 为什么植物的一瓣花瓣就可以培育出完整的植株呢？ 我们知道，具有__某种生物全部遗传信息__的任何一个细胞， 都具有发育成完整生物体的_潜能_，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。因此，在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。但是，在个体生长发育__过程中，细胞并不会表现出全能性，而是_分化_成各种组织和器官。这是因为在特定的时间_和_空间__条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。 植物组织培养技术 实验：胡萝卜的组织培养 实验原理：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素等条件下， 可以脱分化形成愈伤组织。 将愈伤组织转接到含有不同激素__成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的小植株。植物组织培养的全过程，证明了_分化的植物细胞，仍具有形成完整直接所需要的全部基因。 方法步骤 1.将胡萝卜根用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段（约 10cm)。用酒精棉球擦手消毒。 2.在超净工作台（或接种箱）上将胡萝卜段用_酒精__溶液消毒 30 s 后，立即用无菌水清洗 2 — 3 次， 再用_次氯酸钠__溶液处理 30 min 后，立即用无菌水清洗 2~3 次。 3.用_无菌_的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在消毒瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成 1 cm 厚的横切片，再选取有形成层的部位，切取 1 cm 左右的小块。 4.将胡萝卜组织块接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组编号。 5.将接种后的胡萝卜组织块，放在 23~26℃恒温__避光__条件下培养。4d 后，检查培养材料的污染情况；14d 后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 6.培养一段时间后，将生长良好的愈伤组织转接到_分化__培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出试管苗。然后将试管苗移栽到大田，培养成正常植株。 讨论 1.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？ 提示：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。 2.在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花），是否也能培养成小植株？ 提示：能，只是诱导愈伤组织比较_容易___。 3.请根据上面的实验过程，概括出植物组织培养技术的流程简图。 培养基的组成：固体培养基大多数都是由_氮源__、__碳源_、__水__、__无机盐_四部分组成。通过上面的实验，我们可以总结出：植物组织培养就是在_无菌___和人工控制条件下，将_离体___的植物器官、组织、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。 植物体细胞杂交技术 科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，试图培育出一种地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。但是，不同的两种生物之间，存在着天然的_生殖隔离____，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代。经过长期的实验，科学家们采用体细胞杂交的方法，终于得到了 “番茄—马铃薯”杂种植株。在进行体细胞杂交之前，必须先利用_纤维素酶__和_果胶酶_去除这层细胞壁，获得具有活力的_原生质体_。杂交过程中的另一个关键环节，是原生质体