第2章 第1节 一 植物细胞工程的基本技术-【高考领航】2021-2022学年新教材高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步核心辅导与测评教师用书（人教版）

第1节　植物细胞工程 一　植物细胞工程的基本技术 [目标领航]　1.掌握植物细胞工程的理论基础。2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。3.尝试进行菊花的组织培养。 细胞的全能性及表现 1．细胞全能性概念 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 2．现实表现 在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性，这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 植物组织培养技术 1．概念 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．植物组织培养流程 接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活 3．菊花的组织培养 (1)理论基础：植物细胞一般具有全能性。 (2)基本过程 ―→ ①愈伤组织：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。 ②脱分化：是由已经分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。 ③再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 (3)植物激素：关键性激素是生长素和细胞分裂素，启动细胞分裂、脱分化和再分化，二者的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 (4)菊花培养的方法步骤 ①消毒：包括双手和超净工作台以及外植体。 ②材料切取：将外植体切成0.5～1 cm长的小段。 ③接种材料：在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。 ④培养：置于18～22 ℃的培养箱中培养。 ⑤转接：培养15～20 d后，转接到诱导生芽的培养基上。 植物体细胞杂交技术 1．概念 是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 2．植物体细胞杂交技术流程图 (1)去除细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。这是杂交过程的关键环节。 (2)诱导原生质体融合的方法 ①物理法：电融合法、离心法等。 ②化学法：用聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca＋—高pH融合法等。 3．意义 植物体细胞杂交技术打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 (正确的打“√”，错误的打“×”) 1．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(×) 2．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。(×) 3．在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。(×) 4．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。(√) 5．植物组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素。(√) 6．先使用生长素，后使用细胞分裂素，有利于细胞分裂和分化。(×) 7．先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化。(√) 8．同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向。(√) 知识点一　植物组织培养技术 1．细胞的全能性的内涵与外延 (1)原因：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体分化成各种细胞所必需的全部遗传信息。 (2)现实体现：在生物的生长发育过程中，生物体内的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，细胞内的基因会选择性表达。 (3)不同细胞的全能性大小比较 ①体细胞的全能性：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。 ②不同细胞的全能性：受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞。 ③不同生物细胞的全能性：植物细胞>动物细胞。 (4)具有全能性不等于体现全能性 ①具有全能性：理论上，活细胞都具有全能性。 ②体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明体现了细胞的全能性。 2．植物激素在组织培养中的作用 (1)植物组织培养的过程 → 上述过程中，在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。其中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序以及用量的比例等，都会影响实验结果。 (2)激素的影响 ①在配制好的MS培养基中，常常需要添加植物激素。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。 ②植物激素使用的先后顺序以及用量的比例等不同，对实验结果的影响不同。 a．按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素，会得到不同的实验结果 使用顺序 实验结果 先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化 先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂也分化 同时使用 分化频率提高 b.当同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向 生长素用量/细胞分裂素用量 植物细胞的发育方向