第02讲 植物细胞工程-【寒假自学课】2022年高二生物寒假精品课（人教版2019）

第02讲 植物细胞工程 【学习目标】 1. 植物组织培养的过程。 2. 植物体细胞杂交技术。 3. 植物细胞工程的应用。 【基础知识】 细胞工程： 细胞工程是指应用细胞生物学 、分子生物学 和发育生物学 等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得 特定的细胞、组织、器官、个体 或其产品的一门综合性生物工程。 1．原理和方法： 生物学和 生物学。 2．操作水平： 水平或 水平。 3．目的：按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 。 一、植物细胞工程的基本技术 1. 细胞的全能性：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. 细胞具有全能性的原因（物质基础） 生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。 1. 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因） 2. 全能性大小比较 （1）受精卵、体细胞、生殖细胞 __受精卵＞生殖细胞＞体细胞____ （2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞 __分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____ （3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞 __分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____ （4）植物细胞、动物细胞 __植物细胞＞动物细胞__________ （5）幼嫩的细胞、衰老的细胞 __幼嫩的细胞＞衰老的细胞____ （一）植物组织培养技术 1. 概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_（称为_外植体_）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. 原理：__植物细胞的全能性__ 3. 生殖方式：_无性生殖__ 4. 分裂方式：__有丝分裂__ 5. 过程： 脱分化：在一定的_激素_和_营养_等条件的_诱导_下，_已经分化_的细胞_失去其特有的结构和功能__，转变成_未分化的细胞__的过程。 再分化：_愈伤组织_能重新_分化_成_芽、根等器官_的过程。 探究.实践：菊花的组织培养 （1）原理 ①植物细胞一般具有_全能性__； ②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_和__再分化__，形成_胚状体__，长出__芽和根_，进而发育成_完整的植株_； ③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_的关键激素，它们的_浓度_、_比例_等都会影响植物细胞的发育方向。 生长素用量与细胞分裂素用来的比值 结果 比值高 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 （2）材料用具 ①外植体：_幼嫩的菊花茎段__：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等分裂能力强、分化程度低的区域作为材料，容易诱导形成愈伤组织。 ②体积分数为70%的酒精：对手、超净工作台、外植体进行消毒。 ③质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液：对外植体进行消毒。 ④无菌水：清洗外植体。 ⑤培养基：包括无机营养成分（水和无机盐）、有机营养成分（蔗糖、氨基酸、维生素等）、特定浓度和比例的激素（主要是生长素和细胞分裂素）。 （3）方法步骤 ①消毒—②外植体切段—③接种—④脱分化—⑤再分化—⑥移栽培养 6.植物组织培养中细胞表现出全能性的条件 （1）离体 （最关键）； （2）严格的无菌条件 ； （3）适宜的培养条件； （4）适宜 浓度和比例 的激素； （5）一定的营养条件； （二）、植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交是指将__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.原理：__植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性__ 3.生殖方式：_无性生殖_ 4.分裂方式：__有丝分裂__ 5.可遗传变异类型：_染色体（数目）变异__ 6.意义：__打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种__ 8.过程： ―→―→―→―→ （1）去除细胞壁 ①去壁原因：_细胞壁阻碍着细胞间的杂交__ ②方法：_酶解法_ ③所用酶：_纤维素酶和果胶酶__ （2）原生质体间的融合 ①原理：__细胞膜具有一定的流动性_ ②方法：物理法：_电融合法、离心法__；化学法； 聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 。 （3）再生出新的细胞壁 再生出新的细胞壁