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第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
[学习目标]
1.理解细胞全能性的概念、原因。
2.掌握植物组织培养的原理及过程。
3.掌握植物体细胞杂交技术的原理及过程。
第1课时 植物细胞工程的基本技术
[对应学生用书第27页]
一、植物细胞的全能性
1.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。
2.生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因
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 。
产生完整生物体
分化成其他各种细
胞
选择性地表达
第1课时 植物细胞工程的基本技术
二、植物组织培养技术
1.概念: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。
离体
人工配制的培养基
完整植株
第1课时 植物细胞工程的基本技术
2.全能性表达过程
(1)脱分化:让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的 结构和功能 ,转变成未分化细胞的过程。
(2)再分化:脱分化产生的 愈伤组织 ,在一定的培养条件下,再分化出 芽 、 根 等器官,进而形成完整的小植株。
(3)激素的作用: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。
结构和功能
愈伤组织
芽
根
生长素
细胞分裂素
第1课时 植物细胞工程的基本技术
3.操作流程
(1)过程:① 脱分化 、② 再分化 。
(2)激素: 细胞分裂素 、 生长素 。
脱分化
再分化
细胞分裂素
生长素
第1课时 植物细胞工程的基本技术
三、植物体细胞杂交技术
1.概念: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。
不同来源
杂种细胞
新植物体
第1课时 植物细胞工程的基本技术
2.植物体细胞杂交流程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
3.原理
(1)细胞膜具有一定的 流动性 。
(2)植物细胞的 全能性 。
4.意义:植物体细胞杂交技术在打破 生殖隔离 ,实现 远缘杂交 育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
流动性
全能性
生殖隔离
远缘杂交
第1课时 植物细胞工程的基本技术
判断正误,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)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。( √ )
(4)在植物组织培养过程中需要给予光照,以诱导脱分化过程。( × )
(5)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。 ( √ )
(6)植物体细胞杂交过程中,细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。( √ )
√
×
√
√
第1课时 植物细胞工程的基本技术
[对应学生用书第28页]
知识点一 植物组织培养
如图为植物组织培养的过程,请思考后回答:
第1课时 植物细胞工程的基本技术
(1)在植物组织培养过程中,为什么要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作?
提示:避免杂菌在上面迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。
(2)在组织培养过程中,诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同?
提示:三种培养基的生长素和细胞分裂素的比例不同。
第1课时 植物细胞工程的基本技术
(3)诱导愈伤组织期间一般不需要光,后续培养过程中,为什么每日要给予适当时间和强度的光照?
提示:后续培养过程中,给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的合成,进一步形成叶绿体进行光合作用。
(4)若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位,愈伤组织中是否会含有叶绿体?为什么?
提示:培养物经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞,愈伤组织中不含叶绿体。
第1课时 植物细胞工程的基本技术
1.植物组织培养的过程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
①外植体的选择:外植体脱分化的难易程度因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说,植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易,而植物的茎、叶和成熟的组织较难。
②制备外植体首先要消毒,其次要选取有形成层的部分,因为形成层细胞易脱分化。
2.植物组织培养技术的注意事项
(1)外植体的选择与制备
第1课时 植物细胞工程的基本技术
(3)光照的控制
对于植物组织培养来说,光照条件非常重要。在组织细胞脱分化形成愈伤组织的阶段往往要避光培养,黑暗条件有利于细胞脱分化产生