2.1.1 植物细胞工程的基本技术-【帮课堂】2022-2023学年高二生物同步精品讲义（人教版2019选择性必修3）

《第2章 细胞工程》 第1节 植物细胞工程 一 植物细胞工程的基本技术 必会知识 考点梳理拓展延伸易错警示 必会知识一 细胞工程概述 1．细胞工程的概念 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的生物工程。 2．细胞工程的分类 (1)根据操作对象的不同，细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程等。 (2)根据所使用的技术手段不同，可将细胞工程分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植等。 3．细胞的全能性 (1)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)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。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。 (3)细胞全能性的遗传基础：每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息。 (4)植物细胞的全能性比较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但动物体细胞的全能性目前仍难以验证。 必会知识二 植物组织培养技术 1．植物组织培养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．植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性(具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整植株的潜力)。 3．过程 (1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞 (2)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。 (3)愈伤组织：植物细胞脱分化形成的不定形的薄壁组织团块 (4)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 (5)生长发育：脱分化和再分化都是在含有营养物质和外源激素的试管中完成的。再分化之后，要将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。 必会知识三 菊花的组织培养实验操作 1．实验原理：植物细胞一般具有全能性。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形成愈伤组织。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 2．实验目的 (1)了解植物组织培养的基本原理; (2)了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响； (3)尝试进行植物组织培养。 3．方法步骤 4．植物组织培养过程中应当注意的问题： (1)灭菌：培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。 (2)外植体的插入方向：接种时外植体不能倒插。 (3)严格控制光照：诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 (4)植物激素比例的控制：脱分化和再分化所需激素的比例不同。 必会知识四 植物体细胞杂交技术 1．植物体细胞杂交技术是指：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：细胞膜的流动性(原生质体融合)、植物细胞具有全能性(杂种细胞培养成杂种植株)。 3．过程 (1)原生质体融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 (2)植物体细胞杂交成功的标志：形成杂种植株。 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 5．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)； (1)未融合的细胞：A和B。 (2)两两融合的细胞：AA、BB和AB。 (3)多细胞融合体。 6．植物体细胞杂交过程中杂种细胞的检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物的性状进行判断。 (1)若只表现出一种植物的性状，说明是由未融合的细胞形成的。 (2)若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。 (3)若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状表现得到加强，则可能是由多细胞融合的细胞形成的。 (4)若得到的植株只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是由同种细胞融合的细胞形成的。 7．植物体细胞杂交后代的育性：植物体细胞杂交后，其染色体是两个物种染色体的总和，形成的是异源多倍体，因为细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上讲后代是可育的，但是育性会降低。 必备技能 典例精讲模型秒杀巧思妙解 必备技能一 细胞工程及细胞的全能性 [例1](2022秋·新疆·高三新疆兵团第二师华山中学校考阶段练习)下列有关细胞全能性的叙述，错误的是(    ) A．克隆羊“多