内容正文:
专题十六:生物技术和工程
根、芽
植物体
脱分化
再分化
培养条件:
①无菌
②营养物质
③适宜环境条件(温度、PH、光等)
④植物激素:
细胞分裂素 生长素
一、植物组织培养技术--过程
遮光
一定的光照
芽发育成叶,叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
排列不规则,高度液泡化,呈不定形状态的薄壁细胞
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞(外植体)
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
如:胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
例1.(2022·辽宁抚顺·一模)人参是重要的药用植物,常以根入药,由于过度采挖导致人参资源枯竭,人工栽培周期长。研究表明,可采用植物组织培养的方式培养人参不定根,用于满足市场需求。下列相关叙述正确的是( )
A.人参不定根培养中诱导脱分化为愈伤组织体现了植物细胞的全能性
B.过程①必须光照培养以增加有机物来源
C.配制诱导愈伤组织的培养基时,需要加入一定的营养物质和适宜比例的植物激素,过程②所需要的细胞分裂素比例大于生长素
D.培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基
D 【解析】由以上分析可知,将人参不定根培养中诱导为愈伤组织过程为脱分化,未培育成植株,故没有体现植物细胞的全能性,A错误;脱分化过程不需要光照,再分化需要光照,B错误;生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,所以过程②再分化形成根所需要的生长素比例大于细胞分裂素,C错误;根据题意分析可知,人参的不定根培养过程中有脱分化过程和在分化过程,因此在培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基,D正确。故选D。
例2.(2022·辽宁·大连二十四中一模)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。科研人员利用紫草外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中进行悬浮培养,以获得更多的紫草宁。下列说法错误的是( )
A.需要在培养液中加入大量的蔗糖以提供植物细胞所需的能量
B.利用果胶酶将愈伤组织分散成单个细胞,然后进行悬浮培养
C.诱导形成愈伤组织需要利用生长素、细胞分裂素等进行调节
D.紫草宁是植物细胞次生代谢产物,其合成具有时间和组织特异性
A 【解析】培养基中应加入适量蔗糖,不能加入大量的蔗糖,否则会发生质壁分离甚至导致细胞死亡,A错误;植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,所以悬浮培养时,可以利用果胶酶(酶的专一性)处理将植物细胞分散开,B正确;诱导外植体脱分化获得愈伤组织的过程通常需要一定比例的生长素和细胞分裂素来调节,C正确;植物次生代谢产物是由植物次生代谢产生的一类非必需的小分子有机化合物,其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性,D正确。故选A。
1.植物组织培养技术操作流程
& 解题技巧
2.表格法分析生长素和细胞分裂素在植物组织培养中的作用
1)使用顺序不同,结果不同
2)用量的比例不同,结果不同
& 解题技巧
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 细胞既分裂也细胞分化
同时使用 分化频率提高
生长素与细胞分裂素的用量的比值 植物细胞的发育方向
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
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液原代培养
分瓶
传代培养
动物细胞培养过程图解
二、动物细胞培养与核移植技术
取动物组织
制成细胞悬液
转入培养液原代培养
分瓶
传代培养
动物胚胎、幼龄动物
机械法或胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理将组织分散成单个细胞
用培养液将细胞制成细胞悬液
一类细胞能够悬浮在培养液中生长增殖
大多数需要贴附于某些基质表面才能生长增殖
直接用离心法收集
重新用胰蛋白酶等处理,使之分散成单个细胞,然后再用离心法收集
例1 (2022·浙江省·模拟题)动物细胞培养是动物细胞工程的基础。下列关于动物细胞培养的叙述,错误的是( )
A.液体培养基中的动物血清需过滤灭菌
B.定期更换培养液可以防止细胞代谢产生有毒物质危害细胞
C.在二氧化碳培养箱中进行原代培养和传代培养
D.动物细胞培养体现了动物细胞核的全能性
【答案】D
【解析】液体培养基中的动物血清需过滤灭菌,否则会污染培养液,A正确;定期更换培养液可以防止细胞代谢产生有毒物质危害细胞,B正确;由于二氧化碳培养箱可以维持培养液pH的稳定,故在二氧化碳培养箱中进行原代培养和传代培养,C正确;动物细胞培养获得的产物是动物细胞,不能体现动物细胞核的全能性,D错误。故选D。
1.辨析动物细胞培养相关的两组概念
(1)细胞贴壁与接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。当贴壁细胞分裂生长到表面相互接触时,细胞