第九章 第2课时 细胞工程-【直击双1流】2024高考生物一轮复习讲义

第 2 课时　 细胞工程 一、植物细胞工程 1. 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)原理:细胞的全能性,即细胞经分裂和分 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。 ①物质基础:细胞内含有本物种全套的遗传 信息。 ②表达条件:具有完整的细胞结构;处于离 体状态;提供一定的营养、植物激素和其他适宜 外界条件;无菌操作。 (3)菊花的组织培养 ①外植体:离体培养的植物器官、组织或 细胞。 ②愈伤组织:不定形的薄壁组织团块。 ③脱分化: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。 ④再分化:愈伤组织重新分化成芽、根等器 官的过程。 (4)植物激素对植物组织培养的影响 ①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,它们的浓度、比 例等都会影响植物细胞的发育方向。 植物组织 培养的脱分化阶段要避光培养,再分化阶段需要 光照培养。 ②植物组织培养中生长素和细胞分裂素的 比值与效果 生长素 / 细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低时 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. 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。 (2)原理:原生质体的融合利用了细胞膜的 流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细 胞的全能性。 (3)植物体细胞杂交技术流程 过程①:指的是去除细胞壁获得具有活力的 原生质体,所用的酶是纤维素酶和果胶酶。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 981第九章　生物技术与工程 　　　 过程②:指的是原生质体的融合。 人工诱导 的物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括 PEG 融合法、高 Ca2+—高 pH 融合法等。 过程③:指的是原生质体融合后再生出细胞 壁,这是原生质体融合成功的标志。 两两融合的 原生质体的三种类型:AA、BB、AB,符合要求的 只有 AB,因此需要进行筛选。 过程④:利用的是植物组织培养技术,是植 物体细胞杂交的基础。 (4)意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育 种,培育植物新品种。 (5)辨析植物体细胞杂交与植物有性杂交 项目 植物体细胞杂交 植物有性杂交 生殖方式 无性生殖 有性生殖 所得植株的 变异类型 染色体变异 基因重组 遗传物质的变化 不管是染色体数、基因型 还是染色体组数都是直接 相加得到的(异源多倍体) 染 色 体 数、 染 色体组数都与 亲代相同 孟德尔遗传规律 不遵循 遵循 3. 植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖的新途径 ①快速繁殖(微型繁殖):用于快速繁殖优良 品种的植物组织培养技术。 不仅可以高效、快速 地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的 遗传特性。 ②作物脱毒:利用茎尖、根尖等病毒极少甚 至无病毒组织进行组织培养获得脱毒苗。 (2)作物新品种的培育 项目 原理 优点 过程 单倍体 育种 植物细胞的 全能性和染 色体变异 明显缩短育 种年限; 后 代一般是纯 合子, 能稳 定遗传 花药(或花粉) 离体培养→ 单倍体植株 人工诱导 染色体加倍 →纯 合子植株(二倍体) 突变体 的利用 植物细胞的 全能性和基 因突变 提高愈伤组 织 的 突 变 率, 加快育 种进程 　 　 (3)细胞产物的工厂化生产 例 1 (2022·浙江绍兴高三期末)马铃薯四 倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯 野生种存在青枯病的抗性基因。 由于核型等差 异,野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交 繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研 究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究(已知 杂种细胞会发生部分染色体缺失现象),过程如 图所示。 下列分析正确的是 (　 　 ) A. 在低渗溶液中,用酶解法处理 A 和 B 可 以获得两种原生质体 B. 过程①体现了生物膜的流动性,用染色体 组型分析可筛选出杂种细胞 C C. 过程②所配制的培养基中添加了等量的 生长素类和赤霉素类植物生长调节剂 D. 过程③为脱分化、再分化过程,可采用 PCR 等技术鉴定植株