第2章 细胞工程（讲考点·课件）-备战2024年高考生物一轮复习考点帮（新教材新高考）

第34讲 植物细胞工程 考点一　植物细胞工程的基本技术 考点二　植物细胞工程的应用 内容要求 学业要求 1.阐明植物组织培养是在一定条件下,将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织,并重新分化,最终形成完整植株的过程 2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,继而培育成新植物体的技术 3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率 4.利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培 ①结合生活或生产实例,举例说出细胞工程及相关技术的基本原理(生命观念) ②针对人类生产或生活的某一需求,在细胞工程中选取恰当的技术和方法,尝试提出初步的工程学构想,进行简单的设计和制作(生命观念、科学探究) 一、细胞工程的概念分析 原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 操作水平 细胞器水平、细胞水平或组织水平 目的 有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 类型 植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程 二、植物细胞的全能性 （1）细胞经过分裂和分化后，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。 （3）在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都表现具有全能性，因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达。 （2）原因：细胞中含有生长发育成生物体所需要的全套遗传信息。 （4）细胞分化程度越低，全能性越高，二者呈负相关。 材料 　离体的细胞、组织或器官 培养基 　种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素 外界 条件 ①无菌操作 ②光照:诱导愈伤组织期间（脱分化）一般不需要光照,在后续培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照 （5）表达全能性条件: 三、植物组织培养技术 植物组织培养 细胞具有全能性 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，诱导其形成完成植株的技术。 概念 原理 → → 植物组织培养流程图 脱分化 再分化 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 (1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞。 (2)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，进而形成不定形的薄壁细胞团块，称为愈伤组织。 脱分化 再分化 (3)再分化：愈伤组织能重新分化成芽、根等器官的过程。 (4)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。  外植体 愈伤组织 诱导生芽、生根 移栽成活 (6)植物组织培养过程中,诱导愈伤组织（脱分化）期间一般不需要光照； 再分化过程需要光照,光的作用是诱导叶绿素合成,利于幼苗进行光合作用。  (5)生长素/细胞分裂素比例高时，诱导根的形成；反之，诱导芽的形成。  (7)植物组织培养过程中,必须进行无菌操作。 5 菊花的组织培养 四、植物体细胞杂交技术 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： 1.概念： 细胞膜流动性、植物细胞的全能性。 四、植物体细胞杂交技术 去除细胞壁→原生质体 原生质体融合→杂种细胞 植物组织培养→杂种植株 ①利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 ②区别原生质体和原生质层 ③获得原生质体时，应在等渗溶液中进行 3.过程： 四、植物体细胞杂交技术 去除细胞壁→原生质体 原生质体融合→杂种细胞 植物组织培养→杂种植株 ①物理法： ②化学法： ③原生质体融合体现细胞膜具有流动性的特点 聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高PH融合法 电融合法、离心法 ⑤融合细胞（两两融合）：AA、BB、AB ④再生出细胞壁是细胞融合完成的标志 9 四、植物体细胞杂交技术 去除细胞壁→原生质体 原生质体融合→杂种细胞 植物组织培养→杂种植株 ③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表现出独特优势。 ①植物体细胞杂交技术包含植物组织培养。 ②杂种植株为异源四倍体，有同源染色体，可育。 植物繁殖的新途径 作物脱毒 快速繁殖 作物新品种的培育 突变体的应用 单倍体育种 细胞产品的工厂化生产 在植物组织培养过程中，由于细胞处于增殖状态，容易受到影响产生突变；筛选出有用的突变体，培育新品种。 高效、快速地实现种苗的大量繁殖 保持优良品种的遗传特性 取植物顶端分生区附近（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗 过程：花药离体培养→单倍体植株→诱导染色体加倍→培育出性状稳定的纯合植株 优点：明显缩短了育种年限 次生代谢物（不是生物生长必需的） → → 植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或