第2章 细胞工程-【晨读晚默】备战2024年高考生物必背知识清单

第2章 细胞工程 第一节 细胞工程 一、植物细胞工程的基本技术 1.细胞工程概念： 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生物工程。 ①原理方法：细胞生物学、分子生物学和发育生物学； ②操作水平：细胞器、细胞或组织水平； ③目的：得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品； ④分类：植物细胞工程、动物细胞工程。 （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.在生物生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性，比如：芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。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.是否表现出全能性的判断标准：细胞经分裂和分化后是否产生完整生物体。 4.细胞具有全能性的原因（物质基础）：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。 5.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因）：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（从而形成生物体的不同组织和器官）。 6.是不是所有的活细胞都具有全能性？不是，例如哺乳动物成熟的红细胞、植物成熟的筛管细胞。 7.细胞具有的全能性一定能表现出来吗？不是，例如动物的体细胞。 8.比较一般情况下下列细胞全能性的大小 (1)受精卵＞生殖细胞＞体细胞 (2)分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞、 (3)分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞 (4)植物细胞＞动物细胞 (5)幼嫩的细胞＞衰老的细胞 9.以下例子哪些能够表现出了细胞的全能性：（1）、（3）、（4）、（6）、（7） (1)利用菊花茎段培养获得试管苗。 (2)芽原基的细胞发育为芽，叶原基的细胞发育为叶。(3)受精卵发育成个体。 (4)蜜蜂的孤雌生殖中，卵细胞直接发育成雄蜂。 (5)造血干细胞可分化形成多种血细胞。 (6)通过花药离体培养，获得单倍体幼苗。 (7)胚胎干细胞可分化发育成为各种组织器官的细胞。 (8)种子发育成完整植株。 （二）植物组织培养技术 1．植物组织培养概念：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。 2.植物组织培养的原理：植物细胞的全能性。植物组织培养的生殖方式：无性生殖。植物组织培养的分裂方式：有丝分裂。 4.植物组织培养流程： 植物组织培养流程为“①②③―→试管苗完整植株”，其中数字序号处填写内容依次为：①外植体、②愈伤组织③根、芽等。①具体指的是离体培养的植物器官、组织或细胞；脱分化是指在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞转变成未分化细胞的过程；经脱分化形成的是不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。再分化是指愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程；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、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。 5.菊花植物组织培养 （1）选材：经常选择根尖（分生区）、茎的韧皮部（形成层）等。原因：分裂能力强、分化程度低，容易诱导形成愈伤组织。 （2）操作流程： ①外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30 s，用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30 min，用无菌水清洗2～3次。若想缩短次氯酸钠溶液处理时间应适当提高次氯酸钠溶液的浓度。 ②外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段。大小应适宜。 ③接种：在酒精灯火焰旁，并且实验中使用的培养基和所有的器械及每次使用后的器械都要灭菌，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。接种时注意外植体的方向，不要倒插。 ④培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22 ℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。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。 ⑤转移培养（再分化过程）：培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。 ⑥移栽：试管苗不可以直接移栽入土，需先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日，将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移栽入土。 （3）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？ 愈伤组织中不含有叶绿体；培养物