第2章  细胞工程知识汇总2022-2023学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第二章  细胞工程 第一节 植物细胞工程 一、细胞工程 1、概念：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、分类：植物细胞工程 动物细胞工程 二、植物细胞工程的基本技术    （一）植物组织培养技术  1、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、原理：细胞全能性 （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，即细胞具有全能性 （2）原因：生物体几乎每个细胞都具有该物种发育成个体所需的全部基因 （3）全能性大小比较 受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞； 植物细胞＞动物细胞 随着细胞分化程度的提高，细胞的全能性逐渐变小 3、过程 脱分化 再分化 离体的植物器官、组织或细胞 ―－－－→愈伤组织 ―－－－→胚状体  ―－－－→幼苗―－－－→植株 注：脱分化过程不需要光，再分化过程需要光 愈伤组织：排列疏松而无规则，高度液泡化的无定型状态的薄壁组织 4、 关键激素 （1）生长素与细胞分裂素的比值 高，利于根的分化，抑制芽的分化 低，利于芽的分化，抑制根的分化 适中，促进愈伤组织的形成 （2）先用生长素，再用细胞分裂素，有利于细胞分裂，细胞不分化 先用细胞分裂素，再用生长素，细胞既分裂也分化 同时使用，分化频率提高 5、实例：菊花的组织培养 （1）制备MS固体培养基 ①配制各种母液：无机盐母液、激素母液、维生素母液 ②配制培养基：琼脂+水―→熔化―→加蔗糖―→加各种母液―→加蒸馏水 定容―→调PH―→分装 ③灭菌：高压蒸汽灭菌 （2）外植体和超净工作台消毒： 酒精30s―→无菌水2~3次―→次氯酸钠溶液30min―→无菌水2~3次 （3）接种：酒精灯火焰旁接种 （4）培养：18－22℃培养箱中培养 15－20天后，将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，长芽后，再 将其转接到诱导生根的培养基上。 （5）移栽 （6）栽培 6、植物组织培养的优点：保持原品种的遗传特性 （二）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植物体的技术 2、原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 3、过程： ①去壁：纤维素酶和果胶酶 ②诱导融合的方法：物理法：电融合法、离心法 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、 高Ga2+－高PH融合法 ③细胞融合完成的标志：新的细胞壁的生成 4、植物体细胞杂交成功的标志：杂种植株的形成 5、优势 （1）克服了植物远缘杂交不亲和的障碍 （2）打破了物种间的生殖隔离 （3）扩大了遗传重组的范围 三、植物细胞工程的应用 （一）植物繁殖新途径 1、快速繁殖（微型繁殖）： 可以高效快速地实现种苗的大量繁殖 2、作物脱毒： （1）原理：采用植物分生组织培养来除去病毒（因为分生区附近的病毒极少或没有） （2）选材：茎尖或根尖 （二）作物新品种的培育 1、单倍体育种： （1）过程： 花药离体培养 秋水仙素处理 植物―－－－－－－－→单倍体植株―－－－－－－－→二倍体纯和植株 （2）原理：染色体变异 （3）优点：明显缩短育种年限 2、突变体的利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种（如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体） （三）细胞产物的工厂化生产 1、次生代谢物：植物代谢会产生一些一般认为不是植物体基本的生命活动所必 须产物 （1）本质：一类小分子有机化合物 （2）作用：抗病、抗虫、 （3）特点：含量低 2、愈伤组织阶段获取所需细胞产物 第二节 动物细胞工程 · 常用技术：动物细胞培养（动物细胞工程的基础） 动物细胞融合 动物细胞核移植 一、动物细胞培养  1、概念：从动物机