2023届高三生物一轮复习植物细胞工程知识整理

专题二细胞工程 2.1植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 一、植物组织培养技术 1.培养对象：离体的植物器官、组织、细胞（外植体） 2.培养条件：无菌、人工配制的培养基（固体培养基：无机营养成分、有机营养 成分、植物激素（生长素、细胞分裂素）、琼脂等)。 3.原理：植物细胞的全能性 4.过程： 消毒试剂：体积分数为70%的酒精体积分数为20%的次氯酸钠 外植体 选取部位：形成层部位（原因：分化程度低，分裂能力强，容 易诱导形成愈伤组织) ①概念：让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构 和功能而转变成未分化细胞的过程。 脱分化 ②实质：使已分化的细胞恢复分裂能力 ③条件：a无菌、b离体、c适宜的营养、d植物激素（生 长素与细胞分裂素的比例适中)、不需光 愈伤组织 是一团没有特定结构和功能，排列疏松、高度液泡化的 薄壁细胞团 ①条件：a无菌、b离体、c适宜的营养、d植物激素（细 胞分裂素与生长素浓度比较高时，有利于芽的形成：浓度比 较低时，有利于根的形成)、e光照（诱导叶绿素合成，使试 再分化 管苗进行光合作用) ②实质：基因的选择性表达 幼根幼芽或胚状体 试管苗（植株） 二、 植物体细胞杂交技术 植物A细胞 植物B细胞 去除细胞壁 方法：酶解法 酶：纤维素酶和果胶酶 植 物 原生质体A 原生质体B 细 胞 原理：细胞膜具有一定的流动性 诱导融合 方法：物理法（离心、振动、电激等） 融 化学法（聚乙二醇） 合 融合原生质体 最活跃的细胞器：高尔基体 再生出新的 细胞壁 植物细胞融合成功的标志 获得杂种细胞 植 脱分化 物 愈伤组织 原理：植物细胞的全能性 组 再分化 织 幼根幼芽或胚状体 培 养 试管苗 2.1.2植物细胞工程的实际应用 一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖技术 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)实质：植物组织培养技术 (3)原理：植物细胞的全能性 (4)分裂方式：有丝分裂 (5)繁殖方式：无性繁殖 (6)优点（特点）： ①保持优良品种的遗传特性： ②使用材料少，培养周期短，繁殖效率高，便于自动化管理，高效快速的实现种 苗的大量繁殖。 (7)实例：兰花、无子西瓜试管苗培育等。 2.作物脱毒： (1)原因：无性繁殖的作物感染了病毒容易传播给后代，病毒在作物体内逐年 积累，会导致作物产量降低，品质变差。 (2)选材部位：植物分生区附近，如茎尖（原因：病毒少，甚至无毒。） (3)技术手段：植物组织培养技术。 (4)优点：用脱毒苗进行繁殖，种植的作物不会或极少感染病毒。 (5)实例：马铃薯、草莓等主要经济作物脱毒苗的培育已获得成功。 3、人工种子： (1)概念：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过 人工薄膜包装得到的种子。 (2)结构： 人工种皮：能保持胚状体的活力，能透气、透水；含有有机物（养 分)、无机盐、农药、抗生素、有益菌、植物生长调节剂等。 胚状体：（主要组成成分）：相当于天然种子的胚。 人工胚乳：供胚状体维持生命力，保证胚状体在适宜的环境条 件下生长发育。 (3)优点： ①后代不发生性状分离： ②生产不受季节、气候和地域的限制： ③方便运输和储藏： ④提高植物的繁殖能力； ⑤可以大大节约粮食 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种： (1)方法：花药离体培养，秋水仙素处理，获得纯合子。 (2)过程： 花药 离体培养 单倍体 秋水仙素纯合子植株 处理 (2)原理： ①生殖细胞的全能性（花药离体培养为单倍体植株）。 ②染色体数目变异（秋水仙素诱导单倍体幼苗细胞染色体数目加倍）。 (4)优点： ①明显缩短育种年限： ②得到的都是纯合子，后代不会发生性状分离 (5)实例： 成功培育出单育1号烟草品种、中花8号、1号水稻、京花1号小麦等作物新品 种。 2.突变体的利用： (1)诱变材料：植物的愈伤组织（原因：细胞一直处于分生状态，容易受到培 养条件和外界压力（如：射线、化学物质等）的影响而产生突变) (2)诱变方法： ①化学诱变：用化学诱变剂处理，如：甲基磺酸乙酯、叠氮化钠等 ②物理诱变：用电辐射处理，如：Y射线、B射线，中子等。 (3)过程： 诱变处理 外植体 脱分化愈伤组织 →突变体 选新品种 培育 诱导分化 (4)原理：①基因突变：②植物细胞的全能性 (5)优点：提高突变率，加快了育种进程。 (6)缺点： ①突变不定向，需要处理大量材料。 ②突变少利多害，符合人们需要、有利的品种比较少。 (7)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。 三、细胞产物的工厂化生产 1、细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物减等 2、生产技术：植物组织培养技术 3、原理：植物细胞的全能性。 4、过程： 从细胞内提 取细胞产物 植株（