第2章 细胞工程-2023-2024学年高二生物单元必背知识清单（人教版2019选择性必修3）

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 一．植物细胞工程的基本技术 1．细胞工程的概念 (1)原理和方法：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。 (2)操作水平：细胞器水平、细胞水平或组织水平。 (3)目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。 (4)分类：①植物细胞工程：植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术。 ②动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植等技术。 2．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。（黑体字） (2)原因：生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因。 (3)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性。 实例：芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。 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。 (4)大小比较 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植物细胞>动物细胞 (5)植物细胞表现出全能性的条件：离体、营养物质、激素、适宜的温度和PH。 (6)体现：利用植物的一片花瓣，一粒花粉，甚至一个细胞都可以繁殖出新的植株。 注意：植物的种子发育成完整植株，不能体现细胞的全能性，因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株或分化成其他各种细胞的潜能。 3．植物组织培养技术 (1)概念 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。（黑体字） (2)原理：植物细胞具有全能性 (3)过程： 接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活 再分化 脱分化 (4)外植体：用于植物组织培养的，离体的植物器官组织或细胞。 愈伤组织：不定形的薄壁组织团块。 脱分化：让已经分化的细胞，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。 脱分化实质：基因的选择性表达 再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 (5)探究实践——菊花的组织培养（了解） 取材、 消毒 ①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段 接种 将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织 转接 ①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗 移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土 注：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。 生长素/细 胞分裂素 植物细胞的发育方向 高 有利于根的分化、抑制芽的形成 低 有利于芽的分化、抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的生长 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤（生根裂芽等愈伤） ① ②诱导细胞脱分化形成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，有利于叶片内叶绿素的合成。　　　 ③植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。 ④菊花的组织培养过程中更换培养基的原因：诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化成芽、根所需的生长素和细胞分裂素的比例不同。 ⑤在植物组织培养过程中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加。如菊花茎段组织培养比较容易，且外植体一般含有少量的内源激素，故培养基中不需要添加植物激素。 ⑥制备菊花的外植体时，首先要消毒，其次要选取幼嫩的茎段，因为该部分细胞易于诱导形成愈伤组织。 ⑦接种时注意外植体的方向，不要倒插。 4．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。（黑体字） (2)原理：植物体细胞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)基本过程 ①两两融合后的细胞不一定(一定/不一定)是杂种细胞 ②诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？ 融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞，故融合后的细胞需要筛选。 ③上述细胞融合过程的完成与线粒体和高尔基体（填细胞器）密切相关 ④若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物