2.1.1 植物细胞工程的基本技术（教学讲义）-2023-2024学年高二生物下学期同步教学讲义（2019人教版选择性必修3）

第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程的基本技术 学习目标 必备知识 一、细胞的全能性 二、植物组织培养技术 三、植物体细胞杂交技术 拓展延伸 高考链接 模拟演练 1.概述植物组织培养的原理和过程 2.概述植物体细胞杂交的原理和过程 一、细胞的全能性 1．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 、 或 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：依据操作对象分为 程和 工程。 2．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 或分化成其他 的潜能。 （2）具有全能性的原因：生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的 遗传物质。 （3）在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都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 地表达。 （4）全能性表现的条件： ① （最关键）；② 的环境；③适宜的培养基(营养物质和 ) ；④适宜的环境条件(温度、 等) （5）细胞全能性的大小：分化程度越高，细胞全能性越 ①受精卵＞体细胞；② 细胞＞ 细胞； ③分化程度 的＞分化程度 的 ；④分裂能力强的＞分裂能力弱的 （6）全能性标志：由分裂分化后的细胞发育成 或者分化成其他 （7）实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 【植物的种子发育成完整植株，未体现细胞的全能性：种子中的胚相当于植物体的幼体】 2、 植物组织培养技术 1.定义：将 的植物器官、组织或细胞等，培养在 上，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为 。 2.理论基础：植物细胞的 3.过程： （1）脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的 ，转变成 细胞的过程。 （2）再分化：脱分化产生的 ，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。 （3）愈伤组织：排列疏松, ，高度液泡化, 状态的薄壁细胞。（进行有丝分裂且速度较快，从而获得大量细胞） 4.菊花的组织培养流程： （1）外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用 消毒30 s，用无菌水清洗2～3次后，再用 处理30 min，用无菌水清洗2～3次。 （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。 （3）接种：在 旁，将外植体的1/3～1/2插入 的培养基中。【接种外植体时，不要倒插！（将“形态学上端”朝上）】 （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 中培养。定期观察和记录 的生长情况。【置于黑暗：有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。】 （5）转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到 的培养基上。长出芽后，再将其转接到 的培养基上，进一步诱导形成试管苗。【置于光照：芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照】 （6）移栽：将试管苗移植到消过毒的 上，壮苗后再移栽入土。 3、 植物体细胞杂交技术 1.概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 2．过程 (1)去壁：用 去除植物细胞壁，获得原生质体。【原生质体≠原生质层（细胞膜、液泡膜及两膜之间夹杂的细胞质）】 ①去壁原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交 ②方法： 酶解法 (2)人工诱导原生质体融合的方法【理论基础：细胞膜的流动性】 ①物理法： 等。 ②化学法： 融合法、 融合法等。 3．原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的 ，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的 。 【植物细胞融合完成的标志：再生出新的细胞壁；植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体】 4．意义：打破 ，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 1.生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响 生