2.1 植物细胞工程知识清单-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第1节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术 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。 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. 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。 3. 细胞具有全能性的原因：生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质 4．细胞没有表现全能性的原因：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 。 5. 以下例子哪些能够表现出了细胞的全能性：①③④⑥⑦ 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.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：植物细胞的全能性， 生殖方式：无性生殖， 分裂方式：有丝分裂， 3. 基本过程:④ 接种外植体ABC植株移栽成活 (1)图中A表示诱导愈伤组织,B表示诱导生芽,C表示诱导生根。  (2)图中①过程为脱分化,是指在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块的过程。 经脱分化形成的不定形的薄壁组织团块称为愈伤组织。  (3)图中②③过程为再分化是指愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。  (4)④表示移栽过程。 4. 激素的作用：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； 生长素与细胞分裂用量的比值 结果 比值高 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 5.操作流程： （1）取材、消毒：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； 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； 用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段。 ②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。 ③转接：将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上；长出芽后再转接到诱导生根培养基上，进一步诱导形成试管苗。 ④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。 6.注意事项： （1）若培养物取自植物的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，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。 （2）植物组织培养中细胞表现出全能性的条件 ①离体（最关键）。②严格的无菌条件。③适宜的培养条件。④适宜浓度和比例的激素。 ⑤一定的营养条件。 （3）为什么一定要离体才能表现出全能性？ 若细胞不离体，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 （4）如何控制严格的无菌条件？ ①用体积分数为70%的酒精对手、超净工作台、外植体进行消毒,对外植体处理还需要质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液,清洗外植体需要使用无菌水。②对培养基和器械进行灭菌；③接种操作必须在酒精灯火焰旁进行。 （5）无菌操作的目的？ 避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长。 （6）整个过程中使用的培养基中是一成不变的吗？不是。 分别为诱导愈伤组织的培养基→诱导生芽的培养基→诱导生根的培养基。 （7）接种后，外植体被污染的可能原因： ①培养基、接种工具灭菌不彻底。②外植体消毒不彻底。③操作过程不符合无菌操作要求等。 三、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。 2. 原理：植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性。 3. 生殖方式：无性生殖。 分裂方式：有丝分裂。可遗传变异类型：染色体(数目)变异。 4. 意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 5.杂交过程： 6. 植物体细胞杂交的主要步骤：植物细胞融合和植物组织培养。 （1）去细胞壁：用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。 原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合） （2）原生质体间的融