2024届高三生物二轮复习导学案细胞工程

专题二 细胞工程 1、概念: 细胞工程是指应用 的原理和方法,通过 水平或 水平上的操作,按照人们的意愿来改变 或获得细胞 的一门综合科学技术。 2、分类: 细胞工程、 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、细胞的全能性 1. 概念:具有某种生物 的任何一个细胞,都具有 的潜能。每个生物细胞都具有 的特点。(已分化的细胞仍然具有发育成 的潜能) 2. 原因:生物体的任一细胞都包含有本物种的 。 3. 体细胞未表现全能性的原因: 。 在生物的生长发育过程中个,细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种 。这是因为在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会 表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官。 4. 体现细胞全能性的条件:脱离母体、无菌、适宜的营养物质(如水、无机盐、蔗糖、维生素、氨基酸等)、激素(生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照。 5. 全能性高低的比较(通常情况下) 不同的细胞全能性表达的难易程度不同,一般来说,有以下特点: ①植物细胞>动物细胞(高度分化的动物细胞只有 具有全能性)。 ②受精卵>生殖细胞(卵细胞、精子)>体细胞。即同种生物, 的全能性最高;自然条件下,卵细胞全能性高于精子,更易发育成新个体。 ③分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。 ④分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞。 二、植物组织培养技术 1. 理论基础: 。 2.【实验】胡萝卜的组织培养 (1)实验原理 植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性,在一定的营养和激素条件下,可以脱分化形成 。将 转接到含有 成分的培养基上,就可以诱导其再分化生成 ,进而发育成完整的小植株。植物组织培养的全过程,证明了分化的植物细胞,仍具有形成完整植株所需要的全部基因。 ( 离体的植物器官、组织或细胞 一定的营养、激素 脱分化 愈伤组织 胚状体或丛芽 试管苗 含有不同激素的分化培养基 再分化 ) (2)材料用具 胡萝卜根(或烟草叶片、小麦花药、菊花花瓣等)、经过灭菌的培养基、体积分数为70%的酒精、体积分数为20%的次氯酸钠溶液、无菌水、50mL锥形瓶或大试管、烧杯、酒精灯、恒温箱、超净工作台(或接种箱)、高压灭菌锅、滤纸、标签、消毒用酒精棉球、培养皿(或瓷砖)、解剖刀、镊子等。 (3)方法步骤 ①制备外植体 a.处理材料:将胡萝卜根用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段(约10cm)。用酒精棉球擦手消毒。 b.消毒:在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s后,立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次。 c.制备外植体:用无菌的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后,在消毒瓷砖上,用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1cm厚的横切片,再选取有形成层的部位,切取1cm3左右的小块。 ②接种:将胡萝卜组织块接种到培养基上,用锡箔纸封盖瓶口,并用橡皮筋扎紧。然后,在培养瓶上贴上标签,写明材料名称、接种日期和小组编号。 ③脱分化培养:将接种后的胡萝卜组织块,放在23~26 恒温避光条件下培养。4d后,检查培养材料的污染情况;14d后,观察愈伤组织的生长状况。然后,在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中,注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ④再分化培养:培养一段时间后,将生长良好的愈伤组织转接到分化培养基上,培养一段时间后,胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出试管苗。 ⑤移栽:将试管苗移栽到大田,培养成正常植株。 2. 植物组织培养概念 在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。 3. 归纳:植物组织培养的过程 ( 离体的植物器官、组织或细胞 脱分化 愈伤组织 根、芽或胚状体 植物体 发育 再分化 (需光) (需光) (避光) ) (1)脱分化(去分化) 已 的细胞(离体的植物器官、组织或细胞,又叫外植体),在离体条件下经过诱导,失去其特有的 而转变成未分化细胞,进而形成 的过程,称为植物细胞的脱分化。 脱分化过程必须在暗处进行培养(暗培养),有利于细胞的脱分化产生愈伤组织;如果在光照条件下,容易分化产生维管等组织,不利于产生大量的愈伤组织。 形成体(愈伤组织)特点:细胞排列疏松而无规则,是一种未分化的、高度液泡化的、无定形状态的薄壁细胞团,呈淡黄色。细胞无特定结构和功能,分裂旺盛。 (2)再分化 脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,重新分化成根、芽等器官或胚状体的过程,叫做再分化。(教材定义: 在一定的培养条件下,又可以再分化出 ,进而形成完整的小植株。) 再分化过程中必须有光照,缺光则形成白化苗。 形成体特点:有根、芽或有生根发芽的能力。 (3)营养生长 胚状体发育成完整的植物体,是一个营养生长的过程