专题二植物细胞工程知识点
第02讲 植物细胞工程(解析版)
第02讲 植物细胞工程【学习目标】1. 植物组织培养的过程。
2. 植物体细胞杂交技术。
3. 植物细胞工程的应用。
【基础知识】细胞工程: 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。
1.原理和方法:细胞 生物学和分子 生物学。
2.操作水平:细胞 水平或细胞器 水平。
3.目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品 。
一、植物细胞工程的基本技术1. 细胞的全能性: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_,即细胞具有_全能性_。
2. 细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_,都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。
1. 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达2. 全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞__受精卵>生殖细胞>体细胞____(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞__分化程度低的细胞>分化程度高的细胞_____(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞__分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞____(4)植物细胞、动物细胞__植物细胞>动物细胞__________(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞__幼嫩的细胞>衰老的细胞____(一)植物组织培养技术1. 概念:植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_(称为_外植体_)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__3. 生殖方式:_无性生殖__4. 分裂方式:__有丝分裂__5. 过程:外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化胚状体或丛芽――→发育植株脱分化: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__的过程。
高中生物专题2细胞工程第1节(第1课时)植物细胞工程基本技术专题讲解解析选修3解析
(3)此过程要无菌操作,主要是指对________进行灭菌、 消毒。B阶段需要光照,原因是______________________ _________________________________________________ _________________________________________________ _________________________________________________ 。 (4)试管苗的根细胞没有叶绿素,而叶的叶肉细胞具有叶 绿素,这是基因____________的结果。
解析:花粉是通过减数分裂形成的,其基因型为AB或Ab或 aB或ab,由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理,是单 倍体。 答案:D 点评:(1)外植体最好选择幼嫩部分的原因:幼嫩部分细 胞全能性高。 (2)植物组织培养有体细胞培养和有性生殖细胞培养之分: 前者属于无性繁殖,子代可基本保持母本的优良性状。
点评:(1)配子(如精子、卵子)亦具细胞全能性。因 为配子中至少含有一个完整的染色体组,根据染色体 组概念,一个染色体组就含有该物种生长发育、遗传 变异所需的全部遗传物质。 (2)动物体细胞虽具细胞全能性,但因其高度分化, 目前其全能性还没有实现表达。 (3)并不是每一个细胞均具全能性。如植物的筛管细 胞、哺乳动物的成熟的红细胞等。
►变式迁移 2.下图所示的是基因型为AaBb的水稻的花药通过无 菌操作接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培 育过程。下列相关叙述错误的是( )
A.愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规 则的细胞团 B.在愈伤组织的形成过程中,必须从培养基中获得 水、无机盐和小分子有机物等营养物质 C.为促进花粉细胞分裂生长,在培养基中应加入适 宜浓度的生长素等激素 D.试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或 aabb 植物体细胞杂交
专题二植物细胞工程知识点
专题二 细胞工程知识点梳理填空概念:应用 和 的原理和方法,通过 或 上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。
分类:根据操作对象不同,可分为 、 。
一、植物细胞工程理论基础(原理) 。
1、概念:具有某种生物 的任何一个细胞,都具有发育成 的潜能。
全能性表达的难易程度: > 生殖细胞> ;> 动物细胞;2.在理论上,生物的任何一个细胞都具有 ,但在生物的生长发育过程中,细胞并不表现 ,而是分化成各种 。
3.特定的___________条件下,细胞中的基因会有 地表达出各种 ,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同 。
(一)植物组织培养技术植物组织培养:在 和 的条件下,将 的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的 上,给予适宜的培养条件,诱导其产生 、丛芽,最终形成完整植株。
1.操作过程:外植体――→①A ――→②B ―→植物体图中① ,② ,A 表示 ,B 表示 。
2.细胞脱分化:已 的细胞经过 后,失去其特有的 而转变成未分化细胞的过程。
3.胡萝卜的组织培养实验1)实验原理植物体的根、茎、叶细胞都具有 ,在一定的 和 等条件下,可以脱分化形成 。
将愈伤组织转接到含有不同 成分的培养基上,就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽,进而发育成 。
证明了分化的植物细胞仍具有 。
2)实验步骤①将用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段。
用酒精棉球擦手。
②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用消毒30s后,立即用清洗2~3次,再用处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次。
③用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。
然后,在瓷砖上,用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片,再选取有的部位,切取1 cm3左右的小块。
④将接种到培养基上,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、接种日期和小组号。
⑤将接种后的胡萝卜组织块,23~26℃恒温条件下培养。
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。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案
高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案高中生物选修三专题二细胞工程知识点归纳和答案植物细胞工程和动物细胞工程默写1、细胞工程是在或的操作2、细胞工程按操作对象分为和3、植物细胞工程通常采用的技术手段是:和4、植物组织培养的理论基础是:5、理论上每一个活细胞都应该具有。
因为6、受精卵的全能性最高,受精卵生殖细胞体细胞7、为什么体内细胞没有表现出全能性,而是分化成为不同的组织、器官?8、植物组织培养的外界条件:,内在原理是:9、植物组织培养的过程:经过形成经由过程形成,最后移栽发育成。
10、是指已分化细胞经诱导,失去其特有的结构和功能而变为未分化细胞的过程。
11、是指由外植体长出来高度液泡化、无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松无规则的组织。
12、植物体细胞杂交的意义(优势):。
13、去除细胞壁的常用方法:(纤维素酶、果胶酶等)14、人工诱导原生质体融合方法:物理法:等;化学法:15、融合完成的标志是:16、植物体细胞杂交过程包括:和。
17、植物体细胞杂交的原理是:和18、人工种子的特点是:19、作物脱毒(1)材料:(2)脱毒苗:20、单倍体育种:(1)方法:(2)优点:;21、动物细胞工程常用的技术手段:(基础)、、、22、动物细胞培养的原理是:。
23、用处理,一段时间后获得单个细胞。
24、细胞贴壁:25、细胞的接触抑制:26、原代培养:,培养的第1代细胞与传10代以内的细胞称为原代细胞培养。
将原代细胞从培养瓶中取出,用处理后配制成,分装到两个或两个以上的培养瓶中继续培养,称为27、目前使用的或冷冻保存的正常细胞通常为28、细胞株:原代细胞一般传至10代左右细胞生长停滞,大部分细胞衰老死亡,少数细胞存活到40~50代,这种传代细胞为细胞株。
细胞系:细胞株传代至50代后又出现细胞生长停滞状态,只有部分细胞由于遗传物质的改变,使其在培养条件下可以无限制传代,这种传代细胞为细胞系。
细胞株和细胞系的区别:细胞系的遗传物质改变,具有癌细胞的特点,失去接触抑制,容易传代培养。
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:外植体 脱分化 消毒试剂:体积分数为70%的酒精体积分数为20%的次氯酸钠 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) 再分化 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,使试管苗进行光合作用) ②实质:基因的选择性表达 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。
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 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 试管苗(植株)二、植物体细胞杂交技术植物细胞融合植物组织培养原理:植物细胞的全能性方法:酶解法酶:纤维素酶和果胶酶再分化原理:细胞膜具有一定的流动性方法:物理法(离心、振动、电激等)化学法(聚乙二醇)最活跃的细胞器:高尔基体植物细胞融合成功的标志脱分化植物A细胞植物B细胞去除细胞壁原生质体B诱导融合融合原生质体再生出新的细胞壁获得杂种细胞愈伤组织幼根幼芽或胚状体试管苗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。
专题2__细胞工程知识点总结
生物选修3专题2 细胞工程知识点总结(一)植物细胞工程1.理论基础(原理):细胞全能性全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2.植物组织培养技术(1)过程:离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体(2)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(3)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术(1)过程:(2)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。
化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。
(3)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
(3)细胞贴壁和接触抑制:悬液中分散的细胞很快就贴附在瓶壁上,称为细胞贴壁。
细胞数目不断增多,当贴壁细胞分裂生长到表面相互抑制时,细胞就会停止分裂增殖,这种现象称为细胞的接触抑制。
(4)动物细胞培养需要满足以下条件①无菌、无毒的环境:培养液应进行无菌处理。
通常还要在培养液中添加一定量的抗生素,以防培养过程中的污染。
此外,应定期更换培养液,防止代谢产物积累对细胞自身造成危害。
②营养:合成培养基成分:糖、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素等。
通常需加入血清、血浆等天然成分。
③温度:适宜温度:哺乳动物多是36.5℃+0.5℃;pH:7.2~7.4。
④气体环境:95%空气+5%CO2。
O2是细胞代谢所必需的,CO2的主要作用是维持培养液的pH。
(5)动物细胞培养技术的应用:制备病毒疫苗、制备单克隆抗体、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点
专题二细胞工程(一)植物细胞工程概念:在无菌与人工控制的条件下,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。
1、理论基础(原理):细胞全能性全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2、植物组织培养技术(1)原理:植物细胞的全能性,即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能。
(2)过程:(3)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(4)地位:就是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3、植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同植物的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,培育成新的植物体的技术。
细胞融合的生物学原理:细胞膜的流动性。
(2)过程:(3)诱导融合的方法:①物理法:离心、振动、电刺激等。
②化学法:一般用乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。
③融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。
(4)植物体细胞杂交的终点就是培育成杂种植株,而不就是形成杂种细胞就结束。
杂种植株特征:具备两种植物的遗传特征。
原因就是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(5)意义:克服了远缘杂交不亲与的障碍。
4、植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径:微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、人工种子(2)作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。
(二)动物细胞工程1、动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长与繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点
专题二细胞工程(一)植物细胞工程概念:在无菌和人工控制的条件下,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。
1.理论基础(原理):细胞全能性全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞2.植物组织培养技术(1)原理:植物细胞的全能性,即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能。
(2)过程:(3)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(4)地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同植物的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,培育成新的植物体的技术。
细胞融合的生物学原理:细胞膜的流动性。
(2)过程:(3)诱导融合的方法:①物理法:离心、振动、电刺激等。
②化学法:一般用乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。
③融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。
(4)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。
杂种植株特征:具备两种植物的遗传特征。
原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(5)意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
4.植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径:微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、人工种子(2)作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。
(二)动物细胞工程1. 动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
植物细胞工程知识点
绪论:细胞工程(cell engineering):应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的实验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。
广义:所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。
狭义:细胞融合和细胞培养技术。
细胞学说:细胞是生物结构、功能和发育的基本单位。
1902, Haberlandt《植物细胞离体培养实验》;B族维生素的应用:White等;激动素的发现:Miller ;单个胡萝卜细胞形成体细胞胚:1958,Steward;最早研究茎尖培养人参:罗士韦。
植物细胞工程技术在育种上的应用(简答):1、快速获得特殊倍性材料:单倍体、三倍体2、克服远缘杂交不亲和性3、克服杂种胚早期夭折4、导入外源基因5、突变体筛选6、种质资源保存植物胚胎干细胞:茎端分生细胞、形成层分生细胞和薄壁细胞;组织干细胞:分化程度高的一些细胞;脱分化(dedifferentiation): 分化细胞转变为分生状态,形成胚性细胞团或愈伤组织的现象;脱分化条件:创伤和外源激素第一章:分化(differentiation ):导致细胞形成不同结构,引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
脱分化(dedifferentiation): 培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。
再分化(redifferentiation ):离体条件下,细胞脱分化后,无序生长的细胞及其愈伤组织重新进入有序生长再生为个体的过程细胞全能性(cell totipotency ): 一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力。
全能性差异:植物顶端分生组织细胞较强;完全失去分裂能力的细胞,如细胞核开始解体的筛管和木质部部分没有。
细胞脱分化过程中的生理活动与细胞结构变化:1、细胞质显著变浓,大液泡消失;2、核体积增加并逐渐移位至细胞中央3、细胞器增加4、其中细胞脱分化的重要特征:液泡蛋白体的出现,质体转变为原质体5、细胞开始脱分化的标志:蛋白体的出现,同时细胞质密度增加。
高三植物细胞工程知识点
高三植物细胞工程知识点植物细胞工程是一门综合性学科,广泛应用于农业、食品科学、药物研发等领域。
通过利用植物细胞的生物学特性,可以实现对植物的基因改良、疾病抗性提升、产量提高等目标。
本文将介绍高三生物学学科中涉及的植物细胞工程的关键知识点。
一、基因转化技术基因转化技术是植物细胞工程的核心方法,主要通过将外源基因导入植物细胞中,使其表达具有特定功能的蛋白质或对植物性状进行改良。
常用的基因转化技术包括农杆菌介导的遗传转化、基因枪法、电穿孔法等。
通过这些技术,研究人员可以实现对植物性状的精确调控和改变。
二、基因操作工具1. 载体:在基因转化中,载体起到携带外源基因并将其导入植物细胞的作用。
常用的载体有质粒和病毒。
质粒是一种环状双链DNA分子,可以被植物细胞轻易摄取和整合到基因组中。
病毒则利用自身的复制和传播机制将外源基因导入植物细胞。
选择合适的载体对基因转化成功率具有重要意义。
2. 选择标记基因:选择标记基因在基因转化中起到筛选转化成功细胞的作用。
常用的选择标记基因有抗生素抗性基因和荧光基因等。
将可被抗生素敏感的植物细胞转化为抗生素抗性的细胞后,通过添加相应抗生素来筛选转化成功的细胞。
三、植物基因工程应用1. 抗虫基因工程:通过引入具有抗虫功能的基因,使植物具有自身的抗虫能力。
例如,转Bt基因的棉花和玉米能够产生杀虫晶体蛋白,有效抵抗棉铃虫、玉米螟等害虫的侵袭。
2. 抗逆基因工程:逆境胁迫是限制植物生长和发育的重要因素。
通过引入耐逆性相关基因,如抗旱基因、抗盐基因等,可以增强植物的逆境耐受性,提高丰产性。
3. 植物代谢工程:利用植物细胞工程技术改变植物次生代谢途径,生产特定的药物、香料和化学品。
例如,通过转化阿胶树细胞,可以大规模生产传统药材中的活性成分。
四、植物细胞工程的挑战与展望尽管植物细胞工程在农业和生命科学领域取得了显著的成就,但仍面临一些挑战。
其中,基因转化效率低、外源基因稳定性等问题是需要解决的难题。
植物细胞工程知识点
(3)优点: ①后代无性状分离
②不受季节、气候和地域的限制
六、作物新品种的培育
1.单倍体育种(以二倍体植物为例):
单倍体
二倍体
(2)优点。
①后代是纯合子,能稳定遗传,不会发生性状分离。
②极大地缩短了育种年限。
2.突变体的利用:
(1)产生原因:植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态容易受培养条件和外界压力的影响而产生突变。
五、植物繁殖的新途径
1.微型繁殖:
(1)概念:快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 无性 大量繁殖
2.作物脱毒:
(1)取材:无病毒的茎尖组织。
(2)优点:提高作物的产量和品质。
(3)实例:脱毒马铃薯的培育。
3.神奇的人工种子:
(1)结构人工薄膜+胚状体(或不定芽、顶芽、腋芽)Biblioteka (2)获得方法植物组织培养
三、植物组织培养技术
1.原理:细胞的全能性。
2.概念理解:
(1)培养对象:离体的植物器官、组织、细胞。
(2)培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等。
(3)培养结果:产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整植株。
3.操作流程:外植体
愈伤组织
根 、芽或胚状体
试管苗
四、植物体细胞杂交技术
1.概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞
一、细胞工程的概念和分类 1.概念: (1)应用原理:细胞生物学和分子生物学。 (2)操作水平:细胞水平或细胞器水平。 (3)操作目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 2.分类:根据操作对象的不同,分为植物细胞工程和动物细胞工程。 二、植物细胞的全能性 1.含义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。 2.表达过程: (1)脱分化:让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 (2)再分化:脱分化产生的愈伤组织在一定的培养条件下,再分化出幼根和芽,进而形成完整的小植株。 (3)影响细胞全能性表现的原因:生长发育过程中→特定的时间和空间条件下→细胞中的基因会选择性表达→特定蛋白质→不 同的组织和器官。 3.不同细胞全能性比较: (1)体细胞全能性:分化程度低的>分化程度高的,细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。 (2)不同细胞的全能性:受精卵>生殖细胞>体细胞。 (3)不同生物的细胞全能性:植物细胞>动物细胞。 (4)全能性与细胞分化的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
知识点总结:植物细胞工程
植物细胞工程知识点清单一、植物组织培养1、理论基础(原理):细胞全能性2、全能性概念:具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞,都具有发育成完整体的潜能。
3、过程:外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株4、相关概念及实验注意事项①外植体:离体植物器官、组织、细胞②愈伤组织:高度液泡化,无固定形态的薄壁细胞。
全能性高,分化程度低③外植体消毒:70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗④取材:选取形成层部位⑤脱分化:23~26℃,避光⑥再分化:将愈伤组织转接到分化培养基,光照下培养⑦生长素/细胞分裂素:比值高—促进生根;比值低—促进发芽5、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,细胞培养在人工配置的培养基上,诱导其产生愈伤组织,丛芽,最终形成完整的植株。
6、地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
二、植物体细胞杂交1、植物体细胞杂交概念:将不同种的植物细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新的植物体的过程。
2、过程及注意事项:①去除细胞壁:酶解法(纤维素酶、果胶酶),获得原生质体②原生质体融合方法:物理法(离心、震荡、电刺激);化学法:聚乙二醇③细胞融合成功的标志:杂种细胞再生细胞壁3、融合结果:获得杂种细胞,进而获得杂种植株。
A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B4、成功例子:番茄—马铃薯;烟草—海岛烟草;胡萝卜—羊角芹;白菜—甘蓝5、优点:克服远缘杂交不亲和障碍6、局限性:不能按照人的要求表达性状三、植物细胞工程应用1、微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖(观赏植物,经济林木,无性繁殖作物)2、作物脱毒:采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒(因为分生区附近的病毒极少或没有)如:马铃薯;草莓;甘蔗;菠萝、香蕉等经济作物3、人工种子: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,经人工薄膜包装得到的种子。
专题二 植物细胞工程知识点
专题二 细胞工程细胞工程定义:应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
根据操作对象的不同,可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域.【植物细胞工程】原理:细胞的全能性1、全能性概念:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞都具有发育成完整个体的潜能.2、具有全能性原因:生物体的任一细胞都含有包含本物种的全部遗传信息。
3、在理论上,生物的任何一个细胞都具有发育成完整个体的潜能,但在生物的生长发育过程中,细胞并不表现 全能性,而是分化成各种组织和器官。
其原因是:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因进行了选择性表达,使细胞分化成不同的组织和器官4、表现出全能性的条件:脱离母体,适宜的营养物质等条件5、全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞一、植物组织培养技术1、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。
2、过程:离体的植物器官、组织或细胞−−→−脱分化愈伤组织−−→−再分化胚状体或丛芽―→试管苗⑴脱分化: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。
⑵在植物中,一些分化的细胞,经过激素的诱导,可以脱分化为具有分生能力的薄壁组织,进而形成植物的愈伤组织。
愈伤组织在一定的培养条件下,又可以再分化出幼根和芽,形成完整的小植株.3、用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、作物新品种的培养、细胞产物的工厂化生产。
⑴人们形象地把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术叫做植物的微型繁殖技术也叫快速繁殖技术。
⑵植物分生区附近病毒极少,甚至无病毒,因此目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒,提高植物产量和品质.⑶人工种子就是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。
植物细胞工程必备知识点
植物细胞工程必备知识点
1、植物细胞工程的基本技术是植物组织培育;植物体细胞杂交
植物细胞工程的最基本技术植物组织培育
2、脱分化定义
已分化的细胞,经引诱失掉特有构造和功能,变为未分化细胞的过程
3、愈伤组织特色
拥有分生能力的薄壁细胞
4、用形成层细胞进行植物组织培育原由
易引诱形成愈伤组织
5、植物组织培育过程(用文字和箭头表示)
离体的组织器官细胞(外植体)- 脱分化 - 愈伤组织 - 再分化 - 根芽—植物体
6、植物组织培育技术原理
植物细胞的全能性
7、原生质体指去除细胞壁的(植物)细胞
原生质体的获得方法是用纤维素酶果胶酶办理(酶解法)
8、引诱植物体细胞杂交方法包含(物)离心、振动、电激;(化)聚乙二醇(PEG)
9、植物体细胞杂交的技术原理是细胞膜的流动性,植物细胞全能性
10、植物体细胞杂交育种的长处是战胜远缘杂交不亲和的阻碍(生殖隔绝)
11、植物体细胞杂交中杂种细胞形成标记
杂种细胞重生出细胞壁
12、利用茎尖进行作物脱毒的原由
茎尖分生区邻近病毒极少甚至没有
13、细胞分化的原由是基因选择性表达
14、植物组织培育需要无菌操作的原由是
杂菌抢夺营养产生有害物质
15、细胞全能性的原由(物质基础)
每个细胞都含有本物种特定的全套遗传物质
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植物细胞工程知识点总结高三
植物细胞工程知识点总结高三植物细胞工程是现代生物科学中一个重要的研究领域,主要涉及利用细胞培养和遗传工程的方法改良植物。
本文将对高三植物细胞工程的相关知识进行总结,旨在帮助同学们更好地理解和掌握这一学科。
一、细胞培养技术1. 培养基的配制与调节植物细胞培养需要适宜的培养基,常用的有MS培养基、B5培养基等。
培养基的组分包括植物激素、无机盐、有机物质等。
在培养过程中,还需要调节pH值、添加固体凝胶剂和调节培养基的渗透压等。
2. 植物组织培养植物组织培养是细胞培养的基础,常用的技术包括离体培养、原代培养和无菌培养等。
通过组织培养可以实现植物的无性繁殖、胚胎发生和愈伤组织的形成。
3. 植物细胞的分化和再生植物细胞在培养基中可以分化成植物的各个组织或器官,如根、茎、叶等。
再生是指通过细胞分裂和分化来构建整个植株。
二、遗传工程技术1. 基因克隆与转化基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种转移到另一个物种中的过程。
常用的方法有限制性酶切、连接酶切和载体构建等。
转化是指将外源基因引入植物细胞中,在植物细胞中稳定表达。
2. 基因编辑技术基因编辑技术可以对植物基因进行精确的编辑和修饰,常用的技术包括CRISPR-Cas9系统、TALENs和ZFNs等。
基因编辑技术可以用于改良植物的抗病性、产量和品质等。
3. 基因表达调控基因表达调控是指通过转录因子、miRNA、siRNA等调控基因的表达水平。
通过调控基因的表达,可以实现对植物的生长发育、代谢途径和抗性等性状的调控。
三、应用与展望1. 杂种优势与转基因植物杂种优势是指由两个不同基因型的植物杂交后,所产生的杂交种在某些性状上比两个亲本更具有优势。
转基因植物则是通过基因工程技术将外源基因导入植物中,赋予其新的性状和功能。
2. 植物抗病与抗虫利用植物细胞工程技术可以增加植物的抗病和抗虫性。
通过引入特定的抗性基因,可以使植物获得对特定病害或虫害的抵抗能力,减少农药的使用。
3. 植物资源的保护与利用植物细胞工程技术可以用于植物资源的保护和利用。
植物细胞工程知识点
绪论:细胞工程(cell engineering):应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的实验方法或技术,在细胞水平上研究改造生物遗传特性和生物学特性,以获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科。
广义:所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术。
狭义:细胞融合和细胞培养技术。
细胞学说:细胞是生物结构、功能和发育的基本单位。
●1902,Haberlandt 《植物细胞离体培养实验》;B族维生素的应用:White等;激动素的发现:Miller;单个胡萝卜细胞形成体细胞胚:1958,Steward;最早研究茎尖培养人参:罗士韦。
植物细胞工程技术在育种上的应用(简答):1、快速获得特殊倍性材料:单倍体、三倍体2、克服远缘杂交不亲和性3、克服杂种胚早期夭折4、导入外源基因5、突变体筛选6、种质资源保存●植物胚胎干细胞:茎端分生细胞、形成层分生细胞和薄壁细胞;组织干细胞:分化程度高的一些细胞;脱分化(dedifferentiation):分化细胞转变为分生状态,形成胚性细胞团或愈伤组织的现象;脱分化条件:创伤和外源激素第一章:分化(differentiation):导致细胞形成不同结构,引起功能改变或潜在发育方式改变的过程。
脱分化(dedifferentiation):培养条件下使一个已分化的细胞回复到原始无分化状态或分生细胞状态的过程。
再分化(redifferentiation):离体条件下,细胞脱分化后,无序生长的细胞及其愈伤组织重新进入有序生长再生为个体的过程细胞全能性(cell totipotency):一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力。
全能性差异:植物顶端分生组织细胞较强;完全失去分裂能力的细胞,如细胞核开始解体的筛管和木质部部分没有.●细胞脱分化过程中的生理活动与细胞结构变化:1、细胞质显著变浓,大液泡消失;2、核体积增加并逐渐移位至细胞中央3、细胞器增加4、其中细胞脱分化的重要特征:液泡蛋白体的出现,质体转变为原质体5、细胞开始脱分化的标志:蛋白体的出现,同时细胞质密度增加。
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专题二细胞工程知识点梳理填空
概念:应用__________ 和__________ 的原理和方法,通过___________ 或__________ 上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的___________ 或获得____________ 的一门综合科学技术。
分类:根据操作对象不同,可分为___________________ 、________________ 。
一、植物细胞工程
理论基础(原理)____________________ 。
1、概念:具有某种生物____________ 的任何一个细胞,都具有发育成_____________ 的潜能。
全能性表达的难易程度: ____________ > 生殖细胞〉__________________ ;
______________ >动物细胞;
2.在理论上,生物的任何一个细胞都具有__________________________________ ,但在生物的生长发育过程中,细胞并不表现___________ ,而是分化成各种_____________________ 。
3.特定的____________ 条件下,细胞中的基因会有 ________ 地表达出各种 _________ ,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同________________ 。
(一)植物组织培养技术
植物组织培养:在________ 和________ 的条件下,将_________ 的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的_______ 上,给予适宜的培养条件,诱导其产生 ____________ 、丛芽,最终形成完整植株。
1.操作过程:
①②
外植体---- > A - > B—植物体
图中①_________ ,②_______ , A表示 ______ , B表示 ________ 。
2 .细胞脱分化:已__________ 的细胞经过______ 后,失去其特有的________________ 而转变成未分化细胞的过程。
3.胡萝卜的组织培养实验
1 )实验原理
植物体的根、茎、叶细胞都具有 ___________ ,在一定的______ 和_____ 等条件下,可以脱分化形成______________ 。
将愈伤组织转接到含有不同_______ 成分的培养基上,就可以诱导其再分化生
成胚状体或丛芽,进而发育成_____________________________ 。
证明了分化的植物细胞仍具
有_________________________ 。
2)实验步骤
①将__________ 用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段。
用酒精棉球擦手 ______________ 。
②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用________ 消毒30s后,立即用 ________ 清洗2〜3次,再用___________ 处理30min后,立即用无菌水清洗2〜3次。
③用_______ 的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。
然后,在 _______ 瓷砖上,用无菌的解剖刀将胡萝
卜段切成1 cm厚的横切片,再选取有__________ 的部位,切取1 cm3左右的小块。
④将_______________ 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、接种日期和小组号。
⑤将接种后的胡萝卜组织块,23~26C恒温条件下培养。
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___________ 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。
⑥培养一段时间后,将生长良好的_______________ 转接到_____ 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_____________ 。
然后将试管苗移栽到大田,培养成_________________ 。
※注意事项:培养基的物理性质是________________ ,由________ 成分、_______ 成分、_________ 、四部分组成。
生长素与细胞分裂素的协同调控作用在组织培养中非常重要,人们常把它们称为 ___________ 。
例如,当生长素与细胞分裂素的比例适中,且生长素含量____________ 细胞分裂素素时,主要诱导植
物组织脱分化和__________ 的形成;而当细胞分裂素的效应_________ 生长素时,则主要诱导植物组
织__________ 和__________ 的形成。
(二)植物体细胞杂交技术
1•概念:不同种植物的___________ ,在一定条件下融合成 _____________ ,并把杂种细胞培育成
新的________ 的技术。
生殖方式为 _______________ 。
2•过程
离体的细胞-T不同细胞- T________________ 融合T_______ 细胞T杂种植株。
3•目前最常用的去细胞壁的方法是_______ ,也就是在温和条件下用_________ 酶、 ______ 酶去除植物细胞的细胞壁,获得具有活力的______________ 。
利用酶作用的________ 性特点。
诱导植物体细胞原生质体融合,物理方法有:____________ 、_________ 、______ 等促使原生质体
融合。
化学法是用_(_ )作为诱导剂来诱导融合。
完成融合的标志是____________________ 此技术的原理是___________________________________________________ 。
从理论上讲,杂种植株的育性为___________ 。
因此,这项研究对于培养作物新品种方面的重大意
义在于______________________________________________ 。
原生质体A和原生质体B含有两个染
色体组,那么杂种植株含有_________ 个染色体组,是 _______ 倍体。
(三)应用
1 •植物繁殖的新途径
1 )微型繁殖:人们形象地把用于____________________ 的植物组织培养技术,叫做植物的微型
繁殖技术。
2)作物脱毒:马铃薯和草莓都是采用__________ 组织培养技术来脱除病毒,因为植物________ 附近的病毒极少或没有。
3)人工种子:以植物组织培养得到的___________ 、_______ 、________ 和_____ 等为材料,经人
工_____ 包装得到的种子。
优点:完全保持优良品种的___________ ,不受______ 的限制,
方便储藏和运输。
人工种子发育的营养来自 ______ 。
人工种皮中加入适量的养分。
为防
虫害病害可以加入________ 、________ 。
为促进胚状体的发育可向人工种皮加入__________ 。
2.作物新品种培育
1)单倍体育种:
a过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉( ____________ 、 ____ 、______ 、_____ 四种类型);对花粉进行花药离体培养(技术是_______ );得到__________ 植株;对其幼苗进行
处理;得到了正常的____________ 植株(_______ 、_______ 、________ 、_________ 四种类型)b优点:______________________________ 。
2)突变体利用:由于培养细胞一直处于_______ 状态,容易受到________ 和________ 的影响产生_______ ,从这些产生突变的个体中可以筛选出有用的突变体,进而培育成新品种。
在作物育种中,可以对植物的愈伤组织进行 ____________ 诱变,促使其发生突变,再通过形成植株。
化学诱变一般是利用化学诱变剂进行处理。
常见的有和。
物理诱变一般采用处理。
3.细胞产物的生产:如:培养人参的组织大量生产。