细胞分化全能性植物细胞工程专题
植物细胞工程复习
植物细胞工程复习第二章名词解释植物细胞工程：植物体的细胞中，含有该植物所有的遗传信息。
在合适的条件下，一个细胞可以独立发育成完整的植物体。
利用细胞的这种全能性，生物学家通过组培来繁殖名贵花卉、消灭果树上的病毒，以及通过对细胞核物质的重新组合，进行植物遗传改造等。
这就是人们常说的植物细胞工程。
细胞全能性(totipotency）：植物细胞具有该植物有机体的全部遗传信息，并具有形成植物有机体所有细胞类型，直至发育成完整植株的能力。
脱分化（dedifferentiation）：在离体培养的条件下，已分化的细胞，失去原有的形态和机能，从而形成没有分化的无组织的细胞团或愈伤组织的过程。
再分化（redifferentiation）：由脱分化状态的细胞再度分化形成一种或几种类型细胞的过程。
包括细胞分化、组织分化和器官分化等。
再分化通过胚胎发生途径或器官发生途径实现。
外植体(e xplant) ：指切离植物体后用以离体培养的各种接种材料，包括胚胎材料、各种器官、组织、细胞和原生质体等。
愈伤组织（Callus）：在人工诱导或自然条件下，植物细胞脱分化，不断增殖产生的主要有薄壁细胞构成的不定形的组织。
思考题1、影响脱分化有关的因子及其作用（１）创伤刺激（除种子外）离体培养均产生创伤，创伤反应与组织培养时脱分化和再分化的时间基本一致，创伤影响细胞分裂和分化作用，创伤是引起细胞脱分化的第一个因子。
（2）生长物质的影响培养基中添加外源植物生长物质对细胞的脱分化起着决定性的作用。
２，４－Ｄ等生长物质，能使细胞脱分化并分裂；生长素＋细胞分裂素（3）培养细胞的异质性异质性细胞对培养条件刺激有不同敏感度。
异质性细胞：不同染色体倍数。
如豌豆2x、3x和4x细胞的外植体（根）培养在含2，4—D培养基中，只二倍体细胞脱分化分裂。
培养在2，4—D+酵母汁培养基中，2x、3x和4x细胞均脱分化，一周后4x的脱分化占优势。
异质性细胞：不同生理状态菊苣块茎储存时间脱分化所需时间５个月２０－２４小时１２个月６０小时发现脱分化所需时间的长短与细胞内RNA变化有关。
高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之细胞工程
高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之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的生物工程。
植物细胞工程：植物组织培养、植物体细胞杂交动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植第1节植物细胞工程一、植物组织培养（一）原理1、细胞的全能性：①定义：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在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。
③细胞分化的根本原因：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细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。
2、植物激素的调节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。
将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。
（二）过程1、植物组织培养的一般的过程离体的植物器官、组织、细胞脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程）再分化（先诱导生芽；再诱导生根）试管苗移栽植株2、菊花的组织培养过程菊花的幼茎段（外植体）：消毒（①流水冲洗②酒精消毒（30s）③无菌水冲洗④次氯酸钠溶液（30min）⑤无菌水冲洗）、切段、接种（不要倒插，形态学上端在上）、封瓶口脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光）再分化（先诱导生芽；再诱导生根）；每日适当时间和强度的光照植株二、植物体细胞杂交（一）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（二）过程制备原生质体（纤维素酶和果胶酶）、诱导原生质体融合（物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+-高pH融合法）、再生出细胞壁、把杂种细胞培育成杂种植物、选择与移栽（三）意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种三、植物细胞工程的应用（一）植物繁殖的新途径1、快速繁殖：又叫微型繁殖技术。
细胞工程(植物部分)
细胞工程（植物部分）名称解释1、植物细胞工程：植物细胞工程是植物生物技术的一个重要组成部分，是在离体培养条件下，在细胞水平上对植物材料进行遗传操作的技术，即对植物体的任何一个部分（器官、组织、细胞、原生质体）进行离体诱导使其称为完整植株的技术。
2、细胞全能性：每个细胞都含有个体的全部遗传信息，都有分化成一个完整生物个体的固有能力称之为细胞的全能性。
3、细胞分化：是指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。
4、脱分化：分化细胞在一定条件下，可以转变为胚性状态，重新获得分裂能力，称为脱分化。
5、再分化：是脱分化后的分生细胞（愈伤组织）在一定条件下，重新分化为各种类型的细胞，并进一步发育成完整植株。
6、外植体：植物组织培养中用来进行无菌培养的离体材料，可以是器官、组织、细胞和原生质体等。
7、愈伤组织：脱分化后的细胞，经过细胞分裂，产生无组织结构、无明显极性的、松散的细胞团称为愈伤组织。
植物细胞培养：是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
8、悬浮细胞的同步化：是指同一悬浮培养体系的所有细胞都同时通过细胞周期的某一特定时期。
9、细胞平板培养：将制备好的单细胞悬浮液，按照一定的细胞密度，接种在1mm 左右的薄层固体培养基上进行培养，称之为平板培养10、看护培养：用一块愈伤组织或植物离体组织看护单细胞使其生长增殖的一种单细胞培养方法。
11、微室培养：人工制造一个小室，将单细胞培养在小室中的少量培养基上，使其分裂增殖形成细胞团的方法，称微室培养。
12、饲养层培养基技术：将饲养细胞先用射线辐射处理，然后将饲养细胞和培养细胞混合植板，经过照射的细胞对于培养细胞起到一个饲养作用。
13、离体无性繁殖：利用离体培养技术，将来自优良植株的茎尖、腋芽、叶片、鳞片等器官、组织和细胞进行离体培养，在短期内获得大量遗传形状一致的个体的方法。
也称之为微繁、快速繁殖。
14、植物脱毒：利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中浸染的病毒，生产健康的繁殖材料。
人教版高二生物选修三知识点总结：专题二细胞工程
选修3《现代生物科技专题》知识点总结专题2 细胞工程（一）植物细胞工程1.植物组织培养技术（1）原理：植物细胞的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＞动物细胞脱分化再分化发育（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织胚状体植物体常用的植物激素生长素和细胞分裂素。
（3）用途：微型繁殖、作物脱毒（选材应该选择茎尖组织）、制造人工种子、单倍体育种（最大的优点是明显缩短育种年限，得到的全为纯种）、筛选突变体、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。
2.植物体细胞杂交技术（1）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）过程：去壁的方法：酶解法；诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等。
化学法是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（4）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）原理：细胞增殖（3）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。
（4）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。
（5）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。
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用：植物细胞工程的实际应用：植物微繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体利用、细胞产品（蛋白质、脂肪、糖、药物、香料、生物碱等）的工业化生产。
1、微型繁殖（1）概念：指用于优良品种快速繁殖的植物组织培养技术，也称快速繁殖技术。
（2）实质：植物组织培养（3）原理：植物细胞的全能性（4）完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。
（5）优点：保持父母的优秀品质；它能迅速培养出大量的新个体，有利于产业化培育；选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
（6）成功应用举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。
2.培育脱毒植物（1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。
利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。
（2）常用部位：茎尖组织。
（3）操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（4）成功应用的例子：土豆、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。
利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：繁殖速度快；幼苗遗传背景均一，重复性好；不受季节和地区限制。
3.人工制种（1）概念：人工种子是指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。
（2）人工种子结构：由胚状体、作为保护壳的人工种皮和为发育提供营养的人工胚乳组成。
（3）与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；固定杂种优势；是一种快捷高效的繁殖方式；可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
（4）成功应用的例子：用芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚胎制成的人工种子。
（5）结构：4.单倍体育种单倍体育种：① 过程：植物（AABB）通过减数分裂获得花粉（AB，AB，AB，AB）；花粉离体花药培养（技术为植物组织培养）；获得单倍体植株；秋水仙碱处理在苗期进行；获得正常纯合子二倍体植株（AABB，AABB，AABB，AABB）。
植物细胞工程理论1
第一章 植物细胞全能性与形态发生教学目标 (1)掌握细胞离体培养的基本理论；(2)掌握培养条件下组织细胞脱分化和再分化的调控原理；(3)掌握植物的离体器官发生；(4)掌握体细胞胚胎发生与人工种子；(5)了解“挑战杯”获奖作品“红掌气生根再生快繁体系建立”研究的全过程培养学生的创新精神；(6)介绍相关科研论文的研究结果培养学生的科研意识。
引言 植物细胞工程的理论基础是植物细胞全能性，所以深入理解植物细胞全能性及其表达与调控对学习理解后几章内容非常重要，本章作为重点章节介绍。
一、植物细胞全能性（totipotency）的概念植物体每个正常细胞都含有该植物的全部遗传信息，在适宜的条件下能发育成完整的植株。
把这种生活的植物细胞所具有的产生完整植株的潜在能力称为植物细胞全能性。
植物细胞按分裂能力分为3类（参照动物细胞分类类型）：①周期细胞：始终保持分裂能力，从一个周期进入另一个周期，包括茎尖、根尖及形成层细胞。
②终端分化细胞：永久失去分裂能力的细胞，包括筛管导管、气孔保卫细胞等特化细胞。
③Go细胞：一般不分裂，但当受到外界刺激时可重新启动分裂，包括表皮细胞及薄壁细胞。
一个植物细胞向分生状态回复过程所能进行的程度，取决于它的分化程度。
差异：1、受精卵的全能性最高 2、受精卵分化后的细胞中，体细胞的全能性比生殖细胞的低。
植物细胞只要有一个完整的膜系统和一个有生命力的核，即使是已经高度成熟和分化的细胞，也还保持着回复到分生状态的能力，其回复过程取决于该细胞原来所处的自然部位、生理状态和外部环境条件。
营养生长中心 形成层细胞 伴胞及分泌细胞 薄壁细胞 厚壁细胞 纤维细胞 筛管不同类型细胞脱分化可能达到的程度根据细胞类型不同从强到弱：营养生长中心〉形成层〉薄壁细胞〉厚壁细胞（木质化细胞）〉特化细胞（筛管、导管细胞）；根据细胞所处的组织不同从强到弱：顶端分生组织〉居间分生组织〉侧生分生组织〉薄壁组织（基本组织）〉厚角组织〉输导组织〉厚壁组织。
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。
植物细胞工程(吉林大学)-习题库
6.为什么说原生质体培养系统是现代生物技术的载体？
7.要使细胞杂交技术成为常规育种途径还有哪些技术问题需要解决？
8.如何理解植物细胞工程的发展既依赖于相关学科的发展又促进了相关学科的发展？
9.人工种子的应用前景如何?需要解决那些问题?
10.植物细胞规模培养与次数产物生产前景如何？为什么？
6.培养条件下的器官发生有哪些方式？提出以何种方式为宜？
答：一种是愈伤组织途径，即由愈伤组织的部分细胞先分化产生芽，再在另一种培养基上产生根，继而形成一个完整的途径；另一条是胚状体发生途径，与种子中胚的形成和种子萌发形成幼苗的过程相似，愈伤组织中产生出类似种子胚的两极性结构，然后再在另一种培养基上同时发展成带根苗。
11.如何调控植物愈伤组织形态建成？
并不是获得的所有变异都是奇异的，多数情况下，要进行改良的品种并不能达到育种目标的要求。
特征:普遍性，多样性，遗传性
16.离体培养物的遗传变异机理是什么？
答：染色体组型变异，如出现多倍体和非整倍体；
由染色体重排造成的基因丢失，或“关闭”一个能使其相应隐性基因产生表现型效应的显性等位基因等；
转座因子的激活，由转座引起突变；
三种方式：先分化芽，再分化根；先分化根，再分化芽；在愈伤组织块的不同位置分化出根和芽
7.分析经过愈伤组织的器官发生过程
答：外植体先脱分化形成愈伤组织，然后通过调整培养基成分，如激素，蔗糖含量，PH值，光照等促进芽或根的分化，有的先分化芽，再分化根；先分化根，再分化芽；在愈伤组织块的不同位置分化出根和芽。
25.离体培养过程中人工光照的设置有何规律？为什么？
26.植物脱毒时如何进行外植体的预处理？
27.如何检测再生植株的脱毒效果？
第二章 细胞工程 第1节 植物细胞工程
第1节植物细胞工程一、细胞工程概念及植物组织培养技术1．细胞工程的含义2.细胞的全能性(1)定义：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)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为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。
3．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)理论基础：植物细胞的全能性。
(3)前提：离体的植物器官、组织或细胞等。
(4)条件：激素、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。
(5)结果：脱分化形成愈伤组织，再诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。
(6)相关概念①外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
②脱分化：已经分化的细胞，在一定激素和营养等条件的诱导下，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞。
③愈伤组织：脱分化而形成的不定形的薄壁组织团块。
④再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
4．菊花的组织培养【归纳总结】生长素和细胞分裂素的用量生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成比值适中时促进愈伤组织的形成【强化记忆】1．植物细胞具有全能性的原因是什么？ 提示 植物细胞具有本物种的全部遗传信息。
2．在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官的原因是在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择地表达。
3．请用流程图的形式写出植物组织培养的过程。
提示 外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化胚状体――→诱导生芽――→诱导生根――→诱导试管苗。
4．在菊花组织培养过程中，在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。
高中生物专题2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教学案含解析新人教版选修3
植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、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．物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。
3．植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
三、植物组织培养技术1．理论基础 植物细胞的全能性。
2．基本过程 离体的器官、组织或细胞――→①A ――→②B ――→发育完整植株图中①过程为脱分化，②过程为再分化，A 表示愈伤组织，B 表示丛芽或胚状体。
3．胡萝卜的组织培养[填图]1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
2．植物组织培养的基本过程：外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体――→发育完整植株3．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
4．去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
5．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
6．植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
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，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．过程[据图填空](1)过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。
3．意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
1．下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A．植物组织培养技术B．转基因技术C．克隆技术 D．植物体细胞杂交技术解析：选B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。
转基因技术的操作对象为基因，即DNA分子水平上的操作技术，属于基因工程。
2．植物组织培养的理论根据是( )A．培养基中营养物质全面 B．细胞的全能性C．细胞的分裂 D．细胞的分化解析：选B 植物细胞只有保持其全能性，才能发育成完整的植株，因此，植物组织培养的理论根据是细胞的全能性。
高中生物_植物细胞工程教学设计学情分析教材分析课后反思
教案设计复习植物细胞工程一、教学目标1、细胞的全能性（理解）2、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
（知道）3、列举植物细胞工程的实际应用。
（知道）二、教学重点和难点1.教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。
（2）植物体细胞杂交的原理。
（3）植物细胞工程应用的实例。
2.教学难点植物体细胞杂交三、教学设想细胞的全能性和细胞分化这部分内容，因为学生在必修模块中学过，所以可以提问的方式让学生看书回顾，教师再根据学生的回答情况按教材上的内容进行讲解。
通过复习教材中胡萝卜的韧皮部培养过程来理解植物组织培养的原理、方法、注意事项等。
关于植物体细胞杂交技术可以依据概念，结合学生原有的植物细胞结构特点、酶的特性及新学习的植物组织培养技术的知识来回答有关问题来理解。
与学生一起讨论后，再按教材上的植物体细胞杂交技术流程图进行总结，重点讲解有关内容。
四、教学过程知识点一、细胞的全能性通过提出以下问题，让学生看书、思考、回答。
1、什么是细胞的全能性？2、体细胞具有全能性的原因是什么？3、各种细胞表达全能性的能力是否一样？4、在生物体内，体细胞有没有表达全能性，为什么？5、体细胞在什么条件下才会表达全能性?知识点二、植物组织培养技术提出问题：（1）离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整植物体？（2）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？教师补充，概括出组织培养的过程。
（如下）脱分化再分化外植体→→愈伤组织→→根、芽→植物体应用：人工种子等。
练习：学案练习知识点三、植物体细胞杂交技术提出问题：（1）要想让两个来自不同植物的体细胞融合在一起，遇到的第一个障碍是什么？（2）有没有一种温和的去细胞壁的方法？（3）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？（4）如何将杂种细胞培育成杂种植株？教师总结概括出植物体细胞杂交过程：应用：形成杂种植株优点：克服远源杂交不亲和障碍，培育作物新品种。
专题2 2。1.1植物细胞工程的基本技术
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们 的需要表现出亲代的优良。
白菜
甘蓝 白菜－甘蓝
小结
植 物 细 胞 工 程
所采用技术 的理论基础
植物细胞的全能性
通常采用的 技术手段
植物组织培养
植物体细胞杂交
课堂巩固
1、下列过程中没有发生膜融合的是（ C）
2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物 的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞 与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
通过细胞工程技术，利用甲（高产）、乙(耐盐)两种植物的各自优 势，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
高产耐盐 纤维素酶和果胶 融合的原生质体 ①A是_________________酶。B是____________________。C是 ________ 性状的幼芽。 ②若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育， 秋水仙素 则可用_____________（试剂）处理幼芽，以便获得可育的植株。
去壁
再 分 化
去壁 纤维素酶 果胶酶
离心、 筛 激素 振动、 电刺激、 选 聚乙二 醇
激素
一 植 物 体 细 胞 杂 交 过 程
2、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，并把杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
3、原理
细胞膜的流动性和细胞的全能性 4、目的 获得杂种植株
5、优势和未解决的问题
A、驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远 缘杂交不亲和的障碍 B、驱蚊草的培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试 剂或离心、振动、电刺激等方法 C、驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组 织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D、驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，因为不 同物种间存在生殖隔离
植物细胞工程名词解释
1、简单地讲，一个生活细胞所具有的产生完整生物个体的潜在能力称之为细胞的全能性。
2、细胞分化，是指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。
3、在离体条件下，当细胞脱分化以后，无序生长的细胞及其愈伤组织要重新进入有序生长才能再生为个体，因此，通常把离体培养下的这一过程称为再分化。
4、极性是指植物的器官、组织，甚至单个细胞在不同的轴向上存在的某种形态结构以及生理生化上的梯度差异。
5、离体培养下没有经过受精过程，但经过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物（不管培养的细胞是体细胞还是生殖细胞），统称为体细胞胚或胚状体。
6、由任何形式的细胞培养所产生的植株统称为体细胞无性系，而把这些植株所表现出来的变异称之为体细胞无性系变异。
7、植物脱毒就是利用植物组织培养技术，脱除植物细胞中侵染的病毒，生产健康的繁殖材料。
8、离体繁殖是在人工控制的无菌条件下，使植物在人工培养基上繁殖的技术。
9、花药培养是指把发育到一定阶段的花药接种在人工培养基上，使其发育和分化成为植株的过程。
10、花粉培养又叫小孢子培养，是从花药中分离出花粉粒，使之成为分散的或游离的状态，通过培养使花粉粒脱分化，进而发育成完整植株的过程。
11、单倍体是指具有配子体染色体数的孢子体（植物个体）。
这里单倍体的概念与遗传上一倍体的概念是不同的。
12、植物细胞培养是指在离体条件下对植物单个细胞或小的细胞团进行培养使其增殖的技术。
13、细胞悬浮培养是指将单个游离细胞或小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。
14、人工分离的生殖细胞包括精细胞和卵细胞一班均呈原生质体状态，也可讲他们概括称为配子原生体。
15、植物体细胞杂交又称为原生质体融合，是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。
16、任何一种繁殖体，无论是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或经过干燥的，只要能够发育成完整的植株，均可称之为人工种子。
专题2细胞工程
根据近几年高考命题特点和规律，本专题的复习备考策 略如下。 1.知识方面：
植物组织培养操作程序、原理、所用激素及各步骤的注
意事项；动物细胞培养技术的过程和培养条件；植物体细胞 杂交和动物体细胞融合的原理、操作过程。
2.能力方面： 以细胞的全能性为线索将植物组织培养技术与植物体细胞
杂交技术有机结合起来；以动物细胞核的全能性为线索，将动
物细胞培养与融合,体细胞核移植及单克隆抗体串联起来。
一、细胞工程 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 。
二、植物细胞工程 1.理论基础： 细胞的全能性 。
2.植物组织培养技术
（2）应用： ① 微型繁殖；②作物 脱毒；③ 制造人工 种子；④ 单倍体育种； ⑤细胞产物的工厂化生产。
3.植物体细胞杂交技术
（2）融合方法： ①物理法：包括离心、 振动 、 电激 等；
②化学法：一般是用聚乙二醇（PEG）。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
三、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体中取出相关 的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适当的培养基中， 让这些细胞生长和增殖。
（3）动物细胞培养需要满足以下条件
①无菌、无毒的环境；②营养：需额外加入血清、血浆
等天然成分；③适宜的温度、pH；④ 气体环境。 （4）动物细胞培养的应用：① 制备病毒疫苗；② 制备 单克隆抗体；③ 培养研究的各种细胞。 2.细胞核移植技术 （1）概念：动物细胞核移植是将动物的一个细胞核移入 一个已经去掉细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育成一个新
高三生物一轮复习课件-植物细胞工程
动物细胞培养
动物细胞 动物细胞融合技术与单克隆抗体
工程
动物细胞核移植技术
克隆动物
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，给于适宜
的培养条件，诱导其形成完整植株的技术
2.植物组织培养原理： 植物细胞的全能性 (1)定义：细胞经分裂分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其它各种细胞的潜能。 (2)原因：植物体的细胞中含有该物种生长发育所必需的全套遗传物质 (3)大小：分化程度越高，全能性越低，分化程度越低，全能性越高
（1）适用范围：无性繁殖的作物(马铃薯、草莓、香蕉）。（2）进行作物脱毒的 原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病 毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。（3）外植体选材部 位：植物顶端分生区附近部位，如茎尖。（4）选分生区的原因：植物顶端分生区 附近病毒极少，甚至无病毒。（5）优点：脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱 毒的作物。（6）作物脱毒具体操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再 生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。（7）脱毒苗是否不会再感染病毒？ 不是，脱毒苗≠抗毒苗。（8）实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱去病毒，在宜的培养条件包括①温度（例如菊花植物组织培养应为18-22℃）。 ②光照（例如脱分化需避光，再分化需照光）。注意3：一定的营养条件包括 有机营养成分、无机营养成分、特定浓度和比例的激素。 ①无机营养成分： 水和无机盐 ②有机营养成分：蔗糖、氨基酸、维生素 ③特定浓度和比例的激 素（主要是生长素和细胞分裂素）。 注意：蔗糖的作用：提供能量，调节渗 透压。
3.突变体的利用 （1）过程：
（2）诱变处理对象：一般为愈伤组织。（3）产生原因：在植物的组织培养过程中， 易受培养条件和诱变因素(如射线、化学
植物细胞工程考试重点资料
植物细胞工程考试重点资料一、名词解释1、离体繁殖：是指人工操纵的无菌条件下，使植物在人工培养基上繁殖的技术。
2、外植体:取至生物体用于组织培养的活的生物细胞或者组织切段、或者用于继代培养的组织培养物均称之为外植体。
3、悬浮培养：是指将单个游离细胞或者小细胞团在液体培养基中进行培养增殖的技术。
4、互不选择：两个具有不一致生理或者遗传特性的亲本，在形成杂种细胞时能产生互补作用，根据这一特性进行杂种细胞选择的方法称互补选择。
5、极性：是指植物的器官、组织、甚至单个细胞在不一致的轴向上存在的某种形态结构与生理生化上的梯度差异。
它是植物细胞分化中的一个基本现象。
6、体细胞胚：离体培养下没有通过受精过程，但通过了胚胎发育过程所形成的胚的类似物。
7、TE细胞：植物在系统发育中，由根与芽的原形成层或者次生形成层细胞分化形成的管状细胞，它在维管系统的形成中具有中心作用。
在离体培养条件下，TE细胞由愈伤组织薄壁细胞分化形成，这也是愈伤组织细胞分化器官的前提。
8、人工种子：又称合成种子或者体细胞种子，任何一种在离体培养条件下产生的繁殖体，不管是在涂膜胶囊中包裹的、裸露的或者通过干燥的，只要能够发育成完整的植株。
均称之为人工种子。
9、器官发生：植物的离体器官发生是指培养条件下的组织或者细胞团（愈伤组织）分化形成不定根、不定芽等器官的过程。
10、脱分化：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者分生细胞状态中的过程。
11、生长素感应：生物细胞由生长素受体感受生长素信号与其结合，继而使生长素受体被活化的过程。
12、转分化：在培养条件下，具有一定分化程度的植物细胞在不通过分裂，但通过类似脱分化过程与再分化过程而转变为另一类分化细胞的过程。
13、体细胞无性系：有任何形式的细胞培养所产生的植株。
14、玻璃化冻存：是指在超低温储存生物细胞中，通过一定程序使细胞质液体转变为非晶体（玻璃化）的固化过程。
15、早熟萌发：幼胚接种后，离体胚不继续胚性生长，而是在培养基上迅速萌发呈幼苗，通常称之为早熟萌发。
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高三生物组 2008.12
细胞分化、细胞全能性及 植物 细胞工程专题复习
问题1：一般地说，进行有性生殖的生物，
个体发育起点是
。
问题2： 从受精卵开始进行的细胞分裂
是
分裂
高三生物组 2008.12
动物细胞有丝分裂过程
仅有细胞的增殖，受精卵能形成 许多不同类型的细胞，进而发育 成多细胞生物体吗？
(6)在目前现有技术条件下，还不能将从动物体内分离出来的成
熟的体细胞直接培养成一个新个体，而是必须将体细胞的细胞
核移植到去核的卵细胞中才能发育成新个体，你认为原因最可
能是 ( C )
A．卵细胞大，便于操作
B．卵细胞含有的营养物质多
C．卵细胞的细胞质可使体细胞胞核全能性得到表达
D．重组细胞才具有全能性
4 同一生物不同种类的体细胞内DNA、mRNA、蛋 白质种类是否相同 ?
DNA相同、mRNA不同、蛋白质种类不同
5 细胞分化对多细胞生物体有何意义？
许 受精卵 多次 多
有丝分裂 细 胞
继续分裂
细胞分化 形成
增加体细胞数量
高
等
各 种
系 器统
动 物
组官
体
织
绿色开花植物体
总结：植物组织培养过程
脱分化
再分化
胰岛B细胞
胰岛素基因
表达
胰岛素
胰高血糖素基因
胰岛A细胞
胰高血糖素
表达
1.细胞分化是否意味着细胞中遗传物质 发生改变？为什么?
2.同样遗来传自物一质个没受有精改卵变,，且不每同个组细织胞都 携的带细有胞相共同同的来遗源传于信受息精,卵为，什经么有还丝会出
3现 基.分细差因裂胞异选产分?生择化。性的表实达质是的？结果 基因的选择性表达
遗传物质 改变
细胞悬浮液
10代细胞 细胞株
50代细胞 细胞系
无限传代
原代培养 传代培养
下面两幅图分别是单克隆抗体制备过程和克隆羊培育过程示意图， 请据图回答下列问题：
(1)图甲和图乙所示的过程中，都必须用到的动物细胞工程 技术手段是_动__物_细__胞_培__养_。
(2)图甲中②过程常在 聚乙二醇(灭活的病毒，离心、振动、电刺激) 诱 导下完成。
上皮 细胞
上皮组织
有丝 分裂
受精卵
细胞
肌肉 细胞
分化
肌肉组织
神经
细胞
神经组织
器 系人 官 统体
骨细胞
结缔组织
一细胞分化
1. 概念: 在个体发育过程中，相同细胞 的后代，在形态结构和生理功 能上发生稳定性差异的过程， 称为细胞分化。
2.发生时间： 发生在生物体整个生命进程中, 但在胚胎时期达到最大限度
杂交瘤细胞
专一抗体检验
细胞培养
筛选，继续培养
足够数量的、能产生 特定抗体的细胞群
体外培养 注射到小鼠腹腔
单克隆抗体
一、细胞分化 小结
1. 概念
2. 实质: 基因选择性表达的结果 3. 时间: 4. 对多细胞生物体的意义
二、细胞的全能性:
1. 概念：
2. 原因：
三. 植物组织培养
1. 过程:
2. 应用:
例3、（05全国）人体神经细胞与肝
细胞的形态结构和功能不同，
其根本原因是
（D ）
A 这两种细胞的DNA碱基排
列顺序不同
B 这两种细胞的核糖体不同
成果和尚未解决的问题：
成果：培育出“番茄马铃薯”杂种植株 未解决问题：尚未让杂种植物按照人们的 需要表现出亲代的优良性状
白菜
甘蓝
白菜 甘蓝
同学们设计一下白菜甘蓝培育过程？ 讨论白菜甘蓝细胞内的染色体数目？
单倍体育种
1、单倍体的概念: 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体
2、单倍体育种涉及的技术: 花药离体培养
去细胞壁!
植
原生质体B
物 细
胞
正在融合的原生质体
融
合
再生细胞壁
杂种细胞
用什么酶？
促融方法?
愈伤组织
物两理两法融融化:合离合学的心的法原.原：振理生P动E是是质G.什否电体么是刺有？杂激几种种标细？志胞是？什杂么种？细胞形成的
植物组织培养
植物体细胞杂交 的优势？
与那种细胞器有关？ 杂种植株与 体克杂有 细服种属性胞远植于杂染变源株那障吗交色数异杂细种碍得体？目定交胞繁！到数？向内不殖的目吗染亲方植相？色和式物同体的？
离体植 物细胞
愈伤组织
胚状体
根芽
植物体
（外植体）
8 包上人造种皮制成什么？
4 愈伤组织代谢类型及 细胞特5点细？胞6 分是裂否方需式要？光照？
32 是否需要植光物照激？素调7 节是？否需要植物激素调节？
1.植物组织培养属于那种 生殖方式？
2.植物组织培养得到的植物体 细胞中染色体数目？ 3.植物组织培养得到的植物，遗传 物质来自 个亲本？
四、植物体细胞杂交
1. 概念 2. 过程 3. 意义
例1、（2006江苏卷）细胞分化是生 物界普遍存在的一 种生命现 象，下列不正确的是 （ D ）
A．分化发生在生物体的整个生 命进程中
B．分化是基因在特定的时间和 空间条件下选择性表达的结果
C．未离体的体细胞不会表现出 全能性
D．分化过程中遗传物质发生了 改变
花药离体培养 过程:
植物 细胞 工程
植物组织培养
理论基础
植物体细胞杂交
细胞的 全能性
细 胞 工 程 动物
细胞 工程
动物细胞培养 动物细胞融合 核移植 单克隆抗体技术
其他动物 细胞技术 的基础
动物细胞的 培养过程:
动物胚胎或幼龄动
物的组织、器官
胰蛋白酶
（分解弹性纤维、胶原蛋白）
单个细胞
遗传物质未 改变
4.要想获得遗传物质来自两个亲本的 番茄—马铃薯（番茄、马铃薯之间存 在生殖隔离，有性杂交不能成功）， 需要用什么技术手段？
四、植物体细胞杂交
1 概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成
一个杂种细胞，且把杂种细胞培育成 新的植物体的方法。
2 过程
2.过程
植物细胞A
原生质体A
碰到难题?
方法？
植物细胞B
核移植技术
克隆羊培育过程
黑面绵羊去 核卵细胞
白面绵羊乳 腺细胞核
细胞核移植 重组细胞
电脉冲刺激 早期胚胎
胚胎移植
另一头绵羊的子宫 妊娠、出生
克隆羊多利
细胞A
细胞B
物理法 化学法
仙台病毒 灭活的病毒 疱疹病毒
杂种细胞
新城鸡瘟病毒
动物细胞融合
单克隆抗体制备过程
注射抗原 B淋巴细胞
用筛选培养基筛选
骨髓瘤细胞 细胞融合、筛选
(3)单克隆抗体能定向攻击癌细胞，主要是利用其_特__异_性__。
(4)若不考虑环境因素影响，克隆羊的性状全部像白面绵羊吗?
不是 卵细胞细胞质的遗传物质也能控制某些性状
(5)图乙过程的技术具有多种用途，但是不能 ( D )
A．有选择地繁殖某一性别的家畜 B．繁殖家畜中的优良
个体
C．用于保存物种
D．改变动物的核基因