最新植物细胞工程导学案资料讲解

专题2 细胞工程

☆细胞工程的概念：

☆原理：

☆研究水平：

☆对象：

☆目的（结果）：

☆分类：

2.1植物细胞工程

一、细胞的全能性：

1概念 的细胞具有发育成为一个新的生物个体的 。

2具有全能性的原因：因为每个细胞内都含有该物种的 ，具有发育成完整个体

所必需的 。

3全能性大小：①受精卵＞生殖细胞＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞

③未分化的细胞＞分化的细胞 注：受精卵的全能性最高。

（注：分裂能力强的体细胞>分裂能力弱的体细胞;

分化程度低的体细胞>分化程度高的体细胞 ）

4在生物体内细胞不表现全能性的原因: 。

5、培养条件（全能性的表现条件）：

① ；

② ；

③适宜的 ，其成分包括水、无机营养、 和 等有机营养以及 等；

④其它条件 。

二、植物组织培养：

1、概念：是指依据 原理，在 条件下，将离体的植物 、

、 （称为 ），培养在人工配制的培养基上，在适宜的条件下，诱导

其产生 、 ，最终使其长成部分或完整植株的技术。

2、理论基础（原理）：植物细胞全能性

3、过程：

离体的器官、组织或细胞−−

−→−脱分化（ ）−−−→−再分化

（ ）−→−植株。

◆脱分化：由 的植物细胞形成 的过程。

◆愈伤组织：是一团排列疏松、无特定形态、高度液泡化的 具有 能力的 细胞。

◆再分化：愈伤组织重新 形成根、芽等器官，形成小植株的过程。

◆胚状体：在一定的培养条件下，愈伤组织经过 、 形成的，类似于植物种子的 ，

在适宜条件下可发育成新的植株。

阅读：植物细胞全能性表现的条件：⑴离体；⑵无菌：培养基、外植体、操作工具及操作环境必须严

格消毒；⑶人为控制：控制好培养基及各种条件；⑷培养基成分：水、无机盐等无机营养成分、蔗糖、氨

基酸等有机营养成分、植物激素；⑸环境条件：脱分化避光，再分化需光，光使细胞内形成叶绿体、叶绿

素，进行光合作用；适宜的PH 和充足的氧气。

例1：要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）

A.具有完整细胞核的细胞；

B.离体状态；

C.导入外源基因；

D.一定的营养物质和激素。

三、植物体细胞杂交技术

1．概念：。2. 植物体细胞杂交的过程：

◆植物体细胞杂交的两个阶段：和。

◆植物体细胞杂交的两个关键环节：①；②。

◆去除细胞壁的原因：；

◆去除细胞壁的方法：，即用酶和酶处理植物细胞壁以得到具有活力的原生质体。利用了酶的原理。

◆原生质体：；

◆原生质体的融合包括：和。

◆原生质体的融合体现了细胞膜的性；杂种细胞形成植株体现了。

◆人工诱导原生质体融合的方法：①物理法：、、等；

②化学法；。

◆细胞融合(植物体细胞杂交)完成的标志：。

◆植物体细胞杂交完成的结果：。

◆融合的细胞有多种类型，必须经过筛选，才能培育出我们所需要的植株。

3. 原理：。

4．优点：是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服障碍（克服不同生物间生殖隔离）。

思考：

①为什么要去除细胞壁？通常用什么方法去除细胞壁？去除细胞壁以后的植物细胞叫什么？

②如何实现细胞融合？融合后培养基中有几种细胞？几种融合细胞？原生质体融合完成的标志是什么？（形成新的细胞壁）与之形成有关的细胞器是什么？

③在“白菜-甘蓝”的培育过程中，运用了植物细胞工程中的哪些技术？

例2．分析下图，概述植物体细胞杂交的基本过程。

（1）说出①～⑤步骤表示的含义。

（2）将植物细胞A和植物细胞B的得到的原生质体诱导融合，在培养基上至少存在几种类型的细胞（只考虑两个细胞的融合）？

四、植物细胞工程的应用（阅读）

㈠植物繁殖的新途径：

1．微型繁殖（快速繁殖）：大多采用的是植物的茎尖、根尖等材料，属于无性繁殖技术，具有保持优良品种的遗传特性、不受自然条件与材料限制、生长周期短等特点。

2．作物脱毒：⑴长期进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒逐年积累很容易传播给后代，导致作物产量降低，品质变差。⑵植物分生区附近（如茎尖、根尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，利用作物的根尖、茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株。

3．制备人工种子：

1）人工种子的概念：以植物组织培养得到的、、或等为材料，经过包装得到的种子。

2）人工种子的主要组成：胚状体（相当于天然种子的胚）、提供发育所需要营养的人工胚乳以及作为保护性外壳的人工种皮。

3）人工种子的优点：①完全保持；

②不受；

③有利于等。

4）人工种子的应用：①濒危植物的保护；

②经济植物的等。

㈡作物新品种的培育：

1．单倍体育种（花药离体培养）：

⑴原理：。

⑵过程：花药→→单倍体幼胚或幼苗→→正常植株

⑶优点：①；

②。

例3：下列哪一项不是单倍体育种的优点（）

A．缩短育种年限； B．变异率高；C．得到稳定遗传的优良品种；D．节约人力、物力。

2．突变体的利用：在过程中，筛选出对人们，进而培育新品种。

㈢细胞产物的工厂化生产：

植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。这些细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。例如：

（1）利用组织培养技术大量生产人参皂甙干粉；

（2）利用组织培养技术大量生产抗癌药物紫杉醇；

例4：植物的微型繁殖的优点是（）

A．取材少 B．培养周期短 C．繁殖率高 D．以上都是

例5：马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（）

A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交

C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变

例6：下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是（）

A．花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株

C．人工种子的培育 D．“番茄——马铃薯”杂种植株的培育过程