细胞工程-植物细胞融合技术
2021_2022学年新教材高中生物第2章细胞工程1.1植物细胞工程的基本技术学案新人教版选择性必修
第1课时植物细胞工程的基本技术课堂互动探究案课程标准1.阐明植物组织培养是在一定的条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。
2．概述植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞在一定的条件下融合成杂种细胞，继而培育新植物体的技术。
素养达成1.说明植物组织培养和植物体细胞杂交的原理；以流程简图的形式表示植物组织培养技术和植物体细胞杂交的过程。
(科学思维)2．查阅资料，尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。
(科学探究)“春风欲擅秋风巧，催吐幽兰继落梅。
”素有“天下第一香”之称的兰花(如图所示)，其优美高雅的叶片和芳香艳丽的花朵，自古以来就是文人墨客吟诗作赋的对象。
但是，兰花在自然条件下播种繁殖的难度很大，需要较长时间才能获得少量幼苗。
如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖、从而走入寻常百姓家呢？探究点一植物细胞的全能性【师问导学】资料科学家曾经应用植物组织培养技术，将菊花茎段韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株(如图)。
1．这一科学实验证明了植物细胞具有____________。
2．上述菊花幼嫩的茎段细胞能发育成完整新植株的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
3．利用菊花的花药能培养成完整的植株吗？【智涂笔记】[特别提醒](1)细胞表达全能性的标志是发育成完整个体或分化成其他各种细胞。
植物细胞工程细胞融合技术-精品文档
植物体细胞杂交
练习
1、有关全能性的表述中，不正确的是（ C ） Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完 整个体，因此全能性最高 Ｂ．生物体内细胞由于分化全能性不能表达 Ｃ．卵细胞和受精卵一样，细胞未分化，全能 性很高 Ｄ．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出 全能性
2、在下列选项中，不需要采用植物组织培 养技术的是( A ) A．利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗， 获得多倍体植株 B．利用花药离体培养得到单倍体植株 C．利用基因工程培养抗棉铃虫的棉花植株 D．利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂 种植株
再分化
杂种植物
融合 完成 的 标志
植物组织培养
问题：为什么“番茄—马铃薯”杂种植株没有如 科学家所想象的那样，地上长番茄地下结马铃薯？
• 主要原因：生物体基因的表达不是孤立的，它们 之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番 茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物 质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能 再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表 达，所以杂交植株不能地上长番茄地下结马铃薯。 • 意义：打破了植物远缘杂交不亲和的障碍，扩大 了用于杂交的亲本组合范围。
番茄—马铃薯
（三）植物体细胞杂交技术
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。
过 程
植 物 细 胞 融 合
植物细胞A
植物细胞B
方法？去细胞壁源自原生质体A原生质 层原生质体 B 原生质体融合
促进融合 的方法？
正在融合的 原生质体
再生出细胞壁
杂种细胞
脱分化
3、不能人工诱导原生质体融合的方法 是（ D ） A、振动 B、电刺激
选修专题细胞工程选修专题植物组织培养技术
（2）细胞融合的生物学原理：细胞膜的流动性。
（3）过程：
①去壁：酶解法，所用酶为纤维素酶和果胶酶。 ②诱导原生质体融合：物理法——离心、振动、电激等；
化学法——常用聚乙二醇 (PEG)作诱导剂。 ③植物体细胞杂交成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。 ④优点：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍，
B.接种：灭菌后的花蕾，在无菌条件下除去萼片 和花瓣，并立即将花药接种到培养基上。剥离 花药时尽量不要损伤花药，否则接种后容易从 受伤部位产生愈伤组织，同时还要彻底去除花丝， 因为与花丝相连的花药不利于愈伤组织或胚状体 的形成。
C.培养：温度控制在25℃左右，幼小植株形成后 才需要光照。如果花药开裂长出愈伤组织或 释放出胚状体，就要在花药开裂后尽快将幼小 植株分开。
A、能够保持优良品种的遗传特性： 繁殖过程的细胞分裂方式是有丝分裂，没有
基因重组，亲子代细胞内DNA不变，具有相同的 基因，因此能够保持亲子代遗传特性不变。
B、能够高效快速地实现种苗的大量繁殖： 这种技术具有取材少、繁殖率高、培养
周期短的特点，因此能够高效快速地实现 种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒： ①原因：进行无性繁殖的作物，它们感染的病毒 很容易传播给后代。
1.细胞的全能性
（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个 细胞，都具有发育成完整生物体的潜能， 细胞的这种特性叫做细胞的全能性。
（2）原因：生物体的每一个细胞都含有该物种所特有 的全套遗传物质，都有发育成完整个体所 必需的全部基因。从理论上讲，生物体的 每一个活细胞都应该具有全能性。
（3）细胞在生物体内没有表现全能性的原因
(细胞工程)名词解释
一、名词解释细胞工程:是应用细胞生物学和分子生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。
通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品系。
外植体:是指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。
植物组织培养：（广义）又叫离体培养，指从植物体分离出符合需要的组织.器官或细胞，原生质体等，通过无菌操作，在人工控制条件下进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
（狭义）组培指用植物各部分组织，如形成层.薄壁组织.叶肉组织.胚乳等进行培养获得再生植株，也指在培养过程中从各器官上产生愈伤组织的培养，愈伤组织再经过再分化形成再生植物。
愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。
胚状体〔embroid〕:—对应于胚〔embryo〕，在离体培养过程中产生一种形似胚（具有明显的根端和芽端），功能与胚相同的结构。
离体无性繁殖：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。
跟常规的繁殖方法相比它是一种微型操作过程，因此，有时就直接称之为微繁继代培养：更换新鲜培养基来繁殖同种类型的材料（愈伤组织.芽等）。
细胞分化: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。
细胞脱分化:已分化好的细胞在人工诱导条件下，恢复分生能力，回复到分化组织状态的过程。
细胞再分化:脱分化后具有分生能力的细胞再经过与原来相同的分化过程，重新形成各类组织和器官的过程。
人工种子:亦称体细胞种子。
早期的人工种子概念是：体细胞胚经过人工种皮包被后而形成的体细胞种子。
现在指任何一种经人工种皮包被或裸露的，具有形成完整植株能力的繁殖体均可称之为人工种子。
植物细胞全能性:指每个植物细胞都具有形成完整植株的能力，因为每个细胞都具有全套的遗传基因，无论是性细胞还是体细胞在特定条件下可以进行表达。
细胞融合技术
灭活的病毒：仙台病毒、疱疹病毒等 （适合动物）
动物细胞融合（细胞杂交） －2个或多个动
物细胞结合形成一个细胞的过程
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
融合后形成的单核细胞称为 杂交细胞
用灭活的病毒诱导动物细胞融合过程
病毒颗粒
融合成为一个细胞的过程
? 阅读课本第 30-31 页内容，回答问题： 1. 什么叫细胞融合技术？ 用人工方法诱导细胞融合，并在一定条件下使融合细胞
分化再生，形成新物种或新品种的过程。
2. 常用的人工诱导细胞融合的方法有哪几种？哪一种重
复性强，对原生质体伤害小，方法简单，可控性强？
物理法：离心、振动、 电刺激（伤害小，可控性强）
细胞核
细胞核
细胞电融合仪
二、、植物体细胞杂交技术 与作物育种
这幅番茄 —马铃薯图利用传统 有性杂交方法能实现吗？为什 么？
因为不同种生物之间存在 着生殖隔离，所以用传统 的有性杂交方法是不可能 做到这一点的。
“Potamat
o”
于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。
4、图中 B为_细__胞__融__合_ 过程，常用
_灭_活__病__毒___ 作为诱导剂，该细胞继 承__双__亲__细__胞___ 的遗传特性，既能
足够数量的细胞群
体外培养 注射到
_分__泌__抗__体___, 又能__无__限__增__殖___ 。
5、 C 过程指细胞培养，该过程包括
C
小鼠腹腔
_原__代__ 培养和 __传_代__ 培养两个阶段，其
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。
植物体细胞融合技术
2.1．1植物细胞工程的基本技术--------植物体细胞融合技术学习目标1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、尝试进行植物组织培养。
学习重点1、植物组织培养的原理和过程2、植物体细胞杂交的原理一、 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。
2．过程 不同的植物体细胞果胶酶纤维素酶−−−→−不同细胞原生质体−−−→−人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。
3．植物体细胞杂交步骤：(1)去掉细胞壁，分离出有活力的 ，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用 、 去除植物细胞的细胞壁。
(2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过 法和 法来诱导融合。
方法有： 等促使原生质体融合。
化学法是用(PEG)作为诱导剂来诱导融合。
融合后再生出 。
(3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。
如图在此过程中需要注意的问题有：①植物体细胞杂交过程中，植物体细胞融合所依据的生物学原理是 ；植物组织培养的理论基础是 。
②体细胞融合成功以后，既有AB 型杂种细胞，还能形成AA 型和BB 型两种融合细胞，但只有AB 型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个 过程。
③目前常用的去除细胞壁的方法是 ，保证了原生质体活性。
植物体细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成。
④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。
⑤植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。
【当堂检测】 1．不能．．用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ） A ．振动 B ．电刺激 C ．PEG D ．重压 2．与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是 （ ） A ．可使两个亲本的优良性状组合到一起 B ．可以克服远缘杂交不亲和的障碍 C ．可以培育出高产性状明显的新品种 D ．可以降低生成成本，提高接济效益3．植物体细胞杂交的过程实质是 （ ）A ．细胞质融合的过程B ．细胞核融合的过程C ．细胞膜融合的过程D ．细胞原生质体融合的过程 4．原生质体融合后，需诱导产生细胞壁，参与此过程的细胞器是 （ ） A ．叶绿体、高尔基体 B ．线粒体、高尔基体 C ．叶绿体、线粒体 D ．线粒体、内质网 5．高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误．．的是 （ ）A ．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B ．该愈伤组织的细胞没有全能性C ．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞D ．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 6．以下不能．．说明细胞具有全能性的实验是 （ ） A ．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B ．紫色糯性玉米种子培育出植株 C ．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株 D ．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株7．植物组织培养过程中的脱分化是指 （ ）A ．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B ．未成熟的种子经过长期培养，培养出幼苗的过程C ．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D ．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程8．在脱分化形成愈伤组织的过程中，下列各项为非．必要条件的是（）A．培养基需要消毒灭菌B．给予适宜的温度C．给予充足的光照D．给予适宜的养料和激素9．通过植物体细胞杂交，获得一个杂种植株需要的步骤是（）A．分离原生质体→诱导原生质体融合→组织培养→得到杂种植物B．分离原生质体→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株C．获取细胞→原生质体融合→组织培养→杂种植株D．获取细胞→原生质体直接融合→组织培养→杂种植株10．胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的（）A．愈伤组织B．再分化C．形成完整植株D．取离体组织11．利用植物的茎尖、茎段、花药、花粉等，在无菌的条件下，放在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。
高考生物细胞工程梳理汇总(新教材答案版)
第 2 章细胞工程第 1 节植物细胞工程01 植物细胞工程的基本技术1.P36从社会中来：其芽葺葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可幕。
迨夫花开，凝晴滚露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱一-《金漳兰谱》(宋.赵时庚)中对兰花的一段描述。
从古至今，我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征，很多人喜欢养兰花。
但是，兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低;传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题，如果靠自然繁殖，兰花的价格可想而知了。
如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖，从而走入寻常百姓家呢?提示:利用植物组织培养技术可以大量、快速地培育兰花。
兰花是观赏植物中最常见的一类依靠植物组织培养繁育种苗的植物，其组培苗的数量约占观赏植物组培苗总量的40%.2.P36探究·实践：菊花的组织培养(1)接种3-4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，有多少能正常生长，并分析它们被污染的原因。
根了吗?用于植物组织培养的培养基同样适合某些微生物的生长，如一些细菌、真菌等的生长。
培养物一旦受到微生物的污染，就会导致实验前功尽弃，因此，要进行严格的无菌操作。
导致外植体被污染的原因可能有：培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等。
(2)你培养出愈伤组织了吗?如果培养出来了，从刚接种的外植体到长出愈伤组织经历了多少天?这些愈伤组织进一步分化出芽和提示：观察实验结果，看看是否培养出了愈伤组织，记录多长时间长出了愈伤组织。
从刚接种的外植体到长出愈伤组织一般需要2周左右的时间。
统计更换培养基后愈伤组织进一步分化成芽和根的比例和时间。
(3)观察外植体的分化情况，填好结果记录表，并及时分析结果。
提示：做好统计和对照，填好结果记录表，培养严谨的科学态度。
从实验的第一步开始就要做好实验记录，可以分组配制不同的培养基，如诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基等，还可以进行不同配方的比较。
细胞工程技术在作物育种中的应用
细胞工程技术在作物育种中的应用
细胞工程技术是一种基于分子生物学和细胞生物学的技术，可用于改良作物的遗传物质和基因表达。
在作物育种中，细胞工程技术可以通过基因转化和基因编辑等手段，实现快速产生新品种、改良品质和提高产量等目标。
基因转化是指将外源基因导入到植物的染色体中，使其在细胞内表达。
这种技术可以让作物具备抗虫、抗病、耐盐碱等性状，同时也可以提高作物的营养价值和产量。
例如，通过外源基因转化，水稻可以获得抗病性，玉米可以获得抗虫性，小麦可以获得耐盐能力。
基因编辑是指通过CRISPR/Cas9等技术，直接修改作物的基因序列，以改变其性状。
这种技术可以实现精准的基因改良，例如改变作物的花期、花色、果形等性状。
目前，基因编辑已经被广泛应用于玉米、小麦、水稻等作物的育种中。
细胞工程技术的应用，不仅可以提高作物的品质和产量，还可以缩短育种周期，减少人工干预，降低育种成本。
但是，在推广应用时需要注意安全性和环保性问题，避免对生态环境造成不利影响。
- 1 -。
细胞工程名词解释
细胞工程名词解释细胞工程是一种综合学科，它将生物学、化学、工程学等多学科知识和技术融合在一起，以细胞为基本单元，从分子层面对细胞进行调控和工程设计，并利用这些技术进行制药、生物制品、生物制造和环境保护等多个领域。
下面是细胞工程中常见的几个名词，我们将对这些名词进行详细的解释。
1. 基因重组技术(Genetic recombination)基因重组技术是指人工切割不同来源基因的核酸分子并重新组合成新的DNA分子，通过引导这些DNA分子在宿主细胞中重组、复制，从而改变，甚至增强了原来细胞的特性、性状或者产生了新的性状。
基因重组技术被广泛应用于生产医药和治疗疾病。
2. 细胞培养技术(Cell culture)细胞培养技术是指将动植物细胞在人工负荷下进行生长、繁殖和分化的技术。
细胞培养技术可以提供大量的同质细胞种群，同时也可制备重组蛋白质和克隆动物。
3. 基因编辑技术(Gene editing)基因编辑技术是指通过人工介入细胞DNA序列并按照设计改变其当前特性、性状或产生全新的特性和性状。
该技术可以用于研究基因功能和细胞发育，并被广泛地用于治疗遗传病和作物遗传改良领域。
4. 基因表达技术(Gene expression)基因表达技术是指控制外源基因在细胞内的表达和调控，以改变细胞的功能、表型和生理变化的技术。
这种技术在制药和生物制品制造等方面具有很大的应用前景。
5. 细胞融合技术(Cell fusion)细胞融合技术是指将不同来源或相同来源的细胞融合时的技术，从而将它们的质量、功能和性状进行组合和重组。
这种技术在神经细胞和肌肉组织的研究中有着广泛的应用。
6. 基因疗法(Gene therapy)基因疗法是指将外源基因引入到人的细胞中，以治疗遗传性疾病或慢性疾病。
这种治疗方法可以用来替代或修复损坏的基因或减少细胞的恶性变化。
细胞工程是这个时代的重要领域，它已经在许多方面改变了我们的生活和健康。
这些重要的细胞工程名词是我们了解细胞工程的非常关键的一部分，我们希望这些解释可以帮助更多的人更好地理解这个领域的技术和应用。
植物细胞工程-植物细胞工程的基本技术
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影响植物细胞脱分化和再分化的一个重要因素是什么？
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细胞分裂素/生长素基本相等时：
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细胞分裂素/生长素维持在高水平时：
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诱导芽的形成
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细胞分裂素/生长素的比例低时：
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诱导根的形成
细胞脱分化就是让已经______的细胞，经过诱导后，失去其特有的___________而转变成_______细胞的过程。在植物中，一些分化的细胞，经过______的诱导，可以_______为其有分生能力的薄壁细胞，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________出幼根和芽，形成完整的小植株 。
植物细胞的融合
植物组织培养
杂种植株
融合的原生质体AB
再生出细胞壁
脱分化
愈伤组织
再分化
植物细胞的融合
植物组织培养
植物细胞A
原生质体B
原生质体A
杂种细胞AB
去 壁
去 壁
融合完成的 标志
植物细胞B
2.1植物细胞工程 植物细胞工程的基本技术植物体细胞杂交技术
P38思考与探究
P38思考与探究
#2022
细胞工程指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们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。 (选修3 31页)
2.1植物细胞工程植物细胞工程的基本技术
细胞的全能性及分化
翻到选修三 33页 科学家利用菊花的花瓣培养出的菊花。 为什么植物一个的花瓣就可以培育成一株完整植株的呢？
植物激素： 细胞分裂素、 生长素
高中生物第2章细胞工程第1节第1课时植物细胞工程的基本技术课件选择性必修3
[解析] (1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植 物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成 层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱 分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈 伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素 和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤 组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其 作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养 没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的 植株保持了原品种的遗传特性。
4．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生
质体的融合。
(√ )
5．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细
胞壁。
(√ )
关键能力·突破重难
核心点一 核心点二
1．植物组织培养的过程
植物组织培养
(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，经过诱导，失去其特有的结构和功 能，转变成未分化细胞的过程。 (3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状 态的薄壁细胞团。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分 化出根或芽等器官的过程。
[解析] (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原 生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，诱导原生质体融合 常用的化学诱导剂是 PEG(聚乙二醇)。原生质体融合成功的标志是杂 种细胞再生成细胞壁；图中 X 经过离体培养，可以形成试管苗，所以 X 是愈伤组织。
(2)植物组织培养中常加入细胞分裂素和生长素，当生长素与细胞 分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。
细胞融合-方法-应用
• 体细胞杂交产生的杂种细胞含有来自双亲的核外遗传系 统，在杂种的分裂和增殖过程中双亲的叶绿体、线粒体 DNA亦可发生重组，从而产生新的核外遗传系统。
6
第二节 细胞融合常用的方法
7
按促融剂的不同分为
• 生物法 • 化学法 • 物理法
18
聚乙二醇（PEG）诱导法的步骤
1. 将两种不同亲本细胞各取5×l06个混匀； 2. 离心沉淀，吸去上清液； 3. 加1ml 50%PEG溶液，用吸管吹打，使之与细胞接触1分钟； 4. 加9ml 培养液，离心沉淀，吸去上清液； 5. 加5ml 培养液，分别接种5个直径60mm平皿，每个平皿加
培养液至 5ml，37℃的CO2培养箱中培养； 6. 6—24小时后，换成选择培养液筛选杂交细胞。
3
• 细胞融合技术作为细胞工程的核心基础技 术之一，已在农业、医药、环保等领域取 得了开创性的研究成果，而且应用领域不 断扩大。
• 细胞融合技术不仅为核质关系、基因调控、 遗传互补、细胞免疫学、肿瘤发生、基因 定位、衰老控制等理论领域的研究提供了 有力的手段，而且被广泛应用于免疫学、 遗传学、发生生物学，特别是在单克隆抗 体及动植物远缘杂交育种等方面具有十分
程； 免去PEG诱导后的洗涤过程、诱导过程可控性强。
23
电融合的基本步骤
• 细胞膜的接触：当原生质体置于电导率很低的溶 液中时，电场通电后，电流即通过原生质体而不 是通过溶液，其结果是原生质体在电场作用下极 化而产生偶极子，从而使原生质体紧密接触排列 成串。
• 膜的击穿：原生质体成串排列后，立即给予高频 直流脉冲就可以使原生质膜击穿，从而导致两个 紧密接触的细胞融合在一起。
《植物细胞工程》植物细胞技术
《植物细胞工程》植物细胞技术在现代生物技术的领域中，植物细胞工程是一项极具创新性和应用潜力的技术。
它就像是一把神奇的钥匙，为解决农业、医药、环保等众多领域的问题打开了一扇扇新的大门。
那么，什么是植物细胞工程呢？简单来说，植物细胞工程是指以植物细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖和改造，以获得人们所需要的植物产品或创造新的植物品种的技术。
植物细胞工程的基础是植物细胞的全能性。
这意味着每一个植物细胞都具有发育成完整植株的潜在能力。
就像一颗小小的种子，蕴含着成长为参天大树的全部信息。
在适宜的条件下，单个植物细胞可以经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再经过再分化，就能够重新形成完整的植株。
植物组织培养是植物细胞工程中最为常用的技术之一。
通过无菌操作，将植物的器官、组织或细胞接种到培养基上，在人工控制的环境条件下进行培养。
比如，我们可以从一棵优良品种的植物上取下一小段茎尖，经过组织培养，就能培育出大量具有相同优良性状的新植株。
这不仅可以快速繁殖珍稀植物，还能保持亲本的优良特性。
细胞融合技术在植物细胞工程中也有着重要的地位。
它可以将不同种植物的细胞融合在一起，形成杂种细胞，进而培育出具有双亲优良性状的新植物。
想象一下，将一种抗病虫害能力强的植物细胞与另一种果实品质优良的植物细胞融合，是不是有可能创造出一种既抗病又好吃的新型植物呢？植物细胞工程在农业生产中的应用十分广泛。
通过培育优良品种，能够提高农作物的产量和品质。
比如，选育出抗病虫害、抗逆性强的作物品种，减少农药的使用，降低农业生产成本，同时也减少了对环境的污染。
此外，利用植物细胞工程还可以生产无病毒种苗，有效解决农作物因病毒感染而导致的产量下降和品质降低的问题。
在医药领域，植物细胞工程也发挥着重要作用。
许多珍贵的药用植物，由于生长环境特殊、生长周期长等原因，资源十分稀缺。
通过植物细胞培养技术，可以大规模生产药用成分，满足医药市场的需求。
例如，人参皂苷、紫杉醇等药用成分都可以通过植物细胞培养来获取。
第四章植物细胞工程的基本原理和技术基础
③中等无机盐含量培养基 大量元素约为MS培养基得一半,微量元素种
类减少,但含量较MS得高,维生素种类比MS多,如 增加了生物素、叶酸等。适合于花药培养,主要 有Nitch,NT、H、Miller培养基。
生长素得生理作用 1、促进细胞生长与细胞分裂。 2、诱导受伤组织表面细胞恢复分裂能力。 3、形成愈伤组织,促进生根。 4、与一定量得细胞分裂素配合共同诱导不定芽得 分化、侧芽得萌发与生长、胚状体得诱导。
细胞分裂素 就是一类腺嘌呤衍生物。主要有激动素
( 6-糠基氨基嘌呤KT)、6-苄基氨基嘌呤(6-BA) 与玉米素(ZT)等。其中最常用得就是6—苄基氨 基嘌呤。 功能: 1、促进细胞得分裂与分化 2、诱导芽得分化 3、促进侧芽得萌发与生长 4、抑制衰老
(2)培养基得配制 配制培养基前,为了使用方便与用量准确,常
将大量元素、微量元素、铁盐、有机物类与激素 类分别配制成比培养基浓度大若干倍得母液。当 配制培养基时,只需按预先计算好得量吸取母液 稀释即可。
母液应保存在冰箱中备用,保存时间不可过 长,当母液出现沉淀或霉菌团时,则不能使用。
贮备液(母液)得配制: a、方便 b、准确(有些成分量太小)
胞(木质化细胞) > 特化细胞(筛管、导管细胞); 根据细胞所处得组织不同从强到弱为:
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。
脱分化:具有特异结构与功能得细胞转化成没 有特异结构与功能得细胞得过程称为脱分化。(如 根、茎、叶)
再分化:就是指离体培养物可以由脱分化状态 再度分化。包括细胞分化、组织分化与器官分化递 进地进行,最后再生完整植株。
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用灭活的病毒诱导的动物细胞融合过程示意图
二.其实,植物细胞融合 采用PEG法和电融法比较适用 PEG原理
减少细胞间的游离水，促使 细胞靠近并破坏细胞磷脂双分子层，改变膜结构，细胞相互接触并容易 结合在一起
电融合原理
高压电导致细胞产生可融合的穿孔
聚乙二醇（PEG）法细胞融合过程
电融合诱导法原理示意图
②在37℃中，病毒与细胞膜发生反应，细胞膜受到破环，此时需
要Ca2+和Mg2+，最适PH为8.0一8.2； ②细胞膜连接部穿通，周边连接部修复，此时需Ca2+和ATP；
④融合成巨大细胞，仍需ATP 。
病毒促使细胞融合的主要步骤如下：
1. 两个原生质体或细胞在病毒黏结作用下彼此靠近； 2. 通过病毒与原生质体或细胞膜的作用使两个细胞膜间互相渗透，胞质互相渗透； 3. 两个原生质体的细胞核互相融合，两个细胞融为一体； 4. 进入正常的细胞分裂途径，分裂成含有两种染色体的杂种细胞。
融合的方式
三
植物融合子的鉴定
融合的原生质群体中异核体一般只占0.5%-10%并且随培养 时间延长会进一步减少。 最简单的是根基双亲细胞的形态差异识别杂种细胞 比较常用的还有适用某些可见的生化标志，如亲本对外源激 素的要求不同 还可以利用营养缺陷型突变细胞系互补进行选择分离杂种原 生质体，对融合产物进行鉴别 若融合子不存在可见的标志可以将原生质体分别用不同的荧 光染料进行标记，后通过荧光显微镜镜检识别异核体。
---植物细胞融合技术
什么是植物细胞融合技术
植物细胞融合是指用酶脱除细胞壁的方法将
不同植物的细胞融合，并培养出了再生植株 的生物技术。
植物细胞融合技术的理论基础
1,细胞全能性
2,细胞膜的流动性
植物原生质体融合技术
一、仙台病毒法
仙台病毒诱导细胞融合经四个阶段： ①两种细胞在一起培养，加入病毒，在4℃条件下病毒附着在细胞 膜上。并使两细胞相互凝聚；