植物细胞工程(一轮上课用)

专题2细胞工程细胞工程应用的原理和方法研究的水平研究的目的细胞生物学和分子生物学细胞整体水平或细胞器水平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概念分类植物细胞工程动物细胞工程理论基础细胞的全能性植物细胞工程考纲要求植物的组织培养Ⅱ考纲解读：1、理解细胞的全能性的概念，明确细胞工程的概念及分类。2、了解植物组织培养和植物体细胞杂交的过程和应用考点突破考点一植物组织培养和植物体细胞杂交1、为什么利用植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株？2、细胞为什么具有全能性？生物的每一个细胞都包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。基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞分化为不同的组织、器官。3、为什么在生物体内的细胞不能表现出全能性？4、植物细胞表现全能性的前提条件是什么？离体、一定的营养物质、激素和其他外界条件(如无菌、pH等)5、植物组织培养一般要经过哪两个的基本过程？6、愈伤组织的细胞有何特点？全能性是高还是低？排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞7、胚状体有何特点？胚状体是由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。8、脱分化和再分化的比较：比较内容脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例适中d.不需光a.离体b.适宜的营养c.生长素/细胞分裂素的比例高或低诱导生芽或生根d.光照9、细胞脱分化后形成的愈伤组织的全能性有何变化？10、植物组织培养需要哪些培养条件？①营养物质

②激素

③环境条件

水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等；如细胞分裂素、生长素等；无菌、适宜的温度和pH等。变高！11.为什么整个过程要求消毒、灭菌及无菌操作？防止受到微生物污染！12.决定细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？植物激素的种类和比例浓度。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。13.植物组织培养的概念

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，给予适宜的条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。14.植物体细胞融合的第一步是什么？15.用什么方法可以去除细胞壁？16.去除细胞壁后的植物细胞又叫做什么？17.诱导原生质体融合的诱导剂叫什么？18.诱导原生质体融合的物理方法主要有哪些种？酶解法——果胶酶、纤维素酶原生质体聚乙二醇(PEG)离心、振动、电激19.融合后的杂种细胞可以直接生长为杂种植株吗？否，还需对杂种细胞进行组织培养20.植物体细胞融合的优点是什么？能够克服远缘杂交不亲和的障碍。21.植物体细胞的杂交过程22.植物体细胞杂交未解决的问题是什么？目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达亲代的优良性状。23.杂交细胞有哪些种类型

24.杂交细胞AB形成的标志是什么？25.杂种植株遗传物质的变化有什么特点？有三种：AA、BB、AB,符合要求的只有AB,需要进行筛选。新的细胞壁的生成。细胞融合属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,形成异源多倍体。26.植物体细胞杂交的原理有哪些？①原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性,②杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。27.利用植物组织培养技术繁殖名贵花卉，进行离体培养时为什么不要用该植株的花粉？利用花粉培育出的植物是单倍体植物。考点二植物细胞工程的实际应用1.植物组织培养技术有哪些应用？⑴.植物繁殖的新途径①微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性,还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。②作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染,导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养,可以使新长成的植株脱除病毒。注意

人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等,以利于胚状体生长发育成幼苗。③人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽,包上人工种皮就可以形成人工种子。右图是人工种子的结构示意图。人工种子胚状体人工种皮人工胚乳自然种子胚种皮胚乳胚状体包埋在胶囊内形成球状结构：胶质化合物薄膜——种皮营养成分和植物激素

——人工胚乳胚状体——新植物的幼体优点：

快速繁殖，解决作物繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。固定杂种优势。④培育转基因植物

（如抗虫棉等）(2)作物新品种的培育①单倍体育种：

花药离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是后代不发生性状分离,都是纯合子，能够稳定遗传,明显缩短了育种年限。②突变体的利用：

在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,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。

从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。③细胞产物的工厂化生产：

可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物,如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。考点三

植物体细胞杂交和有性杂交的区别(1)植物体细胞杂交若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合,A含有2X条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,B含有2Y条染色体,2个染色体组,其基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体数为2X+2Y,基因型为AabbccDd。

从例中不难看出,体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。植物体细胞杂交的思维误区警示：

——要认清植物体细胞杂交和有性杂交的区别(2)植物有性杂交若两个不同品种的植物细胞A、B进行有性杂交，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，有性杂交的结果是：子代细胞中染色体数，基因型分别为“X+Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”,即先减半再相加。(3)有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律,而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。例.关于番茄和马铃薯杂交过程,回答下列问题。(1)若番茄细胞内含A条染色体,马铃薯细胞内含B条染色体,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功),得到的后代应含

条染色体,还必须用

来处理幼苗,才能得到可育的“番茄—马铃薯”植株,此时体细胞中含有