第51講植物細(xì)胞工程新人教版高考生物一輪復(fù)習(xí)by：BiologyTeacherYóu1.細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過_________、_________或_________水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。細(xì)胞器細(xì)胞組織（1）概念：細(xì)胞的全能性是指_____________________________________________________________________________________________________________。2.細(xì)胞的全能性細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能例.下列實(shí)例能體現(xiàn)體細(xì)胞具有全能性的是（）A.玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株

B.骨髓造血干細(xì)胞形成各種血細(xì)胞C.小麥花粉經(jīng)離體培養(yǎng)發(fā)育成單倍體植株D.胡蘿卜根韌皮部細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)發(fā)育成新植株C（2）細(xì)胞具有全能性的原因是______________________________________________。（3）在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性，這是因?yàn)開___________________________________________________________________。（4）一般情況下，細(xì)胞的分化程度越高，分裂能力越_____，全能性越_____。（特例：生殖細(xì)胞的分化程度高，全能性也高）（5）讓細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的方法：植物組織培養(yǎng)各種細(xì)胞具有完全相同的遺傳信息在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)弱低（1）概念：植物組織培養(yǎng)是指_______________________________________________________________________________________________________________________的技術(shù)。（2）原理：_________________________。3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株植物細(xì)胞的全能性①名詞解釋外植體：___________________________________________________________________。愈傷組織：________________________________________________________________。脫分化：______________________________________________________________________________________________________________________________________。再分化：___________________________________________________________________。（3）過程愈傷組織接種外植體誘導(dǎo)__________脫分化再分化誘導(dǎo)生___芽再分化誘導(dǎo)生___根移栽成活離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化產(chǎn)生的未分化的細(xì)胞形成的不定形的薄壁組織團(tuán)塊在一定的激素和營(yíng)養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織的過程愈傷組織能重新分化成芽、根等器官的過程②植物組織培養(yǎng)常用_____培養(yǎng)基，營(yíng)養(yǎng)主要包括大量元素、微量元素、有機(jī)物和植物激素。Ⅰ.培養(yǎng)基中添加蔗糖而不是葡萄糖，蔗糖的作用是______________________。Ⅱ.植物激素中__________和_______________是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，它們的_______、______等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。將愈傷組織接種到_______________的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其再分化成__________，長(zhǎng)出芽和根，進(jìn)而發(fā)育成完整的植株。提供碳源、能源，調(diào)節(jié)滲透壓生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素濃度比例含有特定激素胚狀體MS生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向高有利于_____的分化、抑制______的形成低有利于_____的分化、抑制______的形成適中促進(jìn)____________的生長(zhǎng)根芽芽根愈傷組織（實(shí)際添加的是BA和NAA。芐基腺嘌呤BA，是___________類似物；萘乙酸NAA，是_____________類似物）生長(zhǎng)素細(xì)胞分裂素Ⅲ.按物理性質(zhì)劃分，MS培養(yǎng)基屬于_______培養(yǎng)基。固體③外植體選擇植物體的幼嫩部分（如嫩葉、莖尖等）更容易成功，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。幼嫩部分細(xì)胞分裂旺盛，分化程度低，全能性高，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織，進(jìn)而培養(yǎng)成完整植株無(wú)性④從生殖方式看，植物組織培養(yǎng)屬于_________生殖（因此變異性小，能保持母體的優(yōu)良性狀，繁殖速度快、可用于大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益）。（4）探究實(shí)踐：菊花的組織培養(yǎng)①實(shí)驗(yàn)步驟：Ⅰ.外植體消毒：用_______擦拭雙手和超凈工作臺(tái)臺(tái)面。將流水充分沖洗后的外植體用_______________________消毒30s，然后立即用無(wú)菌水清洗2-3次；再用_____________溶液處理30min后，立即用無(wú)菌水清洗2-3次。Ⅱ.接種：將外植體置于無(wú)菌的培養(yǎng)皿中，用無(wú)菌濾紙吸去表面的水分。用解剖刀將外植體切成0.5-1cm長(zhǎng)的小段。在_____________旁，將外植體的1/3-1/2插入誘導(dǎo)____________的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上做好標(biāo)記。酒精體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精次氯酸鈉酒精燈火焰愈傷組織Ⅲ.培養(yǎng)：將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18-22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長(zhǎng)情況。培養(yǎng)15-20d后，將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)______的培養(yǎng)基上。長(zhǎng)出____后，再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)______的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成_________。Ⅳ.移栽：移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長(zhǎng)幾日（煉苗）。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長(zhǎng)壯后再移栽入土。Ⅴ.栽培：移栽入土后，每天觀察并記錄幼苗的生長(zhǎng)情況，適時(shí)澆水、施肥，直至開花。生芽芽生根試管苗②注意：Ⅰ.實(shí)驗(yàn)中使用的培養(yǎng)基和所有的器械都要_______。接種操作必須在___________________進(jìn)行，并且每次使用后的器械都要_______。外植體不能滅菌，只能消毒。（在植物組織培養(yǎng)的過程中，必須遵守?zé)o菌操作，原因是培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，這些微生物會(huì)和外植體爭(zhēng)奪培養(yǎng)基中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，并且產(chǎn)生大量對(duì)外植體有害的物質(zhì)，導(dǎo)致外植體死亡。）Ⅱ.接種時(shí)注意外植體的方向，不要倒插。Ⅲ.誘導(dǎo)愈傷組織（脫分化）期間一般________光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過程（再分化）中，每日________給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照。滅菌酒精燈火焰旁滅菌不需要需要（1）概念：植物體細(xì)胞雜交是指___________________________________________________________________________________________________的技術(shù)。4.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)將不同來(lái)源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體（2）過程①在進(jìn)行體細(xì)胞雜交之前，必須先利用________酶和_______酶去除__________，獲得____________。原生質(zhì)體：是植物或微生物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁以后的內(nèi)含物，由細(xì)胞膜所包圍，是具有生活力的裸露細(xì)胞。動(dòng)物細(xì)胞可以視為就是原生質(zhì)體。原生質(zhì)層：細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)稱為原生質(zhì)層。纖維素果膠細(xì)胞壁原生質(zhì)體（2）過程②原生質(zhì)體間的融合，這必須要借助一定的技術(shù)手段才能實(shí)現(xiàn)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法基本可以分為兩大類——物理法和化學(xué)法。物理法包括_________法、_______法等；化學(xué)法包括_____________________法、____________________法等。電融合離心聚乙二醇（PEG）融合高Ca2+—高pH融合（2）過程注意：Ⅰ.融合完成后，會(huì)形成_____種融合的細(xì)胞，同時(shí)還有未融合的細(xì)胞，因此融合完成后還需要對(duì)雜種細(xì)胞進(jìn)行_______。

Ⅱ.原生質(zhì)體應(yīng)置于等滲溶液中。Ⅲ.動(dòng)物細(xì)胞融合與植物原生質(zhì)體融合的基本原理相同。誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合的常用方法有_________法、_______法和_______________法等。3篩選PEG融合電融合滅活病毒誘導(dǎo)（2）過程③原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是_______________，與之直接有關(guān)的細(xì)胞器是_____________。④該過程表示___________。⑤該過程表示___________。再生細(xì)胞壁高爾基體脫分化再分化（3）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)分為兩個(gè)階段：第一階段植物體細(xì)胞融合的原理是____________________________；第二階段植物組織培養(yǎng)的原理是______________________________。（4）意義（優(yōu)點(diǎn)）：在___________________，__________________________，____________________等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。（5）局限性：目前有許多理論和技術(shù)未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出雙親的性狀。細(xì)胞膜具有流動(dòng)性植物細(xì)胞的全能性打破生殖隔離實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種培育植物新品種（7）二倍體番茄和二倍體馬鈴薯體細(xì)胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有____個(gè)染色體組，是_____________倍體。雜種植株的遺傳物質(zhì)來(lái)自兩個(gè)親本，具有雙親的遺傳性狀，其變異類型屬于_______________________。4（6）實(shí)例：白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長(zhǎng)穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。(異源)四染色體(數(shù)目)變異（1）植物繁殖的新途徑——快速繁殖①使用的技術(shù)：用于快速繁殖優(yōu)良品種的_________________技術(shù)，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。②原理：_______________________。③優(yōu)點(diǎn)：Ⅰ.__________________________________________；Ⅱ.___________________________________________。④特點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，適合自動(dòng)化管理，有利于進(jìn)行工廠化生產(chǎn)。⑤實(shí)例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無(wú)性繁殖作物和瀕危植物等都實(shí)現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來(lái)提供苗木。甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的生產(chǎn)，已形成一定規(guī)模。植物組織培養(yǎng)5.植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物細(xì)胞的全能性高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性（2）植物繁殖的新途徑——作物脫毒①使用的技術(shù)：________________技術(shù)②材料的選?。篲___________________________，原因是_________________________。③優(yōu)點(diǎn)：脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有所提高。④注意：作物脫毒并不能改變作物的抗病毒能力。植物組織培養(yǎng)頂端分生區(qū)附近（如莖尖）病毒極少，甚至無(wú)病毒（3）作物新品種的培育——單倍體育種①過程：②原理：______________________、_____________________。③優(yōu)點(diǎn)：___________________________________________________________。植物細(xì)胞的全能性染色體數(shù)目變異花藥(花粉)離體培養(yǎng)_______植株單倍體誘導(dǎo)染色體加倍純合植株極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力（4）作物新品種的培育——突變體的利用①過程：②原理：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖（增殖方式是___________）的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變（變異類型包括______________________________）。③優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀。有絲分裂外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理基因突變、染色體變異（5）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①名詞辨析初生代謝：______生物生長(zhǎng)和生存所必需的代謝活動(dòng)，因此在整個(gè)生命過程中它一直進(jìn)行著。次生代謝：______生物生長(zhǎng)所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時(shí)間條件下才進(jìn)行。是不是（5）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①名詞辨析初生代謝物：包括有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等。次生代謝物：是一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等），在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。（植物細(xì)胞的次生代謝物含量很低，從植物組織提取會(huì)大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到）②使用的技術(shù)：__________________技術(shù)，它是指__________________________________________________________________________。它不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等限制，因此對(duì)于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義。植物細(xì)胞培養(yǎng)在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)③過程：④注意:若是從愈傷組織中提取細(xì)胞產(chǎn)物，此過程并不能體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進(jìn)細(xì)胞分裂的培養(yǎng)條件，增加細(xì)胞數(shù)量，提高次生代謝物的含量，但不能提高單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量外植體脫分化愈傷組織再分化植株從愈傷組織內(nèi)提取產(chǎn)物從植株體細(xì)胞內(nèi)提取產(chǎn)物⑤優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)速度快⑥實(shí)例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)了工廠化生成。⑦紫草寧是從紫草細(xì)胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。紫杉醇存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)，具有高抗癌活性，現(xiàn)在已被廣泛用于乳腺癌等癌癥的治療。練習(xí)1.(2022·遼寧，14)藍(lán)莓細(xì)胞富含花青素等多酚類化合物。在藍(lán)莓組織培養(yǎng)過程中，外植體切口處細(xì)胞被破壞，多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物，這一過程稱為褐變。褐變會(huì)引起細(xì)胞