2016新课标创新人教生物选修32.1.1植物细胞工程的基本技术

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1、2.1.1　植物细胞工程的基本技术一、细胞工程、细胞的全能性1．细胞工程原理细胞生物学和分子生物学操作水平细胞水平或细胞器水平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分类植物细胞工程和动物细胞工程2.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)影响全能性表现的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。二、植物组织培养技术1．理论基础：植物细胞的全能性。2．定义：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物

2、器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。3．实验原理―→4．实验流程制备外植体→接种→脱分化培养→再分化培养→试管苗正常植株三、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，并将其培育成新的植物体的技术。2．过程　　　(1)过程①去除细胞壁的方法是：用纤维素酶和果胶酶处理。(2)过程②诱导融合(3)过程③表示杂种细胞再生出细胞壁。(4)过程④和⑤分别表示脱分化和再分化。3．意义：克服不同生物远缘杂交的障碍。[共研探究]无论是绚丽

3、多姿的花草，还是碧绿参天的大树，大多都是通过种子播种或枝条扦插实现繁殖的。其实在一定的条件下，利用它们的一片叶子、一瓣花瓣，甚至一粒花粉，同样可以得到大量的幼小植株。观察如图胡萝卜植物组织培养的流程，回答相关问题。1．植物组织培养：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，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。2．理论基础：植物细胞的全能性，其含义是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。3．实现植物体细胞全能性的条件材料离体的细胞

4、、组织或器官培养基种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素外界条件无菌操作；光照：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养4.重要概念辨析(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，即形成愈伤组织的过程。(2)愈伤组织：一团没有特定结构和功能，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。(3)再分化：愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成完整的小植株。5．基本过程(1)取材：消毒后选取胡萝卜根的形成层部位，切取1cm3左右的小块，因为该部位容易诱导

5、形成愈伤组织。(2)接种：将组织块接种到诱导培养基上，诱导形成愈伤组织。①培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，如矿质元素、糖类、维生素等。②培养基的成分和物理性质都会对器官的发育有一定的影响，但起决定作用的是植物激素，主要是生长素和细胞分裂素的配比。③在植物组织培养中，愈伤组织的形态发生方式常见的有两种：不定芽方式和胚状体方式。a．不定芽方式是分化形成不同器官的原基，再逐渐形成芽和根。b．胚状体方式是分化出具有胚根、胚芽、胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。胚状体方式比不定芽方式有更多的优点，如胚状体可以制成人工种

6、子等。(3)培养：在23～26℃恒温避光条件下培养一段时间，再将愈伤组织转接到分化培养基上，培养诱导出试管苗。(4)移栽：将试管苗移栽到大田，培养成正常植株。[总结升华]1．植物组织培养的一般步骤离体的植物组织、器官、细胞愈伤组织胚状体或丛芽―→试管苗2．植物细胞全能性表达的条件(1)外植体：用于植物组织培养的植物器官、组织或细胞。(2)植物激素：主要是生长素和细胞分裂素。(3)无菌条件：培养基需用高压蒸汽灭菌；外植体在接种前要消毒，接种时需在无菌室中或超净工作台上进行。(4)环境因素：适宜的温度、光照等外界条件。3．植物组织

7、培养中各过程的比较名称过程形成体特点培养基光脱分化由外植体脱分化为愈伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团生长素与细胞分裂素的比例大避光再分化由愈伤组织分化为幼苗或胚状结构有根、芽或有生根发芽的能力生长素与细胞分裂素的比例小需光营养生长生殖生长发育成完整的植物体由根、茎、叶、花、果实、种子组成自身产生各种激素需光4.生长素和细胞分裂素比值对植物组织培养的影响生长素/细胞分裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成【巧学妙记】　巧记“生长素和细胞分裂素用量及比例对植物组

8、织培养的影响”，“比值高，根分化；比值低，芽分化；比值适中，不分化”。即“高根低芽中愈伤”。[对点演练]1．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是(　　)A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，