植物细胞工程与育种

植物细胞工程与育种
植物细胞工程与育种

植物细胞工程与育种教学设计

目标展示

能说出植物细胞工程具体有哪些应用;掌握单倍体育种的过程和优点。

要点导学

1、植物组织培养技术的应用有哪些?

2、植物细胞代谢产物的工厂化生产

(1)植物细胞培养的过程

(2)植物细胞培养和植物组织培养的区别?

植物组织培养的目的是,植物细胞培养的目的是获得大量植物细胞,提取。植物组织培养一般用

培养基,而植物细胞培养用培养基。

(3)植物细胞培养举例

培养金鸡纳树细胞,获得治疗疟疾的良药。培养红豆杉的细胞,提取抗肿瘤药物。

感悟反思

3、单倍体育种

由高杆抗病水稻和矮杆易感病水稻,培育矮杆抗病水稻的不同方法

杂交育种图示单倍体育种图示

总结单倍体育种有关知识

原理:,方法:,优点:。

达标检测

1、(2013江苏高考,11)某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快

推广种植,可应用多种技术获得大量优质苗,下列技术中不能选用的是

A. 利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗

B. 采用花粉粒组织培养获得单倍体苗

C. 采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上

D. 采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养

2、(2013江苏高考,25)现有小麦种质资源包括:①高产、感病;②低产、抗病;③高产、晚熟等品种。为满足不同地区及不同环境条件下的栽培需求,育种专家要培育 3 类品种:a. 高产、抗病;b. 高产、早熟;c. 高产、抗旱。下述育种方法可行的是(多选) A. 利用①、③品种间杂交筛选获得 a B. 对品种③进行染色体加倍处理筛选获

得 b

C. a、b、c的培育均可采用诱变育种方法

D. 用转基因技术将外源抗旱基因导入③

中获得c

3、(2015年江苏高考,20)下图为制备人工种子部分流程示意图,下列叙述正确的是

A. 胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织

B. 该过程以海藻酸钠作为营养成分,以CaCl2 溶液作为凝固剂

C. 可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖,为胚状体提供碳源

D. 包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气,有利于人工种子的储藏

4、(2014江苏高考,29)为了获得植物次生代谢产物,先用植物外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题:Array(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称

为。

(2)在愈伤组织悬浮培养时,细胞干重、蔗糖浓度

和pH的变化如右图所示。细胞干重在12 d 后下降的

原因有;

培养液中蔗糖的作用是、

(3)多倍体愈伤组织细胞中产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经

处理,会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目,压片前常用纤维素酶和

酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,合

理的解释是、。

(4)为了更好地获得次生代谢产物,生产中采用植物细胞的固定化技术,其原理与酵母细

胞固定化类似。下列说法正确的有(填序号)。

①选取旺盛生长的愈伤组织细胞包埋②必须在光照条件下培养

③培养过程中需通空气④固定化后植物细胞生长会变慢

5、(2012江苏高考,28)科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中,育成了抗叶锈病的小麦,育种过程见图。图中A、B、C、D表示4个不同的

染色体组,每组有7条染色体,C染色体组中含携带抗病基因

的染色体。请回答下列问题:

(1)异源多倍体AABBCC是由两种植物AABB与CC远缘杂交

形成的后代,经诱导染色体数目

加倍培育而成,还可用植物细胞工程中方法

进行培育。

(3)杂交后代①染色体组的组成为,进行减数分裂时形成个四分体,体细胞中含有条染色体。

(4)杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失,这是因为减数分裂时这些染色体。

(5)为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传,常用射线照射花粉,使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,

这种变异称为。

感谢您的阅读,祝您生活愉快。

完整版植物细胞工程练习题及答

选修三植物细胞工程习题 一、单选题 1.下列有关植物细胞全能性的叙述,不正确的是() A.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,原因是所含基因在特定的时空条件下选择性表达各种蛋白质 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础 D.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 2.植物细胞工程中的叙述中不正确的是是指() A.植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 B.植物体细胞杂交的结果是产生杂种细胞 C.重压方法是不能人工诱导原生质体融合的. D.用植物组织培养技术,可以培养或生产出食品添加剂、无病毒植物、人工种子 3.如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是() 甘蓝—”植株不能结子A.图示“白菜B.愈伤组织有叶绿体,代谢类型是自养需氧型.上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程C 杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果—甘蓝”D.“白菜)( 4.在植物细胞工程中原生质体融合成一个细胞后,需诱导产生细胞壁,参与该过程的细胞器是.线粒体、高尔基体 B .叶绿体、高尔基体 A D.线粒体、内质网C.叶绿体、线粒体 科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合,培育出的驱蚊草含有香茅醛,能散发出5. )(一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中,错误的是 A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种,其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍 等试剂或离心、振动、电刺激等方法.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、BPEG .驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交,不同于植物组织培养,无愈伤组织和试管苗形成C .驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离D )植物组织培养过程中的脱分化是指(6. A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程.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 C 取植物的枝芽培育成一株新植物的过程D.两种植物细胞去掉细、AB 显示细胞核),将B7. A种植物的细胞和种植物细胞的结构如右图所示(仅组织培养后得到了杂种植株,则胞壁后,诱导二者的原生质体融合,形成单核的杂种细胞,若经过 )该杂种植株是 (

生物选修三植物细胞工程知识点清单(自主整理适合学生识记)

植物细胞工程知识点清单 (一)植物组织培养 1.理论基础(原理):细胞全能性 2.全能性概念:具有某生物发育所需全部遗传信息的细胞,都具有发育成完整个体的潜能。 3、过程:外植体—脱分化—愈伤组织—再分化—丛芽、不定根—新植株 4、相关概念及实验注意事项 ①外植体:离体植物器官、组织、细胞 ②愈伤组织:高度液泡化,无固定形态的薄壁细胞。全能性高,分化程度低 ③外植体消毒:70%酒精30s—无菌水冲洗—次氯酸钠30min—无菌水冲洗 ④取材:选取形成层部位 ⑤脱分化:23~26o C,避光 ⑥再分化:将愈伤组织转接到分化培养基,光照下培养 ⑦生长素/ 细胞分裂素:比值高—促进生根;比值低—促进发芽 5、植物组织培养概念:在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官,组织,细胞培养在人工配置的培养基上,诱导其产生愈伤组织,丛芽,最终形成完整的植株。 6、地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。 (二)植物体细胞杂交 1、植物体细胞杂交概念:将不同种的植物细胞,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过程。 2、过程及注意事项: ①去除细胞壁:酶解法(纤维素酶、果胶酶),获得原生质体 ②原生质体融合方法:物理法(离心、震荡、电刺激);化学法:聚乙二醇 ③细胞融合成功的标志:杂种细胞再生细胞壁 3、融合结果:获得杂种细胞,进而获得杂种植株。 A细胞+B细胞所得杂种植株遗传物质=A+B 4、成功例子:番茄—马铃薯;烟草—海岛烟草;胡萝卜—羊角芹;白菜—甘蓝 5、优点:克服远缘杂交不亲和障碍 6、局限性:不能按照人的要求表达性状 (三)植物细胞工程应用 1、微型繁殖:可以高效快速地实现种苗的大量繁殖(观赏植物,经济林木,无性繁殖作物) 2、作物脱毒:采用茎尖等分生区组织培养来除去病毒(因为分生区附近的病毒极少或没有) 如:马铃薯;草莓;甘蔗;菠萝、香蕉等经济作物 3、人工种子:以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经人工薄膜包装得到的种子。优点:完全保持优良品种的遗传特性,不受季节的限制;方便储藏和运输 4、作物新品种培育:单倍体育种 5、突变体利用:在组织培养中会出现突变体,通过从有用的突变体中选育出新品种(如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体) 6、细胞产物的生产:通过能够产生对人们有利的产物的细胞进行组织培养,从而让它们能够产生大量的细胞产物。 如:生产人参皂甙,三七,紫草,银杏等。 (定向诱导愈伤组织细胞分化为产生特定物质的细胞,提纯产物)

(完整版)2.1.(1)植物细胞工程教学设计

1 2.1.1植物细胞工程基本技术 【内容与解析】 本节课要学的内容植物细胞工程基本技术指的是植物组织培养,其核心是植物组织培养的原理和过程,由于它还与植物体细胞杂交的原理、植物细胞工程应用的实例等有…紧密的联系,所以在本学科有…重要的地位,。教学的重点是植物组织培养的原理和过程,解决重点的关键是植物组织培养的实验。 【教学目标与解析】 1.教学目标 (1)简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 (2)列举植物细胞工程的实际应用 2.目标解析 (1)简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术就是要学生知道组培过程中的每一个步骤且要明白每个过 程中的特点,植物体细胞杂交技术是要学生知道它的定义和如何实现这个过程中的每一步骤。 【问题诊断分析】 在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是植物体细胞杂交的原理不理解,产生这一问题的原因是…学生对这类问题的认识尚浅。要解决这一问题,就要…给予学生一定的理论知识,及事例分析。 【教学过程】 问题一: 为什么植物的一个花瓣就可以培育出完整的植株呢? 设计意图:…通过此问题引出植物组织培养 师生活动; 1、什么是细胞的全能性?表现全能性的条件? 2、为什么运用植物组织培养技术能把植物离体器官、组织或细胞培养成完整植物体? 3、克隆羊“多莉”的诞生说明了什么? 4、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性,而是分化成不同的组织器官? 问题二:植物组织培养技术: 问题1.植物组织培养技术的概念是什么? 问题2.植物组织培养技术的原理是什么? 问题3.植物组织培养技术通常选用的材料有哪些? 问题4 .植物组织培养的培养基含有哪些成分? 问题5.分析图2—5,概述植物组织培养技术的基本过程。 问题6.什么是脱分化?什么是再分化?什么是愈伤组织? 展示马铃薯——番茄杂种植株的图片,根据设想来引出植物体细胞杂交 问题三:植物体细胞杂交技术: 问题1.什么是植物体细胞杂交技术?它具有什么优点? 问题2.在进行植物体细胞杂交之前,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? 问题3.怎样诱导两个不同原生质体的融合?原生质体融合完成的标志是什么?这与细胞中哪种细胞器有关? 问题4.为什么两个原生质体能发生融合,这与细胞膜的什么特性有关? 问题5.如果两个来源不同的原生质体发生了融合,下一步该做何处理? 问题6.如何将杂种细胞培育成杂种植株? 问题7.分析图2—9,概述植物体细胞杂交的基本过程。

专题二植物细胞工程知识点

专题二细胞工程知识点梳理填空 概念:应用__________ 和__________ 的原理和方法,通过___________ 或__________ 上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的___________ 或获得____________ 的一门综合科学技术。 分类:根据操作对象不同,可分为___________________ 、________________ 。 一、植物细胞工程 理论基础(原理)____________________ 。 1、概念:具有某种生物____________ 的任何一个细胞,都具有发育成_____________ 的潜能。 全能性表达的难易程度: ____________ > 生殖细胞〉__________________ ; ______________ >动物细胞; 2.在理论上,生物的任何一个细胞都具有__________________________________ ,但在生物的生长发育过程中,细胞并不表现___________ ,而是分化成各种_____________________ 。 3.特定的____________ 条件下,细胞中的基因会有 ________ 地表达出各种 _________ ,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同________________ 。 (一)植物组织培养技术 植物组织培养:在________ 和________ 的条件下,将_________ 的植物器官、组织、细胞,培养在人工配制的_______ 上,给予适宜的培养条件,诱导其产生 ____________ 、丛芽,最终形成完整植株。 1.操作过程: ①② 外植体---- > A - > B—植物体 图中①_________ ,②_______ , A表示 ______ , B表示 ________ 。 2 .细胞脱分化:已__________ 的细胞经过______ 后,失去其特有的________________ 而转变成未分化细胞的过程。 3.胡萝卜的组织培养实验 1 )实验原理 植物体的根、茎、叶细胞都具有 ___________ ,在一定的______ 和_____ 等条件下,可以脱分化形成______________ 。将愈伤组织转接到含有不同_______ 成分的培养基上,就可以诱导其再分化生 成胚状体或丛芽,进而发育成_____________________________ 。证明了分化的植物细胞仍具 有_________________________ 。 2)实验步骤 ①将__________ 用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段。用酒精棉球擦手 ______________ 。

(完整版)2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点汇总

2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点 一、细胞工程的含义及分类: 1、含义:应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平的操作,按照人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性科学技术。 (1)原理和方法: 。 (2)操作水平: 水平或 水平 (3)目的:改变细胞内的 或 。 2、种类: 根据操作对象分: 细胞工程和 细胞工程 植物细胞工程包括:植物组织培养、植物体细胞杂交。 动物细胞工程包括:动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体技术 二、细胞的全能性: 1、概念:已经分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。 2、细胞全能性的原因:一般生物体的每一个细胞都包含该种生物的 。 3、现实表现:在生物的生长发育的过程中,细胞 全能性,而是 。 原因:在特定时间和空间条件下,细胞中的基因会 表达出各种 ,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同组织和器官。 4、全能性的高低: ①受精卵>配子>体细胞 ②植物细胞>动物细胞(动物细胞核具有全能性) ③具有分裂能力的细胞>不分裂的细胞 ④分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。 三、植物组织培养技术 (一)过程: 1、原理: 的原理 2、条件:①离体的植物细胞、组织、器官(外植体)。②无菌。③人工配置的培养基(固体培养基,含有琼脂)。④适宜的条件:水、矿物质、有机物。⑤植物激素:生长素(诱导细胞分裂和根的分化)和细胞分裂素(促进细胞分裂和不定芽的分化)。⑥早期避光,后期光照。 3、愈伤组织:由排列疏松、无一定形态、高度液泡化的薄壁细胞组成。 4、脱分化:让 的细胞,经过诱导后,失去其 而转变成 细胞的过程。 5、再分化:愈伤组织在一定的培养条件下,分化出 ,形成完整的小植株。 一定的营养、激素 ( ) 离 体的植物细胞、 组织、器官 愈伤 组 织 完整 植 新植株

高中生物选修三训练《植物细胞工程》

专题2细胞工程 2.1植物细胞工程 2.1.1植物细胞工程的基本技术 课时训练5植物细胞工程的基本技术 1.植物细胞表现出全能性的必要条件是()。 A.给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 解析:植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞,在离开母体后,在适宜的营养和外界条件下,细胞首先发生脱分化,然后恢复细胞分裂形成愈伤组织,再在一定的诱导因素作用下发生分化,最后形成具有根、茎、叶的完整植株。高度分化的植物细胞的全能性只有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管细胞无细胞核,D项错误。B项中,导入其他植物细胞的基因属于基因工程,与细胞的全能性没有必然的联系。 答案:C 2.可以成为植物组织培养条件的是()。 ①CO2②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素 A.①③⑤⑥ B.②③⑤⑥ C.②③④⑤⑥ D.①②⑤⑥ 解析:植物组织培养的条件是营养物质、激素和其他适宜条件,在愈伤组织形成之前不能进行光合作用,不需要CO2。 答案:C 3.植物体细胞杂交是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()。 A.不同植物的精子与卵子的融合 B.不同植物原生质体的融合 C.完整的两个体细胞的融合 D.植物花粉细胞的两两融合 解析:植物体细胞杂交是不同植物的原生质体融合为一个杂种细胞的过程。精、卵结合过程为受精作用,花粉细胞不是体细胞。 答案:B 4.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,下列哪一项条件是不需要的?() A.消毒灭菌 B.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素 解析:形成愈伤组织,需要在消毒灭菌条件下进行是肯定的,因为只有在消毒灭菌条件下,才能保证培养出的组织细胞不被感染,否则培养基内将长出许多霉菌,与离体细胞争夺营养与生存空间,不能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、茎、叶的植物体,因此不需要光照。 答案:C 5.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是()。

人教版高中生物选修3[知识点整理及重点题型梳理]植物细胞工程 (植物克隆技术)

精品文档用心整理 人教版高中生物选修三 知识点梳理 )巩固练习 重点题型( 常考知识点 植物细胞工程(植物克隆技术) 【学习目标】 1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、体验植物组织培养技术。 3、列举植物细胞工程的实际应用。 【要点梳理】 要点一:克隆——无性繁殖系【植物细胞工程(植物克隆技术)369167克隆】 1.分子水平的克隆: DNA复制很多碱基序列相同的DNA 2.细胞水平的克隆 细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞 3.个体水平的克隆 组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体 要点二:植物细胞工程的基本技术 1.细胞的全能性 (1)遗传基础 生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的,因而都含有生物体的一整套遗传物质,都具有发育成完整 个体的潜能。 (2)不能表现的原因 在生物体上不能表现出其全能性,只能通过细胞分化形成不同的组织、器官,这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。 2.植物细胞表现其全能性的条件 (1)脱离母体。 (2)植物组织培养时,培养基中除含有一定的水分、无机盐外,还要添加一定的植物激素(如生长素、细胞分裂素),这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。 (3)在植物组织培养的前期对光照无需求,在后期需要光照条件,这有利于细胞生长、分化。 3.植物组织培养 (1)过程: 在无菌条件下,将植物体的器官或组织片段(如芽、根尖或花药)切下来,放在适当的人工培养基上进行离体培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。这种组织的细胞排列疏松而无规则,是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。原来已经分化,并且具有一定功能的体细胞(或性细胞)丧失了原有的结构和功能,又重新恢复了分裂功能,叫做细胞的脱分化。将处于脱分化状态的愈伤组织,移植到合适的培养基上继续培养(在适当的光照、温度等条件下)愈伤组织就会重新进行分化,产生出植物的各种组织和器官(如根、茎、叶等),进而发育成一棵完整的植株,这个过程叫做植物细胞的再分化。

(完整版)生物选修三植物细胞工程测试题(打印)

植物细胞工程测试题 一、单选题 1.下列有关植物细胞全能性的叙述,不正确的是() A.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,原因是所含基因在特定的时空条件下选择性表达各种蛋白质 B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础 D.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 2.植物细胞工程中的叙述中不正确的是是指() A.植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 B.植物体细胞杂交的结果是产生杂种细胞 C.重压方法是不能人工诱导原生质体融合的. D.用植物组织培养技术,可以培养或生产出食品添加剂、无病毒植物、人工种子 3.如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是() A.图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B.愈伤组织有叶绿体,代谢类型是自养需氧型 C.上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D.“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4.在植物细胞工程中原生质体融合成一个细胞后,需诱导产生细胞壁,参与该过程的细胞器是 () 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.科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合,培育出的驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中,错误的是() A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种,其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍 B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法 C.驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交,不同于植物组织培养,无愈伤组织和试管苗形成D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离6.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.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 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 7. A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示(仅显示细胞核),将A、B两种植物细胞 去掉细胞壁后,诱导二者的原生质体融合,形成单核的 杂种细胞,若经过组织培养后得到了杂种植株,则该杂 种植株是() A.二倍体;基因型是DdYyRr B.三倍体;基因型是DdYyRr C.四倍体;基因型是DdYyRr D.四倍体;基因型是DDddYYyyRRrr 8.植物组织培养过程的顺序是() ①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织 ④脱分化⑤再分化⑥植物体 A.①④③⑤②⑥B.①④③②⑤⑥C.①⑤④③②⑥D.⑥①④③⑤② 9.下列有关细胞工程的叙述不正确的是() A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质 B.在细胞器水平上定向改变遗传物质 C.在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D.在细胞整体水平上获得细胞产品 10.有关全能性的叙述,不正确的是( ) 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.卵细胞与受精卵一样,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 11植物繁殖的新途径中正确的理解是() A植物的微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术. B.马铃薯获得无病毒幼苗的最佳办法是利用芽尖进行组织培养 C.人工种子种皮是能自我生成 D.植物的微型繁殖的优点是取材多、培养周期短、繁殖率高 12下图是植物组织培养的简略表示。据此回答不正确的是() 脱分化再分化 ①——→②——→③——→④

2.1.1植物细胞工程的基本技术

2.1.1 植物细胞工程 教学目标 1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2、列举植物细胞工程的实际应用 3、尝试进行植物组织培养 教学重点 1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原理 3、植物细胞工程应用的实例 教学难点 植物组织培养的实验 教学过程 复习: 细胞分化: 1、概念:在个体发育过程中,由一种或一个细胞通过增殖产生的后代,在形态、结构和生理功能上发生 稳定性差异的过程 注意:不改变细胞数目,不改变遗传,增加了细胞种类 2、原因:相同的基因在特定的时间和空间内进行选择性表达的结果 3、特点: ①普遍性:单细胞生物没有细胞分化 ②持久性:细胞分化存在于生物体的整个生命进程中,但在胚胎时期达到最大限度 ③不可逆性:分化的细胞要维持分化后的状态直到死亡 4、结果:产生了不同的组织和器官 5、意义:个体发育的基础(包括细胞分裂和细胞分化) 细胞全能性: 1、概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能(起点:细胞、组织、器官;终点:完整个体) 举例:壁虎断尾后再生(×);皮肤烧伤后再生(×);种子长成幼苗(√);植物扦插(√); 受精卵发育成婴儿(√); 2、物质基础:每个细胞里有该种生物全套的遗传信息(所以单个卵细胞或精子也可发育成完整个体,体现全能性) 3、条件:①离体②营养物质③外界条件 4、发挥顺序 植物细胞》动物细胞 受精卵>生殖细胞(卵>精子)>体细胞 体细胞:分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞(分化程度低>分化程度高) 注意:①受精卵是未分化的细胞,所以全能性最高 ②生殖细胞是分化程度高,全能性也高(特例)

细胞工程:是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,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。 分类:植物细胞工程和动物细胞工程 一、植物组织培养 1、理论基础:植物细胞全能性 2、流程: 相关知识点: ①取材:根尖、茎尖、芽尖等分生组织,分裂能力强,全能性易发挥 ②脱分化(诱导培养基) 实质:使细胞恢复分裂能力 a .概念: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的细胞的过程 形式:固体 b .培养基 无机物:水、无机盐 成分 有机物:氨基酸、维生素、蔗糖 植物激素:生长素和细胞分裂素 注:培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 另外,脱分化培养基上可加入2,4-D ,促进愈伤组织的产生和生长 c .条件:黑暗(因为在光照条件下容易分化成维管组织,不利于产生大量的愈伤组织) 无菌(一旦污染,迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养,而且杂菌会产生大量对培养 ③愈伤组织:排列疏松,高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。(分化程度低,全能性高) ④再分化(分化培养基) 实质:基因的选择性表达 a .概念:脱分化产生的愈伤组织继续培养又可以重新分化成根或芽等器官的过程 b .培养基:同脱分化培养基 c .条件:光照(有利于诱导形成叶绿素) ⑤植物激素的使用对植物组织培养的影响 高→有利于根的形成 a .使用比例: 低→有利于芽的分化 适中→促进愈伤组织的形成 先生长素后细胞分裂素:有利于细胞分裂,但不分化 b .使用顺序 先细胞分裂素后生长素:细胞既分裂又分化 同时使用两种激素:分化频率提高 离体的植物细胞、 组织或器官(外植体) 脱分化 已分化 未分化 生长素 细胞分裂素

植物细胞工程导学案完整

植物细胞工程的基本技术导学案 一、三维目标: (一)知识与技能: 1、掌握植物细胞工程的理论基础 2、简述并设计植物组织培养过程 (二)过程与方法: 自主学习与合作交流相结合,培养学生的合作精神及发散性思维。 (三)情感态度与价值观: 1、体验生命的奥妙并增强热爱生命的情感 2、认同植物细胞工程离不开理论研究和技术创新 二、教学重点: 植物组织培养理论基础及过程 三、教学难点: 植物组织培养的实验设计 自主学习 (一)、细胞工程 1.概念:应用和的原理和方法,通过或上的操作,按照人的意愿来改变细胞的或获得的一门综合科学技术。2.分类:根据操作对象不同,可分为、。 (二)、植物细胞的全能性 1、植物细胞的基本结构包括、、、。 2、植物细胞主要的增殖方式是,细胞分化是指,_____________________________________________________________________________ 原因是_____________________ 。 3、细胞全能性 的细胞具有发育成为一个新的生物个体的。因为每个细胞都含有该物种的,具有发育成完整个体所必需的。 全能性的表现条件:①②适宜的 全能性大小: 全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞> 动物细胞 4.在理论上,生物的任何一个细胞都,但在生物的生长发育过程中,细胞 并不表现,-而是分化成各种。 5.特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有地表达出各种,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同。 (三)、植物组织培养技术 1.原理:植物细胞具有,具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成的潜能。 2.过程

植物细胞工程知识梳理

植物细胞工程知识梳理 一、植物组织培养技术 1.原理: 植物细胞的_____,即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.过程: _____的组织 形成_____ 幼根和芽 完整植物体 (1)细胞脱分化:已______的细胞,经过诱导后,失去其特有的_____而转变成未分化细胞的过程。 (2)生物的体细胞不能表达全能性的原因:植物体细胞内的__________。 3.概念: 在____和人工控制的条件下,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、____,最终形成完整的植株。 二、植物体细胞杂交技术 1.概念: 将不同种植物的_____,在一定条件下融合成_____,并把_____培育成新的植物体的技术。 2.过程: _____细胞 不同细胞_____ 原生质体融合 杂种细 胞 杂种植株 3.融合成功的标志:杂种细胞再生出______。 4.意义:克服不同种生物_____的不亲和性。 三、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖: (1)概念:快速_____优良品种的植物组织培养技术。 (2)特点:保持优良品种的_____。 (3)意义:高效快速地实现种苗的______。 2.作物脱毒: (1)选材:无病毒的茎尖。 (2)结果:高产优质的_____。 3.人工种子: (1)特点: ①后代无_____。 ②不受气候、季节和地域限制。 (2)结构:人工薄膜+_______或不定芽或顶芽或腋芽。 (3)获得方法:植物________。 四、作物新品种的培育 1.单倍体育种: (1)方法:_____的离体培养。 (2)优点: ____ 再分化 纤维素酶 人工诱导 果胶酶

植物细胞工程的实际应用学案(附答案)

专题2细胞工程 2.1.2植物细胞工程的实际应用 寄语:世事洞明皆学问,人情练达即文章。 【学习目标】1、理解微型繁殖技术的应用。 2、了解单倍体育种过程和优点。 【课题重点】植物细胞工程应用的实例。 【课题难点】列举植物细胞工程的实际应用。 【学习过程】 一、植物繁殖的新途径 1.微型繁殖 (1)微型繁殖技术:用于优良品种的技术。 (2)特点:①保持优良品种的。 ②高效快速地实现种苗。 (3)实例:20世纪60年代,荷兰的科学家就成功地实现了利用 来培育兰花。 2.作物脱毒 (1)材料:植物的(如)。分生区附近的病毒极少,甚至。 (2)脱毒苗:切取(例如茎尖)进行组织培养获得的。 (3)优点:使农作物。 3.人工种子 (1)概念:一植物组织培养得到的、、顶芽和等为材料,经过人工包装得到的种子。(2)特点:①后代无。 ②不受、和限制。 (3)人工种子的制备,如图人工种子主要由三部分组成,一是胚状体 (分生组织),它相当于天然种子的胚,是有生命的物质结构;二是 供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳; 三是具有保护作用的“人工种皮”。 二、作为新品种的培育 1.单倍体育种 染色体加倍 (1)方法:离体培养植株纯合子植株。 (2)优点:①后代是纯合子,能。②明显缩短了。 2.突变体的利用 (1)产生原因:在植物的组织培养过程中,易受和

(如、等)的影响而。 (2)利用:筛选出对人们有用的,进而培育成。 三、细胞产物的工厂化生产 1.细胞产物种类:、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。 2.技术:植物技术。 3.实例:我国利用植物组织培养技术实现了大量生产;另外,三七、紫草和银杏的也都已经实现了工厂化生产。 课堂小结 1.微型繁殖技术 微型繁殖是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中,细胞进行有丝分裂,因此亲、子代细胞内DNA相同,具有相同的基因,因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。 优点:选材少、培养周期短,繁殖率高,便于自动化管理。 组织培养(微型繁殖)主要是一种无性繁殖。如果培养的是体细胞,得到的植株同亲代基因型完全相同,所得个体能保持母体的一切性状;但如果培养的是生殖细胞,如花药,得到的植株是单倍体,应为有性生殖中的单性生殖。 2.作物脱毒、人工种子与单倍体育种 作物脱毒主要是强调微型繁殖的取材一定是无毒的(如茎尖、根尖),才能繁殖出无毒的幼苗。 人工种子采用的也是微型繁殖的技术,但是只需培育得到胚状体、不定芽、顶芽和腋芽,包上人工种皮就可以形成人工种子。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样能保持亲本的优良性状,另外还可不受气候、季节和地域的限制。胚状体的获取途径:①由已脱分化的外植体直接产生②由愈伤组织产生③由悬浮细胞培养产生。 单倍体育种的优点是后代无性状分离,后代都是纯合子,能够稳定遗传,明显缩短育种年限。应用染色体变异的原理。 【习题巩固A级】 1.植物的微型繁殖技术,是指( ) A.植物体细胞杂交技术B.嫁接C.营养繁殖D.植物组织培养 2.下列育种措施,可以增加植物突变体出现的是( ) A.采用嫁接方法培育苹果新品种 B.将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中,培育抗冻烟草 C.用紫外线对组织培养中的愈伤组织进行照射

高中生物选修3植物细胞工程知识点

高中生物选修3植物细胞工程知识点 1.细胞脱分化:就是让已分化的细胞,经过诱导后,失去特有的结构和功能而 转变成未分化细胞的过程。 2.愈伤组织:细胞排列疏松而无规则,高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞 团。 3.外植体:用于植物组织培养的离体器官组织或细胞。 4.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,也就是说,每个细胞都具有全能性的特点。 5.全能性的原理:细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因,而不是全部基 因。 6.全能性表达的标志:已分化的细胞形成完整的个体,若只是形成某种组织器 官,则不能体现全能性。 7.全能性的高低比较: (1)受精卵>生殖细胞>体细胞 (2)体细胞:植物细胞>动物细胞 (3)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 (4)幼嫩细胞>衰老细胞 (5)分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞 8.外植体经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化形成芽和根;芽和根进 而形成植株。 9.脱分化过程进行有丝分裂;再分化过程进行有丝分裂的同时也进行分化。 10.植物组织培养:就是在无菌和人工控制的条件下,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。 11.植物细胞杂交:就是将不同的植物体细胞,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。目的:获得杂种植物体。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁;杂交过程的关键:原生质体间的融合;人工诱导的方法:包括物理法和化学法,物理法包括:离心、振动、电激;化学法包括:聚乙二醇。 12.植物细胞杂交的优点: (1)打破了物种之间的生殖隔离,实现了远源杂交。 (2)扩大了遗传重组的范围。 13.微型繁殖技术:把用于繁殖优良品种的植物组织培养技术,叫做植物的微型 繁殖技术。 14.人工种子:就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材 料,经过人工薄膜包装得到的种子。 15.作物新品种的培育: (1)单倍体育种(有性生殖)优点:极大地缩短了育种的年限。 (2)突变体的利用优点:能够产生新性状。

(完整版)2.1.1植物细胞工程的基本技术导学案

2.1.1植物细胞工程的基本技术 【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则 【学习难点】植物组织培养的实验 课 前 案 读课本,独立完成下列问题 (要求:能准确写出关键词与句,以课本为准) 一、细胞工程 1.概念:应用 和 的原理和方法,通过 或 上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。 2.分类:根据操作对象不同,可分为 、 。 二、植物细胞的全能性 1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。 2、植物细胞主要的增殖方式是 ,细胞分化是指 ,_____________________________________________________________________________原因是 。 3、全能性是指 ,表现为全能性的原因是 。 4.在理论上,生物的任何一个细胞都具有 ,但在生物的生长发育过程中,细胞并不表现 ,而是分化成各种 。 5.特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有 地表达出各种 ,分化形成 不同的细胞,从而构成生物体的不同 。 三、植物组织培养技术 1.原理:植物细胞具有 ,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 的潜能。 2.过程: 离体植物的 ??→ ?脱分化 _ 组织??→ ?再分化幼根和芽或 胚状体 ??→ ?发育 完整植株。 3.细胞脱分化:已 的细胞经过诱导后,失去其特有的 而转变成未分化 细胞的过程。 4.植物组织培养:在 和 的条件下,将 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 、丛芽,最终形 成完整植株。 四、胡萝卜的组织培养实验 1、实验原理 生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的,因而都含有该生物的全套的遗传信息,都 具有发育成完整个体的潜能。因此,植物体的根、茎、叶细胞都具有 ,在一定的营养和激素条件下,可以脱分化形成 。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上,就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽,进而发育成 。 2、实验步骤 ①.将 用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段。用酒精棉球擦手 。 ②.在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s 后,立即用 清洗2~3次,再用 处理30min 后,立即用无菌水清洗2~3次。 ③.用 的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后,在 瓷砖上,用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm 厚的横切片,再选取有 的部位,切取1 cm 。左右的小块。 ④.将 接种到培养基上,用锡箔纸封盖瓶口,并用橡皮筋扎紧。然后,在培养瓶上贴上标签,写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤.将接种后的胡萝卜组织块,放在 恒温避光条件下培养。4d 后,检查培养材料的污染情况;14d 后,观察愈伤组织的生长状况。然后,在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中,注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥.培养一段时间后,将生长良好的 转接到分化培养基上,培养一段时间后,胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出 。然后将试管苗移栽到大田,培养成 。 五、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 离体的细胞果胶酶纤维素酶???→ ?不同细胞原生质体--------→原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。 【预习自测】 1、下列细胞的全能性最高的是 ( ) A 、植物的卵细胞 B 、植物的花粉 C 、被子植物的受精卵 D 、被子植物的叶肉细胞 2.下列属于组织培养的是 ( ) A .花粉培育成单倍体植株 B .芽发育成枝条 C .根尖分生区发育成成熟区 D .未受精的卵细胞发育成个体 3.组织培养的理论根据是 ( ) A .培养基中营养物质全面 B .细胞的全能性 C .细胞的分裂 D .细胞的分化 4.愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时,其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检.利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是 ( ) A 一种氨基酸 B .尿嘧啶核苷酸 C .胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D .葡萄糖

专题二植物细胞工程知识点

专题二 细胞工程知识点梳理填空 概念:应用 和 的原理和方法,通过 或 上的操作, 按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。 分类:根据操作对象不同,可分为 、 。 一、植物细胞工程 理论基础(原理) 。 1、概念:具有某种生物 的任何一个细胞,都具有发育成 的潜能。 全能性表达的难易程度: > 生殖细胞> ; > 动物细胞; 2.在理论上,生物的任何一个细胞都具有 ,但在生物的生 长发育过程中,细胞并不表现 ,而是分化成各种 。 3.特定的___________条件下,细胞中的基因会有 地表达出各种 ,分化形成不 同的细胞,从而构成生物体的不同 。 (一)植物组织培养技术 植物组织培养:在 和 的条件下,将 的植物器官、组织、细胞, 培养在人工配制的 上,给予适宜的培养条件,诱导其产生 、丛芽,最终形成完 整植株。 1.操作过程: 外植体――→①A ――→② B ―→植物体 图中① ,② ,A 表示 ,B 表示 。 2.细胞脱分化:已 的细胞经过 后,失去其特有的 而转变成未 分化细胞的过程。 3.胡萝卜的组织培养实验 1)实验原理 植物体的根、茎、叶细胞都具有 ,在一定的 和 等条件下,可以脱分化 形成 。将愈伤组织转接到含有不同 成分的培养基上,就可以诱导其再分化 生成胚状体或丛芽,进而发育成 。证明了分化的植物细胞仍具

有。 2)实验步骤 ①将用自来水充分洗净,削去外皮,并切成段。用酒精棉球擦手。 ②在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用消毒30s后,立即用清洗2~3次,再用处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次。 ③用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后,在瓷砖上,用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片,再选取有的部位,切取1 cm3左右的小块。 ④将接种到培养基上,用锡箔纸封盖瓶口,并用橡皮筋扎紧。然后,在培养瓶上贴上标签,写明材料名称、接种日期和小组号。 ⑤将接种后的胡萝卜组织块,23~26℃恒温条件下培养。4d后,检查培养材料的污染情况;14d后,观察愈伤组织的生长状况。然后,在恒温箱中继续培养。在培养过程中,注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥培养一段时间后,将生长良好的转接到培养基上,培养一段时间后,胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出。然后将试管苗移栽到大田,培养成。※注意事项:培养基的物理性质是,由成分、成分、、四部分组成。 生长素与细胞分裂素的协同调控作用在组织培养中非常重要,人们常把它们称为。例如,当生长素与细胞分裂素的比例适中,且生长素含量细胞分裂素素时,主要诱导植物组织脱分化和的形成;而当细胞分裂素的效应生长素时,则主要诱导植物组织和的形成。 (二)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。生殖方式为。 2.过程 离体的细胞-→不同细胞-→融合→细胞→杂种植株。 3.目前最常用的去细胞壁的方法是,也就是在温和条件下用酶、酶去除植物细胞的细胞壁,获得具有活力的___________。利用酶作用的性特点。 诱导植物体细胞原生质体融合,物理方法有:、、等促使原生质体融合。化学法是用( )作为诱导剂来诱导融合。完成融合的标志 是。

2020高中生物 专题22.1.1 植物细胞工程的基本技术课堂演练 新人教版选修3

2.1.1 植物细胞工程的基本技术 1.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是( ) A .组织培养 B .细胞杂交 C .显微注射 D .核移植 解析:本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒,常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗;细胞杂交通常用于培育杂种个体;显微注射技术常用于基因工程,培育转基因生物;核移植技术常用于培养克隆动物。故只有A 选项符合题意。 答案:A 2.以下不能说明细胞全能性的实验是( ) 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 解析:细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整生物体的潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织培养,离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。A 、C 、D 三项都要用到植物组织培养技术,故B 项符合题意。 答案:B 3.下列属于植物组织培养的是( ) A .花粉培养成单倍体植株 B .芽发育成枝条 C .根尖分生区发育成成熟区 D .受精卵发育成植株 解析:将花粉培养成单倍体植株,即花药离体培养,属于植物组织培养,A 正确;芽发育成枝条是自然生长过程,不属于植物组织培养,B 错误;根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程,不属于植物组织培养,C 错误;植物组织培养包括脱分化和再分化等过程,而受精卵是个体发育的起点,发育成植株无脱分化等过程,D 错误。 答案:A 4.如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。 四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株 下列相关叙述中正确的是( ) A .②阶段会发生减数分裂过程 B .①阶段需生长素,而③阶段需细胞分裂素 C .此过程体现了植物细胞具有全能性

植物细胞工程的应用

植物细胞工程的应用 摘要:使用细胞大规模培养技术可以在可控的和可重复的条件下生产天然产物,而不会受到病虫害、地理、气候、季节等因素的影响,并且产物分离、提取操作相对简单。同时也将对保护人类的生存环境起到重要作用。本文介绍了植物细胞工程在制药、食品、杀虫剂、化工、环境等方面的应用,主要介绍了植物 的次生代谢物质在上述一些方面所占的重要地位。 关键词:植物细胞工程植物的次生代谢物质生物制药植物性杀虫剂 细胞工程学是以细胞生物,组织或器官为研究对象,运用工程学原理,按照预定目标,改变生物形状,生产生物产品,为人类生产或生活服务的科学。植物细胞工程是在植物细胞全能性的基础上,以植物细胞为基本单位,在体外条件下进行培养,繁殖人为的精细操作,使细胞的某些生物学特性按照人们的意愿发生改变,从而改良品种或创制新种,或加速繁殖植物个体,或获得有用产物的过程统称植物细胞工程。 植物中含有大量的次生代谢物质,可为人类提供药品、色素、调味剂、香料、兴奋剂、杀虫剂等,仅就药物而言,美国现有一百二十多种处方药是植物药,欧洲也约有四分之一的处方药来自植物。这些天然产品与人类生活息息相关,有很大的实用价值;其中有部分具有特殊用途,且极难得到,价格昂贵。从植物中生产这些物质存在很多缺点,植物受气候地理和季节的限制,其质量和产量受不可预测的环境因素影响,分离过程复杂而耗资很大。植物细胞培养主要集中在制药工业中的一些价格高﹑产量低﹑需求量的的化合物上(如紫杉醇﹑长春碱﹑紫草宁等),其次是油料(如小豆蔻油﹑春黄菊油等)﹑食品添加剂(如生姜﹑洋葱﹑香子兰等)﹑色素(如番红花﹑姜黄等)﹑调味剂(胡椒﹑留兰香等)﹑饮料(咖啡﹑可可 等)﹑树胶(如阿拉伯树胶等)等。 二十世纪七八十年代以来,植物组织培养、植物原生质体培养等各种植物培养技术与植物细胞培养技术共同发展,在培养基配方、环境条件控制、悬浮培养技术等研究方面相互借鉴、相互促进;而大规模培养技术方面,得益于微生物发酵技术的飞速发展,各种各样的反应器如气升式、气泡柱式、模式等反应器相继得到应用,使得植物细胞大量培养的研究迅速得到借鉴发展。目前,利用细胞工程生产药物是细胞工程研究开发中最活跃、进展最快的一个产业。大规模植物细胞培养技术经过几十年的努力研究,已取得很大的进展,有些药用植物种类已实现工业化生产,如从希腊毛地黄细胞培养物通过生物转化生产地高辛细胞培养、从日本黄连物中生产黄连碱、从人参根细胞中生产人参皂甙等;相当种类的药用植物细胞大量培养已达到中试水平,如长春花生产吲哚生物碱、丹参生产丹参酮、青蒿生产青蒿素、红豆杉生产紫杉醇、紫草生产萘醌、三七生产皂甙等等。目前大多数植物细胞大规模培养生产药物距商业化生产还有一定差距,主要是由于:(1)植物细胞的生长周期长,易污染。(2)植物细胞对生物反应器的设计装置要求较高。(3)高产细胞株较难获得。目前据报道只有二十多种植物的细胞培养物,其次生产物含量超过原植物,原因被认为是培养细胞的形态分化受到抑制,而大多数次生产物要在分化了的细胞中产生。由于以上的问题,加上与之相比,直接提取法成本很低,所以在很大程度上限制了大规模植物细胞培养技术生产药物走上商业化生产的步伐。但是,对一些不易栽培、稀少、不能或难以化学合成、有很高应用价值的药物,如紫杉醇,用这种方法开展研究进行生产还是很有商业价值的,而且从长远和环境保护的角度看,它应该有非常广阔的商 业前景。 植物品种改良的主要目的是获得高产、优质和具有高抗性的优良品种。植物细胞工程在育种方面、通过单倍体育种技术,已培育出二百六十多种植物的单倍体植株;通过体细胞培养,筛选了多个具高抗性和高营养的体细胞突变体;通过体细胞杂交已获得多个种间、属间或科间的体细胞杂种植物。根据根瘤与

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