植物细胞工程的原理、方法和应用
植物细胞工程原理、方法和应用
一．植物细胞工程的原理及方法
植物细胞具有全能性，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。而让细胞发挥出全能性的方法，就是细胞脱分化。细胞脱分化，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成为未分化细胞，进而形成愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成
完整小植株，这就是愈伤组织再分化。归结起来，植物细胞工程的主要原理是植物细
胞的全能性，以及单倍体育种、植物的低温储藏等。
现在我们就来着重谈一谈植物细胞全能性，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经
过有丝分裂产生的。受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传
信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序链和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息
仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就象一个受
精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。
所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。
一.植物组织培养技术
植物的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，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基
上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。狭义是指组培
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。
其中，培养技术又分为：胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养和原生质
体培养。
1、胚胎培养：指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。植物胚胎培养又分为1胚培养、幼胚培养、胚珠培养、子房培养、胚
乳培养、植物离体受精，是对不同的胚进行人工离体无菌培养。
意义：
1,克服杂种胚的败育,获得稀有杂种
2,获得单倍体和多倍体植株
3,打破种子休眠,促进胚萌发
4,快速繁殖良种,缩短育种周期
5,克服种子生活力低下和自然不育性,提高种子发芽率
6,提高后代抗性,改良品质
7,种子活力的快速测定
8,种质资源的搜集和保存
9,研究胚胎发育的过程和控制机制
2.组织培养
指以分离出植物各部位的组织（如分生组织、形成层、木质部、韧皮部、表皮、皮层、胚乳组织、薄壁组织、髓部等），或已诱导的愈伤组织为外植体的离体无菌培养。这是狭义的植物组织培养。
方法：
1、非试管微组织快繁
非试管微组织快繁技术是将外植体（一般要求带一叶一芽）放置在室内外普通沙子培养基上进行培养，利用植物腋芽自然倍增达到快速繁殖的目的。一般植物7～15天可以生长出根系。此技术投资低，操作环节少。
2、试管组织培养
试管组织培养是将外植体（即离体组织、器官或细胞）放置在组培瓶等器皿中在无菌的条件下进行组织培养获得组培瓶苗。
优点：1、占用空间小，不受地区、季节限制。
2、培养脱毒作物
3、培养周期短
4、可用组培中的愈伤组织制取特殊的生化制品
5、可短时间大量繁殖，用于拯救濒危植物
6、可诱导之分化成需要的器官，如根和芽
7、解决有些植物产种子少或无的难题，
8、不存在变异，可保持原母本的一切遗传特征
9、投资少，经济效益高
10、繁殖方式多，试用品种多
3、器官培养
指以植物的根、茎、叶、花、果等器官为外植体的离体无菌培养，如根的
根尖和切段，茎的茎尖、茎节和切段，叶的叶原基、叶片、叶柄、叶鞘和子叶，花器的花瓣、雄蕊（花药、花丝）、胚珠、子房、果实等的离体无菌培养。
一般与组织培养没有大的差别，但对含有叶绿素的器官，要在光下进行单独营养，因
此能在简单的只含无机盐的培养基中即可发育。但是在暗培养条件下，如果不供给呼
吸基质和维生素类以及其它有机物则不能生长。植物的培养组织，比动物器官的形成
能力要大得多。许多组织培养，培养时间长了，便过渡到器官培养，因此这里不易严
格区分，可把两者总括起来称为广义的组织培养。
4、单细胞培养
植物细胞培养是在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中
进行震荡培养，得到分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量
细胞群体的一种技术。依据的原理是植物细胞的全能性。而植物单细胞培养则在此基础上，提供了进一步筛选的可能性。因为在植物的体细胞中，并不是每个细胞的生命状态以及活
性都是相同的。我们可以选出具有优良性状的体细胞进行单细胞培养，获得更佳的植株。
5、原生质体培养。
指以除去细胞壁的原生质体为外植体的离体无菌培养。主要有液体浅层培养法、液体悬滴培养、固体平板法、固液双层培养法（应用最广泛）、琼脂糖珠培养法。
特征：
①无细胞壁障碍，可以方便地进行有关遗传操作，并可以对膜，细胞器等进行基础研究。
②具有全能性，并能进行人工培养发育成完整植株。
③原生质体适合进行诱导融合形成杂种细胞。
意义：
①植物原生质体是细胞无性系变异和突变体筛选的重要来源；
②植物原生质体是细胞融合工作的基础；
③植物原生质体是植物遗传工程的理想受体和遗传饰变的理想材料；
④在细胞生物学与遗传理论研究上的应用。
二．人工诱发单倍体
单倍体育种，同样是基于植物组织培养技术，利用植物组织培养技术（如花药离体培养等）诱导产生单倍体植株，再通过某种手段使染色体组加倍（如用秋水仙素处理），从而使植
物恢复正常染色体数。单倍体是具有体细胞染色体数为本物种配子染色体数的生物个体。
方法：花药离体培养；秋水仙素处理使染色体加倍
意义：单倍体植株经染色体加倍后，在一个世代中即可出现纯合的二倍体(一般情况下为纯合，但在亲本为多倍体情况下，得到的单倍体植株加倍后，子代可能为杂合。)[1]，从中选出的优良纯合系后代不分离，表现整齐一致,可缩短育种年限。单倍体植株中由隐性基因控制的性状，虽经染色体加倍,但由于没有显性基因的掩盖而容易显现。这对诱变育种和突变遗传研究很有好处。在诱导频率较高时，单倍体能在植株上较充分地显现重组的配子类型，可提供新的遗传资源和选择材料。中国首先应用单倍体育种法改良作物品种，已育成了一
些烟草、水稻、小麦等优良品种。单倍体育种如能进一步提高诱导频率并与杂交育种、诱
变育种、远缘杂交等相结合应用，则在作物品种改良上的作用将更显著。
三．细胞融合
植物细胞融合是指人工的方法用纤维
酶、果胶酶等酶作用于植物组织，并将获
得的原生质体通过聚乙二醇等诱导融合剂
使相邻原生质体融合在一起。
然后, 经过原生质体培养、细胞壁再生、愈伤组织形成, 最后培育成再生植物。同种细胞在培养时2个靠
在一起的细胞自发合并，称自发融合；异种间的细胞必须经诱导剂处理才能融合，称诱发
融合。
优点：细胞融合不仅可用于基础研究，而且还有重要的应用价值，在植物育种方面已经成功的有萝卜+甘蓝、粉蓝烟草+郎氏烟草、番茄+马铃薯等等。细胞融合另一个重要应
用就是制备单克隆抗体。单克隆抗体可以用作诊断试剂，治疗疾病和运载药物，具有准确，高效，简易，快速等优点。
四．超低温冷冻保存种子
超低温冷冻保存种子，是将植物的细胞或组织经过防
冻处理后，在-80’C以下保存的方法。
原理：
极端低温温度下，活细胞内的物质代谢和生长活动几
乎完全停止。因此，细胞、组织和器官在超低温保存过程
中不会引起遗传性状的改变，也不会丢失形态发生的潜能。同时，由于超低温条件下，生物的代谢和衰老过程大大减慢，甚至完全停止，因此可以长期保存植物材料。
意义：
1.防止资源灭绝、节约人力物力、便于交流。
2.可以在有限空间内保存大量资源。
3.与种子保存相比，可以不受时间和高含水量的限制。
4.与试管苗相比，可以避免频繁继代而带来的变异。
贰．植物细胞工程的应用
一、胚胎培养技术的应用
植物胚胎培养是胚、胚珠、子房和胚乳的离体培养
技术, 其应用领域包括胚胎的发育机理、克服杂交不亲
合性和胚拯救、克服珠心胚的干扰、打破种子休眠, 缩
短育种周期, 获得体细胞胚和人工种子, 建立植物高效
再生体系等, 并在农作物、园艺作物、林木和药用植物
上广泛应用。植物离体受精可通过离体柱头授粉、离体子房授粉、离体胚珠授粉、离体
精细胞和卵细胞融合等方法实现。该技术可以克服植物
授粉不亲和的问题, 同时也可以进行胚胎、种子和果实
发育机理等基础研究。人工分离的精细胞和卵细胞融
合后进行合子胚培养, 已在玉米等植物上获得成
功[ 13] 。植物离体受精技术是植物细胞工程中的重要
实验技术, 为研究植物胚胎发育机理提供了新的实验
系统, 为开发新的植物转基因途径提供了可能[
二、微型繁殖
即使用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。该技术可以保持优良品种的遗传特性，且具有周期短，不受季节、气候、自然灾害等因素影响等优点。
以此它能够快速的实现种苗的大量繁殖。
三、人工种子
农业生产中使用的天然种子，一般都是由种皮、胚乳和胚三部分构成。种皮通常在种子的外层起保护作用；胚乳含有大量的营养物质，是种苗萌发生长不可缺少的营养来源；
胚由胚芽、胚轴、胚根和子叶构成，将来发成植株。农业生物技术的发展，通过组织培养
技术，可把植物组织的细胞培养成在形态及生理上与天然种子胚相似的胚状体，也叫作体
细胞胚。这种体细胞胚有于叶、根、茎分生组织的结构。科学家把体细胞胚包埋在胶囊内
形成球状结构，使其具备种子机能。所以，人工种子是一种人工制造的代替天然种子的颗
粒体，可以直接播种于田间。
意义：
1.在无性繁殖植物中，有可能建立一种高效快速的繁殖方法，它既能保持原有品种的
种性，又可以使之具有实生苗的复壮效应；
2.可以对优异杂种不通过有性制种而快速获得大量种子，特别是对于那些制种困难的
植物更具有主要的适用意义；
3.对于一些不能正常产生种子的特殊植物材料如三倍体、非整倍体、工程植物等，有
可能通过人工种子在短期内加大繁殖应用；
4.与田间制种相比，可以节省制种用地，且不受季节限制，可以实现工厂化生产，同
时还避免了种子携带病原菌的危险；
5.与利用试管苗相比，可以避免移栽困难，且可以实现机械化操作，同时还便于储藏
和运输。
四、作物脱毒
就植物脱毒而言，基本分为有性脱毒，无性脱毒两种。有性脱毒就是种子。无性脱毒，一般为组织培养。
一般来说，为了改善植物的性状，长期的无性繁殖再植物细胞内积累了大量的有毒物质，从而对植物的寿命，性状，产量等产生一定的影响。往往植物还容易的一些病害。所以，无性生殖的植物，需要经常脱毒。以加强植物的性状，防治一些病害
通常利用组织培养，去植物的茎尖部分进行细胞培养，用培养出的病毒浓度较低的植株，在去其茎尖，进一步培养。这样反复几次之后，病毒的浓度逐渐降低，最后得到基本无毒的植物。
五、突变体的利用
即使对植物组织培养过程中的愈伤组织进行诱变处理，初期发生突变，诱导分化成植株，筛选对人们有利的突变体，进而培育新品种。
六．加倍单倍体技术及其应用
加倍单倍体技术是指利用植物组织培养技术培养单倍体植物材料获得单倍体植物, 然后通过自然或人工加倍的方法获得双倍体植株的技术, 其中以花药和花粉培养应用最为广泛。
雌核发育( Gynogenesis) 是植物存在的自然现象,在离体条件下可以通过培养未受精的子房和胚珠产生单倍体植株, 也可以在活体条件下通过授以不同种类的花粉或通过物理方法处理( 如辐照处理) 的花粉, 诱导雌核发育[ 15] , 目前已在小麦、水稻、玉米、甜菜、向日葵、马铃薯、西葫芦、洋葱、黄瓜、非洲菊、百合、小黑杨、三叶橡胶、烟草、矮牵牛等10 多种植物上获得成功。离体条件下诱导孤雌生殖获得加倍单倍体的技术发展时间不长, 现已开始应用于作物的改良、构建遗传分析和转基因的受体材料。
【1】韩佳寅；梁爱华。全胚胎培养技术及其应用研究进展。中国中药杂志。2010（05）
【2】李杰; 黄敏仁; 王明庥; 蔡汝。植物原生质体培养与融合的研究进展。海南师范学院学报(自然科学版)。2005-09-30
【3】陈钦耀。植物细胞融合技术的研究概况。生物学杂志。1984（03）
【4】汪勋清；刘录祥。植物细胞工程研究应用与展望。核农学报.2008（05）
【5】陈庆华。突变体的选择和利用(二)。辽宁农业科学。1982（05）
【6】丁绍欢；张明生；史梦娜。植物人工种子技术研究进展。种子, Seed。2011（03）
[7]霍乃蕊；韩克光。细胞融合技术的发展及应用、激光生物学报。2006（02）
[8] 刘巧泉；周丽慧；王红梅；顾铭洪. 水稻种子贮藏蛋白合成的分子生物学研究进展分子植物育种.2008(01)
【9】张圣仓；魏安智；杨途熙. 果树单倍体和加倍单倍体(DH)技术研究与应用进展
. 果树学报.2011(05)
[10] 黄静；赵琦；赵玉锦等. 植物细胞电融合技术在空间实验中的应用
. 生物技术通报.2007(01)
【11】曾洪学；张小华. 植物细胞全能性理论在中国的研究与实践
.分子植物育种.2004(06)
[12]孙忠青. 植物细胞的全能性及应用. 安徽农业科学.2013(21)
[13]WU Bo-JI CHEN YI-PING CUI YA-YA.STUDY ON WAYS OF FORCING INTERCELLULAR CYTOPLASM AND CHROMATIN MIGRATION TO TRANSFER EXTERNAL GENETIC SUBSTANCES TO PLANT CELLS BY ARTIFICIAL MOTIVE FORCE
. Science in China.1992(03)
[14] TONG Weishuang1, FAN Ruifeng2, GUO Shicheng1, and CHANG Ying1. Experiment on Tissue Culture Technique of Saposhnikovia divaricata(Turcz.) Schischk
. Journal of Northeast Agricultural .2009(01)
[15]《植物细胞工程》. 蒋细旺、秦凡、陈发菊
12-2 植物和动物细胞工程
12.2 植物和动物细胞工程 考点一 植物细胞工程 1．细胞工程的概念 2．植物组织培养技术 (1)理论基础——植物细胞的全能性 (2) 概念：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上， 给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。 (3)操作流程 →诱导生芽 →诱导生根 →移栽成活 (4)操作实例——菊花的组织培养
3．植物体细胞杂交技术 (1)概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 (2)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 (3)操作过程 (4)意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等。 4．植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖的新途径
(2)作物新品种的培育 (3)细胞产物的工厂化生产 ①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 ②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物的过程。 ③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 [概念检测] (1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。(√) (2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(×) (3)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞。(×) (4)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。(√) [教材拾遗] 1．(教材P38)将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？下一步该如何处理？ 提示：3种；AB融合细胞是符合要求的；筛选融合细胞，让杂种细胞再生出细胞壁。 3．(教材P38“拓展应用”)为什么“番茄—马铃薯”超级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？ 提示：主要原因是生物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相互干扰，故不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。 1．在植物组织培养过程中激素比例与细胞分裂、细胞分化的关系 (1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。 (2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。 (3)比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示：
高中生物人教版选修三同步导学：2.1.1 植物细胞工程的基本技术(理解+掌握+应用)
2．1植物细胞工程 2．1.1植物细胞工程的基本技术 1．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。 2．理论上每个活细胞都具有全能性。 3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖 细胞>体细胞。 4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。 5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。 6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。 植物细胞的全能性 [自读教材·夯基础] 1．细胞工程的概念 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)影响全能性表达的原因：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。
1．请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。 提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作，细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。 (2)目的：基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品，细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性的原因。 提示：活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。 [跟随名师·解疑难] 1．细胞全能性的实质 已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质，即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。 2．细胞全能性大小的比较 (1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。 (2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。 (3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞>衰老的细胞。 (4)随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。 3．植物细胞表现全能性的条件 材料离体的细胞、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①无菌操作；②光照：愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需见光 [特别提醒] (1)全能性一定由一个细胞(或细胞核)发育成完整个体中体现出来，反之，不能称为全能性。如选择干细胞培育成某一器官，其过程不属于细胞的全能性。 (2)全能性的原理是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，因此含一个染色体组的配子中也有全套基因，同样具有全能性。 植物组织培养 1．理论基础 植物细胞的全能性。 2．操作流程
植物细胞工程的原理、方法和应用
植物细胞工程原理、方法和应用 一．植物细胞工程的原理及方法 植物细胞具有全能性，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。而让细胞发挥出全能性的方法，就是细胞脱分化。细胞脱分化，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成为未分化细胞，进而形成愈伤组织。愈伤组织在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成 完整小植株，这就是愈伤组织再分化。归结起来，植物细胞工程的主要原理是植物细 胞的全能性，以及单倍体育种、植物的低温储藏等。 现在我们就来着重谈一谈植物细胞全能性，一个植物体的全部细胞，都是从受精卵经 过有丝分裂产生的。受精卵是一个特异性的细胞，它具有本种植物所特有的全部遗传 信息。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序链和相同的细胞质环境。当这些细胞在植物体内的时候，由于受到所在器官和组织环境的束缚，仅仅表现一定的形态和局部的功能。可是它们的遗传潜力并没有丧失，全部遗传信息 仍然被保持在DNA的序链之中，一旦脱离了原来器官组织的束缚，成为游离状态，在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞的全能性就能表现出来。于是就象一个受 精卵那样，由单个细胞形成愈伤组织然后成为胚状体，再进而长成一棵完整的植株。 所以离体培养之所以能够成功，首先是由于植物细胞具有全能性的缘故。 一.植物组织培养技术 植物的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，在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基 上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。狭义是指组培 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。 其中，培养技术又分为：胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养和原生质 体培养。 1、胚胎培养：指以从胚珠中分离出来的成熟或未成熟胚为外植体的离体无菌培养。植物胚胎培养又分为1胚培养、幼胚培养、胚珠培养、子房培养、胚 乳培养、植物离体受精，是对不同的胚进行人工离体无菌培养。
2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)
第二章 细胞工程 第一节 植物细胞工程 细胞工程： 细胞工程是指应用细胞生物学 、分子生物学 和发育生物学 等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得 特定的细胞、组织、器官、个体 或其产品的一门综合性生物工程。 1．原理和方法：细胞 生物学和分子 生物学。 2．操作水平：细胞 水平或细胞器 水平。 3．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 。 一、植物细胞工程的基本技术 1. 细胞的全能性：细胞经_分裂_和_分化_后，仍然具有_产生完整生物体_或__分化成其他各种细胞__的_潜能_，即细胞具有_全能性_。 2. 细胞具有全能性的原因（物质基础） 生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质_，都有_发育成为完整个体所需的全部遗传信息_。 1. 生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因（不离体的细胞无法表现出全能性的原因） 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达 2. 全能性大小比较 （1）受精卵、体细胞、生殖细胞 __受精卵＞生殖细胞＞体细胞____ （2）分化程度高的细胞、分化程度低的细胞 __分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞_____ （3）分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞 __分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞____ （4）植物细胞、动物细胞 __植物细胞＞动物细胞__________ （5）幼嫩的细胞、衰老的细胞 __幼嫩的细胞＞衰老的细胞____ （一）植物组织培养技术 1. 概念：植物组织培养是指将_离体_的植物_器官__、_组织_或_细胞_（称为_外植体_）等，培养在人工配制的_培养基_上，给予_适宜的培养条件_，诱导其形成__完整植株_的技术。 2. 原理：__植物细胞的全能性__ 3. 生殖方式：_无性生殖__ 4. 分裂方式：__有丝分裂__ 5. 过程：外植体――愈伤组织―再分化 胚状体或丛芽――→发育 植株 脱分化：在一定的_激素_和_营养_等条件的_诱导_下，_已经分化_的细胞_失去其特有的结构和功能__，转变成_未分化的细胞__的过程。 再分化：_愈伤组织_能重新_分化_成_芽、根等器官_的过程。 探究.实践：菊花的组织培养 （1）原理 ①植物细胞一般具有_全能性__； ①在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过_脱分化_和__再分化__，形成_胚状体__，长出__芽和根_，进而发育成_完整的植株_；
高考生物三轮复习回归教材 ：选择性必修3之细胞工程
高考生物三轮复习回归教材：选择性必修3之细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。植物细胞工程：植物组织培养、植物体细胞杂交 动物细胞工程：动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植 第1节植物细胞工程 一、植物组织培养 （一）原理 1、细胞的全能性： ①定义：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。②在植物体内，细胞只能表现出分化现象，不能表现出全能性。③细胞分化的根本原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。④细胞表现出全能性的根本原因：细胞中含有一种生物的全部遗传物质。 2、植物激素的调节 植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 （二）过程 1、植物组织培养的一般的过程 离体的植物器官、组织、细胞 脱分化（失去其特有的结构和功能、转变成未分化的细胞的过程） 再分化（先诱导生芽；再诱导生根） 试管苗 移栽 植株 2、菊花的组织培养过程 菊花的幼茎段（外植体）：消毒（①流水冲洗②酒精消毒（30s）③无菌水冲洗④次氯酸钠溶液（30min）⑤无菌水冲洗）、切段、接种（不要倒插，形态学上端在上）、封瓶口脱分化（脱分化培养基；18~22℃；避光） 再分化（先诱导生芽；再诱导生根）；每日适当时间和强度的光照 植株 二、植物体细胞杂交 （一）原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 （二）过程 制备原生质体（纤维素酶和果胶酶）、诱导原生质体融合（物理法：电融合法、离心法；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+-高pH融合法）、再生出细胞壁、把杂种细胞培育成杂种植物、选择与移栽（三）意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 三、植物细胞工程的应用 （一）植物繁殖的新途径 1、快速繁殖：又叫微型繁殖技术。①高效、快速地实现种苗的大量繁殖，②保持优良品种的遗传特性 2、作物脱毒
植物细胞工程技术
植物细胞工程技术 植物细胞工程技术是一种利用基因工程技术对植物进行改造的方法，通过人为地改变植物细胞内部的基因组，从而实现对植物性状的改善和优化。植物细胞工程技术已经成为现代农业发展中的重要手段之一，被广泛应用于农业、食品、医药等各个领域。下面我们就来了解一下植物细胞工程技术的具体内容以及应用。 一、植物细胞培养技术 植物细胞培养是指通过在无菌状态下，将植物细胞放入富含营养物质的培养基中，来促进细胞分裂、再生和生长的过程。这种技术可以被应用于不同种类的植物，包括水稻、玉米、烟草等，在生产、质量控制和繁殖等方面都有着广泛的应用。 二、基因转移技术 基因转移技术是指将需要转移的基因序列，通过基因枪或农杆菌等手段，从其他植物或细菌等生物体中提取出来，然后将其导入到细胞内部。这个过程也被称为遗传转化。通过这种技术，可以对植物进
行基因改造，从而实现对其产量、品质、耐性以及根系和开花先后顺 序等性状的调整和优化。 三、细胞选择技术 细胞选择技术是指通过对植物细胞进行筛选和选育，来寻找目标 细胞，并对其进行扩增和培养。很多情况下，目标细胞需要拥有特定 的基因、调节机制或代谢途径。通过细胞选择技术，可以提高目标性 状的频率和新品种的生成效率，也可以协助植物地质控制和繁殖管理，从而加快新品种的开发和发布。 四、植物转基因技术 植物转基因技术是指将不同种系中的优良性状和符合人类需求的 各种有益基因，转化到需要面对特定环境条件的植物种系中，实现植 物遗传材料和其他植物种系的交配。通过转基因技术，可以实现对植 物性状的精确调整，也可以对植物进行基因治疗，改善其抗性和抵御 能力，提高其产量、质量等各种综合性状。 五、应用于植物生产的植物细胞工程
高三生物植物细胞工程知识点总结
高三生物植物细胞工程知识点总结植物细胞工程是一门综合性强、应用广泛的学科，它将生命科学、工程学和农学等领域的知识相结合，通过利用植物的生物学特性和技术手段，来实现对植物生长和发展的调控与改良。在高三生物学课程中，我们学习了一些基本的植物细胞工程知识点。本文将从基本概念、应用领域和方法技术等方面，对这些知识进行总结和归纳。 一、基本概念 植物细胞工程主要涉及两个基本概念：基因工程和细胞工程。基因工程是指通过对植物DNA的重组、改造和调控，来实现对植物基因的改良和操控。细胞工程是指通过对植物细胞的培养和处理，来实现对植物的繁殖和增殖。植物细胞工程的目标是利用这两个概念的综合作用，实现对植物性状和产物的改良和优化。 二、应用领域 植物细胞工程在农业、医药、生态保护和环境修复等领域都有广泛的应用。在农业领域，植物细胞工程可以用来培育高产、抗逆、抗病虫害的新品种；在医药领域，植物细胞工程可以用来生产重要的药物原料和治疗药物；在生态保护和环境修复领域，植
物细胞工程可以用来培育和种植适应于恶劣环境的植物物种，以 及修复受污染的土壤和水体。 三、方法技术 植物细胞工程的主要方法技术包括：遗传转化技术、组织培养 技术和分子标记技术。遗传转化技术是指将外源基因导入植物细胞，并使之在细胞中稳定表达的技术。常用的遗传转化技术有基 因枪法、农杆菌介导转化法和激光方法。组织培养技术是指将植 物细胞、组织和器官移植到无菌培养基上进行培养和繁殖的技术。常用的组织培养技术有离体培养和悬浮培养等。分子标记技术是 指利用特定的DNA序列或基因作为标记，来研究植物遗传物质的 变异和遗传关系。常用的分子标记技术有PCR和Southern印迹等。 四、挑战与前景 植物细胞工程虽然已经取得了许多重要的研究和应用突破，但 也面临着一些挑战和困难。其中最大的挑战之一是对转基因植物 的安全性和环境影响进行评估和监管。另外，植物细胞工程的研 究和应用需要充分利用现代生命科学和工程学的交叉知识和技术，加强多学科的合作和交流。未来的发展前景是植物细胞工程可以 为人类生活贡献更多的经济和社会价值，特别是在解决食品安全、能源和环境问题方面。
植物细胞工程技术的应用
植物细胞工程技术的应用 植物细胞工程技术是指通过体外培养植物细胞、组织和器官， 并利用生物功效物质转运或者遗传工程技术改变生物的遗传性状 的一种综合性科学技术。它的应用领域广泛，包括农业生产、食 品工业、药品工业等。下面，就让我们来了解一下植物细胞工程 技术的应用。 一、农业生产 由于其高效、经济的特点，植物细胞工程技术在农业生产中得 到广泛应用。例如，在作物育种中，人们可以通过外源基因转化 来构建耐盐、耐热、抗虫等功能强大的高产作物。另外，在植物 组织培养中，还可以通过植物植物生长因子的人工调控促进抗旱、抗寒、提高产量等方面研究。此外，植物细胞工程技术还可以用 于制造一些有益的生物化学物质，如蔗糖、维生素C等。 二、食品工业 植物细胞工程技术在食品工业中也有广泛的应用。例如，人们 可以通过外源基因转化来提高食用植物中的营养成分含量，例如
维生素、蛋白质等。此外，通过植物细胞培养技术还可以制造细 菌外组蛋白，将其作为饮料和食品的防腐剂，并且可以将其用于 生产抗生素和食品调味品等。 三、药品工业 植物细胞工程技术在药品工业中的应用早已见到其成效。它可 以用于合成一些传统药物和新型药物。如，从植物细胞中提取大 量天然药物，如阿斯匹林，可达到减少天然物源短缺的功能。此外，植物细胞工程技术还可以研究生产新型药物，如重组DNA和 蛋白质药物等。 结语 植物细胞工程技术的应用广泛，不仅可以改变植物的遗传性状，提高农业生产效率，而且可以生产具有药理学意义的天然产物和 高效新型药物，还可为食品工业提供新产品。虽然面临着一些技 术难点和挑战，但是随着科技的不断发展，植物细胞工程技术的 应用前景也变得愈加广阔。希望未来能够有更多的植物细胞工程 技术应用，让我们的生活更加美好。
植物细胞工程知识点总结高三
植物细胞工程知识点总结高三植物细胞工程是现代生物科学中一个重要的研究领域，主要涉 及利用细胞培养和遗传工程的方法改良植物。本文将对高三植物 细胞工程的相关知识进行总结，旨在帮助同学们更好地理解和掌 握这一学科。 一、细胞培养技术 1. 培养基的配制与调节 植物细胞培养需要适宜的培养基，常用的有MS培养基、B5培养基等。培养基的组分包括植物激素、无机盐、有机物质等。在 培养过程中，还需要调节pH值、添加固体凝胶剂和调节培养基的渗透压等。 2. 植物组织培养 植物组织培养是细胞培养的基础，常用的技术包括离体培养、 原代培养和无菌培养等。通过组织培养可以实现植物的无性繁殖、胚胎发生和愈伤组织的形成。 3. 植物细胞的分化和再生
植物细胞在培养基中可以分化成植物的各个组织或器官，如根、茎、叶等。再生是指通过细胞分裂和分化来构建整个植株。 二、遗传工程技术 1. 基因克隆与转化 基因克隆是指将感兴趣的基因从一个物种转移到另一个物种中 的过程。常用的方法有限制性酶切、连接酶切和载体构建等。转 化是指将外源基因引入植物细胞中，在植物细胞中稳定表达。 2. 基因编辑技术 基因编辑技术可以对植物基因进行精确的编辑和修饰，常用的 技术包括CRISPR-Cas9系统、TALENs和ZFNs等。基因编辑技 术可以用于改良植物的抗病性、产量和品质等。 3. 基因表达调控 基因表达调控是指通过转录因子、miRNA、siRNA等调控基因 的表达水平。通过调控基因的表达，可以实现对植物的生长发育、代谢途径和抗性等性状的调控。
三、应用与展望 1. 杂种优势与转基因植物 杂种优势是指由两个不同基因型的植物杂交后，所产生的杂交种在某些性状上比两个亲本更具有优势。转基因植物则是通过基因工程技术将外源基因导入植物中，赋予其新的性状和功能。 2. 植物抗病与抗虫 利用植物细胞工程技术可以增加植物的抗病和抗虫性。通过引入特定的抗性基因，可以使植物获得对特定病害或虫害的抵抗能力，减少农药的使用。 3. 植物资源的保护与利用 植物细胞工程技术可以用于植物资源的保护和利用。通过细胞培养和遗传工程的手段，可以快速繁殖珍稀濒危植物、保护种质资源，并利用其药用、食用和观赏等价值。 综上所述，植物细胞工程是一门前沿、广阔的学科，对于提高农业产量、改良植物的性状和保护植物资源等方面有着重要的作用。希望同学们通过学习和掌握植物细胞工程的知识，为今后的科研和实践工作打下坚实的基础。
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用 植物细胞工程的实际应用： 植物细胞工程的实际应用：植物微型繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变 体的利用、细胞产物（蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等）的工厂化生产等。 1、微型产卵 （1）概念：是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。 （2）实质：植物组织培养 （3）原理：植物细胞的全能性 （4）顺利完成植物的微型产卵技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。 （5）优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。 （6）顺利应用领域举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。 2、培育无病毒的植株 （1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受病毒的侵染，从而引致品种的轻微发育、 减产和减少品质。利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无污染）展开培育可以 并使崭新孵出的植株退回去病毒。 （2）常选用部位：茎尖组织。 （3）操作过程：制做一定大小的茎细长展开组织培养，再造的植株就有可能不带病毒，从而赢得郡新得町苗。 （4）成功应用举例：马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。 利用微型产卵和作物郡新得町都就是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：产卵速度快；幼苗遗传背景均一，重复性不好；不受到季节和地区管制。 3、制备人工种子 （1）概念：人工种子就是指用植物组织培养获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽为 材料，经过人工薄膜外包装获得的种子。 （2）人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人工种皮和提供发育所需营养的 人工胚乳三部分构成。
2023届高考生物二轮复习专题9 考点2 植物细胞工程和动物细胞工程-讲义(通用版)
考点二植物细胞工程和动物细胞工程 1．植物组织培养的过程——原理：植物细胞的全能性 (1)植物组织培养中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 (2)脱分化阶段不需要光，再分化阶段需要光。 (3)生长素与细胞分裂素的比值高时，促进根的分化、抑制芽的形成；比值低时，促进芽的分化、抑制根的形成。 (4)体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。 2．植物体细胞杂交技术——原理：植物细胞的全能性、细胞膜的流动性 3．针对二类目标(试管苗、细胞产物)的培养流程 4．动物细胞培养(以贴壁细胞为例)——原理：细胞增殖 (1)动物细胞培养过程
①动物细胞培养中两次使用胰蛋白酶的作用不同：第一次：处理剪碎的组织，使其分散成单个细胞；第二次：使贴壁生长的细胞从瓶壁上脱落下来。 ②保障无菌、无毒的措施：对培养液和培养用具进行灭菌处理及在无菌条件下进行操作，定期更换培养液。 ③区分原代培养和传代培养的关键是是否分瓶培养。 (2)干细胞 5．单克隆抗体的制备——原理：细胞膜的流动性、细胞的增殖 (1)3种细胞特点不同：①B淋巴细胞：能分泌抗体，不能大量增殖。②骨髓瘤细胞：能大量增殖，不能分泌抗体。③杂交瘤细胞：既能分泌抗体，又能大量增殖。 (2)2次筛选目的不同：①第1次：获得杂交瘤细胞。 ②第2次：获得能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞。
6．动物体细胞核移植技术——原理：动物细胞核的全能性 (1)核移植获得的克隆动物与提供细胞核的亲本性状可能不同的三个原因：①克隆动物遗传物质来自两个亲本。②发育过程中可能发生基因突变或染色体变异。③外界环境可能引起不可遗传的变异。 (2)克隆动物的产生是无性繁殖，而试管动物则是在体外受精形成受精卵，由受精卵发育成的个体，因此属于有性繁殖。 1．(2017·海南，31)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题： (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_________________________________________________________________。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到________________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是____________________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。 (3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________________________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经________形成的。 (4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是__________________________________________________。
植物细胞工程的基本技术知识点汇总
的原理 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 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： 离体的植物细一定的营养、激 愈 胞、巻 伤 组织、器官 （ ） 组 织 1、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。
植物细胞工程技术原理
植物细胞工程技术原理 首先，基因克隆是指通过从植物或其他生物中提取目标基因，并将其 插入到载体中进行复制和扩大。这一步骤常用的技术包括PCR、限制性酶切、连接和转化等。首先，PCR技术通过特定引物扩增所需的基因序列。 然后，采用限制性酶切将PCR产物和目标载体切割成互补的粘性末端，以 便后续的连接。连接反应通常通过DNA连接酶将目标基因和载体DNA连接 在一起。最后，转化是将连接好的反应转化到细胞中进行繁殖。 然后，基因转化是将前一步中克隆好的基因导入到植物细胞中，使其 取得其中一个细胞的遗传特征。基因转化的方法主要有物理法、化学法和 生物法。物理法通常采用基于微弱电脉冲、金粒轰击或激光微束等原理来 推动基因进入植物细胞，使其在被击中细胞的细胞壁和细胞膜上产生小孔，使目标基因能够进入细胞。化学法主要利用高浓度的盐溶液、液氮或高温 酶法等物质，通过改变细胞壁和膜的特性，使目标基因能够进入细胞。生 物法则通过植物病毒、细菌或其他生物载体将目标基因传递给宿主植物细胞。 最后，基因表达是指将成功转化的细胞，在适当的条件下使融入的基 因表达出来，并产生特定的功能。这一步骤通常需要通过转录因子、启动 子和RNA干扰等遗传调控技术来调控基因的表达。转录因子是DNA结合蛋白，能够与DNA特定序列结合并激活或抑制基因的转录。启动子是调控基 因表达的DNA序列，可使基因在特定条件下开始转录。RNA干扰是一种通 过在细胞中导入双链RNA分子的方法来选择性地抑制基因表达的技术。 总结起来，植物细胞工程技术是通过基因克隆、基因转化和基因表达 等步骤，将目标基因导入到植物细胞中，并使其在适当的条件下表达出特
高中生物 新人教版 选择性必修3 植物细胞工程的应用 教案
第2课时植物细胞工程的应用 新课标核心素养 1.概述植物细胞工程在生产实践中有哪些应用。 2.简述植物细胞工程应用于生产实践的主要优势。 生命观念：列举植物组织培养、植物体细胞杂交技术在生产实践中的应用，用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。 知识点(一)植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫作微型繁殖技术。 (2)优点：①高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 ②保持优良品种的遗传特性。 2．作物脱毒 (1)选材部位：植物顶端分生区附近(如茎尖)。 (2)操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生植株。 (3)优点：再生的植株可能不带病毒。 (1)微型繁殖技术只能保持亲本的优良特性(×) (2)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖(×) (3)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位(×) 1．(生命观念)快速繁殖 (1)快速繁殖可以快速地实现种苗的大量繁殖，其技术手段是什么？依据什么原理？ 提示：植物组织培养。植物细胞的全能性。 (2)快速繁殖的优点是什么？这种繁殖方式属于哪一种？ 提示：可以保持优良品种的遗传特性。无性生殖。 (3)从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方法相比，有哪些优点？ 提示：快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候等自然条件的
限制。 2．(生命观念)作物脱毒 (1)为什么许多通过无性生殖的作物繁殖多代之后产量会下降？ 提示：作物感染的病毒可以传播给后代，并在作物体内逐年积累，影响产量和品质。 (2)为什么作物脱毒苗培养时一般选取植物根尖或茎尖的分生区作为外植体？ 提示：植物分生区一般不会感染病毒，用分生区作为外植体进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。 1．下列不属于植物组织培养特点的是() A．快速繁殖 B．培养抗病毒植株 C．不改变原植物的基因型 D．一般需要经历脱分化和再分化两个过程 解析：选B利用植物组织培养可进行微型繁殖，实现快速繁殖。该过程是无性生殖，不改变原植物的基因型。植物组织培养是利用已分化的细胞培养成完整植株的过程，经历脱分化和再分化两个过程。利用植物组织培养技术可以获得含病毒极少甚至不含病毒的植株，而不是获得抗病毒的植株，B项错误。 2．马铃薯利用块茎进行无性生殖，连续种植多代后往往会因感染病毒而减产，因此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是() A．选择优良品种进行杂交 B．选择远缘植物体细胞进行杂交 C．利用芽体进行组织培养 D．人工诱导基因突变 解析：选C一般作物脱毒时所用的材料是无病毒的茎尖、根尖等分生组织。因此，利用芽体进行组织培养可获得无病毒幼苗。 [归纳提升] 微型繁殖与作物脱毒 项目概念(或原理) 特点 微型繁殖用于快速繁殖优良品种的植物组织 培养技术 ①保持优良品种的遗传特性； ②高效快速地实现种苗的大量繁殖
细胞工程
细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤，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以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。广义的细胞工程包括所有的生物组织、器官及细胞离体操作和培养技术，狭义的细胞工程则是指细胞融合和细胞培养技术。 根据研究生物类型不同，细胞工程可分为动物细胞工程、植物细胞工程、微生物细胞工程。动物细胞工程包括：细胞培养技术（包括组织培养、器官培养）；细胞融合技术；胚胎工程技术（核移植、胚胎分割等）；克隆技术（单细胞系克隆、器官克隆、个体克隆）。 植物细胞工程包括：植物组织、器官培养技术；细胞培养技术；原生质体融合与培养技术；亚细胞水平的操作技术等。 植物细胞工程的应用：（一）、脱毒和快速繁殖（二）、细胞工程育种1、利用培养变异，筛选优良突变体。2、利用远缘杂交幼胚培养，获得杂种植株，克服其杂交不亲和性。3.利用细胞融合技术，克服远缘杂交不亲和性。4、倍性育种（三）、离体种质保存（四）、细胞培养生产有用物质 动物细胞工程的应用：1、动物细胞培养生产医药产品（单克隆抗体）2、新品种培育3、试管动物与婴儿4、组织工程5、珍稀动植物资源的保存与保护 细胞工程是建立在细胞生物学、分子生物学、生物化学等生命科学理论基础的一种应用技术。GFAJ-1在生物结构上与地球物种很相似，但同时具有明显的外星生物特征，其“以砷代磷”的奇特生命形式似乎只能在科幻小说中看到，这一发现将从“根本上改变我们定义生命的方式，甚至是寻找生命的方式今后科学家在探索外星球时不应再按地球的标准寻找新生命。”细胞全能性（totipotency）：是指分化细胞保留着全部的核基因组，具有生物个体生长、发育所需的全部遗传信息，具有发育成完整个体的潜能。 细胞分化cell differentiation）是指细胞在形态结构和功能上发生差异的过程，包括时间上和空间的分化。时间上的分化是指一个细胞在不同的发育阶段可以形成不同的形态和功能；空间上的分化是指同一种细胞由于所处的环境或部位不同可以形成不同的形态和功能。脱分化dedifferentiation又称去分化：是指分化细胞失去特有的结构和功能变为具有未分化细胞特征的过程，及分化的细胞在适当条件下转变为胚性状态而重新获得分裂能力的过程。 再分化（redifferentiation）：是指在离体条件下，无序生长的脱分化的细胞在适当条件下查新进入有序生长和分化状态的过程。 植物组织培养——愈伤组织 植物的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的技术。狭义是指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。植物组织培养的简单过程如下：剪接植物器官或组织—经过脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成完整的植株。 愈伤组织（Callus）原指植物体受伤时产生于伤口周围的组织。现多指切取植物体的一部分，置于含有生长素和细胞分裂素的培养基中培养，诱导产生的无定形的组织团块 外植体(explant)由活植物体上切取下来以进行培养的那部分组织或器官。 单个细胞或一块外植体形成典型的愈伤组织，大致经历三个时期，诱导期、分裂期、分化期。诱导期：是细胞准备恢复分裂的时期。 特点：处在静止状态的成熟细胞通过一些刺激因素和激素的诱导作用，使其合成代谢活动加
植物细胞工程重点内容
植物细胞工程重点,老师上课时指点的; 题型为：名词解释,填空,单选,判断,简答; 0.绪论 1细胞工程cell engineering：应用细胞生物学和分子生物学方法,借助工程学的试验方法或技术,在细胞水平上改造生物遗传特性和生物学特性,已获得特定的细胞、细胞产品或新生物体的有关理论和技术方法的学科; 细胞工程的核心技术：细胞培养与繁殖; 目的：获得新形状,新个体,新物质; 2为什么细胞工程是现代生物技术的桥梁和纽扣 细胞工程把蛋白质工程,基因工程,生物制药等学科和代谢工程,动植物改良,组织工程等学科联系在一起; 3细胞工程研究范畴： 细胞工程研究范畴涉及细胞,组织,器官,胚胎的培养,细胞融合和亚细胞操作技术; 4细胞工程与相关学科的关系 1细胞工程的建立依赖于相关学科理论的发展； 2细胞工程为生物学研究提供了新的实验体系,从而又促进了生物科学的迅速发展； 3细胞工程必须与其他的生物技术相结合才能更好的发挥作用; 5细胞工程的应用和意义： 1改善农业生产技术：动植物品种改良与繁殖； 2保护生态环境：生物工业避免化学工业污染；名贵药物的细胞生产保护自然资源； 3生物医药、生物材料的开发与应用：以生物技术为依托的新型产业具有极大的商业潜力,也是本世纪各国几句竞争的领域之一; 6本章小结 现代生物技术是一个综合技术体系； 细胞工程在现代生物技术中起着桥梁和纽带作用； 细胞工程的产生和发展依赖于生物科学相关领域的理论和技术发展； 细胞工程技术在现代农业、医学以及工业生产中具有广泛的应用前景;
1.第一章 1基本实验室包括：准备室,无菌室,培养室; 2灭菌 1接种室灭菌：紫外灯照射无菌室、超净台；熏蒸灭菌无菌室；喷雾消毒超净台;无菌室; 2接种工具、容器的灭菌：干热灭菌或湿热灭菌;在无菌操作时,把镊子、剪刀、解剖刀等浸入95%的酒精中,使用之前取出在酒精灯火焰上灼烧灭菌;冷却后,立即使用; 3培养基：一般用高温蒸汽灭菌; 4不耐热类物质的灭菌;过滤除菌：某些激素如天然生长素IAA、玉米素ZT、赤霉素GA等、维生素、抗生素等不耐热或射线照射的物质; 3培养基基本成分：水,无机盐大量元素和微量元素；有机成分,激素和其他; 培养基其他成分：琼脂糖,活性炭,附加复合成分碳水化合物,维生素,肌醇,天然复合物;注：加粗字体部分的答案不确定是否如此 4常用的植物激素：生长素Auxins；细胞分裂素Cytokinins；赤霉素GA; 生长素/细胞分裂素;高：有利于根的形成和愈伤组织的形成；适中：有利于根芽的分化；低：有利于芽的形成 5常用培养基：MS培养基,White培养基,B5培养基,N6培养基;其中,N6培养基是中国人朱至靑发明的培养基; 6植物离体培养类型：组织培养,器官培养,细胞培养; 7外植体取材原则; 根据培养需求选择植物部位； 多年生植物注意树龄和季节； 在不影响培养目的的前提下尽可能选择自然繁殖器官作为外植体; 8外植体灭菌：外植体-清洗整理-杀菌剂灭菌-无菌水清洗; 外植体无菌处理：组织清洗-70%酒精浸10～30s-灭菌剂处理-无菌水涮洗;此步骤应在超净台上完成 住：这两个知识点好像说的是同一个意思,大家自己看着办 9本章小结; 细胞工程的核心是无菌操作和培养； 实验室建立在满足技术要求的同时要经济高效和实用；
第10单元 第3课时 植物细胞工程
第3课时植物细胞工程 课标要求 1.阐明植物组织培养是在一定条件下，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植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 考点一植物组织培养技术 1．细胞工程的概念 (1)原理和方法：应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法。 (2)操作水平：细胞器水平、细胞水平或组织水平。 (3)目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。 2．植物细胞的全能性 3．植物组织培养技术 (1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养 取材、消毒①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段 接种将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织 转接①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗 移栽将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土 源于选择性必修3 P116“附录1”： (1)诱导菊花愈伤组织的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。 (2)诱导菊花生芽的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。 (3)诱导菊花生根的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O 和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。 总结提升生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响 (1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果 使用顺序实验结果 先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化