植物细胞工程的基本技术学案

专题2细胞工程

植物细胞工程的基本技术

寄语：用最少的悔恨面对过去。用最少的浪费面对现在。用最多的梦面对未来。【学习目标】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。

【课题重点】1.植物组织培养的原理和过程

2.植物体细胞杂交的原则

【课题难点】植物组织培养的实验

【学习过程】

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（1，2可回顾必修1相关内容）

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，实质是 _____。

3、细胞脱分化是指。

4、全能性是指，表现为全能性的原因是。

5．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。这是因为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 _ 组织幼根和芽或胚状体完整植株。

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

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???→?人工诱导原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。

3．植物体细胞杂交步骤：

(1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。

(2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。

(3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。

【习题巩固A 级】

1．以下不．

能说明细胞全能性的实验是( ) A ．玉米花粉粒培育出植株 B ．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株

C．烧伤病人的健康细胞培养出皮肤D．核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼

2．下列属于组织培养的是( )

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．未受精卵发育成植株

3．设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不．需要考虑( ) A．亲本细胞的生殖隔离问题 B．选择具有优良性状的亲本

C．亲本细胞的融合技术 D．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化

4．下图为“番茄——马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是( )

A．获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶

B．诱导a、b细胞融合的化学试剂一般秋水仙素

C．a、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性

D．d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化

5．下列四个选项中，没有采用植物组织培养技术的一项是( )

A．花药离体培养得到单倍体植株 B．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株 D．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株6．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误是 ( )

A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的

B．该愈伤组织的细胞没有全能性 C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成

D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

7．下图为植物组织培养技术过程，有关说法不．正确的是( )

A．B试管中细胞全能性最高 B．D试管中培育出的个体都是纯合子

C．A→B的过程需要激素的刺激 D．A→D的细胞分裂都是有丝分裂

8．植物体细胞杂交所利用的原理包括( )

①细胞膜的流动性②细胞的全能性③基因结构的相对独立性

A．①B．② C．①② D．①②③

9．下面关于植物体细胞杂交技术的说法，不．正确的是( )

A．必须有纤维素酶和果胶酶的存在 B．要经过组织培养的过程

C．可以实现种间或种内杂交 D．原生质体融合必须借助诱导剂

【能力提升B级】

10．要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要(多选) ( )

A．具有完整细胞核的细胞 B．离体状态

C ．导入外源基因

D ．一定的营养物质和激素

11．野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：

(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括________________________________________________。

(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是___________________________________。

(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程_____________________________。 由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是_____________________________________________________________________的表现。

(4)一般在培养基上培养24～48小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过_______________________________________________________________________实验来鉴别细胞壁是否已经再生。

(5)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处：______________________________。

【反思总结】

1、看一下本节课的目标思考一下，你是否掌握里面的内容？

2、本节较难掌握的部分是：

植物细胞工程的基本技术

1． C 。2． A 。3． A 4． C 。5． B 。6．B 。 7．B 。8．C 。9．D 。10．ABD 。

11．答案：(1)纤维素酶、果胶酶(2)诱导原生质体融合

(3)融合细胞――→脱分化愈伤组织――→再分化幼苗 植物细胞具有全能性

(4)植物细胞的质壁分离与复原

(5)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍