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)
高中生物选修3知识点总结(最新最全)

选修3易考知识点背诵专题1 基因工程基因工程的概念基因工程是指按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外DNA重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。
基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的,又叫做DNA重组技术。
(一)基因工程的基本工具1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶(限制酶)(1)来源:主要是从原核生物中分离纯化出来的。
(2)功能:能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列,并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开,因此具有专一性。
(3)结果:经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:黏性末端和平末端。
2.“分子缝合针”——DNA连接酶(1)两种DNA连接酶(E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较:①相同点:都缝合磷酸二酯键。
②区别:E·coliDNA连接酶来源于T4噬菌体,只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来;而T4DNA连接酶能缝合两种末端,但连接平末端的之间的效率较低。
(2)与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端,形成磷酸二酯键。
DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端,形成磷酸二酯键。
3.“分子运输车”——载体(1)载体具备的条件:①能在受体细胞中复制并稳定保存。
②具有一至多个限制酶切点,供外源DNA片段插入。
③具有标记基因,供重组DNA的鉴定和选择。
(2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外,并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。
(3)其它载体:噬菌体的衍生物、动植物病毒(二)基因工程的基本操作程序第一步:目的基因的获取1.目的基因是指:编码蛋白质的结构基因。
2.原核基因采取直接分离获得,真核基因是人工合成。
人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合成法_。
3.PCR技术扩增目的基因(1)原理:DNA双链复制(2)过程:第一步:加热至90~95℃DNA解链;第二步:冷却到55~60℃,引物结合到互补DNA链;第三步:加热至70~75℃,热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。
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重点题型(常考知识点)巩固练习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 复制上很多碱基序列相同的DNA2.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。
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+B4、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。
高中生物 细胞工程知识点 新人教版选修3

细胞工程知识点总结细胞工程知识点总结;一、细胞工程(CellEngineering):;二、生物工程包括:发酵工程、酶工程、细胞工程、基;三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术;四、植物组织培养:在人工培养基上无菌培养整株植物;五、植物组织培养的类型:;1、植株培养(Pl antCulture):在容器;植株来源:由种子无菌萌发而来;通过植物器官、组织;2、胚培养《细胞工程》知识点总结一、细胞工程(Cell Engineering):在体外对生物的细胞进行生长与分化的调控、遗传重组与改良,使其生产出人类所需要的产品。
包括:细胞培养、细胞融合、细胞器移植、核质移植、染色体移植、转基因等产品:生物的组织、器官、个体;抗体、多肽药物、蛋白质、酶;天然药物、色素、香精;等二、生物工程包括:发酵工程、酶工程、细胞工程、基因工程、蛋白质工程。
三、1996年Dolly羊的克隆是通过核移植技术,最后在体内生长、分化、发育而成的。
四、植物组织培养:在人工培养基上无菌培养整株植物或植物的器官、组织、细胞或原生质体。
又称为无菌培养(aseptic culture)、离体培养(in vitro culture)。
五、植物组织培养的类型:1、植株培养(Plant Culture):在容器(玻璃瓶、透明塑料瓶等)中无菌培养完整的植株。
植株来源:由种子无菌萌发而来;通过植物器官、组织、细胞再生而来。
在快速繁殖中,后期的成苗和壮苗阶段属于植株培养。
(一般时间较短)2、胚培养(Embryo Culture):无菌培养植物的成熟胚或未成熟胚,使其形成正常的植株。
1促进胚的提早萌发,缩短育苗时间;目的:○2克服远源杂种胚的夭折,以获得新的育种材料;○3在科学研究中,用胚培养所得到的幼苗作为其它试验的材料。
○3、器官培养(Organ Culture):无菌培养植物的根、茎、叶、芽、花、果等器官,使其增殖或形成其它的组织或器官等。
人教版高中生物总复习[知识点整理及重点题型梳理]——细胞工程
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人教版高中生物总复习知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习高考总复习细胞工程(克隆技术)专题【考纲要求】1.阐述植物组织培养的原理和过程。
2.掌握植物体细胞杂交的原理和过程。
3. 掌握动物细胞培养的条件及过程4.简述用动物体细胞核移植技术克隆动物的过程。
5.掌握单克隆抗体的制备过程及单克隆抗体的特点。
6. 举例说明动物细胞融合与单克隆抗体的原理和应用。
【考点梳理】考点一、植物细胞工程——植物组织培养技术1. 概念2. 原理——植物细胞的全能性(1)定义:细胞的全能性指已经分化的细胞依然具有发育成完整个体的潜能,(2)原因:生物体的每一个细胞含有该物种所特有的全套的遗传物质(全部基因或全套遗传信息)(3)不同细胞全能性的高低:受精卵﹥胚胎干细胞﹥生殖细胞﹥体细胞受精卵是全能性最高的细胞;生殖细胞和早期胚胎细胞具有较高的潜在全能性;体细胞离体后,在一定条件下表现出全能性。
3.过程,如下图:(1)脱分化:已高度分化的细胞经过诱导后,失去原有的结构和功能,恢复分裂能力转变为未分化细胞的过程。
(2)愈伤组织:离体的植物器官、组织或细胞,在脱分化过程中恢复细胞分裂能力,形成的一团薄壁细胞。
其特点为:排列疏松无规则、高度液泡化、无定形状态、薄壁细胞(3)再分化:愈伤组织在一定条件下,再分化出根和芽,形成完整植株的过程。
4. 植物细胞全能性实现条件(植物组织培养的条件)要点诠释(组培过程中的激素调控——生长素与细胞分裂素):进行植物组织培养时,生长素与细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化、再分化的关键性激素,在脱分化和再分化的过程中都需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素,以诱导细胞的脱分化和再分化,如下图:①脱分化过程中,细胞分裂素与生长素共同使用,可促进愈伤组织的形成。
②再分化过程中,生长素与细胞分裂素的使用比例不同时,会有不同的效果:当生长素含量高于细胞分裂素时,即生长素所用比例较高时,有利于根的分化,抑制芽的形成;当细胞分裂素含量高于生长素时,即细胞分裂素所用比例较高时,有利于芽的分化,抑制根的形成。
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。
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、分子生和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|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—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:愈彳^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)原理口植物细胞一般具有全能性;口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_;口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_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
高中生物选修三专题二细胞工程知识点

专题二细胞工程(一)植物细胞工程概念:在无菌与人工控制的条件下,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。
1、理论基础(原理):细胞全能性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2、植物组织培养技术(1)原理:植物细胞的全能性,即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整个体的潜能。
(2)过程:(3)用途:微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
(4)地位:就是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3、植物体细胞杂交技术(1)概念:将不同植物的体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,培育成新的植物体的技术。
细胞融合的生物学原理:细胞膜的流动性。
(2)过程:(3)诱导融合的方法:①物理法:离心、振动、电刺激等。
②化学法:一般用乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导原生质体融合。
③融合成功的标志:杂种细胞再生出细胞壁。
(4)植物体细胞杂交的终点就是培育成杂种植株,而不就是形成杂种细胞就结束。
杂种植株特征:具备两种植物的遗传特征。
原因就是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
(5)意义:克服了远缘杂交不亲与的障碍。
4、植物细胞工程的实际应用(1)植物繁殖的新途径:微型繁殖(快速繁殖)、作物脱毒、人工种子(2)作物新品种的培育:单倍体育种、突变体的利用、细胞产物的工厂化生产。
(二)动物细胞工程1、动物细胞培养(1)概念:动物细胞培养就就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长与繁殖。
(2)动物细胞培养的流程:取动物组织块(动物胚胎或幼龄动物的器官或组织)→剪碎→用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞→制成细胞悬液→转入培养瓶中进行原代培养→贴满瓶壁的细胞重新用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理分散成单个细胞继续传代培养。
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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DNA2.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。
脱分化 → 再分化 →由愈伤组织分化为幼 有根、芽或有生根发芽的能 上述比例小植物组织培养的过程可概括如下:外植体(离体的植物器官、组织或细胞) −−−− 愈伤组织 −−−− 根、芽—→植物体。
名称脱分化过程由外植体脱分化为愈 伤组织形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄 壁细胞团培养基生长素与细胞分裂素的 比例大 光避光再分化需光营养生长 生殖生长苗或胚状结构发育成完整的植物体 力由根、茎、叶、花、果实、 种子组成自身产生各种激素 需光要点诠释: ①几个概念:外植体:用于离体培养的植物组织、细胞或器官。
愈伤组织:在组织培养中,当已分化的细胞恢复了细胞分裂能力,而增殖形成的无组织结构、无器官分化的薄壁细胞团。
在组织培养中,先由外植体增殖产生,在一定条件下,对它经过一段时间培养,可能从其再分化出具一定结构及功能的器官,如根、茎、胚状体或重新形成完整的植株。
脱分化:高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程。
再分化:愈伤组织继续培养,重新分化成根或芽等器官的过程。
②组织培养成功的关键是避免微生物的污染,确保无菌条件。
③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。
④植物组织培养中激素的作用a.脱分化过程中,当细胞分裂素与生长素共同使用时,能强烈促进愈伤组织的形成。
b.再分化过程中,当细胞分裂素与生长素浓度比较高时,有利于芽的形成;浓度比较低时,有利于根的形成。
⑤影响植物细胞再分化的因素a.外植体的遗传特征、取材的位置会影响愈伤组织的再分化能力。
b.培养基的成分和物理性质对器官的形成有一定的影响,但起决定的是植物激素,特别是生长素和细胞分裂素的配比。
(2)用途: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。
要点三:植物体细胞杂交1.原理:细胞膜的流动性和细胞全能性2.基础:植物组织培养3.过程:要点诠释:①过程为去除植物细胞的细胞壁,常用方法是酶解法,所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
这样可以获得具有活力的原生质体。
②过程是原生质体间的融合。
该过程必须要借助一定的技术手段进行人工诱导。
人工诱导的方法基本分为两大类——物理法和化学法。
物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导细胞融合。
③过程是原生质体融合后再生出细胞壁,这是原生质体融合成功的标志。
在此过程中融合成功的原生质体内活跃的细胞器是高尔基体。
4.与传统杂交育种相比,具有的优越性(1)克服植物有性杂交不亲和性。
(2)打破物种之间的生殖隔离。
(3)扩大遗传重组的范围。
要点诠释:①体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞,不管染色体、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。
若一植物细胞含有2X条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2Y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为四倍体,其体细胞中染色体为2X+2Y,基因型为AabbccDd。
②培育新品种的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律,只有有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律,而体细胞杂交未有此过程。
要点四:植物细胞工程的实际应用1、植物繁殖新途径(1)微型繁殖技术的优点及范围①能保持亲本的一切优良性状(高保真),子代个体具有的遗传物质与亲本一样。
②选材少,培养周期短,繁殖率高。
③不受自然生长季节的限制,便于自动化管理,有利于进行工厂化培养。
④作物脱毒,人工种子中的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽的获得采用的技术还是微型繁殖。
(2)人工种子①组成:人工种子是由胚状体、作为保护性外壳的人工种皮和提供发育所需营养物质的人工胚乳三部分组成。
如下图:①过程:花药 −−−−→ 单倍体植株 −−−−→ 纯合子植株。
植物组织培养过程: −−−−−突变体 −−−→ 新品种 → ②优点a .解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。
b .种子可以工厂化生产,提高农业的自动化程度。
c .人工胚乳中除含有胚状体发育所需的营养物质外,还可以添加各种附加成分,如固氮细菌、防病虫农药、除草剂和植物激素类似物等,有利于幼苗茁壮成长,提高作物产量。
d .用人工种子播种可以节约粮食。
例如,一个 12 L 的发酵罐经过 20 天生产的胡萝卜胚状体,可以制成 1000万粒人工种子,满足几千公顷农田的种植需要,与天然种子相比,大大节约了粮食。
③胚状体的获取途径a .由已脱分化的外植体直接产生。
b .由愈伤组织产生。
c .由悬浮细胞培养产生。
④对胚状体的基本要求 a .播种后能快速出苗。
b .根和芽几乎同时生长,不产生愈伤组织。
c .同步化程度高。
d .活力强。
e .形成的幼苗的形态与生长要正常。
⑤对人工种皮的要求“外面包被着特定的物质”是指人工种皮,制作人工种皮的材料有海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。
对人工种皮的要求是:能保持胚状体的活力,有利于贮藏、运输和萌发,选取的材料要有韧性,耐压,对胚状体 无毒害,含有胚状体发芽所需要的营养成分或植物激素,还应含有杀菌剂,以防播种后微生物的侵害。
2、作物新品种的培育(1)单倍体育种离体培养 人工诱导②特点:明显缩短育种年限,只需两年就能培育成符合要求的新品种。
(2)突变体的筛选利用培养条件↓ 筛选 ↑培育 人工诱导3、细胞产物的工厂化生产(1)产物:植物细胞可以生成有用的化合物,主要包括药物、橡胶、香精油和色素等。
(2)细胞提取缺陷:如果从植物中直接提取这些化合物不但来源有限,而且生产效率很低。
(3)工厂化生产:利用植物细胞培养技术则可以快速、高效地得到大量的细胞或细胞产物,例如用细胞培养技术生产人参皂甙干粉的效率大约是栽培人参的 100 倍以上,其药用成分和药理活性与栽培人参相似甚至更加 优良。
(4)举例:利用组织培养方法,培养植物的某些器官或愈伤组织,筛选出高产、高合成能力和生长较快的细胞株系,继而进行大规模工厂化生产,是一条行之有效的途径。
现在人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已经成功实现了工厂化生产。
【典型例题】类型一:植物组织培养技术例1、植物细胞表现出全能性的必要条件是()A.给以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,给以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【答案】C【解析】科学实验证明,高度分化的植物细胞仍然具有发育成为一个完整植物体的能力,这就是植物细胞的全能性。
但是细胞在体内并没有表现出全能性,当植物细胞脱离了原来的植物体而处于离体状态时,在一定的营养物质、激素和适宜的外界条件下,就可表现出全能性,发育成为完整的植株。
【点评】本题考查植物细胞表现出全能性的条件。
【举一反三】:【变式一】下列对植物组织培养过程中的脱分化叙述正确的是()A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B.体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程C.高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程D.愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程【答案】C【解析】本题明确植物组织培养过程中脱分化及再分化的实质,区分是细胞分裂与组织分化。
【变式二】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【答案】C【解析】动植物组织(或细胞)培养都要无菌操作,足够的营养,适宜的温度条件,当然植物组织培养还需要生长素和细胞分裂素等植物激素。
【变式三】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.未受精的卵发育成植株【答案】A【解析】解答此题需从以下几方面入手分析:首先,组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物的过程。
花粉能培养成单倍体植株,是在一定条件下离体培养形成的。
第二,芽发育成枝条,根尖分生区发育成成熟区,是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分,未受精的卵发育成植株,不在离体的情况下进行,而受母体的调控完成。
类型二:植物体细胞杂交技术例2(2015北京东城模拟)下列有关现代生物技术的叙述中,错误的是A.植物细胞去除细胞壁获得的原生质体仍然具有全能性B.动物细胞培养时,向培养液中加适量抗生素可防杂菌污染C.筛选产生抗体的杂交瘤细胞需使用特定的选择培养基D.DNA连接酶将DNA分子碱基对之间的氢键连接起来【答案】D【解析】植物细胞用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得的原生质体具有本物种全套遗传物质,仍然具有发育的全能性,A正确;抗生素可以杀灭细菌,防杂菌污染,B正确;筛选产生抗体的杂交瘤细胞需使用特定的选择培养基,C正确;DNA连接酶将DNA分子一条链上的脱氧核糖与磷酸之间的磷酸二酯键连接起来,D错误。
【举一反三】:【变式】植物体细胞融合完成的标志是A.产生新的细胞壁B.细胞膜发生融合C.细胞质发生融合D.细胞核发生融合【答案】A【解析】植物体细胞杂交的完成是首先把来自两个植物体的细胞融合成一个杂种细胞,然后把这个杂种细胞再培养成植物体。