第四章第二节一

第二节
一
细胞工程简介
植物细胞工程
课标领航
基础自主梳理 核心要点突破
一
经典例题透析
知能过关演练
课标领航
1 ．掌握植物细胞全能性的理论基础和表现条 件。 2 ．理解植物组织培养的理论基础、过程和培 养条件。 3．了解植物体细胞杂交的理论基础和过程。
情景导引 中科院上海植物生理与生态研究所在“神舟”四号 上为一批特殊的“新人”——烟草细胞举办了特殊 的“婚礼”。将两个“新人”放入融合室中，当充 满液体的融合室中加上直流电场，两个原本相互游 离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。 紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出 了小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了 “心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭捏着“亲热” 起来，20分钟后，它俩已是你中有我、我中有你， 一个新生命就这样诞生了。
即时突破2 下列关于植物组织培养的叙述中， 错误的是( ) A ．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调 节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组 织的生长和分化 C ．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化 才能形成愈伤组织 D ．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培 养获得的愈伤组织基因相同
2．理论基础——细胞的全能性 (1) 概 念 ： 生 物 体 细 胞 具 有 使 后 代 细 胞 形 成 完整个体的潜能 。 ___________________ (2) 基础：生物体的每一个细胞都含有本物种所 特有的全套遗传物质，都有发育成完整个体的全 套_______ 基因 。 激素 及 (3) 实现条件：离体、提供营养物质、 ______ 其他适宜条件。
二、植物组织培养
1．植物组织培养的条件
(1) 当植物细胞脱离了原来所在的植物体的器官
或组织而处于离体状态时，在一定的营养物质(如：
矿质元素、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加
剂)和其他外界条件作用下，就可能表现出全能性，
经脱分化、再分化发育成完整的植株。
(2) 植物细胞组织培养要想取得成功，必须有效 地防止细菌等的污染，保证培养材料、培养基、 培养用具完全无菌。因为如果在培养基上有细菌 等微小的生物存在，它们比植物细胞具有更强的 新陈代谢能力，它们比植物细胞生长、繁殖得更 快；而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很 快中毒死亡。因此，在培养过程中要求进行一系 列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
2．全能性高低 (1)受精卵＞生殖细胞(卵细胞＞精子)＞体细胞 (2)植物体细胞＞动物体细胞 (3)囊胚期细胞＞原肠胚时期细胞 【特别提醒】 ①同一生物个体发育时期越早， 其细胞的全能性越高。 ②人的成熟红细胞由于无遗传物质，所以不具 有全能性。
3．分化细胞的全能性 (1)从理论上讲，分化的体细胞应该具有全能性， 因为它是由受精卵通过有丝分裂形成的，细胞核 基因与受精卵的完全相同。但在生物体内并没有 表现为全能性，原因在于基因的选择性表达。只 有在脱离了母体限制、离体培养时，在一定外界 条件刺激下，才能表现出细胞的全能性，如植物 的组织培养。 (2)动物细胞由于高度分化不易表达， 但细胞核仍具有全能性。要想让细胞核的全能性 表达出来，须将体细胞核放入去核的卵细胞中， 构成重组细胞，然后重组细胞就可表现出全能性。
(1)那么这两个“新人”的细胞膜融合的原理是什 么？(2)融合细胞发育成新的植物体其原理又是什 么？
【我的思考】 胞的全能性。
(1)细胞膜的流动性。 (2) 植物细
基础自主梳理
一、细胞工程的概念及细胞的全能性
1 ．细胞工程概念：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，通过某种工程 细胞器 水平上， 学手段，在细胞整体水平或__________ 遗传物质 或获 按照人们的意愿来改变细胞内____________ 得细胞产品的一门综合科学技术。
2．植物组织培养的过程
(1) 在无菌条件下取出花药或从花药中取出花粉
粒 ( 小孢子 ) ，在人工培养基上培养，形成花粉胚
或花粉愈伤组织，最后长成花粉植株。由于这种
植株含有染色体数目只相当于体细胞的一半，故
又称单倍体植株。
(2) 单倍体植株经过染色体加倍就成为纯合体植
株，利用单倍体育种，可明显缩短育种年限。
即时突破1 有关细胞全能性的叙述，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
解析：选 C 。此题需从以下几方面入手分析： 首先，受精卵是个体发育的起点，在自然条件下， 通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以全 能性最高；第二，体内每一个体细胞都是通过有 丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的 全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于 分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体 内细胞并没有表达出全能性；第三，卵细胞在一 定条件下，全能性表现比体细胞高，但与受精卵 不同，细胞的分化程度也很高；第四，分化的植 物细胞具有全能性，但要表达必须在一定条件下 离体培养。
二、植物组织培养 1．过程
脱分化
2．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用
无病毒 植物。 (1)快速繁殖、培育_________
色素 和杀 (2) 生产药物、食品添加剂、香料、 ______
虫剂等。
人工种子 。 (3)制造_____________
(4)应用于转基因植物的培育。
思考感悟
植物细胞表现出全能性的标志是什么？
【思考· 提示】
长出完整植株。
三、植物体细胞杂交 1．过程
离心
PEG
思考感悟
2．意义：在克服远源杂交不亲和的障碍、培育 作物新品种方面取得了重大突破。 植物体细胞杂交的第一个障碍是什么？ 【思考· 提示】 细胞壁。
核心要点突破
一、细胞的全能性
细胞的全能性指生物体的细胞具有使后代细 胞形成完整个体的潜能的特性。从理论上讲，生 物体的每一个活细胞都应该具有全能性。 1．全能性原因 生物体的每个细胞都包含有该物种所特有的全 套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全 部基因。