植物细胞工程

植物细胞工程

教学目的

1．细胞的全能性（C：理解）。

2．植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交（A：知道）。

重点和难点

1．教学重点

（1）植物组织培养。

（2）植物体细胞杂交。

2．教学难点

植物体细胞杂交。

教学过程

【板书】

细胞的全能性

植物细胞工程植物组织培养

植物体细胞杂交

【注解】

细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养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。

一、细胞的全能性（细胞工程的理论基础）

（一）概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。

（二）表达

受精卵的全能性最高

1．生物体内卵细胞也具有较高的潜在全能性（另：植物花粉或精子）

体细胞的全能性较低（含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。

但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性

难以表现。）

2．生物体外：离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。

3．全能性比较

（1）受精卵>卵细胞（花粉、精子）>体细胞

（2）植物体细胞>动物体细胞

（3）未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞

【例析】

．真核多细胞生物体细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于（C）A．在生物发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变

B．在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变

C．基因表达有特异性

D．由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性

二、植物的组织培养

（一）概念：

愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏

松无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。（分化程度低、全能性较高） 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，称为植物细胞的脱分化。 再分化：脱分产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。

（二）过程

离体的植物器官、组织或细胞−−

→−脱分化愈伤组织−−→−再分化

根、芽→植物体 （形成愈伤组织之前不需光，而后一般需光；CO 2也是这样）

（三）植物组织培养基的成分：矿质元素（或无机盐）、蔗糖、维生素、植物激素和有机添

加剂

（四）应用：提取紫草素（愈伤组织只进行传代培养，不使其再分化）、制造人工种子等 【例析】

．在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的

（C ）

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

三、植物体细胞杂交

（一）概念：用两个来源于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成

新的植物体的方法。 去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

分离

方法：用纤维素酶和果胶酶

（二）过程 原生质体的融合

融合 物理法：离心、振动、电刺激（重压不行）

方法 化学法：聚乙二醇等

诱发（新壁）

植物组织培养：获得杂种植株。（与动物细胞融合的区别）

（三）意义和成果：

意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。

成果：“番茄马铃薯”等

【例析】

．植物体细胞杂交尚未解决的问题有（C ）

A ．去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

B ．将杂种细胞培育成植株

C ．让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状

D ．尚未培育出属间杂种植物

．甲植物体细胞的基因型为Aa ，乙植物体细胞的基因型为Bb ，去壁后用PEG 将这两种植物细胞融合，则得到的杂种体细胞的基因型可能为（）

A ．AaBb

B ．AAaa

C ．BBbb

D ．AABB