高三生物植物細(xì)胞工程簡介人教版知識精講

1、推薦閱讀推薦閱讀高三生物植物細(xì)胞工程簡介高三生物植物細(xì)胞工程簡介人教版人教版【同步教育信息同步教育信息】一.本周教學(xué)內(nèi)容：植物細(xì)胞工程簡介二.學(xué)習(xí)重點(diǎn)：了解細(xì)胞全能性；植物組織培養(yǎng)；植物體細(xì)胞雜交。三.學(xué)習(xí)過程：細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過某種工程學(xué)手段，在細(xì)胞整體水平或細(xì)胞器水平上，按照人們的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。根據(jù)細(xì)胞類型的不同，可以把細(xì)胞工程分為植物細(xì)胞工程和動物

2、細(xì)胞工程兩大類。植物細(xì)胞工程理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個體的潛能，細(xì)胞的這種特性叫做細(xì)胞的全能性。細(xì)胞全能性的比較：細(xì)胞全能性最強(qiáng)的是受精卵；生殖細(xì)胞體細(xì)胞；未分化的細(xì)胞分化的細(xì)胞；因?yàn)樯矬w的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，從理論上講，生物體的每一個活細(xì)胞都應(yīng)該具有全能性。在生物體內(nèi)，細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官，這是基因在特

3、定的時間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細(xì)胞表達(dá)的基因是不相同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。科學(xué)研究表明，當(dāng)植物細(xì)胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株?？茖W(xué)家們用植物組織培養(yǎng)的方法，已經(jīng)把許多種植物的離體的器官、組織或細(xì)胞，培養(yǎng)成了完整的植物體。植物細(xì)胞工程包括植物組織培養(yǎng)和植物體

4、細(xì)胞雜交。植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)的過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞，在培養(yǎng)了一段時間以后，會通過細(xì)胞分裂，形成愈傷組織。愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，稱為植物細(xì)胞的脫分化，或者叫做去分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化成根或芽等器官，這個過程叫做再分化。再分化形成的試管苗，移栽到地里，可以發(fā)育成完整的植物體。植物組織培養(yǎng)的

5、過程可以簡要?dú)w納為：植物組織培養(yǎng)的條件：1.激素誘導(dǎo)分化：當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時，能強(qiáng)烈地刺激愈傷組織的形成。當(dāng)細(xì)胞分裂素比生長素的濃度高時，有利于芽的發(fā)生；當(dāng)濃度低時，則有利于根的發(fā)生。2.嚴(yán)格的無菌條件：離體的植物細(xì)胞沒有像植物體整體的保護(hù)組織，容易被細(xì)菌侵蝕，推薦閱讀推薦閱讀植物體細(xì)胞的條件：1.去掉細(xì)胞壁：植物細(xì)胞的外面有一層細(xì)胞壁，這層細(xì)胞壁阻礙了植物體細(xì)胞的雜交。因此，植物體細(xì)胞雜交的第一步就是去掉細(xì)胞壁，分離出有活

6、力的原生質(zhì)體。目前最常用的去細(xì)胞壁的方法是酶解法，也就是在溫和的條件下用纖維素酶、果膠酶等分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。獲得原生質(zhì)體后，就可以進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交了。提問：提問：為什么用纖維素酶、果膠酶能分解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁？利用酶解法去掉細(xì)胞壁的優(yōu)勢是什么？2.促進(jìn)細(xì)胞融合的方法：人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法和化學(xué)法兩大類：物理法是利用顯微操作、離心、振動、電刺激等促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)法是用聚乙二醇(PEG)等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。經(jīng)

7、過誘導(dǎo)融合得到的雜種細(xì)胞，用植物組織培養(yǎng)的方法進(jìn)行培育，可以得到雜種植株。3.雜交的植物體細(xì)胞借用組織培養(yǎng)，形成植株。植物體細(xì)胞雜交的意義：克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙，培育作物新品種。提問：提問：這個雜種植物一定會在地上結(jié)番茄、地下結(jié)馬鈴薯嗎？【模擬試題】【模擬試題】（答題時間：50分鐘）一.選擇題1.在一個多細(xì)胞生物體內(nèi)，存在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上具有穩(wěn)定性差異的細(xì)胞，是因?yàn)椋ǎ〢.細(xì)胞失去全能性B.不同的細(xì)胞，基因是不同的C.不同細(xì)胞