专题2 细胞工程
2.1 植物细胞工程
【高考新动向】
植物组织培养
【考纲全景透析】
一、细胞工程的概念
1、原理和方法：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法
2、操作水平：细胞水平或细胞器水平
3、工程目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品
4、分类：根据操作对象不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程。
二、植物细胞工程
1、原理：细胞的全能型
概念：已分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能
原因：生物体的任一细胞都含有包含本物种的全部遗传信息
生物体上的细胞未表现出全能性，而是形成特定的组织器官，其原因是：细胞中的基因进行了选择性表达，使细胞分化成不同的组织和器官
表现出全能性的条件：完整的细胞核、脱离母体、无菌、一定的营养、激素；适宜的外部条件。
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）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。
（2）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体
（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：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：将不同种的植物体细胞，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
（2）过程：
（3）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（4）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。
三、植物细胞工程的实际应用[
1、植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点：保持优良品种的遗传特性；高效快速的实现种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗的技术。
（3）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
2、作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
3、细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
【热点难点全析】[ ]
一、植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称
植物组织培养
植物体细胞杂交
原理
细胞的全能性
细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性
过程
注意事项
选材：选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化
光照：脱分化过程不需光照，在分化过程一定要有光照[
不同植物细胞融合后形成的杂种细胞
酶解法去细胞壁（纤维素酶、果胶酶）
人工诱导融合：物理法：离心、震动、电激
化学法：聚乙二醇诱导
技术操作
脱分化、再分化等[ ]
除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
关系
植物组织培养时植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
二、植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
(1)微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。[ ]
微型繁殖有两个优点：[高考资源网 ]
①保持优良品种的遗传特性
②高效快速地实现种苗的大量繁殖
(2)作物脱毒
①解决的问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积累，产量降低，品质变差。
②解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
③理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。
④成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。[高考资源网]
(3)人工种子
①获取方法：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，用人工薄膜包装。
②解决的问题：
a.一些植物繁殖周期长,数年后才能结出种子；
b.有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性；
c.常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。
2、细胞产物的工厂化生产
(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
(2)成功的实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。
【点此下载】