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：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。(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。
