高中生物 211植物细胞工程的基本技术难点剖析 新人教版选修3 VIP免费

难点剖析知识·巧学一、植物组织培养技术1.植物组织培养：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。要点提示注意此处空半格与植物和低等细胞相比，高等动物体细胞的发育潜能有显著差异。虽然在胚胎发育中，早期胚胎细胞具有发育的全能性，但随着分化程度的提高细胞的发育潜能也逐渐变窄，细胞的生理活动也逐渐发生了不同的变化，如细胞的分裂能力逐渐降低，直至失去分裂能力成为末端分化细胞。但是通过细胞核移植技术能使高等动物的体细胞核去分化，重新获得较高的发育能力。2.胡萝卜的组织培养的实验原理：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成完整的小植株。植物组织培养的全过程，证明了分化的植物细胞，仍具有形成完整植株所需要的全部基因。疑点突破（1）全能性的含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整的个体的潜能。（2）全能性的基础：每个体细胞都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的全部基因。（3）全能性程度：由高到低依次是，受精卵→生殖细胞→体细胞。（4）生物体内的细胞没有表现出全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择表达的结果。（5）使其表现全能性的条件：①离体;②营养物质;③激素。知识拓展影响脱分化的一个重要因素是植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈促进愈伤组织的形成，而两者不同的浓度配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素浓度比高时，有利于芽的发生；浓度比低时，有利于根的发生。二、植物体细胞杂交技术1978年，梅尔切斯等人首次获得了番茄与马铃薯的属间杂种，他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“番茄—马铃薯杂种植株”。疑点突破马铃薯—番茄没有像人们预想的那样，地上长番茄、地下结马铃薯，主要原因是：生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。植物体细胞杂交就是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。体细胞杂交是克服植物有性杂交障碍、打破物种之间的生殖隔离、扩大遗传重组范围的一种手段。操作过程包括：原生质体制备、原生质体融合杂种细胞筛选、杂种细胞培养、杂种细胞再生以及杂种植株鉴定等步骤。要点提示要进行原生质体间的融合，必须要借助一定的技术手段进行人工诱导，方法基本可以分为物理方法（包括离心、振动、电刺激等）和化学方法（一般是用聚乙二醇）两大类。问题·探究问题1分化的细胞为什么具有全能性？探究：分化的细胞具有全能性，可以从理论上分析细胞的来源——有丝分裂，形成的子细胞核应与受精卵的完全相同：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必需的全部基因，应该具有全能性。实际上，在体内分化的细胞没有表达出全能性，原因是基因的选择性表达。但离体培养时，脱离母体的限制，在一定条件下就能表达。问题2植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的？探究:植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞，在植物体中是不会再分裂繁殖的，只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，这个过程称为脱分化过程。这种转变在细胞的形态结构和生理生化上都会产生一系列变化。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件，即创伤和外源激素。当细胞脱分化形成愈伤细胞后，经过一段时期的分裂，细胞群体又会产生分化，形成分生细胞或分生细胞团，由此再生成植株有两条途径：一是形成体细胞胚（功能类似于受精过程...