第51講植物細胞工程1.細胞工程是指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過_________、_________或_________水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程。2.細胞的全能性（1）概念：細胞的全能性是指_____________________________________________________________________。例.下列實例能體現體細胞具有全能性的是（）A.玉米種子萌發長成新植株B.骨髓造血干細胞形成各種血細胞C.小麥花粉經離體培養發育成單倍體植株D.胡蘿卜根韌皮部細胞經組織培養發育成新植株（2）細胞具有全能性的原因是_____________________________________________________________________。（3）在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性，這是因為________________________________________________________________________。（4）一般情況下，細胞的分化程度越高，分裂能力越_____，全能性越_____。（特例：生殖細胞的分化程度高，全能性也高）（5）讓細胞表現出全能性的方法：植物組織培養3.植物組織培養技術（1）概念：植物組織培養是指_____________________________________________________________________

________________________________________________________________的技術。（2）原理：___________________________________。（3）過程誘導________接種外植體誘導生___移栽成活誘導生___脫分化再分化再分化誘導________接種外植體誘導生___移栽成活誘導生___脫分化再分化再分化①名詞解釋外植體：____________________________________________________________________________________。愈傷組織：__________________________________________________________________________________。脫分化：____________________________________________________________________________________。再分化：____________________________________________________________________________________。②植物組織培養常用_____培養基，營養主要包括大量元素、微量元素、有機物和植物激素。Ⅰ.培養基中添加蔗糖而不是葡萄糖，蔗糖的作用是_______________________________________________。Ⅱ.植物激素中__________和_______________是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵激素，它們的______、______等都會影響植物細胞的發育方向。將愈傷組織接種到_______________的培養基上，就可以誘導其再分化成__________，長出芽和根，進而發育成完整的植株。生長素/細胞分裂素植物細胞的發育方向高有利于_____的分化、抑制______的形成低有利于_____的分化、抑制______的形成適中促進____________的生長（實際添加的是BA和NAA。芐基腺嘌呤BA，是___________類似物；萘乙酸NAA，是________類似物）Ⅲ.按物理性質劃分，MS培養基屬于_______培養基。③外植體選擇植物體的幼嫩部分（如嫩葉、莖尖等）更容易成功，原因是____________________________________________________________________________________________________。④從生殖方式看，植物組織培養屬于_________生殖（因此變異性小，能保持母體的優良性狀，繁殖速度快、可用于大規模生產提高經濟效益）。（4）探究實踐：菊花的組織培養①實驗步驟：Ⅰ.外植體消毒：用_____擦拭雙手和超凈工作臺臺面。將流水充分沖洗后的外植體用___________消毒30s，然后立即用無菌水清洗2-3次；再用_______溶液處理30min后，立即用無菌水清洗2-3次。Ⅱ.接種：將外植體置于無菌的培養皿中，用無菌濾紙吸去表面的水分。用解剖刀將外植體切成0.5-1cm長的小段。在____________旁，將外植體的1/3-1/2插入誘導____________的培養基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養瓶上做好標記。Ⅲ.培養：將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養瓶置于18-22℃的培養箱中培養。在培養過程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。培養15-20d后，將生長良好的愈傷組織轉接到誘導______的培養基上。長出____后，再將其轉接到誘導______的培養基上，進一步誘導形成_________。Ⅳ.移栽：移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養箱內生長幾日（煉苗）。用流水清洗掉根部的培養基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環境中，待其長壯后再移栽入土。Ⅴ.栽培：移栽入土后，每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。②注意：Ⅰ.實驗中使用的培養基和所有的器械都要_______。接種操作必須在___________________進行，并且每次使用后的器械都要_______。外植體不能滅菌，只能消毒。（在植物組織培養的過程中，必須遵守無菌操作，原因是培養物一旦受到微生物的污染，這些微生物會和外植體爭奪培養基中的營養物質，并且產生大量對外植體有害的物質，導致外植體死亡。）Ⅱ.接種時注意外植體的方向，不要倒插。Ⅲ.誘導愈傷組織（脫分化）期間一般________光照，在后續的培養過程（再分化）中，每日________給予適當時間和強度的光照。4.植物體細胞雜交技術（1）概念：植物體細胞雜交是指____________________________________________________________________

________________________________________________________________的技術。（2）過程①在進行體細胞雜交之前，必須先利用__________酶和__________酶去除__________，獲得__________。原生質體：是植物或微生物細胞去掉細胞壁以后的內含物，由細胞膜所包圍，是具有生活力的裸露細胞。動物細胞可以視為就是原生質體。原生質層：細胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細胞質稱為原生質層。②原生質體間的融合，這必須要借助一定的技術手段才能實現。人工誘導原生質體融合的方法基本可以分為兩大類——物理法和化學法。物理法包括_______法、_______法等；化學法包括_____________________法、_________________________法等。注意：Ⅰ.融合完成后，會形成_____種融合的細胞，同時還有未融合的細胞，因此融合完成后還需要對雜種細胞進行______。Ⅱ.原生質體應置于等滲溶液中。Ⅲ.動物細胞融合與植物原生質體融合的基本原理相同。誘導動物細胞融合的常用方法有_______法、_______法和______________法等。③原生質體融合成功的標志是__________________________，與之直接有關的細胞器是_____________。④該過程表示___________。⑤該過程表示___________。（3）植物體細胞雜交技術分為兩個階段：第一階段植物體細胞融合的原理是____________________________；第二階段植物組織培養的原理是______________________________。（4）意義（優點）：在______________，___________________，_________________等方面展示出獨特的優勢。（5）局限性：目前有許多理論和技術未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現出雙親的性狀。（6）實例：白菜—甘藍、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。（7）二倍體番茄和二倍體馬鈴薯體細胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有____個染色體組，是__________倍體。雜種植株的遺傳物質來自兩個親本，具有雙親的遺傳性狀，其變異類型屬于________________。5.植物細胞工程的應用（1）植物繁殖的新途徑——快速繁殖①使用的技術：用于快速繁殖優良品種的_________________技術，被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術，也叫作微型繁殖技術。②原理：_______________________。③優點：Ⅰ.__________________________________________；Ⅱ.__________________________________。④特點：使用材料少，培養周期短，繁殖率高，適合自動化管理，有利于進行工廠化生產。⑤實例：一些優良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物和瀕危植物等都實現了利用快速繁殖技術來提供苗木。甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的生產，已形成一定規模。（2）植物繁殖的新途徑——作物脫毒①使用的技術：________________技術②材料的選取：____________________________________，原因是___________________________________。③優點：脫毒作物的產量和品質均有所提高。④注意：作物脫毒并不能改變作物的抗病毒能力。（3）作物新品種的培育——單倍體育種純合植株________幼苗花藥（花粉）誘導染色體加倍離體培養①過程：純合植株________幼苗花藥（花粉）誘導染色體加倍離體培養②原理：______________________、_____________________。③優點：______________________________________________________。（4）作物新品種的培育——突變體的利用誘變處理①過程：誘變處理篩選培育再分化脫分化突變體愈傷組織外植體新品種篩選培育再分化脫分化突變體愈傷組織外植體新品種②原理：在植物的組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷增殖（增殖方式是_______________）的狀態，因此它們容易受到培養條件和誘變因素的影響而產生突變（變異類型包括____________________）。③優點：產生新基因，大幅度改良某些性狀。（5）細胞產物的工廠化生產①名詞辨析初生代謝：______生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著。次生代謝：______生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。初生代謝物：包括有糖類、脂質、蛋白質和核酸等。次生代謝物：是一類小分子有機化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等），在植物抗病、抗蟲等方面發揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。（植物細胞的次生代謝物含量很低，從植物組織提取會大量破壞植物資源，有些產物又不能或難以通過化學合成途徑得到）②使用的技術：________________技術，它是指___________________________________________________。它不占用耕地，幾乎不受季節、天氣等限制，因此對于社會、經濟、環境保護具有重要意義。植株愈傷組織外植體再分化脫分化③過程：植株愈傷組織外植體再分