生物学案：课堂互动植物细胞工程的基本技术.docxVIP

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

学必求其心得，业必贵于专精

课堂互动

三点剖析

一、细胞的全能性

从理论上讲，生物体的每一个活细胞都具有使后代细胞形成完整个体的遗传潜能.细胞的这种特性叫做细胞的全能性.细胞之所以具有全能性，是因为生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，因此，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性.

在生物体内，由于基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，细胞不表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官。在个体发育的不同时期，表达的基因是不相同的，合成的蛋白质也不一样,从而形成不同的组织和器官。

已经分化的植物器官、组织或细胞脱离母体后，在一定的营养物质、激素等外界条件下,脱分化形成愈伤组织，继而在植物激素的诱导下发生再分化，才能表现出全能性，发育成完整的植株。

拓展延伸

高度分化的动物体细胞的全能性受限制，严格来说，只有高度分化的动物细胞的细胞核才具有全能性。克隆羊的成功,利用的就是高度分化的动物体细胞的细胞核。

二、植物组织培养技术

1。植物组织培养的过程和条件

植物细胞表现出全能性的前提是要脱离母体。脱离了母体的植物器官、组织或细胞在组织培养中称为外植体。植物组织培养中，主要目标是诱导愈伤组织形成和发生,使外植体细胞通过脱分化形成愈伤组织，并由愈伤组织再分化形成植株。离体的器官、组织或细胞,在培养了一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种未分化的、高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。我们把高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。在脱分化过程中，经常用外源生长素类物质对外植体细胞进行诱导分裂.将脱分化产生的愈伤组织定期地(如2—4周）分成小块，接种到新的培养基上继续培养,在植物激素的诱导下，又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫再分化。再分化形成的试管苗移栽到地里，可以发育成完整的植物体。植物组织培养的过程可以简要归纳为：

离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化根、芽植物体。

拓展延伸

在植物组织培养过程中，为避免杂菌污染,要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。

2。胡萝卜的组织培养

三、植物体细胞杂交

植物体细胞杂交是用两个来自于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的办法。植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比,在培育作物新品种方面具有较大的优越性。植物体细胞杂交能够在一定程度上克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。

植物体细胞杂交的过程如下：

图中①过程为去除植物细胞的细胞壁,方法是酶解法,所用到的酶是纤维素酶和果胶酶。目的是获得原生质体，去掉细胞壁的原因是细胞壁是原生质体融合的障碍.②过程是原生质体融合的过程。采用人工诱导的方法，一般有物理法和化学法两大类。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。细胞融合的类型有三种,即A与A的融合、B与B的融合和A与B的融合.③过程是原生质体融合后再生出细胞壁的过程，这是原生质体融合成功的标志。在此过程中融合成功的原生质体内活跃的细胞器是高尔基体.由于出现上述三种类型的细胞融合，所以得到杂种细胞后需要筛选然后再培养。筛选的方法可以用机械方法，也可用生理学或遗传学的方法.

学以致用

【例1】植物细胞表现出全能性的必要条件是（）

A.给予适宜的营养和外界条件

B。导入其他植物细胞的基因

C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件

D。将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内

解析:植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞(如茎的皮层细胞、韧皮部的薄壁细胞等），在离开母体后，在适宜的营养和外界条件下,细胞首先发生脱分化，然后恢复细胞分裂形成愈伤组织，再在一定的诱导因素作用下发生分化，最后形成具有根、茎、叶的完整植株.高度分化的植物细胞全能性只有在离开母体后才能表现出来.植物细胞的核移植试验一般也不用去核的卵细胞，只有在克隆动物时才利用到去核的卵细胞。导入其他植物细胞的基因属于基因工程，与细胞的全能性没有必然的联系。

答案：C

【例2】下列可以用来作为组织培养材料的是（)

A。韧皮纤维细胞B.导管细胞

C.木纤维细胞D。花粉细胞

解析：任何一个活的植物细胞只要在适宜的条件下，都能够经过脱分化和再分化发育成为新个体.题中四个选项中的韧皮纤维细胞、导管细胞、木纤维细胞都是只剩下细胞壁的死细胞，不可能恢复分裂能力。只有花粉细胞是活细胞，可以成为组织培养的材料。

答案：D

【例3】用高度分化的植物细胞、组织