导图社区 高中生物选修三植物细胞工程
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英语词性
生物必修一
植物细胞工程
细胞分化
概念:细胞在形态、结构和功能上发生稳定性差异的过程
原因:基因的选择性表达
特点
持久性:从出生到死亡
稳定性和不可逆性
特定时空:体内
普遍性
细胞全能性
概念:已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能
原理:具有相同的遗传物质
案例:植物组织培养
植物组织培养
原理
外植体
概念:离体的植物器官、组织或细胞
离体状态下才能脱离原有的分化状态,变为未分化的状态
离体状态:失去稳定性和不可逆性
脱分化
概念:控制生长素和细胞分裂的比例(约1:1诱导培养基),可使植物细胞脱离原有分化状态
内涵:激素可以调控基因表达
条件:避光
愈伤组织
概念:植物细胞脱分化后形成的组织
特点:排列疏松、高度液泡化、无定型状态、薄壁细胞团
已经没有功能
内涵:已经分化的植物器官、组织或细胞,成为具有未分化特性的细胞
再分化
内涵:愈伤组织在一定的培养条件下,再分化形成幼根和芽,进而形成完整的小植株
培养基:分化培养基(生根培养基、生芽培养基)
条件:照光
胚状体/丛芽
条件
离体培养
无菌操作
适宜条件
营养物质
植物激素
适宜的温度和光照
过程
细胞产物的工厂化生产
细胞产物正常生产:植物器官提取
细胞产物的工厂化生产:愈伤组织
人工种子(胚状体):保证了遗传稳定、增加繁殖能力;工业化生产,不受季节干扰;容易储存和运输;节约粮食
杂交育种
基因重组
方法
将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过选择和培育,获得新品种的方法
优点:将分散在同一种物种不同品种中的多个优良性状集中于同一个体
缺点:限于同种生物
问题
花粉和卵细胞的识别问题(不能识别)
染色体联会问题(远缘杂交不亲和)
能识别也不可育:无同源染色体,不能联会
植物体细胞杂交
原生质体:去除细胞壁细胞
去壁方法:酶解法(纤维素、果胶)
细胞膜的流动性
培养基渗透压:等渗溶液
原生质体融合方法
化学:聚乙二醇(PEG)
物理:离心、振动、电刺激
融合成功的标志:杂种细胞再生细胞壁
筛选目的:筛选真正的杂种细胞
意义:克服远缘杂交不亲和障碍
结果
基因型:直接相加
植物细胞工程的应用
植物繁殖的新途径
微型繁殖
概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
原理:运用植物组织培养技术,快速繁殖优良品种
特点:保持优良品种的遗传特征;高效快速的实现种苗的大量繁殖
核心
无性繁殖:保持性状的稳定
体细胞全能性:大量繁殖
作物脱毒
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
材料:植物分生区附近(如茎尖、根尖)病毒极少,甚至无病毒
过程: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
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
人工种子
获取方法:以植物组织培养技术得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子
胚状体要求:播种后能快速出苗;根和芽同步成长,活动力强;相处的幼苗形态和生长要正常
作物新品种的培育
单倍体育种
方法:花药离体培育、秋水仙素加倍
优点:明显缩短育种年限
缺点:技术相对复杂
突变体的利用
本质:诱变育种 原理:基因突变
不定向性 多害少利性
产生:组织培养中,细胞不断分化,容易在外界压力下产生突变体
利用:在突变体中筛选出对人们有用的突变体
实例:抗花药病毒的甘蔗、耐盐碱的野生烟草
细胞产物的工业化生产
种类:蛋白质、脂质、糖类、药物、香料、生物碱
实例:人参、三七、紫草和银杏细胞产物都已实现了工厂化生产
同一物种,没有生殖隔离
培养基种类
生芽培养基:生长素<细胞分裂素
生根培养基:生长素>细胞分裂素
生根裂芽
和植物种类、器官种类、激素使用顺序等因素也有关