(完整版)2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点汇总
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生物植物细胞工程的知识点总结生物植物细胞工程的知识(一)克隆1.克隆clone:无性繁殖系(只由一个模板分子、母细胞或母体直接形成新一代…)2.克隆技术cloning:从众多基因或细胞群体中通过无性繁殖和选择获得目的基因或特定类型细胞的操作技术3.内容:(1)分子水平:基因克隆即目的基因的复制(受体细胞的无性繁殖)、分离(特定基因探针选择、钓取目的基因)过程(2)细胞水平:杂交瘤制备单克隆抗体(3)个体水平:不通过两性细胞的结合,从一个单一(体)细胞繁殖出生物个体——胚胎细胞克隆以胚胎/卵细胞作为供体、利用核移植,不是严格意义上的动物个体克隆4.条件:(1)理论条件:细胞全能性/有发育成完整新个体的全套遗传物质(根本原因)(2)基本条件:①具有包含物种完整基因组的细胞核的活细胞②具有能有效调控细胞核发育的细胞质物质 e.g去核卵细胞③完成胚胎发育的必要的环境条件 e.g胚胎早期培养环境/子宫5.非正面影响:丰富生物多样性,促进生物进化,维护生态平衡(二)植物克隆1.全能性表达的难易程度:(1)受精卵>生殖细胞>胚胎/全能干细胞>多能(干)细胞>专能(干)细胞>体细胞;PS生殖细胞在一定刺激下染色体可加倍;一些动物存在孤雌生殖(2)植物细胞>动物细胞;低等动物>高等动物PS不同种类植物或同种植物的不同基因型个体间全能性的表达程度大不相同2.植物组织培养(植物克隆的技术基础)(1)理论基础:植物细胞全能性,即植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性,因而都具有发育成完整植株的潜能(2)过程:①离体植物细胞、组织或器官(外植体)→获得愈伤组织→诱导形成试管苗→新植株PS外植体选取形成层(分生组织)部分易于诱导形成愈伤组织A.培养条件:首先是离体培养(生物体内细胞中基因在特定时间和空间条件下选择性表达,细胞分化为不同组织、器官,故无法表现出全能性)半/固体培养基(固体为例)a.营养物质:水、无机盐、蔗糖、维生素、有机添加剂(氨基酸、琼脂凝固剂等)b.植物激素/生长调节剂(适当浓度配比诱导分化出芽/根的顶端分生组织/花)——CTK中等量IAA少量诱导脱分化,CTK、IAA比例合适诱导根芽分化c.无菌条件(外植体70%酒精消毒、器械高温蒸汽灭菌)——杂菌争夺产毒d.适宜的pH、温度和渗透压B.光照:若外植体是(带叶)茎段,不经历脱分化再分化,组培全过程均需要光照;若外植体是非光合作用部位(如胡萝卜块根),再分化成芽后光照C.试管苗移栽前需炼苗(草炭土/蛭石,逐渐降湿)D.愈伤组织:排列疏松的高度液泡化的活的薄壁细胞团②外植体→愈伤组织→摇床液体悬浮培养分散成单细胞→胚状体→人工种子PS 单细胞植物克隆,类似受精卵的卵裂、分化、器官发生、形态建成单细胞:细胞质丰富、液泡小、细胞核大(胚性细胞特征)③酶解细胞壁→原生质体培养→新植株(2)用途:微型繁殖、制造人工种子(胚状体阶段)、单倍体育种、作物脱毒(植物分生组织细胞,分裂旺盛病毒极少Cf抗病毒)、在培养基中加入不同浓度的氯化钠溶液,可诱发和筛选抗盐植株细胞产物工厂化生产(愈伤组织阶段已可,试管培养苗、细胞培养反应器也可)(3)长期培养后的全能性下降原因:染色体畸变、核变异、非整倍体产生;细胞或组织中激素平衡被打破;细胞对外源生长物质的敏感性改变;形成缺乏成胚性的细胞系——植株在多次继代培养后,会逐渐丧失细胞全能性的表达能力3.原生质体融合/植物体细胞杂交(不同植物)获得原生质体:在甘露醇溶液环境(较高渗透压)中用纤维素酶和果胶酶混合液处理用网筛过滤原生质体到离心管内,离心后收集沉淀物,用等渗溶液洗涤;检验原生质体是否符合要求:依据渗透作用原理,采用低渗胀破法(见比较表格)4.植物细胞工程:培养植物细胞(包括原生质体),借用基因工程技术将外源DNA导入受体细胞或通过细胞融合将不同源的遗传物质重新组合,再通过细胞培养,获得具有特定性状的植株C细胞工程:细胞培养和细胞融合(若基因型不同为细胞杂交)——基因定位:利用细胞杂交中染色体丢失与特定基因产物的对应关系生物动物细胞工程的知识动物细胞工程1. 动物细胞培养指明“动物”细胞培养(1)概念:动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和繁殖。
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。
(2)作物脱毒:切取茎尖进⾏组织培养,再⽣的植株就有可能不带病毒,从⽽获得脱毒苗。
(3)⼈⼯种⼦——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,经过⼈⼯薄膜包装得到的种⼦。
思考: ①⼈⼯种⼦具有哪些优点? ⼈⼯种⼦是通过植物组织培养(⽆性繁殖)得到的,可以完全保持优良品种的遗传特性,⽣产上不受季节的限制。
贮藏、运输⽅便。
②⼈⼯种⽪应具有哪些有效成份? 针对植物种类和⼟壤等条件,在⼈⼯种⼦的包裹剂中可以加⼊适量的养分、⽆机盐、有机炭源以及农药、抗⽣素、有益菌等。
为了促进胚状体的⽣长发育,还可以向⼈⼯种⽪中加⼊⼀些植物⽣长调节剂。
2、作物新品种的培育 (1)单倍体育种:通过农药培养获得单倍体植株,染⾊体加倍后当年可得到稳定遗传的优良品种。
(2)突变体的利⽤:对植物组织培养过程中产⽣的突变体进⾏筛选,培育成新品种。
3、细胞产物的⼯⼚化⽣产 (1)细胞产物包括:蛋⽩质、脂肪、糖类、药物、⾹料、⽣物碱等。
(2)实例:我国⽣产的⼈参组织和⼈参皂甙⼲粉。
(3)展望:⽣产抗癌物质——柴杉醇。
课外拓展⼀、植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的? 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。
⽬前⼈们对于脱分化过程的本质还不清楚。
分化细胞在细胞周期中是处于⼀种相对静⽌状态的细胞(G0期细胞),脱分化是要打破这种状态,使细胞进⼊细胞周期中的G1期,并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进⾏细胞分裂,形成愈伤组织。
现在发现细胞周期受基因调控,⼀种称为编码细胞周期依赖性激酶CDK的基因和⼀种细胞周期蛋⽩可能与植物细胞脱分化的第⼀次分裂启动有关。
《细胞工程》知识清单细胞工程是现代生物技术的重要组成部分,它是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
一、细胞工程的主要技术1、植物细胞工程(1)植物组织培养植物组织培养是指在无菌和人工控制的条件下,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。
其过程包括脱分化和再分化两个阶段。
脱分化是指已经分化的细胞经过诱导后失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程;再分化则是指愈伤组织重新分化形成根、芽等器官的过程。
(2)植物体细胞杂交植物体细胞杂交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。
该技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大了可用于杂交的亲本组合范围。
2、动物细胞工程(1)动物细胞培养动物细胞培养是从动物机体中取出相关的组织,将它分散成单个细胞,然后放在适宜的培养基中,让这些细胞生长和增殖。
动物细胞培养需要满足无菌、无毒的环境,营养,适宜的温度、pH 和气体环境等条件。
(2)动物细胞核移植动物细胞核移植是将动物的一个细胞的细胞核,移入一个已经去掉细胞核的卵母细胞中,使其重组并发育成一个新的胚胎,这个新的胚胎最终发育为动物个体。
(3)动物细胞融合动物细胞融合也称细胞杂交,是指两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程。
常用的诱导融合的方法有物理法(如电激)、化学法(如聚乙二醇)和生物法(如灭活的病毒)。
二、细胞工程的应用1、植物细胞工程的应用(1)快速繁殖优良品种通过植物组织培养技术,可以快速大量地繁殖优良品种,保持亲本的优良性状。
(2)培育脱毒作物利用茎尖等分生组织进行培养,可以获得无病毒植株。
(3)细胞产物的工厂化生产通过植物细胞培养,可以生产一些细胞产物,如药物、香料、色素等。
植物细胞工程一、植物细胞工程的基本技术1.植物组织培养技术●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,培养在人工配置的培养基上,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。
●原理:植物细胞具有全能性●条件:离体、一定的营养物质、植物激素等外界条件●实验:胡萝卜的组织培养1)切取形成层2)无菌接种到培养基中3)脱分化形成愈伤组织(避光)4)再分化形成胚状体或丛芽(需光,原因:叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照进行光合作用合成有机物)5)植株6)移栽2.植物体细胞杂交技术●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●原理:植物细胞的全能性、细胞膜的流动性●实验:番茄—马铃薯杂种植株的培养1)利用酶解法去壁(纤维素酶和果胶酶)2)原生质体间的融合人工诱导:物理法:离心、振动、电激;化学法:聚乙二醇作诱导剂3)杂种细胞再生出细胞壁(细胞融合完成的标志)4)脱分化形成愈伤组织5)再分化生出小植株6)杂种植株(体细胞杂交技术完成的标志)●优点:克服不同生物远缘杂交的障碍二、植物细胞工程的实际应用1.植物繁殖的新途径A.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➢繁殖方式:无性繁殖,有丝分裂➢优点: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B.作物脱毒➢解决的问题:作物产量降低,品质变差➢选取区域:植物分生区附近(如茎尖)的病毒减少甚至无病毒(原因:植物分生区附近的细胞繁殖十分迅速病毒来不及入侵)➢优点:种植的作物就不会或极少感染病毒C.人工种子➢概念:以植物组织培养得到的胚状体,不定芽和腋芽等作为材料,经过人工薄膜包装得到的种子➢技术:植物组织培养➢原理:细胞全能性➢组成:胚状体➕人工种皮➕人工胚乳➢优点:解决作物繁殖力低、结子困难、发芽率低问题;保持优良品种遗传特性;不受气候季节,地域的限制,时间短占地少;节约大量粮食;有人工薄膜保护方便储藏和运输。
第1节植物细胞工程第1课时植物细胞工程的基本技术一、细胞工程概念及植物组织培养技术1.细胞工程的含义原理和方法细胞生物学、分子生物学和发育生物学等操作水平细胞水平、细胞器水平或组织水平目的获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品分类植物细胞工程和动物细胞工程2.细胞的全能性(1)定义:细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
(2)在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都表现出全能性,这是因为在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。
3.植物组织培养技术(1)概念:将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。
(2)理论基础:植物细胞的全能性。
(3)前提:离体的植物器官、组织或细胞等。
(4)条件:激素、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。
(5)结果:脱分化形成愈伤组织,再诱导其再分化成胚状体,长出芽和根,进而发育成完整的植株。
(6)相关概念①外植体:用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
②脱分化:已经分化的细胞,在一定激素和营养等条件的诱导下,失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞。
③愈伤组织:脱分化而形成的不定形的薄壁组织团块。
④再分化:愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
4.菊花的组织培养(1)细胞工程操作水平是细胞器、细胞或组织水平()(2)生物体内的细胞分化和植物组织培养过程中的再分化的实质是一样的,都是细胞中的基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果()(3)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程()(4)植物体的任何细胞都具有全能性,也都能表现出全能性()(5)植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度、用量的比例都会影响植物细胞的发育方向()答案(1)√(2)√(3)√(4)×(5)√拓展提升 生长素和细胞分裂素的用量 生长素/细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中时促进愈伤组织的形成1.植物细胞具有全能性的原因是什么?提示 植物细胞具有本物种的全部遗传信息。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术1.细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
2.理论上每个活细胞都具有全能性。
3.细胞全能性的大小依次是:受精卵>生殖细胞>体细胞。
4.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
5.植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
6.人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
植物细胞的全能性[自读教材·夯基础]1.细胞工程的概念2.细胞的全能性(1)含义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。
(2)影响全能性表达的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官。
1.请比较基因工程和细胞工程的概念,总结二者的不同。
提示:(1)操作水平:基因工程是分子水平的操作,细胞工程是细胞水平或细胞器水平的操作。
(2)目的:基因工程的目的是创造出符合人们需要的新的生物类型和生物产品,细胞工程的目的是按照人的意愿改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。
2.理论上每种活细胞都具有全能性,请分析细胞具有全能性的原因。
提示:活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物质。
[跟随名师·解疑难]1.细胞全能性的实质已经分化的体细胞(或细胞核)仍具有本物种个体发育所需要的全套遗传物质,即每个细胞都有发育成个体所需要的全部基因。
2.细胞全能性大小的比较(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞:分化程度低的>分化程度高的;细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的;幼嫩的细胞>衰老的细胞。
(4)随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。
2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术一、细胞工程和细胞的全能性1.细胞工程的含义原理和方法细胞生物学和分子生物学操作水平细胞水平或细胞器水平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分类植物细胞工程和动物细胞工程2.细胞的全能性(1)定义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。
(2)植物细胞表现全能性的条件①离体状态。
②营养物质:种类齐全、比例合适。
③植物激素:主要是生长素、细胞分裂素。
④外界条件:适宜的温度、pH和光照等。
⑤无菌操作。
(1)细胞工程是按照人的意愿来改变细胞的结构或获得细胞产品的一门综合科学技术()(2)植物种子发育成完整植株,体现了植物细胞的全能性()(3)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的全部基因()答案 (1)× (2)× (3)×1.为什么利用植物的体细胞(如花瓣细胞、根细胞)就能培养出完整植株?提示 正常的植物体细胞具有该生物生长发育和繁殖所需的全套遗传物质,具有全能性。
2.受精卵和体细胞相比,哪一个的全能性更容易体现?为什么?提示 受精卵。
受精卵可以在自然条件下直接发育成新个体。
3.全能性大小与细胞分化程度有什么关系?提示 一般情况下,细胞分化程度越高,细胞的全能性越低。
归纳总结 细胞全能性大小的分析(1)体细胞全能性与细胞分化程度的关系:分化程度低的>分化程度高的。
(2)体细胞全能性与细胞分裂能力的关系:分裂能力强的>分裂能力弱的。
(3)不同类型细胞的全能性:受精卵>生殖细胞>体细胞。
(4)不同生物细胞的全能性:植物细胞>动物细胞。
二、植物组织培养技术1.原理:植物细胞的全能性。
2. 概念理解⎩⎪⎨⎪⎧ 培养对象:离体的植物器官、组织和细胞培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等培育结果:脱分化形成愈伤组织、再分化生成胚 状体或丛芽、最终形成完整植株 3.操作流程外植体―――→脱分化愈伤组织―――→再分化胚状体或丛芽―→试管苗(1)外植体:用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
植物细胞工程知识点总结
植物细胞工程是一门研究如何利用植物细胞和组织来生产各种产品的学科。
它包括使用植物细胞和组织来生产药物、食品、纤维素和其他化学品的方法。
在植物细胞工程中,研究人员使用技术来修改植物细胞的生理和遗传特性,以使其能够生产指定的产品。
这些技术包括基因工程、细胞培养和细胞转化。
基因工程是指在植物细胞中插入、删除或改变某些基因的技术。
这可以通过使用载体和转化剂来实现。
载体是一种带有基因的分子,而转化剂则是帮助载体进入细胞的物质。
通过基因工程,研究人员可以控制植物细胞的生理特性,使其生产指定的产品。
细胞培养是指在人工条件下培养植物细胞的过程。
这通常是在实验室条件下进行的,其中使用培养基来提供细胞所需的营养和生长因子。
细胞培养可以用来生产大量细胞,以供进一步研究或生产使用。
细胞转化是指将基因工程技术应用于细胞培养过程中的某一步。
在细胞转化过程中,研究人员将载体和转化剂用于修改细胞的基因。
这可以通过多种方法实现,包括质粒转化、转基因动物转化和电转化等。
通过细胞转化,研究人员可以控制植物细胞的生理特性,使其生产指定的产品。
植物细胞工程在药物生产、食品加工和纺织工业中有广泛的应用。
例如,植物细胞工程可以用来生产生物制药、食品添加剂和纺织原料。
此外,植物细胞工程还可以用来研究和开发新型农作物,以提高农业生产效率。
总的来说,植物细胞工程是一门广阔的学科,涉及多个领域,并且在药物生产、食品加工和纺织工业中有广泛的应用。
它为人类生活提供了重要的贡献,并为未来的发展提供了巨大的潜力。
植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、细胞的全能性1.含义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。
2.物质基础:细胞内含有本物种全部的遗传信息。
3.植物细胞全能性表达条件:具有完整的细胞结构;处于离体状态;提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。
三、植物组织培养技术1.理论基础 植物细胞的全能性。
2.基本过程 离体的器官、组织或细胞――→①A ――→②B ――→发育完整植株图中①过程为脱分化,②过程为再分化,A 表示愈伤组织,B 表示丛芽或胚状体。
3.胡萝卜的组织培养[填图]1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
2.植物组织培养的基本过程:外植体――→脱分化愈伤组织――→再分化丛芽或胚状体――→发育完整植株3.植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
4.去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
5.人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
6.植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
四、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[据图填空](1)过程①为去除细胞壁获得原生质体,用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)过程②为原生质体的融合,人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般用聚乙二醇作诱导剂。
(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁,这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为脱分化,过程⑤为再分化。
3.意义:克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。
1.下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A.植物组织培养技术B.转基因技术C.克隆技术 D.植物体细胞杂交技术解析:选B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。
转基因技术的操作对象为基因,即DNA分子水平上的操作技术,属于基因工程。
2.植物组织培养的理论根据是( )A.培养基中营养物质全面 B.细胞的全能性C.细胞的分裂 D.细胞的分化解析:选B 植物细胞只有保持其全能性,才能发育成完整的植株,因此,植物组织培养的理论根据是细胞的全能性。
生物植物细胞工程的知识点总结生物植物细胞工程是最近几十年间发展得非常迅速的生物学领域,它集合了植物学、生物学、生物技术和工程学等多个领域,致力于利用生物技术手段对植物细胞进行改造,以提高作物的产量、质量和耐性。
本文将以知识点的形式总结生物植物细胞工程的相关知识。
1. 转基因技术转基因技术是生物植物细胞工程的核心技术,它是指将外源DNA序列导入植物细胞基因组中,以改变植物的某些表现及遗传性状。
具体而言,转基因技术包含以下过程:(1)构建载体:首先,需要将外源DNA载入一个可在植物细胞中繁殖的载体中,以实现转移。
(2)DNA载入:将构建好的载体导入植物细胞中,让它们融合并整合入细胞基因组中。
(3)表达转基因DNA:转入的外源DNA序列在细胞分裂、生长、发育等过程中得到表达,从而实现改变植物表现及遗传性状的目的。
2. 基因编辑技术基因编辑技术是指通过介导DNA序列变化来改变植物基因组的技术。
它与传统转基因技术不同的是,它通过直接编辑植物基因组中的DNA序列,而不是引入新的DNA序列来改变植物的遗传性状。
基因编辑技术较为常用的方法是CRISPR-Cas9系统,它是一种相对简单、高效、精准的技术,通过引导RNA或DNA来切割特定DNA序列,以实现编辑植物基因组的目的。
3. 细胞培养技术细胞培养技术是在无土壤条件下,通过特定培养液、养料和辅助物质快速繁殖大量植物细胞的技术。
细胞培养技术应用广泛,例如可以通过细胞培养技术繁殖出大量植物组织、植物器官,以及改造植物的某些性状等。
4. 基因组学基因组学是一个研究生物基因组结构、功能、演化等问题的学科。
在生物植物细胞工程中,基因组学非常重要,因为它可以帮助我们更好地理解植物基因组特征,从而加深对植物细胞工程技术的理解和改进。
5. 代谢工程代谢工程指的是利用生物技术手段调控植物代谢途径,改变植物代谢产物种类、数量和比例的技术。
代谢工程涉及到植物细胞代谢途径、基因调控网络、代谢产物分析和代谢调控等多个方面,并可以通过设计、构建和转移相关基因组达到改变代谢产物的目的。
2.1.1植物细胞工程的基本技术知识点
一、细胞工程的含义及分类:
1、含义:应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平的操作,按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合性科学技术。
(1)原理和方法: 。
(2)操作水平: 水平或 水平
(3)目的:改变细胞内的 或 。
2、种类:
根据操作对象分: 细胞工程和 细胞工程 植物细胞工程包括:植物组织培养、植物体细胞杂交。
动物细胞工程包括:动物细胞培养、动物细胞融合、动物细胞核移植、单克隆抗体技术 二、细胞的全能性:
1、概念:已经分化的细胞,仍具有发育成完整个体的潜能。
2、细胞全能性的原因:一般生物体的每一个细胞都包含该种生物的 。
3、现实表现:在生物的生长发育的过程中,细胞 全能性,而是 。
原因:在特定时间和空间条件下,细胞中的基因会 表达出各种 ,分化形成不同的细胞,从而构成生物体的不同组织和器官。
4、全能性的高低:
①受精卵>配子>体细胞 ②植物细胞>动物细胞(动物细胞核具有全能性) ③具有分裂能力的细胞>不分裂的细胞 ④分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。
三、植物组织培养技术 (一)过程:
1、原理: 的原理
2、条件:①离体的植物细胞、组织、器官(外植体)。
②无菌。
③人工配置的培养基(固体培养基,含有琼脂)。
④适宜的条件:水、矿物质、有机物。
⑤植物激素:生长素(诱导细胞分裂和根的分化)和细胞分裂素(促进细胞分裂和不定芽的分化)。
⑥早期避光,后期光照。
3、愈伤组织:由排列疏松、无一定形态、高度液泡化的薄壁细胞组成。
4、脱分化:让 的细胞,经过诱导后,失去其 而转变成 细胞的过程。
5、再分化:愈伤组织在一定的培养条件下,分化出 ,形成完整的小植株。
一定的营养、激素 ( )
离
体的植物细胞、
组织、器官
愈伤 组
织
完整 植
新植株
(二)实验:胡萝卜的组织培养: 1、方法步骤:
取材:消毒后选取根的形成层部位,切取1cm 3
左右的小块,因为该部位容易诱导形 成 。
↓
接种:将组织块接种到 培养基上诱导出愈伤组织 ↓
培养:在23℃~26℃恒温、避光条件下培养一段时间,再将愈伤组织转接到 培养基上。
↓
移栽:将试管苗移栽到大田,培养成正常植株。
(三)概念:在 和 条件下,将离体的植物器官、组织、细胞,培养在人工配置的 上,给予 的条件,诱导其产生 、 ,最终形成完整植株。
四、植物体细胞杂交:
(一)概念:将 的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
(二)过程:
1、去掉细胞壁的方法:纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。
(酶解法)
2、诱导原生质体融合的方法:物理法( 、 、 )、化学法(用 做诱导剂诱导)
3、原理: 、 。
4、基础: .
5、细胞融合的标志:产生新的 。
6、植物体细胞杂交完成的标志:获得 。
7、意义:克服 的障碍。
8、成果:烟草——海岛烟草、胡萝卜——羊角芹、白菜——甘蓝、番茄——马铃薯 9、杂种植株具备的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
酶
法
融合后的 原生质体 再生出 细胞壁
( )
小植株
杂种植株。