知識(shí)總結(jié)：植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)難點(diǎn)剖析

1、PAGE6植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)知識(shí)巧學(xué)一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1植物組織培養(yǎng)：在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。要點(diǎn)提示注意此處空半格與植物和低等細(xì)胞相比，高等動(dòng)物體細(xì)胞的發(fā)育潛能有顯著差異。雖然在胚胎發(fā)育中，早期胚胎細(xì)胞具有發(fā)育的全能性，但隨著分化程度的提高，細(xì)胞的發(fā)育潛能也逐漸變窄，細(xì)胞的生理活動(dòng)也逐漸發(fā)生了不同的變化，如細(xì)胞的分裂能力逐漸降低，直至失去分裂能力成為末端分化細(xì)胞。但是通過細(xì)胞核移植技術(shù)能使高等動(dòng)物的體細(xì)胞核去分化，重新獲得較高的發(fā)育能力。胡蘿卜的組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)原理：

2、植物體的根、莖、葉細(xì)胞一般都具有全能性，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織。將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其再分化生成胚狀體或叢芽，進(jìn)而發(fā)育成完整的小植株。植物組織培養(yǎng)的全過程，證明了分化的植物細(xì)胞，仍具有形成完整植株所需要的全部基因。疑點(diǎn)突破（1）全能性的含義：生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整的個(gè)體的潛能。（2）全能性的基礎(chǔ)：每個(gè)體細(xì)胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體的全部基因。（3）全能性程度：由高到低依次是，受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。（4）生物體內(nèi)的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性的原因：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇表達(dá)的結(jié)果。（5）使其

3、表現(xiàn)全能性的條件：離體;營養(yǎng)物質(zhì);激素。知識(shí)拓展影響脫分化的一個(gè)重要因素是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時(shí)，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織的形成，而兩者不同的濃度配比在再分化過程中，分別對(duì)誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素濃度比高時(shí)，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時(shí)，有利于根的發(fā)生。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1978年，梅爾切斯等人首次獲得了番茄與馬鈴薯的屬間雜種，他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“番茄馬鈴薯雜種植株”。疑點(diǎn)突破馬鈴薯番茄沒有像人們預(yù)想的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，

4、所以馬鈴薯番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個(gè)物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。體細(xì)胞雜交是克服植物有性雜交障礙、打破物種之間的生殖隔離、擴(kuò)大遺傳重組范圍的一種手段。操作過程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞篩選、雜種細(xì)胞培養(yǎng)、雜種細(xì)胞再生以及雜種植株鑒定等步驟。要點(diǎn)提示要進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合，必須要借助一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)，方法基本可以分為物理方法（包括離心、振動(dòng)

5、、電刺激等）和化學(xué)方法（一般是用聚乙二醇）兩大類。問題探究問題1分化的細(xì)胞為什么具有全能性探究：分化的細(xì)胞具有全能性，可以從理論上分析細(xì)胞的應(yīng)與受精卵的完全相同：含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體必需的全部基因，應(yīng)該具有全能性。實(shí)際上，在體內(nèi)分化的細(xì)胞沒有表達(dá)出全能性，原因是基因的選擇性表達(dá)。但離體培養(yǎng)時(shí)，脫離母體的限制，在一定條件下就能表達(dá)。問題2植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的探究:植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會(huì)再分裂繁殖的，只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時(shí)會(huì)由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈

6、傷組織，這個(gè)過程稱為脫分化過程。這種轉(zhuǎn)變?cè)诩?xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會(huì)產(chǎn)生一系列變化。組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個(gè)條件，即創(chuàng)傷和外源激素。當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過一段時(shí)期的分裂，細(xì)胞群體又會(huì)產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán)，由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。問題3植物體細(xì)胞雜交過程中，為什么要對(duì)獲得的雜種細(xì)胞進(jìn)行篩選應(yīng)選擇什么樣的細(xì)胞探究：番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合后，將原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)