导学案--植物的细胞工程

发布时间:2020-11-14 08:25|栏目:第1节 植物细胞工程 |浏览次数:
1.什么是细胞工程?根据操作对象不同,可分为哪两类?
细胞工程:指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
分类:根据操作对象不同,可以分为植物细胞工程和动物细胞工程。
2.什么是脱分化?什么是愈伤组织?愈伤组织的细胞有什么特点?
脱分化:是指在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化细胞的过程。
愈伤组织:脱分化后的细胞,进而形成不定性的薄壁组织团块,这称为愈伤组织。
愈伤组织特点: 无定形状态 、高度液泡化、具有分生能力的薄壁细胞(注无叶绿体、不能进行光合作用)  
3.植物组织培养的概念是什么?大致过程是什么?基本原理是什么?
植物的组织培养:指将离体的植物器官、组织、细胞等,培养在人工配置的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整的植株的技术。
植物的组织培养过程大致为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根。
基本原理:植物细胞具有全能性,即: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。
4.什么是全能性?细胞为何具有全能性?是不是所有细胞都具有全能性?未离体的组织细胞不能表现全能性的原因是什么?
全能性: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,即细胞具有全能性。
细胞为何具有全能性:体细胞一般都是由受精卵通过有丝分裂增殖而来的,一般已分化的细胞都有一套和受精卵相同的染色体,携带有相同的DNA分子。因此,分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
是不是所有细胞都具有全能性:并不是所有的细胞都表现 出全能性,比如,芽原基的细胞只能发育为芽,叶原基的细胞只能发育为叶。
未离体的组织细胞不能表现全能性的原因是: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。
5.“胡萝卜组织培养”要无菌操作的目的是什么?切取含有形成层部分的原因是什么?
“胡萝卜组织培养”要无菌操作的目的:是防止杂菌与培养物争夺营养,杂菌产生的有害物质会导致培养物死亡。
切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层部分的原因:是这部分容易诱导形成愈伤组织。
6.植物组织培养的基本条件有哪些?
离体,提供营养物质(水、无机盐、有机营养、无机营养等)、激素(如生长素、胞分裂素等)和其他适宜条件。
7.植物组织培养的培养基一般含有哪些成分?对培养条件有何要求?一定要避光培养吗?植物组织培养过程中需要换培养基吗?生长素与细胞分裂素比例不同如何影响愈伤组织分化?
植物组织培养的培养基一般含有:无机营养成分、有机营养成分、激素(生长素和细胞分裂素)、琼脂四部分。
进行植物组织培养时应注意的问题:对外植体要进行消毒处理,而对各种器械要灭菌。接种过程要进行严格的无菌操作。诱导愈伤组织一般要避光。
植物组织培养过程中需要根据培养阶段更换培养基:如愈伤组织诱导培养基、继代培养基、筛选、静息、分化、生根壮苗等。根据培养物生长状态更换。如有些外植体在培养过程中会产生毒害自身的物质、培养基营养不充足了等情况,需要定期更换培养基,以免影响培养物生长状态。
生长素和细胞分裂素在植物体内含量很少,因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/生长素的比例适中,有利于外植体形成愈伤组织,比例升高有利于愈伤组织形成丛芽,比例降低则有利于生根。
8.什么是植物体细胞杂交?基本原理是什么?植物体细胞杂交的意义是什么?属于哪种变异类型?有何优点?实例?
概念:植物体细胞杂交就是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
基本原理:植物体细胞杂交利用了细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性原理。
意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育新品种等方面展示出独特的优势。
变异类型:属于染色体(数目)变异
优点:植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远 缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
实例:白菜一甘蓝、普通小麦--长穗偃麦草等杂种植株。
9.什么是原生质体?如何获得?如何判断原生质体制备是否成功?诱导融合一般采用什么方法?诱导融合成功的标志是?
原生质体:是组成细胞的一个形态结构单位,指去掉细胞壁的植物细胞。
获取:进行体细胞杂交之前,必须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体。
制备成功依据:取少许原生质体于载片上,盖片制作临时切片显微镜镜检观察其形态。
人工诱导原生质体融合的方法分为两大类:a. 物理法包括电融合法、离心法等;b.化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca-高PH融合法等。
融合成功的标志:产生新的细胞壁
10.微型繁殖采用的是什么技术?有哪些特点?
技术:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点:既保持优良品种的遗传特性,又能高效快速地实现种苗的大量繁殖。
11.作物脱毒一般选用什么部分的细胞?原因是什么?(脱毒苗是用什么育种方法获得的?)
作物脱毒:利用植物顶端分生区附近组织(如茎尖)进行培养,可以使新长成的植株脱除病毒。
脱毒苗: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。
12.单倍体育种通常经过哪2个关键步骤?其原理是什么?有何优点?
关键步骤:①花药离体培养(获得单倍体);②人工诱导染色体加倍(使单倍体可育)。
原理:染色体(数目)变异。
优点:后代不发生性状分离,都是纯合子,能够稳定遗传,明显缩短育种年限。
13.突变体如何获得的?如何加以利用?
突变体获得:在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断的分生状态,因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。
利用:从这些产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。
 
14.什么叫初生代谢?什么叫次生代谢?什么叫植物细胞培养?
初生代谢:生物生长和生存所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。
次生代谢:不是生物生长所必需的。次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等),在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
植物细胞培养:指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。

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