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2019中考生物知识点:植物细胞工程讲解介绍

http://www.newdu.com 2019-04-18 中考网 佚名 参加讨论

    1.什么是细胞全能性?
     细胞全能性(cell totipotency)比较权威的定义是1984年国际组织培养协会做出的:"细胞全能性为细胞的某种特征,有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力"。这个定义比一般所说的概念"一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息(基因),在适当的条件下可以发育成一个完整的生物体"更基本和全面。它不但包含了培养细胞再生成植株的情况(分化成各种类型的细胞,并以一定形式构建成植物),同时也包含了培养细胞生产次生代谢物的情况(不分化或只分化成某种类型细胞,但仍留着分化为其他细胞类型的能力)。前者成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础,后者成为像微生物发酵一样培养细胞,生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础,如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉醇。
    2.植物组织培养技术是如何发展起来的?
    技术和理论是一对孪生兄弟,相辅相成,技术手段的发明会促进理论的创新,理论的创新又会指导技术的实践活动。植物组织培养也是如此。 早在1902年,哈伯兰特(Haberlandt)提出高等植物的器官和组织可以不断地分割,直至单个细胞的观点,预言植物体细胞在适宜的条件下,有发育成完整植株的潜力,提出了植物细胞全能性的设想,并且用植物细胞组织进行了培养实验。他虽然未能获得再生植株,却是植物组织培养的开创者。1902年他发表了着名论文《植物细胞离体培养实验》,论文中提出的植物细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。 从哈伯兰特提出植物细胞全能性的理论,到1958年斯图尔德(F.C.Steward)等人第一次用胡萝卜根的韧皮部细胞证实了植物细胞的全能性,用了整整56年。56年中许多科学家做的事情归纳起来都是在探索哈伯兰特提出的"植物细胞在适宜条件下,有发育成完整植株的潜力"中的适宜条件。 20世纪60年代以后,植物组织培养进入了迅速发展阶段,并逐步走向生产应用,如快繁脱毒、单倍体育种、种质资源保存、生产次生代谢产物等,也为人工种子、细胞融合、转基因植物等奠定了基础。
    3.怎样制备胡萝卜培养基(供参考)?
    (1)诱导胡萝卜愈伤组织 在MS培养基[注]中加入质量分数为0.5 mg/L的6-BA和质量分数为0.5 mg/L的NAA
    (2)诱导胡萝卜丛芽 在MS培养基中加入质量分数为2 mg/L的KT和质量分数为0.2 mg/L的NAA
    (3)诱导胡萝卜生根 在1/2MS培养基中加入质量分数为0.1 mg/L的NAA [注]:MS培养基的配制方法见《选修1附录3中八》。
    4.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(dedifferentiation)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(cycilin dependent kinase)的基因和一种细胞周期蛋白(cyclin)可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么,什么因素诱导细胞周期调控基因的作用,培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚,有待深入研究。分化细胞脱分化后细胞结构有两点明显的变化:一是在细胞内出现液泡蛋白;二是叶绿体转变成原质体。 当细胞脱分化形成愈伤细胞后,经过一段时期的分裂,细胞群体变成不是一种细胞类型的均一群,又会产生分化,形成分生细胞或分生细胞团,由此再生成植株有两条途径:一是形成体细胞胚(功能类似于受精过程产生的胚),通过体细胞胚形成再生植株。二是走器官发生的途径再生植株,分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织,分化出芽后再生根,成为完整的植株。
     (责任编辑:admin)
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