1、1/14第第 1 节节植物细胞工程植物细胞工程第第 1 课时课时植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术课标内容要求课标内容要求核心素养对接核心素养对接1.阐明植物组织培养是在一定的条件阐明植物组织培养是在一定的条件下下，将离体植物器官将离体植物器官、组织和细胞在适组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织宜的培养条件下诱导形成愈伤组织， 并并重新分化，最终形成完整植株的过程重新分化，最终形成完整植株的过程。2概述植物体细胞杂交是将不同概述植物体细胞杂交是将不同来源来源的的植物体细胞在一定的条件下融合成植物体细胞在一定的条件下融合成杂杂种种细胞，继而培育新植物体的技术细胞，继而培育新植物
2、体的技术。1.科学思维：说明植物组织培养和植物科学思维：说明植物组织培养和植物体细胞杂交的原理体细胞杂交的原理； 以流程简图的形式以流程简图的形式表示植物组织培养技术和植物体细胞表示植物组织培养技术和植物体细胞杂交的过程。杂交的过程。2科学探究：查阅资料，尝试探究植科学探究：查阅资料，尝试探究植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物生长素和细胞分裂素使用比例对植物组织培养的影响。物组织培养的影响。一、植物细胞的全能性一、植物细胞的全能性1概念概念：细胞经分裂和分化后细胞经分裂和分化后，仍然具有仍然具有产生完整生物体产生完整生物体或或分化成其他各分化成其他各种细胞种细胞的潜能。的潜能。2生长发育过程
3、中细胞没有表现全能性的原因生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会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选择性地表达。二、植物组织培养技术二、植物组织培养技术1概念概念：将将离体离体的植物器官的植物器官、组织或细胞等组织或细胞等，培养在培养在人工配制的培养基人工配制的培养基上上，给予适宜的培养条件，诱导其形成给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株完整植株的技术。的技术。2全能性表达过程全能性表达过程(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能结构和功能，转，转变成未分化细胞的
4、过程。变成未分化细胞的过程。(2)再分化：脱分化产生的再分化：脱分化产生的愈伤组织愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出，在一定的培养条件下，再分化出芽、芽、根等器官根等器官，进而形成完整的小植株。，进而形成完整的小植株。(3)激素的作用：植物激素中激素的作用：植物激素中生长素生长素和和细胞分裂素细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化是启动细胞分裂、脱分化2/14和再分化的关键激素。和再分化的关键激素。3操作流程操作流程外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精酒精消毒消毒 30 s，用无菌水清洗用无菌水清洗 23 次后，再用次后，再用次氯酸钠溶液次氯酸钠溶液处理处
5、理 30 min，用无，用无菌水清洗菌水清洗 23 次。次。外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成体切成 0.51 cm 长的小段。长的小段。接种：在接种：在酒精灯火焰酒精灯火焰旁，将外植体的旁，将外植体的 1/31/2 插入插入诱导愈伤组诱导愈伤组织织的培养基中。的培养基中。培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于 1822的的培养箱培养箱中培养。定期观察和记录中培养。定期观察和记录愈伤组织愈伤组织的生长情况。的生长情况。转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到转移
6、培养：将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽诱导生芽的培养基上。的培养基上。长出芽后，再将其转接到长出芽后，再将其转接到诱导生根诱导生根的培养基上，进一步诱导形的培养基上，进一步诱导形成试管苗。成试管苗。移栽：将试管苗移植到消过毒的移栽：将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移上，壮苗后再移栽入土。栽入土。三、植物体细胞杂交技术三、植物体细胞杂交技术1概念概念将将不同来源不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞杂种细胞，并把杂种细胞，并把杂种细胞培育成培育成新植物体新植物体的技术。的技术。2过程过程3/14(1)去壁：用去壁：用纤维素酶和
7、果胶酶纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体。去除植物细胞壁，获得原生质体。(2)诱导原生质体融合的方法诱导原生质体融合的方法物理法：物理法：电融合电融合法、法、离心离心法等法等。化学法：化学法：聚乙二醇聚乙二醇(PEG)融合法、融合法、高高 Ca2高高 pH 融合法等融合法等。3意义意义克服不同种生物克服不同种生物远缘杂交远缘杂交的不亲和性。的不亲和性。判断对错判断对错(正确的打正确的打“”“”，错误的打，错误的打“”“”)1植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()提示提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情
8、况下才能表现出全能具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。性。2在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。()提示提示：植物组织培养主要是通过细胞分裂和分化实现的，遗传物质一般不植物组织培养主要是通过细胞分裂和分化实现的，遗传物质一般不会发生改变。会发生改变。3脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。()4在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。()提示提示：植物组织培养过程中，脱分化过程是要求避光培养的。植
9、物组织培养过程中，脱分化过程是要求避光培养的。4/145植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。合。()6植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。()植物细胞的全能性植物细胞的全能性1细胞具有全能性的原因细胞具有全能性的原因一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整育成为完整生物生物体或分化成其他各种细胞的潜能。体或分化成其他各种细胞的潜能。
10、2细胞全能性大小的比较细胞全能性大小的比较(1)植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性动物细胞只有细胞核具有全能性)。(2)受精卵受精卵生殖细胞生殖细胞(精子、卵细胞精子、卵细胞)体细胞。体细胞。(3)体细胞：分化程度低的体细胞：分化程度低的分化程度高的，细胞分裂能力强的分化程度高的，细胞分裂能力强的细胞分裂能细胞分裂能力弱的，幼嫩的细胞力弱的，幼嫩的细胞衰老的细胞。衰老的细胞。3植物细胞表现全能性的条件植物细胞表现全能性的条件(1)离体状态。离体状态。(2)营养物质：种类齐全、比例合适。营养物质：种类齐全、比例合适。(3)植物激素：生长素、细胞分裂素。植物激素：生长素
11、、细胞分裂素。(4)外界条件：适宜的温度、外界条件：适宜的温度、pH 和光照和光照(愈伤组织的形成和生长需要避光培愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需养，分化培养需照照光光)等。等。(5)无菌操作。无菌操作。合作探究：合作探究：与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少了一半，为什与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少了一半，为什么生殖细胞仍具有全能性？么生殖细胞仍具有全能性？提示提示：在生物的体细胞中染色体是成对存在的，基因也是成对存在的，生在生物的体细胞中染色体是成对存在的，基因也是成对存在的，生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但基因的种类没有少，仍具有控制生长发殖细胞中遗传物
12、质虽然减少了一半，但基因的种类没有少，仍具有控制生长发育的全套的遗传信息和全部的基因，因此生殖细胞仍具有全能性。育的全套的遗传信息和全部的基因，因此生殖细胞仍具有全能性。1在植物体内在植物体内，茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全但不能表现出全5/14能性，是因为能性，是因为()A细胞核失去了全能性细胞核失去了全能性B不同的细胞基因是不同的不同的细胞基因是不同的C细胞中基因的表达有选择性细胞中基因的表达有选择性D细胞核中的基因发生了不同的变异细胞核中的基因发生了不同的变异C茎顶端分生组织的细胞，其细胞核没有失去全能性，茎顶端分生组织的细胞，其细胞
13、核没有失去全能性，A 错误；同一个错误；同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都具有相同的遗传物体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都具有相同的遗传物质质，B、D 错误错误；由于细胞中基因的选择性表达由于细胞中基因的选择性表达，使得茎顶端分生组织的细胞具使得茎顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，有细胞周期，但不能表现出全能性，C 正确。正确。2植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是()A脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；减数分裂脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；减数分裂B导入其他植物细
14、胞的基因；有丝分裂导入其他植物细胞的基因；有丝分裂C将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内；减数分裂将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内；减数分裂D脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；有丝分裂脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；有丝分裂D植物细胞表现全能性的条件：植物细胞表现全能性的条件：器官、组织或细胞离体和适宜的外界器官、组织或细胞离体和适宜的外界条件条件；一定的营养一定的营养(无机无机、有机成分有机成分)和植物激素和植物激素。植物细胞组织培养形成植物植物细胞组织培养形成植物体的过程，包括脱分化和再分化两个重要的过程，在这两个过程中细胞都是通体的过程，包括脱分化和再分化两个重要的过程
15、，在这两个过程中细胞都是通过有丝分裂方式进行增殖的。过有丝分裂方式进行增殖的。植物组织培养植物组织培养1植物组织培养的过程植物组织培养的过程(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。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，经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。成未分化细胞的过程。(3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。细胞团。(4)再分化：脱分化产生的愈伤
16、组织继续进行培养，又可以重新分化出根或再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或6/14芽等器官的过程。芽等器官的过程。2植物组织培养技术的注意事项植物组织培养技术的注意事项(1)外植体的选择与制备外植体的选择与制备外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。物的茎、叶和成熟的组织较难。制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，
17、因为形成层细胞制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。易脱分化。(2)无菌操作无菌操作植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。接种过程要进行严格的无菌操作。(3)光照的控制光照的控制对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化如果是在光照条件下，容易分化产
18、生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。(4)植物激素的使用植物激素的使用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性激素，两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性激素，两类激素的浓度及用量的比例等都会影响实验结果。类激素的浓度及用量的比例等都会影响实验结果。合作探究：合作探究：1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且
19、要求无菌操作？并且要求无菌操作？提示：提示：避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。长。2在组织培养过程中在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？生根的培养基的成分有什么不同？提示：提示：三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。3诱导愈伤组织期间一般不需要光诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中后续培养过程中，为什么每日要给予为什么每日要给予适当时间和强
20、度的光照？适当时间和强度的光照？7/14提示：提示：后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。4若培养物取自植物的幼茎若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否愈伤组织中是否会含有叶绿体？会含有叶绿体？提示提示：培养物经过诱导后培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。愈伤组织中不含有叶绿体。1下面是植物组织培养过程示意图，
21、相关说法正确的是下面是植物组织培养过程示意图，相关说法正确的是()外植体外植体愈伤组织愈伤组织长出丛芽长出丛芽生根生根移栽成活移栽成活A上述植物组织培养的过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性上述植物组织培养的过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性B需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染C外植体若是月季的花药，则图中的外植体若是月季的花药，则图中的过程需要光照过程需要光照D外植体若是菊花的根尖组织外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植株故培养成的新植株叶片无色叶片无色A植物组织培养的原理是植物细胞
22、具有全能性，植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A 正确；外植体一般只正确；外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B 错误；错误；过程是脱分化过程过程是脱分化过程，月季花药的脱分化过程不需要光照月季花药的脱分化过程不需要光照，幼小植株形成后才需要光照幼小植株形成后才需要光照，C 错误错误；菊花菊花根尖组织中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会根尖组织中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，使培养成的新植株叶片呈绿色，D 错误。错误。2为探究矮牵牛原生质体的培养条件
23、和植株再生能力为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是过程如下图。下列叙述正确的是()A过程过程获得的原生质体需悬浮在获得的原生质体需悬浮在 30%蔗糖溶液中蔗糖溶液中B过程过程需提高生长素的比例以促进芽的分化需提高生长素的比例以促进芽的分化C过程过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D原生质体虽无细胞壁，但仍保持细胞的全能性原生质体虽无细胞壁，但仍保持细胞的全能性D过程过程获得的原生质体不能悬浮在获得的原生质体不能悬浮在 30%的蔗糖溶液中，的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩
24、甚至死亡液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A 项错误项错误；过程过程为再分化过程为再分化过程，需提高需提高8/14细胞分裂素的比例以促进芽的分化细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B 项错误项错误；过程过程不需用秋水仙素处理不需用秋水仙素处理，愈愈伤组织细胞就已经有了细胞壁伤组织细胞就已经有了细胞壁，C 项错误项错误；原生质体虽无细胞壁原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核但含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D 项正确。项正确。(1)由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，由愈伤组织进行细胞
25、分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。(2)生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素用量生长素用量/细胞分裂素用量细胞分裂素用量结果结果比值高比值高有利于根的分化，抑制芽的形成有利于根的分化，抑制芽的形成比值低比值低有利于芽的分化，抑制根的形成有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中比值适中促进愈伤组织的形成促进愈伤组织的形成植物体细胞杂交植物体细胞杂交1植物体细胞杂交的原理植物体细胞杂交的原理原生质体融合的过程利用了细胞膜
26、的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。用了植物细胞的全能性。2植物组织培养和植物体细胞杂交的比较植物组织培养和植物体细胞杂交的比较名称名称植物组织培养植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交原理原理植物细胞的全能性植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和植物细胞细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性的全能性过程过程选材选材选取根尖选取根尖、茎尖茎尖、形成层部位形成层部位最容易诱导脱分化最容易诱导脱分化不同植物细胞融合后形成的杂种细胞不同植物细胞融合后形成的杂种细胞9/14技术技术操作操作脱分化、再分化等脱分化、
27、再分化等除脱分化除脱分化、 再分化外再分化外， 还要用酶解法去还要用酶解法去除细胞壁除细胞壁， 用一定的方法诱导细胞融合用一定的方法诱导细胞融合关系关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂更复杂3.植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产物诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为假设用于杂交的两种植物细胞分别为 A、B)未融合的细胞：未融合的细胞：A 和和 B。两两融合的细胞：两两融合的细胞：AA、BB 和和 AB。多细胞融合体。多细胞融合体。(2
28、)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。物性状进行判断。植物性状植物性状结论结论若只表现出一种植物的性状若只表现出一种植物的性状未融合细胞未融合细胞若得到的是具有两种亲本性状的植物若得到的是具有两种亲本性状的植物杂种植株杂种植株若得到的是两种亲本性状的植物若得到的是两种亲本性状的植物， 且一种植物的性状得到加且一种植物的性状得到加强强多细胞融合体多细胞融合体若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强同种细胞融合同种细胞融合合作探究：合作探究：(1)从结
29、果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？体组成上看属于何种变异？提示：提示：遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。染色体数目增加，遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。染色体数目增加，属于染色体数目变异。属于染色体数目变异。(2)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？提示：提示：克服了不同种植物远缘杂交的障碍，使不同种植物杂交成为可能。克服了不同种植物远缘杂交的障碍，使不同种植物杂交成为可能。(3)科学家采用体细胞杂交的方
30、法得到了科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄番茄马铃薯马铃薯”杂种植物，但这杂种植物，但这种植物并没有地上结番茄，地下长马铃薯。你如何解释这一现象？种植物并没有地上结番茄，地下长马铃薯。你如何解释这一现象？提示提示：基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的相基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的相互作用互作用，两种生物的基因结合到一个细胞中之后两种生物的基因结合到一个细胞中之后，不能按照原来的顺序表达了不能按照原来的顺序表达了。1下面为下面为“番茄番茄马铃薯马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是的培育过程示意图，有关叙述正确的是()10/14A获得获得
31、a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶细胞需要胰蛋白酶和果胶酶B诱导诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素Ca、b 细胞融合为细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有流动性细胞的原理是细胞膜具有流动性Dd、e、f 过程表示植物的组织培养过程，过程表示植物的组织培养过程，e、f 分别为脱分化和再分化分别为脱分化和再分化C植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；获得具有活力的原生质体；a、b 细胞融合为细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有一定的细胞的原理是细胞膜
32、具有一定的流动性流动性，诱导诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇，d、e 分别为脱分化和分别为脱分化和再分化。再分化。2下下图是植物体细胞杂交过程示意图，如果图是植物体细胞杂交过程示意图，如果 A、B 植物均为二倍体，据图植物均为二倍体，据图分析回答：分析回答：(1)图中所示过程的原理有图中所示过程的原理有_。(2)图中的图中的过程是过程是_。(3)植物体细胞融合成功的标志是植物体细胞融合成功的标志是_，其产生与细胞内，其产生与细胞内_(细胞器细胞器)有关。有关。(4)和和过程分别是过程分别是_和和_过程。则该杂种植株有过程。则该杂种植株有_个染色体组
33、。个染色体组。(5)该技术最显著的优势是该技术最显著的优势是_。解析解析(1)植物体细胞杂交过程中有原生质植物体细胞杂交过程中有原生质体体A 和原生质和原生质体体 B 的融合过程的融合过程，其原理是细胞膜具有流动性；将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞其原理是细胞膜具有流动性；将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞具有全能性。具有全能性。(2)图中的图中的过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。(3)植物体细植物体细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(4)
34、11/14杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。图中杂种植株杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。图中杂种植株是由两个二倍体细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体是由两个二倍体细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体， 含有四个染色体组含有四个染色体组。 (5)植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。答案答案(1)细胞膜具有流动性细胞膜具有流动性、植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性(2)(去壁去壁)制备原生质制备原生质体体(3)形成新的细胞壁形成新的细胞壁高尔基体高尔基体(4)脱分化脱分化再分化再分化四四(5)克服远缘
35、杂克服远缘杂交不亲和的障碍交不亲和的障碍体细胞杂交后细胞内染色体数目、染色体组数目及基因型的判体细胞杂交后细胞内染色体数目、染色体组数目及基因型的判断断体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因型还是染色体体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因型还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有组都是两亲本之和。若一植物细胞含有 2x 条染色体，条染色体，2 个染色体组，基因型个染色体组，基因型为为Aabb，另一植物细胞含有另一植物细胞含有 2y 条染色体条染色体，2 个染色体组个染色体组，基因型为基因型为 ccDd，则新植则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为株应为异源
36、四倍体，其体细胞中染色体为(2x2y)条，条，4 个染色体组，基因型个染色体组，基因型为为AabbccDd。课堂小结课堂小结知知 识识 网网 络络 构构 建建核核 心心 语语 句句 背背 诵诵1.细胞经分裂和分化后，仍然具有产生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完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。潜能。2.植物组织培养的原理是植物细胞的全植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化能性，主要过程包括脱分化和再分化。3.生长素和细胞分裂素是启动细胞分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。裂、脱分化和再分化的关键激素。4.植
37、物组织培养成功的关键是避免微生植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。接种过程进行严格的无菌操作。5.植物细胞融合依据的生物学原理是细植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。细胞再生出细胞壁。12/141细胞的全能性是指细胞的全能性是指()A细胞具有各项生理功能细胞具有各项生理功能B已分化的细胞能恢复到分化前的状态已分化的细胞能恢复到分化前的状态C已分化的细胞全部能再进一步分化已分化的细胞全部能再进一步分化D细胞仍具有发育成完整个体的
38、潜能细胞仍具有发育成完整个体的潜能D由于细胞分化由于细胞分化，每种细胞具有特定的形态每种细胞具有特定的形态、结构和生理功能结构和生理功能，A 错误错误；已经分化的细胞一般一直保持分化后的状态已经分化的细胞一般一直保持分化后的状态，直到死亡直到死亡，细胞分化具有持久性细胞分化具有持久性，B 错误错误；高度分化的细胞不能进一步分化高度分化的细胞不能进一步分化，C 错误错误；细胞的全能性是指已经分化细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，D 正确。正确。2植物组织培养过程中的脱分化是指植物组织培养过程中的脱分化是指()A植物体的分生组织通过细胞
39、分裂产生新细胞的过程植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程C植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D取植物的枝芽培育成一株新植物的过程取植物的枝芽培育成一株新植物的过程C植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能构和功能，而转变为未分化的细胞而转变为未分化的细胞愈伤组织的过程愈伤组织的过程，因此因此 C 项是正确的项是正确的。 3在离体的植物器官在离体的
40、植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪下列哪一项条件是不需要的一项条件是不需要的()A消毒灭菌消毒灭菌B适宜的温度适宜的温度C充足的光照充足的光照D适宜的养料和激素适宜的养料和激素C形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行。因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多微生件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多微生物，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织。由于此阶段形物，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能
41、形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。4(不定项不定项)下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是()A有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁C利用聚乙二醇可以促进原生质体融合利用聚乙二醇可以促进原生质体融合D植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞ABC植物体细胞杂交
42、之前，需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得植物体细胞杂交之前，需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得13/14具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。5培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。回答下
43、列问题回答下列问题：(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_。(2)步骤步骤切取的组织块中要带有形成层，原因是切取的组织块中要带有形成层，原因是_。(3)从步骤从步骤到步骤到步骤需要更换新的培养基，其原因是需要更换新的培养基，其原因是_。在新的培。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的养基上愈伤组织通过细胞的_过程，最终可形成试管苗。过程，最终可形成试管苗。(4)步骤步骤要进行照光培养，其作用是要进行照光培养，其作用是_。(5)经组织
44、培养得到的植株，一般可保持原品种的经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的_，这种繁殖方，这种繁殖方式属于式属于_繁殖。繁殖。解析解析(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株分化的植物细胞可以培养成完整的植株， 这是因为植物细胞具有这是因为植物细胞具有全能性。全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤物激素的种类和比例，步骤(诱导愈伤组织形成诱导愈
45、伤组织形成)和步骤和步骤(诱导愈伤组织分化诱导愈伤组织分化形成试管苗形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤到步骤到步骤需更需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤步骤需要照光培需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。原品种的遗传特性。答案答案(1)全能性全能性(或形成完整植株所需的全部基因或形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成层容易诱导14/14形成愈伤组织形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同长素和细胞分裂素的比例不同分化分化(或再分化或再分化)(4)诱导叶绿素的形成诱导叶绿素的形成， 使试管使试管苗能够进行光合作用苗能够进行光合作用(5)遗传特性遗传特性无性无性
