1、理解理解 教材新知教材新知 把握把握 命题热点命题热点 应用应用 落实体验落实体验 课下综合检测课下综合检测 课堂回扣练习课堂回扣练习 命题点一命题点一 命题点二命题点二 知识点一知识点一 知识点二知识点二 2 21 1 植物植物 细胞细胞 工程工程 专专 题题 2 2 知识点三知识点三 2 21.1. 1 1 21 植物细胞工程植物细胞工程 21.1 植物细胞工程的基本技术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水平上的操作
2、，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内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合 科学技术。科学技术。 2植物组织培养技术的理论基础是植物细胞植物组织培养技术的理论基础是植物细胞 的全能性。的全能性。 3植物组织培养的过程：植物组织培养的过程： 外植体外植体 脱分化脱分化 愈伤组愈伤组 再分化再分化 丛芽或胚丛芽或胚 状体状体 发育发育 完整植株完整植株 4植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜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。的流动性和细胞的全能性。 5去除细胞壁制备原生质体用到的酶是去除细胞壁制备原生质体用到的酶是 纤维素酶和果胶酶。纤维素酶和果胶酶。
3、6人工诱导原生质体融合的方法有物理人工诱导原生质体融合的方法有物理 法法(离心、振动、电激离心、振动、电激)和化学法和化学法(聚乙聚乙 二醇处理二醇处理)。 细胞工程的概念及植物细胞的全能性细胞工程的概念及植物细胞的全能性 1细胞工程的概念细胞工程的概念 原理和方法原理和方法 _生物学和生物学和_生物学生物学 操作水平操作水平 _水平或水平或_水平水平 目的目的 按照人的意愿来改变细胞内的按照人的意愿来改变细胞内的_ 或获得或获得_ 分类分类 _细胞工程和细胞工程和_细胞工程细胞工程 细胞细胞 分子分子 细胞细胞 细胞器细胞器 遗传物质遗传物质 细胞产品细胞产品 植物植物 动物动物 2细胞的全
4、能性细胞的全能性 (1)含义：具有某种生物含义：具有某种生物_的任何一个细的任何一个细 胞，都具有胞，都具有_的潜能。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，细胞中的基因会有下，细胞中的基因会有_地表达出各种蛋白质，从而构地表达出各种蛋白质，从而构 成生物体的不同组织和器官。成生物体的不同组织和器官。 全部遗传信息全部遗传信息 选择性选择性 发育成完整生物体发育成完整生物体 1请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。请比较基因工程和细胞工程的概念，总结二者的不同。 提示：提示：(1)操作水平：基因工程是分子水平的操作
5、，细胞工操作水平：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。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。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。能性的原因。 提示：提示：已经分化的体细胞已经分化的体细胞(或细胞核或细胞核)仍具有本物种个体发仍具有
6、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。的全部基因。 3为什么在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全为什么在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全 能性？能性？ 提示：提示：在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因进行选在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因进行选 择性表达。择性表达。 4植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能植物的种子发育成完整植株，是否体现了细胞的全能 性？为什么？性？为什么？ 提示：提示：没有。因为细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有没有。因为细胞的全能性是指已分化的
7、细胞仍具有 发育成完整个体的潜能，而种子中的胚已完成了早期发育，相发育成完整个体的潜能，而种子中的胚已完成了早期发育，相 当于新植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体的能当于新植物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体的能 力。力。 1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；细胞分裂能力分化程度高的；细胞分裂能力 强的强的细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞
8、细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞衰老的细胞。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随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降 低。低。 2植物细胞表现全能性的条件植物细胞表现全能性的条件 材料材料 离体的细胞、组织或器官离体的细胞、组织或器官 培养基培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素 外界条件外界条件 无菌操作；无菌操作；光照：愈伤组织的形成和生长需要光照：愈伤组织的形成和生长需要 避光培养，分化培养需见光避光培养，分化培养需见光 特别提醒特别提醒 (1)全能性表达的标志：已分化的细胞能形成完整的个体。全
9、能性表达的标志：已分化的细胞能形成完整的个体。 若只是形成某种组织或器官则不能体现全能性。若只是形成某种组织或器官则不能体现全能性。 (2)全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的“全全 套套”基因而不是基因而不是“全部全部”基因，配子中有全套基因，因此同样基因，配子中有全套基因，因此同样 具有全能性。具有全能性。 植物组织培养技术植物组织培养技术 1理论基础理论基础 植物细胞的植物细胞的_。 2操作流程操作流程 离体的器官、组织或细胞离体的器官、组织或细胞 A B 发育发育 完整植株完整植株 图中图中过程为过程为_，过程为过程为_，A表示表示_
10、， B表示表示_ 全能性全能性 脱分化脱分化 再分化再分化 愈伤组织愈伤组织 丛芽或胚状体丛芽或胚状体 3.胡萝卜的组织培养过程胡萝卜的组织培养过程 4植物组织培养技术概念植物组织培养技术概念 在在_条件下，将条件下，将_的植物器官、组织、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 导其产生导其产生_，最终形成完整的植株。，最终形成完整的植株。 无菌和人工控制无菌和人工控制 离体离体 愈伤组织、丛芽愈伤组织、丛芽 结合胡萝卜的组织培养实验，思考下列问题：结合胡萝卜的组织培养实验，思考下列问题： (1)在植物组
11、织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭 菌，并且要求无菌操作？菌，并且要求无菌操作？ 提示：提示：避免杂菌污染培养基。避免杂菌污染培养基。 培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌不但会和培养物争 夺营养，而且这些杂菌在生长的过程中会生成大量对培养物有害夺营养，而且这些杂菌在生长的过程中会生成大量对培养物有害 的物质，导致培养物迅速死亡。的物质，导致培养物迅速死亡。 提示：提示：胡萝卜根的形成层容易诱导形成愈伤组织，其他部分胡萝卜根的形成层容易诱导形成愈伤组织，其他部分 如叶、花也能培养成小植
12、株，只是稍微困难些。如叶、花也能培养成小植株，只是稍微困难些。 (2)为什么切取胡萝卜根的形成层？其他部分也能培养成小为什么切取胡萝卜根的形成层？其他部分也能培养成小 植株吗？植株吗？ 1植物组织培养的过程植物组织培养的过程 外植体外植体 离体的植物器官、组织、细胞离体的植物器官、组织、细胞 一定的营养、激素一定的营养、激素 脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织 调整激素比例调整激素比例 再分化再分化 胚状体或丛芽胚状体或丛芽试管苗试管苗 (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。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
13、特有的结构和功脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功 能而转变成未分化细胞的过程。能而转变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。定形状态的薄壁细胞团。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以 重新分化出根或芽等器官的过程。重新分化出根或芽等器官的过程。 特别提醒特别提醒 外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及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
14、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，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。 2植物组织培养中各过程的比较植物组织培养中各过程的比较 名称名称 过程过程 形成体特点形成体特点 培养基培养基 光光 脱分化脱分化 由外植体脱由外植体脱 分化为愈伤分化为愈伤 组织组织 排列疏松、高排列疏松、高 度液泡化的薄度液泡化的薄 壁细胞团壁细胞团 生长素与细生长素与细 胞分裂素的胞分裂素的 比例大比例大 避光避光 再分化再分化 由愈伤组织由愈伤组织 分化为幼苗分化为幼苗 或胚状结构或胚状结构 有根、芽或有有根、芽或有 生根发芽的能生
15、根发芽的能 力力 上述比例小上述比例小 需光需光 营养生长营养生长 生殖生长生殖生长 发育成完整发育成完整 的植物体的植物体 由根、茎、叶、由根、茎、叶、 花、果实、种花、果实、种 子组成子组成 自身产生各自身产生各 种激素种激素 需光需光 特别提醒特别提醒 植物组织培养并不是全程都需要光照植物组织培养并不是全程都需要光照 光照条件包括光照强度、时间和波长等，对于植物组织培光照条件包括光照强度、时间和波长等，对于植物组织培 养来说非常重要。养来说非常重要。 在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养(有利于细胞的脱分化有利于细胞的脱分化 产生愈伤组织，如果是在光照条件产生
16、愈伤组织，如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组下，容易分化产生维管等组 织，不利于产生大量的愈伤组织织，不利于产生大量的愈伤组织)，而在再分化的过程中一定要有，而在再分化的过程中一定要有 光照。光照。 3生长素和细胞分裂素用量及比例对植物组织培养的影响生长素和细胞分裂素用量及比例对植物组织培养的影响 生长素生长素/细胞分裂素的比值细胞分裂素的比值 作用效果作用效果 比值高时比值高时 促进根分化、抑制芽形成促进根分化、抑制芽形成 比值低时比值低时 促进芽分化、抑制根形成促进芽分化、抑制根形成 比值适中比值适中 促进愈伤组织形成促进愈伤组织形成 巧学妙记巧学妙记 巧记巧记“生长素和细胞分裂素用
17、量及比例生长素和细胞分裂素用量及比例 对植物组织培养的影响对植物组织培养的影响” “比值高，根分化；比值低，芽分化；比值适中，不比值高，根分化；比值低，芽分化；比值适中，不 分化分化”。即。即“高根低芽中愈伤高根低芽中愈伤”。 植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术 1概念概念 将将_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_， 并把杂种细胞培育成并把杂种细胞培育成_的技术。的技术。 不同种不同种 杂种细胞杂种细胞 新的植物体新的植物体 2过程过程 (1)去壁：用去壁：用_去除植物细胞壁，获得原去除植物细胞壁，获得原 生质体。生质体。 (2)诱导原生质体融合的方法：诱导原
18、生质体融合的方法： 物理法：物理法：_等。等。 化学法：用化学法：用_诱导。诱导。 纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 离心、振动、电激离心、振动、电激 聚乙二醇聚乙二醇(PEG) 巧学妙记巧学妙记 植物体细胞杂交技术的过程可采用简化记植物体细胞杂交技术的过程可采用简化记 忆法：忆法：“去壁、融合与再生，脱、再顺次两分化去壁、融合与再生，脱、再顺次两分化”。 3意义意义 克服不同种生物克服不同种生物_的不亲和性。的不亲和性。 远缘杂交远缘杂交 1结合教材结合教材P36图图2- 5思考下列问题：思考下列问题： (1)植物体细胞杂交技术利用了哪些原理？植物体细胞杂交技术利用了哪些原理？ 提示：提示：
19、原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细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。胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 (2)植物体细胞融合形成杂种细胞是否标志着植物体细胞杂交植物体细胞融合形成杂种细胞是否标志着植物体细胞杂交 技术的完成？技术的完成？ 提示：提示：原生质体融合成功的标志是杂种原生质体再生出细原生质体融合成功的标志是杂种原生质体再生出细 胞壁形成杂种细胞，而植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植胞壁形成杂种细胞，而植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植 株，而不是形成杂种细胞。株，而不是形成杂种细胞。 2植物体细胞杂交产生的植物体
20、细胞杂交产生的“白菜白菜甘蓝甘蓝”，用传统的方法，用传统的方法 可否产生？可否产生？ 提示：提示：不能，因为不同物种之间存在生殖隔离。不能，因为不同物种之间存在生殖隔离。 1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细胞膜具有一定的流动 性和植物细胞的全能性性和植物细胞的全能性 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 过程过程 离体的植物器官、离体的植物器官、 组织或细胞组织或细胞 脱分化脱分化 愈伤组织愈伤组织
21、 再分化再分化 根、芽或胚状体根、芽或胚状体 发育发育 植物体植物体 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 选材选材 选取根尖、茎尖、形成层选取根尖、茎尖、形成层 部位最容易诱导脱分化部位最容易诱导脱分化 不同植物细胞融合后形不同植物细胞融合后形 成的杂种细胞成的杂种细胞 技术技术 操作操作 脱分化、再分化等脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，除脱分化、再分化外， 还要用酶解法去除细胞还要用酶解法去除细胞 壁，用一定的方法诱导壁，用一定的方法诱导 细胞融合细胞融合 关系关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细
22、胞 杂交所用的技术更复杂杂交所用的技术更复杂 2植物体细胞杂交过程中的注意事项植物体细胞杂交过程中的注意事项 (1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细 胞质浓度，不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透胞质浓度，不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透 压，使原生质体保持正常的形态。压，使原生质体保持正常的形态。 (2)体细胞融合后培养基中共有体细胞融合后培养基中共有5种细胞类型种细胞类型(A、B、AA、BB、 AB)，其中融合细胞类型有，其中融合细胞类型有3种种(AA、BB、AB)，而真正符合要求的，而真正符合
23、要求的 是是AB，因此要对融合细胞进行筛选。，因此要对融合细胞进行筛选。 (3)体细胞杂交过程中涉及的遗传知识：体细胞杂交过程中涉及的遗传知识： 从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成 和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，形成 的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具 有两个亲本的遗传性状。有两个亲本的遗传性状。 体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基体细胞杂交即两个
24、细胞融合成一个细胞，不管染色体、基 因组还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有因组还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色条染色 体，体，2个染色体组，基因型为个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有，另一植物细胞含有2y条染色条染色 体，体，2个染色体组，基因型为个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，则新植株应为异源四倍体， 其体细胞中染色体为其体细胞中染色体为(2x2y)条，条，4个染色体组，基因型为个染色体组，基因型为 AabbccDd。 培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗 传定律
25、，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，传定律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律， 而体细胞杂交没有此过程。而体细胞杂交没有此过程。 例例1 下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株 的过程，相关叙述中正确的是的过程，相关叙述中正确的是 ( ) 四倍体兰花叶片四倍体兰花叶片 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 植株植株 A阶段体现了细胞的全能性阶段体现了细胞的全能性 以过程图为载体，考查植物的组织培养以过程图为载体，考查植物的组织培养 B阶段需生长素而阶段需生长素而阶段需细胞分裂素阶段需细胞分裂素 C阶段有细胞增殖但无细胞
26、分化阶段有细胞增殖但无细胞分化 D此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 精讲精析精讲精析 图中图中阶段是脱分化，阶段是脱分化，、阶段是再分化。阶段是再分化。 和和阶段会发生有丝分裂。已分化的细胞发育成完整个体才能阶段会发生有丝分裂。已分化的细胞发育成完整个体才能 体现细胞的全能性。体现细胞的全能性。阶段和阶段和阶段都需生长素和细胞分裂素，阶段都需生长素和细胞分裂素， 只是二者比例不同。此兰花的花药离体培养所得植株虽然含两个只是二者比例不同。此兰花的花药离体培养所得植株虽然含两个 染色体组，但为单倍体。染色体组，但为单倍体。 答案答案 C 具有全能性具有全能性
27、实现全能性实现全能性 (1)理论上每个活细胞都具有全能性。理论上每个活细胞都具有全能性。 (2)只有发育为完整个体才能说实现了细胞全能性，即实现全只有发育为完整个体才能说实现了细胞全能性，即实现全 能性的终点是个体，而不是组织、器官等。能性的终点是个体，而不是组织、器官等。 1下列有关细胞全能性的叙述，正确的是下列有关细胞全能性的叙述，正确的是 ( ) A植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B 高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能 高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能 性性 C植物体内某些
28、体细胞没有表现出全能性， 其原因是所含基因不植物体内某些体细胞没有表现出全能性， 其原因是所含基因不 同同 D紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性 解析：解析：细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需 的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性；的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性； 植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和 空间条件下选择性表达的结果；种子发育成植株
29、，是正常生命历空间条件下选择性表达的结果；种子发育成植株，是正常生命历 程，不属于全能性；细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、程，不属于全能性；细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、 组织或器官。组织或器官。 答案：答案：B 以流程图为载体，综合考查植物体细胞杂交以流程图为载体，综合考查植物体细胞杂交 的过程的过程 例例 2 (天津高考天津高考)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐 病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处 理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利理黑芥原生质体可使其
30、染色体片段化，并丧失再生能力。再利 用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质 体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。 据图回答下列问题：据图回答下列问题： (1)过程过程所需的酶是所需的酶是_。 (2)过程过程后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的_ 存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以
31、保持一定 的渗透压，其作用是的渗透压，其作用是_。原生质体经过。原生质体经过 _再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 (4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和 _植株的根尖，通过植株的根尖，通过_、_、染色和制片等过、染色和制片等过 程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 (5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组 DNA 进行进行 PCR 扩扩 增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。
32、下图是用增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用 该引物对双亲及再生植株该引物对双亲及再生植株 14 进行进行 PCR 扩增的结果。据图判断，扩增的结果。据图判断， 再生植株再生植株 14 中一定是杂种植株的有中一定是杂种植株的有_。 (6)对杂种植株进行对杂种植株进行_接种实验，可筛选出具有高接种实验，可筛选出具有高 抗性的杂种植株。抗性的杂种植株。 思路点拨思路点拨 精讲精析精讲精析 (1)去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素去除细胞壁获得原生质体需要用纤维素 酶和果胶酶处理。酶和果胶酶处理。(2)叶肉细胞含有叶绿体，因此通过叶肉细胞含有叶绿体，因此通过 PEG 诱诱 导融
33、合的杂种细胞应含有叶绿体，以此作为初步筛选杂种细导融合的杂种细胞应含有叶绿体，以此作为初步筛选杂种细 胞的标志。胞的标志。(3)原生质体失去了细胞壁的保护作用，因此原生原生质体失去了细胞壁的保护作用，因此原生 质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，使原生质体处于质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，使原生质体处于 等渗溶液中，以维持原生质体正常形态。等渗溶液中，以维持原生质体正常形态。 原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。(4)要要 判断染色体变异的类型，应剪取再生植株、花椰菜和黑芥植株的根判断染色体变异的类型，应剪取再生
34、植株、花椰菜和黑芥植株的根 尖，通过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片，然后进行显微尖，通过解离、漂洗、染色、制片等过程制成装片，然后进行显微 观察比较染色体的形态和数目。观察比较染色体的形态和数目。(5)根据两亲本的差异性条带，可知根据两亲本的差异性条带，可知 再生植株再生植株 1、2 和和 4 既有花椰菜的条带，又有黑芥的条带，因此再生既有花椰菜的条带，又有黑芥的条带，因此再生 植株植株 1、2 和和 4 一定为杂种植株。一定为杂种植株。(6)要筛选出高抗性的杂种植株，应要筛选出高抗性的杂种植株，应 进行相应的病原体接种实验，即接种黑腐病菌。进行相应的病原体接种实验，即接种黑腐病菌。 答
35、案答案 (1)纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体叶绿体 (3)保持原生质体完整性保持原生质体完整性 细胞壁细胞壁 (4)双亲双亲(或花椰菜和黑芥或花椰菜和黑芥) 解离解离 漂洗漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌黑腐病菌 区分植物组织培养与植物体细胞杂交的两种方法区分植物组织培养与植物体细胞杂交的两种方法 (1)看后代：看后代： 植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞，经培养使之植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞，经培养使之 增殖、分化成为一个完整植株，因为体细胞内含该亲本的全部遗增殖、分化成为一个完整植株，因为体细胞内含该亲本的全部遗 传物质，因此其后代一般均能保持该亲本的
36、遗传特性。传物质，因此其后代一般均能保持该亲本的遗传特性。 植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体，在植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体，在 人为条件下进行诱导融合，融合之后的杂种细胞可以再生出杂种人为条件下进行诱导融合，融合之后的杂种细胞可以再生出杂种 植株。植株。 (2)看关系： 杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲看关系： 杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲 遗传特性的杂种植株，否则将无任何意义，因此，植物组织培养遗传特性的杂种植株，否则将无任何意义，因此，植物组织培养 是植物体细胞杂交的基础。是植物体细胞杂交的基础。 2利用植物体细胞杂交技术将白菜和甘
37、蓝利用植物体细胞杂交技术将白菜和甘蓝(均为二倍体均为二倍体)培育成培育成 “白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株杂种植株(如下图所示如下图所示)，下列说法正确的是，下列说法正确的是 ( ) A图示图示“白菜白菜甘蓝甘蓝”植株不能结子植株不能结子 B植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞 C上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过裂等过 程程 D“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株所具有的性状是基因选杂种植株所具有的性状是基因选择性表择性表 达的结果达的结果 解析：解析：“白菜白菜甘蓝甘蓝”属于异源四倍体，有同源染色体，是可属
38、于异源四倍体，有同源染色体，是可 育的，能结子；植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株；育的，能结子；植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株； 上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其上述过程包括去壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其 结果是形成结果是形成“白菜白菜甘蓝甘蓝”幼苗，并未发育到性成熟个体， 因幼苗，并未发育到性成熟个体， 因 此整个过程中没有减数分裂过程； 任何性状都是基因选择性表此整个过程中没有减数分裂过程； 任何性状都是基因选择性表 达的结果。达的结果。 答案：答案：D 课堂回扣练习课堂回扣练习 1有关全能性的叙述，有关全能性的叙述，不不 正确的是正确的是
39、( ) A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全 能性最高能性最高 B生物体内细胞由于分化，全能性不能表达生物体内细胞由于分化，全能性不能表达 C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性 解析：解析：卵细胞是高度分化的细胞，并不是未分化的细胞。卵细胞是高度分化的细胞，并不是未分化的细胞。 答案：答案：C 2在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织
40、的过程 中，下列哪一项条件一般是不需要的中，下列哪一项条件一般是不需要的 ( ) 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 解析：解析：由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、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，因此一般不需要光照。茎、叶的植物体，因此一般不需要光照。 答案：答案：C 3(重庆高考重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术 路线为路线为“取材取材消毒消毒愈伤组织培养愈伤组织培养出芽出芽生根生根移栽移栽”。 下列有关叙述，错误
41、的是下列有关叙述，错误的是 ( ) A消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细 胞的伤害胞的伤害 B在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加 倍的细胞倍的细胞 C出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D生根时，培养基通常应含生根时，培养基通常应含 萘乙酸等生长素类调节剂萘乙酸等生长素类调节剂 、均不需要模板。均不需要模板。 解析：解析：植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，植物组织培养中消毒的原则是既
42、杀死材料表面的微生物， 又减少消毒剂对培养材料的伤害；形成的愈伤组织需先除去细胞又减少消毒剂对培养材料的伤害；形成的愈伤组织需先除去细胞 壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的 细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达；植物组织培养过程细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达；植物组织培养过程 中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂。中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂。 答案：答案：B 4下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是 ( ) A玉
43、米种子萌发长成新植株玉米种子萌发长成新植株 B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 D胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 解析：解析：已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能叫做细胞的全能性。已分化的细胞具有发育成完整个体的潜能叫做细胞的全能性。 种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞 分化，但不能体现细胞的全能性；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，分化，但不能体现细胞的全能性；骨
44、髓造血干细胞形成各种血细胞， 仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，体现不出细胞的全仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，体现不出细胞的全 能性；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的能性；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的 是花粉是花粉(生殖细胞生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性；胡萝卜根韧的全能性，没有体现体细胞的全能性；胡萝卜根韧 皮部细胞经植物组织培养发育成新植株体现出体细胞的全能性。皮部细胞经植物组织培养发育成新植株体现出体细胞的全能性。 答案：答案：D 5野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒野生马铃薯品种的植株具有较
45、强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒 能力，但块茎不能食用。某专家做实验研究，用野生马铃薯与能力，但块茎不能食用。某专家做实验研究，用野生马铃薯与 马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃 薯。据图分析回答问题：薯。据图分析回答问题： (1)过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶酶 解解”所用的酶应该包括所用的酶应该包括_ _。 (2)过程需要用到聚乙二醇过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是，其目的是_。 (3)请用文字和箭头表示出请用文字和箭头表示出技术过程的实验流程：技术过程的
46、实验流程： _。 由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是 _的表现。的表现。 (4)一般在培养基上培养一般在培养基上培养 24 小时小时48 小时后，大部分原生质体已小时后，大部分原生质体已 再生出细胞壁。可以取样，通过再生出细胞壁。可以取样，通过_实验实验 来鉴别细胞壁是否已经再生。来鉴别细胞壁是否已经再生。 (5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大的好处：请说明运用植物体细胞杂交法的最大的好处：_。 解析：解析：细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可以用纤维素酶和果胶细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可以用纤维素酶和果胶 酶将其水解。在细胞融合时常用聚乙二醇作为诱导剂，诱导原生酶将其水解。在细胞融合时常用聚乙二醇作为诱导剂，诱导原生 质体融合。质体融合。是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过 程，这是植物细胞全能性的表现。有细胞壁的植物细胞可以进行程，这是植物细胞全能性的表现。有细胞壁的植物细胞可以进行 细胞的质壁分离与复
