第58課時

植物細(xì)胞工程課前檢測1．在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中，不會發(fā)生細(xì)胞的增殖。

2．愈傷組織的形成需要光照。

3．以莖尖為材料通過組織培養(yǎng)獲得的脫毒苗具有抗病毒的特點(diǎn)。

4．植物體細(xì)胞雜交過程中，細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是再生出新的細(xì)胞壁。

5．快速繁殖技術(shù)能保持親本的優(yōu)良遺傳特性。

6．單倍體育種和突變體培育的遺傳學(xué)原理相同。

7．突變體培育通常對植物的愈傷組織進(jìn)行誘變處理，而工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物也是來自愈傷組織細(xì)胞。

××，再分化才需要×，染色體數(shù)目變異；基因突變√√√×(1)原理和方法：應(yīng)用

、

和

等多學(xué)科的原理和方法。(2)操作水平：

水平、

水平或

水平。(3)目的：獲得特定的

。細(xì)胞生物學(xué)分子生物學(xué)發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器細(xì)胞組織細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ)

植物細(xì)胞工程通常采用的技術(shù)手段

植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物細(xì)胞的全能性一.細(xì)胞工程的概念-P31(1)概念：細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。二.細(xì)胞的全能性(3)實(shí)例：受精卵發(fā)育成個體蜜蜂卵細(xì)胞發(fā)育成雄峰通過花藥（產(chǎn)生花粉的細(xì)胞）離體培養(yǎng)，獲得單倍體幼苗；胡蘿卜韌皮部細(xì)胞發(fā)育成完整植株胚胎干細(xì)胞可分化發(fā)育成為各種組織器官的細(xì)胞；(2)體現(xiàn)全能性的標(biāo)志：細(xì)胞→完整個體或其他各種細(xì)胞判斷：多莉羊的誕生表現(xiàn)了動物細(xì)胞的全能性。（

）多莉羊的誕生只表現(xiàn)了動物細(xì)胞核的全能性，沒有表現(xiàn)出動物細(xì)胞的全能性×全能性大小的比較：（1）受精卵、體細(xì)胞、生殖細(xì)胞________________________________________（2）分化程度高的細(xì)胞、分化程度低的細(xì)胞

________________________________________（3）分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞、分裂能力弱的細(xì)胞

________________________________________（4）植物細(xì)胞、動物細(xì)胞________________________________________（5）幼嫩的細(xì)胞、衰老的細(xì)胞________________________________________分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞＞分裂能力弱的細(xì)胞受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞幼嫩的細(xì)胞＞衰老的細(xì)胞1．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，不正確的是(

)

A．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此全能性最高B．生物體內(nèi)的體細(xì)胞由于細(xì)胞分化，全能性不能表達(dá)C．卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性最高D．植物細(xì)胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性【隨堂訓(xùn)練】CC選項(xiàng)：卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，其全能性比受精卵低為何含全套？2、細(xì)胞具有的全能性一定能表現(xiàn)出來嗎？在特定的時間和空間條件下，基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。一般來說，每一個細(xì)胞包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都含有控制該生物發(fā)育所需的全部基因。1、生物體內(nèi)的細(xì)胞為什么具有全能性？生物體的體細(xì)胞均是由同一個受精卵經(jīng)分裂和分化發(fā)育而來。具有全能性≠表現(xiàn)出全能性不一定；不體現(xiàn)全能性的實(shí)例：3.不體現(xiàn)全能性的原因：①芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉；②神經(jīng)干細(xì)胞分化形成各類神經(jīng)細(xì)胞；③造血干細(xì)胞可分化形成多種血細(xì)胞；思考：思考：4.是不是所有的活細(xì)胞都具有全能性？5.種子發(fā)育成植株體現(xiàn)了全能性了嗎？不是；例如哺乳動物成熟的紅細(xì)胞、植物成熟的篩管細(xì)胞沒有；植物種子中的胚已完成了早期發(fā)育，相當(dāng)于新植物體的幼體，沒有體現(xiàn)出細(xì)胞具有發(fā)育成完整植株的潛能；1.概念：植物組織培養(yǎng)是指將______的植物______、______或______（稱為______）等，培養(yǎng)在人工配制的________上，給予________________，誘導(dǎo)其形成___________的技術(shù)；2.理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性離體器官組織細(xì)胞外植體培養(yǎng)基適宜的培養(yǎng)條件完整植株4.分裂方式：3.生殖方式：無性生殖有絲分裂三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)P35外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽試管苗完整植株移栽成活（1）脫分化①概念在一定的________和________等條件的誘導(dǎo)下，__________的細(xì)胞__________________________，轉(zhuǎn)變成___________________的過程；②實(shí)質(zhì)____________________________________________③結(jié)果：____________________

*愈傷組織：________________________④光照條件：__________________⑤涉及的生命活動：

激素營養(yǎng)已經(jīng)分化失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能未分化的細(xì)胞已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只募?xì)胞形成愈傷組織不定形的薄壁組織團(tuán)塊一般不需要光照只有細(xì)胞增殖（有絲分裂），沒有細(xì)胞分化*有光易形成維管組織，不易形成愈傷組織。特點(diǎn)：排列疏松、無規(guī)則、高度液泡化、具有很強(qiáng)的分生能力（2）再分化①概念

____________能重新分化成________，長出芽和根的過程；②實(shí)質(zhì)：③光照條件：_______________________________________

為什么？____________________________________________________④過程中涉及的生命活動__________________________________________________愈傷組織胚狀體基因的選擇性表達(dá)需要給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照誘導(dǎo)葉綠素的合成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用既有細(xì)胞增殖（有絲分裂），又有細(xì)胞分化*注意順序，先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根；*該過程每日需要給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照。由愈傷組織誘導(dǎo)再分化出的具有胚芽、胚根、胚軸的類似于胚的結(jié)構(gòu)。菊花的組織培養(yǎng)1.實(shí)驗(yàn)原理①植物細(xì)胞一般具有______；全能性②在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細(xì)胞可以經(jīng)過______和______，形成________，長出_________，進(jìn)而發(fā)育成完整的植株；脫分化再分化胚狀體芽和根③植物激素中______和__________是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，它們的_____、_____等都會影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向；生長素細(xì)胞分裂素濃度比例生長素/細(xì)胞分裂素

結(jié)果比值高(＞1)比值低(＜1)比值適中(=1)有利于根的分化，抑制芽的形成有利于芽的分化，抑制根的形成促進(jìn)愈傷組織的形成2.材料用具①外植體：_______________*經(jīng)常選擇根尖（分生區(qū)）、莖的韌皮部（形成層）等分裂能力強(qiáng)、分化程度低、細(xì)胞全能性高的區(qū)域作為材料，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織；②體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精*對手、超凈工作臺、外植體進(jìn)行消毒③質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液*對外植體進(jìn)行消毒④無菌水*清洗外植體⑤培養(yǎng)基（參見本書附錄1）*包括無機(jī)營養(yǎng)成分（水和無機(jī)鹽）、有機(jī)營養(yǎng)成分（蔗糖、氨基酸、維生素等）、特定濃度和比例的激素（主要是生長素和細(xì)胞分裂素）；幼嫩的菊花莖段用酒精擦拭雙手和超凈工作臺臺面流水沖洗酒精消毒立即無菌水清洗次氯酸鈉溶液處理立即無菌水清洗30s2-3次30min2-3次探究.實(shí)踐P35外植體的消毒外植體的切段接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽將消過毒的外植體置于無菌的培養(yǎng)皿中用無菌濾紙吸去表面的水分用解剖刀將外植體切成0.5-1cm長的小段思考：為什么整個過程要保證無菌操作？避免雜菌在培養(yǎng)基上迅速生長消耗營養(yǎng)，同時防止有些雜菌危害培養(yǎng)物的生長菊花的組織培養(yǎng)探究.實(shí)踐

P35菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒外植體的切段接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件：激素比例1:1、置于黑暗、提供有機(jī)碳源

將接種了外植體的錐形瓶或植物組織培養(yǎng)瓶置于18-22℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況；*該過程一般不需要光照；*有光易形成維管組織，不易形成愈傷組織；探究.實(shí)踐

P35菊花的組織培養(yǎng)外植體的消毒外植體的切段接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽*注意順序，先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根；*該過程每日需要給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照；培養(yǎng)15-20d后，將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上長出芽后將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗生芽過程：

生根過程：

生長素比例低生長素比例高誘導(dǎo)生芽和生根不同培養(yǎng)基主要區(qū)別是：激素的比例不同幼苗愈傷組織脫分化再分化植物組織培養(yǎng)過程示意圖完整植株外植體整個過程中使用的培養(yǎng)基中，生長素/細(xì)胞分裂素的比值大小是如何變化的？比值適中→比值低→比值高IAA/CTK比例先減小,再增大IAA/CTK比例適合探究.實(shí)踐

P35菊花的組織培養(yǎng)移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土。外植體的消毒外植體的切段接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根移栽原因：防止培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)為細(xì)菌等微生物的快速繁殖提供適宜的條件。①接種3-4d后，若外植體被污染，試分析它們被污染的可能原因：

②從剛接種的外植體到長出愈傷組織需經(jīng)歷多少天？培養(yǎng)基、接種工具滅菌不徹底；外植體消毒不徹底；操作過程不符合無菌操作要求等；2周左右3.結(jié)果分析與評價：提示：植物組織培養(yǎng)是在細(xì)胞有絲分裂和細(xì)胞分化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的，此過程并沒有生殖細(xì)胞的產(chǎn)生，所以是無性繁殖。③為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養(yǎng)的繁殖方式是無性繁殖？

植物組織培養(yǎng)中細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件（1）離體狀態(tài)（2）無菌條件（3）適宜的培養(yǎng)條件（4）適宜濃度和比例的激素（5）一定的營養(yǎng)條件①對操作環(huán)境、雙手、外植體進(jìn)行消毒；②對培養(yǎng)基和器械進(jìn)行滅菌；③接種操作必須在酒精燈火焰旁進(jìn)行；①溫度（例如菊花植物組織培養(yǎng)應(yīng)為18-22℃）；

②PH③光照（例如脫分化需避光，再分化需照光）；*配制合適的培養(yǎng)基，包括有機(jī)營養(yǎng)成分、無機(jī)營養(yǎng)成分*若細(xì)胞不離體，細(xì)胞中的基因會選擇性地表達(dá)，從而形成生物體的不同組織和器官，不能表現(xiàn)出全能性；總結(jié)1：(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率提高簡記：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高總結(jié)2：生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響(2)當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長素/細(xì)胞分裂素植物細(xì)胞的發(fā)育方向高有利于根的分化、抑制芽的形成低有利于芽的分化、抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的生長簡記：“高”根，“低”芽，“中”愈傷特殊的植物組織培養(yǎng)——花藥離體培養(yǎng)花藥離體培養(yǎng)配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（純合）秋水仙素誘導(dǎo)高桿抗病

DdTtDTDtdTdt單倍體植株DTDtdTdt需要的純合矮抗品種（1）該過程涉及的生殖方式是_________*；（2）經(jīng)秋水仙素加倍之后，獲得的植株一般為_______，一定是嗎？_______有性生殖純合子不一定花藥試管苗脫分化再分化愈傷組織單倍體：植株矮小、高度不育秋水仙素誘導(dǎo)純合品種花藥：產(chǎn)生花粉（雄配子）的細(xì)胞例1.（2022·浙江·高考）下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述，正確的是（

）A．用自然生長的莖進(jìn)行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒B．培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內(nèi)外的氣體交換C．組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營養(yǎng)豐富D．不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株DA、外植體消毒:先用70%酒精，再用無菌水清洗，再用5%次氯酸鈉消毒處理，最后再用無菌水清洗，A錯誤；B、并不影響氣體交換，B錯誤；C、原因是蛭石比較松軟，持水性也較好，有利于幼苗的生根和葉片的生長，C錯誤；D、可通過植物組織培養(yǎng)分化出芽和根這種器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株，D正確。（1）若外植體是取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中

（“有”“沒有”）葉綠體，原因是

。（2）植物組織培養(yǎng)中的培養(yǎng)基是

培養(yǎng)基（物理狀態(tài)），故培養(yǎng)基中一般加入了凝固劑

。（3）植物生長調(diào)節(jié)劑在培養(yǎng)基中的用量要考慮組織

的含量。只有準(zhǔn)確把握

的協(xié)同作用。沒有外植體通過脫分化后失去了其特有結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)化為未分化的細(xì)胞固體瓊脂內(nèi)源激素內(nèi)源激素和外源激素例2.（2022·重慶·高考）植物體細(xì)胞通常被誘導(dǎo)為愈傷組織后才能表現(xiàn)全能性。研究發(fā)現(xiàn)，愈傷組織的中層細(xì)胞是根或芽再生的源頭干細(xì)胞，其在不同條件下，通過基因的特異性表達(dá)調(diào)控生長素、細(xì)胞分裂素的作用，表現(xiàn)出不同的效應(yīng)（見如表）。已知生長素的生理作用大于細(xì)胞分裂素時有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推論不合理的是A．WOX5失活后，中層細(xì)胞會喪失干細(xì)胞特性B．WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長素的積累C．ARR5促進(jìn)細(xì)胞分裂素積累或提高細(xì)胞對細(xì)胞分裂素的敏感性D．體細(xì)胞中生長素和細(xì)胞分裂素的作用可能相互抑制C抑制，降低根據(jù)表格信息可知由題干信息可知，出芽或出根都是生長素與細(xì)胞分裂素含量不均衡時才會發(fā)生(1)概念：

將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成

，并把雜種細(xì)胞培育成

的技術(shù)。雜種細(xì)胞新植物體流動性植物細(xì)胞的全能性體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的

，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了

。(2)原理：細(xì)胞膜的流動性——原生質(zhì)體融合

植物細(xì)胞具有全能性——雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株

(3)意義：四.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)打破生殖隔離、實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種A細(xì)胞B細(xì)胞纖維素酶果膠酶去壁酶解法正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁誘融物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法等聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高PH融合法等脫分化再分化移栽植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)雜種植株愈傷組織A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體移栽后的植株去壁植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志(4)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)過程白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。目前有許多理論和技術(shù)未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出雙親的性狀。(5)實(shí)例：(6)局限性：源于選擇性必修3P36“正文”：“番茄—馬鈴薯”雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯的主要原因是:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。植物體內(nèi)基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間相互調(diào)控、相互影響，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)相互干擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)拓展：①原生質(zhì)體是指植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁后剩余的部分，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。②原生質(zhì)層是指成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞膜、液泡膜和介于這兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)，包括細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、液泡膜。③原生質(zhì)層中沒有包含細(xì)胞液（液泡中的液體部分）和細(xì)胞核，因此原生質(zhì)體應(yīng)該比原生質(zhì)層多這兩部分成分。區(qū)分原生質(zhì)體與原生質(zhì)層：【注意】質(zhì)壁分離的“質(zhì)”指的是原生質(zhì)層。（1）去除細(xì)胞壁①去壁原因：

___________________________________________②方法：_______③所用酶：_______________*為什么用上述酶？___________________________________*酶解法利用了原理？___________*纖維素酶和果膠酶的酶溶液中一般加入一定濃度的無機(jī)鹽離子和甘露醇，試分析原因？________________________________________________________________________________________________________細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交（阻礙了原生質(zhì)體間的融合）酶解法纖維素酶和果膠酶植物細(xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠構(gòu)成酶的專一性使溶液具有一定的滲透壓，防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破，保持原生質(zhì)體正常思考1：誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合后獲得的所有細(xì)胞都是需要的雜種細(xì)胞嗎？不一定；誘導(dǎo)融合后的產(chǎn)物有三類：①未融合的細(xì)胞②兩兩融合的細(xì)胞③多細(xì)胞融合體思考2：若只考慮兩兩融合，原生質(zhì)體A和原生質(zhì)體B可以形成幾種融合細(xì)胞？哪種融合細(xì)胞才是符合要求的？AAABBB篩選AB?上述所獲得雜種植株應(yīng)為

倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為_______條，

個染色體組，基因型為

。?上述所獲得雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于

倍體植株。?上述植物體細(xì)胞雜交的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞遵循孟德爾遺傳定律嗎？?植物體細(xì)胞融合形成雜種細(xì)胞

（是/不是）標(biāo)志著植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的完成？雜種植株有兩種生物性狀的原因：

。異源四(2x＋2y)AabbccDd單不遵循（植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是無性生殖過程，不遵循孟德爾遺傳定律）4不是含有雙親的遺傳物質(zhì)1.若一植物細(xì)胞A含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞B含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則：?上述所獲得雜種植株遺傳物質(zhì)有何特點(diǎn)？雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。1.白菜（2N=18）與甘藍(lán)（2N=18）進(jìn)行體細(xì)胞雜交所得植株白菜-甘藍(lán)的細(xì)胞染色體數(shù)為

，屬于

倍體。2.白菜（2N=18）與甘藍(lán)（2N=18）進(jìn)行雜交，所得植株白菜-甘藍(lán)的細(xì)胞染色體數(shù)為

，屬于

倍體。植物體細(xì)胞雜交雜交育種（異源）四倍體四倍體（異源）二倍體染色體數(shù)目加倍36

（異源）四（異源）二18

可育總結(jié)：植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析同源多倍體：異源多倍體：二倍體四倍體秋水仙素處理受精作用異源二倍體異源四倍體秋水仙素處理（不可育）（可育）（可育）（可育）同一物種經(jīng)染色體加倍形成的多倍體指不同物種雜交產(chǎn)生的后代經(jīng)染色體加倍形成的多倍體A.同源多倍體的產(chǎn)生：（1）利用一定濃度的秋水仙素或低溫處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體（2）同種植物體細(xì)胞雜交B.異源多倍體的產(chǎn)生（1）不同物種雜交產(chǎn)生的后代經(jīng)染色體加倍形成的多倍體（2）不同種植物體細(xì)胞雜交（2）再生出細(xì)胞壁①原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志*：

__________________②相關(guān)的細(xì)胞器：

_______________③驗(yàn)證再生出新的細(xì)胞壁的實(shí)驗(yàn)：

_____________________________________再生出細(xì)胞壁高爾基體和線粒體質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)思考：誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織的培養(yǎng)基，其成分中是否應(yīng)含有蔗糖等有機(jī)物？為什么？

要添加蔗糖溶液，蔗糖不僅能為原生質(zhì)體提供營養(yǎng)（愈傷組織無葉綠體，不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物），而且還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。例1.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。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株，流程如右圖。下列相關(guān)敘述錯誤的是A.①通常將植物細(xì)胞置于含纖維素酶和果膠酶的30%的蔗糖溶液中B.細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁，此時細(xì)胞內(nèi)高爾基體和線粒體活動明顯增強(qiáng)C.可通過觀察葉綠體的有無來初步篩選雜種細(xì)胞D.用此方法獲得新品種的育種原理是染色體變異

A

①為去除細(xì)胞壁，該過程需要在等滲透液中進(jìn)行，以維持原生質(zhì)體的形態(tài)和功能，若放在30%的蔗糖中容易失水死亡

例2．自然條件下蘭花雜交后代不易萌發(fā)?？蒲腥藛T用四倍體品種綠寶石和二倍體品種春劍進(jìn)行雜交，獲得大量優(yōu)質(zhì)雜交蘭，并對其進(jìn)行染色體觀察與計(jì)數(shù)，培育過程如圖。下列分析不正確的是

A．調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化B．春劍和綠寶石兩個品種之間不存在生殖隔離C．所得雜交蘭植株的體細(xì)胞染色體數(shù)目為60條D．通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀可能不一致B其子代為：3x=60，為三倍體，聯(lián)會紊亂，子代不可育，故二者有生殖隔離考點(diǎn)三植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物繁殖新途徑作物新品種的培育細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)快速繁殖作物脫毒單倍體育種突變體的利用植物繁殖的新途徑快速繁殖用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。也叫微型繁殖。4.實(shí)例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木和瀕危植物等。3.優(yōu)點(diǎn)：(1)可以高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；(2)可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性；(3)不受季節(jié)的限制；(4)培養(yǎng)周期短；1.概念：2.生殖方式：無性生殖無性繁殖的作物，容易將病毒傳染給后代。病毒積累，導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。植物分生區(qū)病毒極少甚至無病毒，切取莖尖進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，可獲得脫毒苗。脫毒草莓普通草莓原因：方法：植物繁殖的新途徑作物脫毒被病毒感染的無性繁殖的作物。無病毒組織(如莖尖組織)脫分化愈傷組織再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活[注意]

脫毒苗≠抗毒苗。與微型繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。對象：脫毒作物產(chǎn)量高、品質(zhì)好。(1)作物脫毒后不再感染病毒(

)××作物脫毒后病毒很少甚至不含病毒，而不是不再感染病毒。(2)脫毒草莓能明顯提高產(chǎn)量，但品質(zhì)沒有發(fā)生變化(

)脫毒草莓能明顯提高產(chǎn)量，品質(zhì)也優(yōu)于普通草莓。（3）快速繁殖中能否用花粉作為外植體？為什么？不能；因?yàn)橛没ǚ圩魍庵搀w會出現(xiàn)性狀分離?；ǚ凼墙?jīng)減數(shù)分裂形成的，在此過程中發(fā)生了基因重組，因而不一定能保持親本的優(yōu)良性狀。（3）原理_________________________和________________________（4）優(yōu)點(diǎn)

選擇親本有性雜交F1代花藥離體培養(yǎng)單倍體植株

誘變?nèi)旧w加倍可育純合子選擇所需類型（二）作物新品種的培育1.單倍體育種

(1)方法:先通過花藥（或花粉）培養(yǎng)獲得單倍體植株，再誘導(dǎo)染色體加倍,選擇穩(wěn)定遺傳優(yōu)良品種。

(2)過程:花藥細(xì)胞中含有花粉染色體（數(shù)目）變異植物細(xì)胞的全能性①極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力②可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)作物新品種的培育2.突變體的利用對植物組織培養(yǎng)過程中得愈傷組織進(jìn)行誘變處理，促其發(fā)生突變，誘導(dǎo)分化成植株，篩選對人們有利突變體,進(jìn)而培育新品種。1.過程：外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理2.原理：基因突變或染色體變異和植物細(xì)胞的全能性愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛，細(xì)胞要進(jìn)行DNA分子復(fù)制，此時易發(fā)生基因突變。（3）優(yōu)點(diǎn)：難以控制突變方向，有利性狀比較少，需要大量處理實(shí)驗(yàn)材料。（4）缺點(diǎn)：2.突變體的利用外植體脫分化愈傷組織再分化突變體篩選培育新品種誘變處理①提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程；②大幅度地改良某些性狀。利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得次生代謝物的過程。P41①不是植物基本的生命活動所必需的產(chǎn)物；②一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類

和含氮化合物等）。③在植物的抗蟲、抗病等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。④含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。在離體條件下，對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。1.概念（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)初生代謝物是生物生長和生存所必需的代謝產(chǎn)物，如：糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等（1）技術(shù)——_______________在______條件下對______________或_______進(jìn)行培養(yǎng)使其_____的技術(shù)；（2）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的一般過程植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中通常要培養(yǎng)到什么階段？為什么？該過程中是否需要培養(yǎng)得到完整植株？

植物細(xì)胞培養(yǎng)離體單個植物細(xì)胞細(xì)胞團(tuán)增殖愈傷組織階段；因?yàn)榇藭r細(xì)胞分裂旺盛，代謝快，有利于產(chǎn)物生成。一般不需要，目的是獲得細(xì)胞產(chǎn)物（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖，未涉及植物細(xì)胞的全能性。液體培養(yǎng)基有利于培養(yǎng)的細(xì)胞與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸（3）優(yōu)點(diǎn)（4）實(shí)例不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，因此對于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義紫草寧、紫杉醇、人參皂苷等紅豆杉和紫杉醇（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)目的獲得植物體原理植物細(xì)胞的全能性過程應(yīng)用快速繁殖、作物脫毒、單倍體育種等細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，如紫草寧、人參皂苷、紫杉醇等獲得細(xì)胞產(chǎn)物細(xì)胞增殖填空：1.從育種的角度來看，與有性生殖相比，植物組織培養(yǎng)的優(yōu)勢主要有____________________________________________________。2.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：____________________________。3.單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)是___________________________________________________________________________________________________。4.突變體的優(yōu)點(diǎn)是______________________________________。5.細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是：________________________________。能保持親本的優(yōu)良性狀；培養(yǎng)周期短，繁殖效率高打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種。①極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力;②可作為進(jìn)行體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料提高變異的頻率，加速育種進(jìn)程。大幅度地改良某些性狀。不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，對于社會、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)具有重要意義6.外植體不要倒插原因：7.植物體細(xì)胞雜交的關(guān)鍵環(huán)節(jié)：8.快速繁殖（微型繁殖）優(yōu)點(diǎn)：9.細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)所用到的技術(shù)及其原理：生長素的極性運(yùn)輸，倒插影響生根原生質(zhì)體的融合高效、快速地實(shí)現(xiàn)大量繁殖；保持親本優(yōu)良性狀植物細(xì)胞培養(yǎng)；細(xì)胞增殖①植物組織培養(yǎng)：植物細(xì)胞的全能性②植物細(xì)胞融合：細(xì)胞膜的流動性③植物體細(xì)胞雜交：植物細(xì)胞的全能性、細(xì)胞膜的流動性④植物細(xì)胞培養(yǎng)/細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn):細(xì)胞增殖總結(jié)原理：例1.下圖表示番茄植株（基因型為HhRr）作為實(shí)驗(yàn)材料培育新品種的途徑。據(jù)下圖分析回答下列問題：(1)途徑1的育種方法是____________，該過程中產(chǎn)生的單倍體植株不育，原因是_______。(2)品種B的基因型有_________________________________。品種B與品種C是否為同一個物種？_______，原因是_____________________________________________________________。(3)途徑3的育種方法所依據(jù)的原理是____________，此育種方法最大的優(yōu)點(diǎn)是________。

可以產(chǎn)生新基因，產(chǎn)生新性狀，大幅度改良品種單倍體育種單倍體植株只有一個染色體組，減數(shù)分裂時沒有同源染色體的聯(lián)會，不能形成正常的配子HHRR、HHrr、hhRR、hhrr不是兩者雜交得到的子代植株為三倍體，高度不育，存在生殖隔離基因突變

例2.（2014·江蘇·高考節(jié)選）為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物,先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題:(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時,細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細(xì)胞干重在12d后下降的原因有____________________________;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是______________、______________。(3)多倍體愈傷組織細(xì)胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細(xì)胞經(jīng)__________________處理,會產(chǎn)生染色體加倍的細(xì)胞。為檢測愈傷組織細(xì)胞染色體數(shù)目,壓片前常用纖維素酶和_______酶解離愈傷組織。(4)若愈傷組織細(xì)胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后,觀察到染色體數(shù)為8n的細(xì)胞,合理的解釋是_______________________________________________、__________________________________________。蔗糖濃度下降，pH降低

提供能源

調(diào)節(jié)滲透壓

秋水仙素或低溫果膠(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為___________。脫分化

經(jīng)加倍到4n的細(xì)胞處于有絲分裂后期經(jīng)加倍到8n的細(xì)胞處于有絲分裂中期

例3.（2014·廣東·高考真題）鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一，應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖（簡稱PLBs，類似愈傷組織）生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時間的變化如圖所示，請回答下列問題：⑴選用新生營養(yǎng)芽為外植體的原因是________________________________________，誘導(dǎo)外植體形成PLBs的過程稱__________________。⑵與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長的優(yōu)勢體現(xiàn)在_________________，__________________，________________________。細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，容易誘導(dǎo)形成PLBs脫分化生長起始較快快速生長時間較長PLBs產(chǎn)量較高（2014·廣東·高考真題）鐵皮石斛是我國名貴中藥，生物堿是其有效成分之一，應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖（簡稱PLBs，類似愈傷組織）生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：⑶脫落酸（ABA）能提高生物堿含量，但會抑制PLBs的生長。若采用液體培養(yǎng)，推測添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時探討了以下問題：①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式：設(shè)4個ABA處理組，1個空白對照組，3次重復(fù)。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基______________后按比例加入。②實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和取樣：實(shí)驗(yàn)50天完成，每10天取樣，將樣品（PLBs）稱重（g/瓶）后再測定生物堿含量。如初始（第0天）數(shù)據(jù)已知，實(shí)驗(yàn)過程中還需測定的樣品數(shù)為_____。③依所測定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時間：當(dāng)某3個樣品（重復(fù)樣）的_______________________________________________時，其對應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度，對應(yīng)的培養(yǎng)時間是適宜培養(yǎng)時間。滅菌、冷卻

75

PLBs重量和生物堿含量乘積的平均值最大

取5次樣，每次取樣=[4(不同濃度梯度）+1(空白對照)]x3(重復(fù))=15，共15x5=75個樣品例4．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用，說法錯誤的是

A．脫毒苗、人工種子的制備都應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)B．采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖得到的脫毒作物可提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)C．應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到人參、紫草等植株，然后從它們的細(xì)胞中提取細(xì)胞產(chǎn)物，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．植物的組織培養(yǎng)過程中經(jīng)化學(xué)或物理的誘變處理可得到有用的突變體，如抗鹽堿的煙草等C

解析：細(xì)胞產(chǎn)物(如人參皂苷干粉、紫草素等)的工廠化生產(chǎn)，并未培養(yǎng)出完整的植株，而是將離體細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)到愈傷組織階段，利用細(xì)胞的分裂增殖擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)量，從而獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物。4.(2021·福建，11)科研人員利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育矮牽牛新品種，技術(shù)流程示意圖如下。下列敘述正確的是A.愈傷組織是幼嫩葉片通過

細(xì)胞分化形成的B.獲得的雜種植株都能表現(xiàn)雙親的優(yōu)良性狀C.可用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體甲和乙的融合和細(xì)胞壁再生D.用纖維素酶和果膠酶處理愈傷組織以獲得原生質(zhì)體D脫分化不一定，由于基因的選擇性表達(dá)和基因間的互作效應(yīng)不能誘導(dǎo)細(xì)胞壁的再生5.(2023·山東，14)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細(xì)胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是A.利用該技術(shù)可獲得某些無法通過化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物B.植物細(xì)胞體積小，故不能通過該技術(shù)進(jìn)行其產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)C.次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應(yīng)選擇產(chǎn)量高的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)D.該技術(shù)主要利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件提高單個細(xì)胞中次生代謝物

的含量A細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是促進(jìn)細(xì)胞分裂，增加細(xì)胞數(shù)量，提高次生代謝物的含量，但不能提高單個細(xì)胞中次生代謝物的含量最基礎(chǔ)的是：動物細(xì)胞工程常用的技術(shù)：動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞融合動物細(xì)胞核移植等

第59課時

動物細(xì)胞工程動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)原理：動物細(xì)胞培養(yǎng)P43一.概念:從動物體中取出相關(guān)的組織，將它分散成單個細(xì)胞，然后在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件下，讓這些細(xì)胞生長和增殖的技術(shù)。細(xì)胞增殖結(jié)果：得到的是細(xì)胞或細(xì)胞產(chǎn)物。二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件充足的營養(yǎng)穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境①營養(yǎng)條件糖類氨基酸無機(jī)鹽維生素等二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)P43將細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)按種類和所需量嚴(yán)格配制而成。血清中含有尚未全部研究清楚的、細(xì)胞所需的營養(yǎng)物質(zhì)。合成培養(yǎng)基+血清等天然成分較植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基有何獨(dú)特之處？獨(dú)特之處有：1、液體培養(yǎng)基

2、成分中有動物血清等還需要______________在________下進(jìn)行操作對______和____________進(jìn)行_____處理原因？培養(yǎng)液所有培養(yǎng)用具滅菌無菌環(huán)境定期更換培養(yǎng)液以便清除代謝物，防止細(xì)胞代謝物積累對細(xì)胞自身造成危害在細(xì)胞培養(yǎng)液中添加一定量的抗生素②其他條件脈動真空滅菌器A.無菌、無毒的環(huán)境二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)P43思考:如何防止培養(yǎng)過程中的細(xì)菌污染？維持適宜滲透壓的目的______________________哺乳動物細(xì)胞培養(yǎng)的溫度多以______________為宜多數(shù)動物細(xì)胞生存的適宜pH為_________36.5±0.5℃維持細(xì)胞正常的形態(tài)和功能B.溫度、pH和滲透壓適宜的溫度適宜的pH適宜的滲透壓②其他條件二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)P437.2~7.4含有___________和__________的混合氣體的__________動物細(xì)胞培養(yǎng)所需氣體主要有___和____O2：_____________________CO2：_________________________通常采用_______或____________O2CO2細(xì)胞代謝所必需的維持培養(yǎng)液的pH培養(yǎng)皿松蓋培養(yǎng)瓶95%空氣5%CO2CO2培養(yǎng)箱CO2培養(yǎng)箱C.氣體環(huán)境組成培養(yǎng)容器培養(yǎng)儀器②其他條件二、動物細(xì)胞培養(yǎng)的條件動物細(xì)胞培養(yǎng)P43課堂隨練1.一般來說動物細(xì)胞體外培養(yǎng)需要滿足的條件是()。①無毒的環(huán)境；②無菌的環(huán)境；