原理和方法

生物學(xué)

生物學(xué)和

生物學(xué)操作水平

水平

水平或

水平目的獲得特定的細(xì)胞組織、器官、個體或

。分類

細(xì)胞工程和

細(xì)胞工程細(xì)胞分子細(xì)胞組織細(xì)胞產(chǎn)品植物動物

細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。發(fā)育細(xì)胞器什么叫細(xì)胞工程？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)胞工程的發(fā)展歷程1902年：哈伯蘭特提出細(xì)胞全能性的理論，但相關(guān)實驗嘗試沒有成功。1958年：斯圖爾德等發(fā)現(xiàn)胡蘿卜的體細(xì)胞可以分化為胚，為細(xì)胞全能性理論提供了強(qiáng)有力的支持。1960年：科金用真菌的纖維素酶分解番茄根的細(xì)胞壁，成功獲得了原生質(zhì)體。1964年：古哈等在培養(yǎng)毛曼陀羅的花藥時，首次得到了由花藥中的花粉粒發(fā)育而來的胚。1971年：卡爾森誘導(dǎo)煙草種間原生質(zhì)體融合，獲得了第一株體細(xì)胞種間雜種植株。1974年：土壤農(nóng)桿菌的Ti質(zhì)粒被發(fā)現(xiàn)。之后，該質(zhì)粒應(yīng)用于植物分子生物學(xué)領(lǐng)域，促進(jìn)了植物細(xì)胞工程與分子生物學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合。|

科技探索之路

|動物細(xì)胞工程的發(fā)展歷程1890年：希普首例胚胎移植成功。1958年：格登、童第周：體細(xì)胞核移植成功。2006年：山中伸彌獲得誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。1959年：試管家兔誕生。2014年：單細(xì)胞基因組測序進(jìn)行遺傳病篩查的試管嬰兒誕生。1996年:克隆羊多莉誕生。1978年：胚胎分割移植成功。1907年：哈里森:首創(chuàng)動物組織體外培養(yǎng)法。1951年：張明覺發(fā)現(xiàn)哺乳動物精子獲能現(xiàn)象。1975年：米爾斯坦和科勒：創(chuàng)立單克隆抗體技術(shù)。1981年：埃文斯成功分離和培養(yǎng)小鼠的胚胎干細(xì)胞。2017年:我國科學(xué)家首次培育了體細(xì)胞克隆猴。|

科技探索之路

|植物細(xì)胞工程第1節(jié)第2章細(xì)胞工程人教版高中生物

選擇性必修31通過對菊花組織培養(yǎng)不同時期的材料進(jìn)行觀察和排序，建構(gòu)植物組織培養(yǎng)的基本流程，進(jìn)而概括出植物組織培養(yǎng)的概念；通過菊花組織培養(yǎng)的實驗操作，進(jìn)一步掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)。2通過分析植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的要點，闡明植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程和概念，認(rèn)同植物體細(xì)胞雜交技術(shù)具有重要的應(yīng)用價值。3通過對植物細(xì)胞工程應(yīng)用實例的分析，了解這些應(yīng)用涉及的技術(shù)流程和應(yīng)用的優(yōu)勢。4認(rèn)同植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)實踐中具有重要的應(yīng)用價值，嘗試運(yùn)用所學(xué)植物細(xì)胞工程的知識解決生產(chǎn)、生活中的問題。1植物組織培養(yǎng)技術(shù)2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3植物繁殖的新途徑4作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)目錄

“其茅葺，其葉青青，猶綠衣郎，挺節(jié)獨(dú)立，可敬可慕。迨（dài）夫花開，凝情瀼露，萬態(tài)千妍，薰風(fēng)自來，四坐芬郁，豈非真蘭室乎！豈非有國香乎！”

——《金漳蘭譜》高潔、典雅的蘭花頗受人喜歡。但其繁殖率低，價格不菲，如何讓它大量、快速地繁殖呢？利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大量、快速地培育蘭花鬼蘭（幽靈蘭）市場價格：1500萬每株！Ihaveadream!一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.概念

植物組織培養(yǎng)技術(shù)是利用細(xì)胞全能性，將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。理論基礎(chǔ)保證外植體營養(yǎng)目的無菌條件原理：對象：結(jié)果：條件：植物組織培養(yǎng)技術(shù)離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體使其發(fā)育成部分或完整植株細(xì)胞全能性培養(yǎng)基上培養(yǎng)生殖方式：分裂方式：有絲分裂無性生殖細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核指的是脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。包括：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核。原生質(zhì)體一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)2.理論基礎(chǔ)細(xì)胞的全能性1）什么是細(xì)胞的全能性？原理是什么？2）體細(xì)胞具有全能性的根本原因？3）全能性的標(biāo)志是什么？種子發(fā)育成植株體現(xiàn)了全能性了嗎？4）在生物生長發(fā)育過程中，所有細(xì)胞都能表現(xiàn)出全能性嗎？5）為什么生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織器官？6）植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的條件？1.定義：細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。2.具有全能性的原因：生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。3.體現(xiàn)全能性的標(biāo)志：細(xì)胞→完整個體或其他各種細(xì)胞實例：胡蘿卜韌皮部細(xì)胞發(fā)育成完整植株；

受精卵發(fā)育成個體（動植物）；

蜜蜂受精卵發(fā)育成工蜂，卵細(xì)胞發(fā)育成雄蜂；

用一片葉子、一片花瓣、一?；ǚ鄯敝吵鲂碌闹仓辍?.生物體內(nèi)全能性不表達(dá)的原因：基因在特定時間、空間條件下選擇性表達(dá)5.細(xì)胞全能性表達(dá)的前提：不體現(xiàn)全能性的實例：芽原基只能發(fā)育為芽，葉原基只能發(fā)育為葉（一）細(xì)胞的全能性離體6.表達(dá)條件：（1）離體;（2）營養(yǎng)物質(zhì)：種類齊全、比例合適;（3）植物激素;（4）適宜的溫度、pH和光照等外界條件;（5）無菌操作。易錯辨析（1）細(xì)胞具有全能性≠細(xì)胞體現(xiàn)全能性

細(xì)胞的全能性指的是細(xì)胞的一種潛在能力，理論上，幾乎所有的細(xì)胞都具有全能性，但是只有在某些條件下發(fā)育為完整個體或分化成其他各種細(xì)胞，才能體現(xiàn)其全能性。（2）植物細(xì)胞的全能性較容易表現(xiàn)出來，高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核也具有

全能性，但是動物體細(xì)胞的全能性目前仍難以得到驗證。

思考1:從遺傳物質(zhì)的角度思考植物的花粉具有全能性嗎？（3）因為一個染色體組攜帶著控制一種生物生長發(fā)育、遺傳和變異的全套遺傳

信息，配子中至少含有一個染色體組，所以從理論上講配子也具有全能性。（4）種子的發(fā)育不能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。因為種子中的胚已經(jīng)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。（果皮）種皮子葉胚芽胚軸胚根胚胚乳（貯存營養(yǎng)）思考2：植物的種子發(fā)育成完整植株，是否體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性？（一）細(xì)胞的全能性7.表達(dá)的容易程度（即全能性大?。弘S著細(xì)胞分化程度的不斷提高,細(xì)胞的全能性逐漸降低。分化程度低的＞分化程度高的;分裂能力強(qiáng)的＞分裂能力弱的;受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞;受精卵＞干細(xì)胞＞體細(xì)胞;植物細(xì)胞＞動物細(xì)胞。④不同生物細(xì)胞的全能性：①體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化程度：②體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分裂能力：③不同類型細(xì)胞的全能性:1.請結(jié)合圖中植物組織的變化，思考回答下列問題：描述植物組織培養(yǎng)過程和條件請概括出植物組織培養(yǎng)的技術(shù)流程。芽、根脫分化再分化愈傷組織外植體試管苗完整植株馴化移栽（二）植物組織培養(yǎng)的一般過程外植體愈傷組織脫分化芽、根等再分化試管苗接種外植體移栽成活誘導(dǎo)愈傷組織脫分化誘導(dǎo)生芽再分化誘導(dǎo)生根再分化完整植株馴化移栽1.什么是外植體？常用的外植體有哪些？2.什么是脫分化？3.什么是愈傷組織？特點？4.什么是再分化？（二）植物組織培養(yǎng)的一般過程外植體愈傷組織脫分化芽、根等再分化試管苗完整植株馴化移栽1.什么是外植體？常用的外植體有哪些？2.什么是脫分化？離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體。植物的莖尖、根尖、幼嫩的葉片、花藥如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…已分化細(xì)胞，經(jīng)過誘導(dǎo)，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)注：脫分化形成愈傷組織的過程涉及的生命活動只有細(xì)胞增殖(有絲分裂)，沒有細(xì)胞分化。該過程一般不需光照(避光培養(yǎng))思考：為什么切取胡蘿卜根的形成層，其他部分也能培養(yǎng)成小植株嗎？胡蘿卜根形成層容易誘導(dǎo)成愈傷組織，其他部分如葉、花也能培養(yǎng)成小植株，只是稍微困難些。見光后愈傷組織變?yōu)榫G色（二）植物組織培養(yǎng)的一般過程外植體愈傷組織脫分化芽、根等再分化試管苗完整植株馴化移栽3.什么是愈傷組織？特點？4.什么是再分化？具有分裂和未分化特性一團(tuán)沒有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞團(tuán)，一般處于旺盛分裂狀態(tài)；細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程注：再分化涉及的生命活動：既有細(xì)胞增殖（有絲分裂），又有細(xì)胞分化，需要給予適當(dāng)光照，葉綠素的合成需要光照(誘導(dǎo)葉綠素的合成,使得試管苗可以進(jìn)行光合作用)愈傷組織思考：若培養(yǎng)物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中是否含有葉綠體？為什么？不含葉綠體；外植體經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞。因此，愈傷組織中不含有葉綠體。愈傷組織再分化后也可誘導(dǎo)形成胚狀體（具有胚芽、胚根、胚軸的類似胚的結(jié)構(gòu)）根、芽植物體脫分化再分化培養(yǎng)條件：①無菌②營養(yǎng)物質(zhì)③適宜環(huán)境條件（溫度、PH、光等）④植物激素：

細(xì)胞分裂素生長素如：胡蘿卜的形成層、菊花幼莖段、月季的花藥…遮光一定的光照

芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照排列不規(guī)則，高度液泡化，呈不定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞愈傷組織離體的植物器官、組織或細(xì)胞（外植體）愈傷組織重新分化為芽、根等器官失去特有結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞植物組織培養(yǎng)小結(jié)（三）菊花的組織培養(yǎng)實驗原理：1.植物細(xì)胞一般具有___________；3.植物激素中__________和______________是啟動___________、_________和_________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)胞分裂素細(xì)胞分裂脫分化再分化濃度比例全能性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)過脫分化和再分化，形成胚狀體，長出芽和根，進(jìn)而發(fā)育成完整的植株;細(xì)胞分裂素生長素芽分化愈傷組織根分化生長素/細(xì)胞分裂素結(jié)果比值適中比值高比值低促進(jìn)根的分化促進(jìn)芽的分化促進(jìn)愈傷組織的形成高根低芽中愈傷!植物組織培養(yǎng)常用的培養(yǎng)基配方(1)培養(yǎng)基名稱?(2)成分?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)作為碳源，提供能量；調(diào)節(jié)滲透壓固體培養(yǎng)基（三）菊花的組織培養(yǎng)（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟外植體的消毒②消毒：①材料：幼嫩的菊花莖段(外植體)用酒精擦拭雙手和超凈工作臺面；外植體流水沖洗

→酒精消毒30s

→無菌水清洗2～3次

→次氯酸鈉溶液處理30min

→無菌水清洗2～3次。(1)為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？提示：避免雜菌與培養(yǎng)物競爭營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟外植體的消毒外植體的切段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(2)雜菌和植物細(xì)胞之間有哪些關(guān)系？提示

①會與培養(yǎng)物競爭(種間競爭)營養(yǎng)；

②產(chǎn)生有害物質(zhì)危害培養(yǎng)物。（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟外植體的消毒外植體的切段接種外植體在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中。用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記。注意：接種時注意外植體的方向，不要倒插！(形態(tài)學(xué)上端朝上）(3)為什么外植體不能倒插？提示

與生長素的極性運(yùn)輸有關(guān)；生長素含量多的部分容易生出不定根，含量少的部分生出不定芽，一般而言，容易長不定芽的是形態(tài)學(xué)上端，容易長不定根的是形態(tài)學(xué)下端，因此應(yīng)該將形態(tài)學(xué)上端朝上，若倒插，外植體不易存活。（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟外植體的消毒外植體的切段接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織

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。(脫分化)(4)應(yīng)該置于光照條件還是黑暗條件下培養(yǎng)？(5)培養(yǎng)基提供的碳源應(yīng)是有機(jī)碳源還是無機(jī)碳源？為什么？有光時，往往容易形成維管組織，而不易形成愈傷組織。應(yīng)含有蔗糖等有機(jī)物；因為此時外植體沒有葉綠體不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，需要依賴于環(huán)境中的有機(jī)物才能生存。（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟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

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。(再分化)(6)應(yīng)該置于光照條件還是黑暗條件下培養(yǎng)？(7)誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光，后續(xù)培養(yǎng)過程中，為什么每日要給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照？后續(xù)培養(yǎng)過程中，給予適當(dāng)時間和強(qiáng)度的光照的目的是誘導(dǎo)葉綠素的形成，進(jìn)一步形成葉綠體進(jìn)行光合作用。（三）菊花的組織培養(yǎng)方法步驟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。每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥，直至開花。移

栽(8)培育的試管苗能直接移栽到露地嗎？應(yīng)如何操作？生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培的辦法。珍珠巖蛭石（三）菊花的組織培養(yǎng)結(jié)果分析與評價：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。

觀察實驗結(jié)果，看看是否培養(yǎng)出了愈傷組織，記錄多長時間長出了愈傷組織。從剛接種的外植體到長出愈傷組織一般需要2周左右的時間。

統(tǒng)計更換培養(yǎng)基后愈傷組織進(jìn)一步分化成芽和根的比例和時間。

1.接種3～4d后，檢查外植體的生長情況，統(tǒng)計有多少外植體被污染，有多少能正常生長，試分析它們被污染的原因。2.你培養(yǎng)出愈傷組織了嗎？如果培養(yǎng)出來了，從剛接種的外植體到長出愈傷組織經(jīng)歷了多少天?愈傷組織進(jìn)一步分化出芽和根了嗎？3.觀察外植體的分化情況，填好結(jié)果記錄表，并及時分析結(jié)果。做好統(tǒng)計和對照，填好結(jié)果記錄表，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

從實驗的第一步開始就要做好實驗記錄，可以分組配制不同的培養(yǎng)基，如誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基、誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基等，還可以進(jìn)行不同配方的比較。（三）菊花的組織培養(yǎng)結(jié)果分析與評價：4.你培育的幼苗移栽到露地后，能夠正常生長嗎？生根苗移栽技術(shù)的關(guān)鍵是既要充分清洗根系表面的培養(yǎng)基，又不能傷及根系。一般使用無土栽培的辦法。培養(yǎng)基質(zhì)要提前消毒，可以向培養(yǎng)基質(zhì)噴酒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的高錳酸鉀，并用塑料薄膜覆蓋12h。掀開塑料薄膜24h后才能移栽。新移栽的組培苗要在溫室過渡幾天，待其長壯后再移植到大田或盆中?？梢栽谡n后統(tǒng)計移栽的成活率，看看移栽是否合格。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。5.為什么整個過程要保證無菌操作？1）培養(yǎng)基的滅菌（高壓蒸汽滅菌）2）外植體的消毒（酒精、氯化汞）3）接種的無菌操作（酒精、酒精燈—灼燒）4）無菌箱中的培養(yǎng)；5）移栽到消過毒的環(huán)境中生存一段時間。6.在整個操作過程中，是如何來實現(xiàn)無菌環(huán)境的？1.植物組織培養(yǎng)的條件：

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；（2）離體（最關(guān)鍵）: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；（4）適宜的培養(yǎng)條件:（5）適宜濃度和比例的激素:（6）適宜的營養(yǎng)條件:溫度,光照包括有機(jī)營養(yǎng)成分、無機(jī)營養(yǎng)成分主要是生長素和細(xì)胞分裂素（3）嚴(yán)格的無菌條件:（1）細(xì)胞的結(jié)構(gòu)完整、活性正常內(nèi)容脫分化再分化過程形成物的特點需要條件外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗排列疏松、高度液泡化的薄壁組織有根、有芽離體、適宜的營養(yǎng)、生長素與細(xì)胞分裂素比例適中、一般不需要光離體、適宜的營養(yǎng)、生長素與細(xì)胞分裂素的比例高或低分別誘導(dǎo)生根或生芽、光照2.脫分化與再分化的比較(1)植物體的任何細(xì)胞都具有全能性，也都能表現(xiàn)出全能性(

)×(2)在植物組織培養(yǎng)時，對外植體要進(jìn)行滅菌處理(

)×(3)若用菊花莖切段作為外植體，應(yīng)將其形態(tài)學(xué)上端插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中(

)×(4)誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基和誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基完全一樣(

)×1.(2023·南通高二期中)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)行組織培養(yǎng)需要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.再生植株需要去除根部殘留的培養(yǎng)基進(jìn)行鍛煉后才能移種大田D.試管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√落實思維方法2.如圖是植物組織培養(yǎng)過程示意圖，下列相關(guān)說法正確的是A.上述植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞具有全能性B.需要對外植體進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理，以防止雜菌污染C.外植體若是月季的花藥，則圖中的①過程需要光照D.外植體若是菊花的根尖組織，因細(xì)胞中沒有葉綠體，故培養(yǎng)成的新植

株葉片無色√落實思維方法3.(2021·江蘇，5)植物組織培養(yǎng)技術(shù)常用于商業(yè)化生產(chǎn)，其過程一般為：無菌培養(yǎng)物的建立→培養(yǎng)物增殖→生根培養(yǎng)→試管苗移栽及鑒定。下列相關(guān)敘述錯誤的是A.為獲得無菌培養(yǎng)物，外植體要消毒處理后才可接種培養(yǎng)B.組織培養(yǎng)過程中也可無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結(jié)構(gòu)C.提高培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比值，有利于誘導(dǎo)生根D.用同一植株體細(xì)胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗不會出現(xiàn)變異√1.A、B過程分別為

。C是

。

A過程細(xì)胞分裂方式是

，

B過程細(xì)胞分裂方式是

,同時也進(jìn)行

。A過程一般

光照；B過程需要光照，因為

。2.影響A、B過程的關(guān)鍵因素是

，主要是

和

，二者添加的

會影響脫分化和再分化過程。3.植物組織培養(yǎng)是一個

過程。（填“無性繁殖”、“有性繁殖”）植物體根、芽或胚狀體外植體脫分化再分化

有絲分裂細(xì)胞分化植物激素細(xì)胞分裂素生長素?zé)o性繁殖AB有絲分裂濃度及比例下列是植物組織培養(yǎng)流程圖，請回答：C脫分化、再分化愈傷組織不需要葉綠素的合成需要光照1植物組織培養(yǎng)技術(shù)2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3植物繁殖的新途徑4作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)目錄

20世紀(jì)60年代，科學(xué)家嘗試將番茄和馬鈴薯雜交，希望培育出一種地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的超級作物?！?.要培育出如圖所示的番茄—馬鈴薯利用傳統(tǒng)有性雜交方法能實現(xiàn)嗎？為什么？不能，不同種生物之間存在著生殖隔離。2.有沒有方法可以打破生殖隔離，實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，獲得“番茄-馬鈴薯雜種植株”？植物體細(xì)胞雜交技術(shù)概念：將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。假3.參考動物精卵細(xì)胞融合要想讓兩個來自不同植物的體細(xì)胞融合在一起，遇到的第一個障礙是什么?細(xì)胞壁；細(xì)胞壁阻礙著細(xì)胞間的雜交。過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞去壁：酶解法（利用酶的專一性）細(xì)胞壁纖維素酶、果膠酶原生質(zhì)體1.細(xì)胞壁的成分是什么？如果要解除不同植物體細(xì)胞融合的障礙，應(yīng)該如何處理？番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體原生質(zhì)體細(xì)胞壁細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì)液泡細(xì)胞核指的是脫去細(xì)胞壁的細(xì)胞。包括：細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核。原生質(zhì)體2.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？植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁后的原生質(zhì)體具有生命活力，應(yīng)放在等滲或略高滲的溶液中，防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破，保持原生質(zhì)體正常。主要由纖維素和果膠構(gòu)成≠原生質(zhì)層成熟植物細(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)。原生質(zhì)層低速離心分離純化過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體去壁：酶解法（利用酶的專一性）細(xì)胞壁纖維素酶、果膠酶原生質(zhì)體物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+_高pH融合法等人工誘融物理法：電融合法、離心法優(yōu)點：沒有化學(xué)殘留、對細(xì)胞的毒害作用較小、操作簡便、融合率高、可重復(fù)性好，誘導(dǎo)過程可控性強(qiáng)一次可融合大量原生質(zhì)體?；瘜W(xué)法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+_高pH融合法等優(yōu)點：使用方便，誘導(dǎo)細(xì)胞融合的效率高缺點：有一定的毒性對某些細(xì)胞不適用（如卵細(xì)胞）3.有哪些誘導(dǎo)方法呢？優(yōu)缺點？理論基礎(chǔ)？改變細(xì)胞的膜結(jié)構(gòu)（細(xì)胞膜表面電荷紊亂，干擾細(xì)胞間的識別），使兩個細(xì)胞接觸處質(zhì)膜的脂類分子發(fā)生疏散和重組，從而導(dǎo)致質(zhì)膜相互親和，促進(jìn)融合。中和原生質(zhì)體表面所帶的電荷，使原生質(zhì)體的質(zhì)膜緊密接觸，從而有利于質(zhì)膜的融合理論基礎(chǔ)：細(xì)胞膜具有流動性

過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體酶解法去壁（酶的專一性）細(xì)胞壁纖維素酶、果膠酶原生質(zhì)體物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+_高pH融合法等人工誘融5.番茄原生質(zhì)體與馬鈴薯原生質(zhì)體融合后，有哪幾種類型(只考慮兩兩融合)？而我們需要的是哪種類型？所以原生質(zhì)體融合后，我們要進(jìn)行怎樣的處理？馬鈴薯-馬鈴薯融合細(xì)胞（AA型）、番茄-番茄融合細(xì)胞（BB型）、番茄-馬鈴薯雜種細(xì)胞（AB型）。我們需要的是番茄-馬鈴薯雜種細(xì)胞。因此要對融合后的原生質(zhì)體進(jìn)行篩選。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...4.融合后，培養(yǎng)基中有幾種類型的細(xì)胞？過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體人工誘融

兩個不同親本的原生質(zhì)體融合，得到各種原生質(zhì)體的混合物，包括異核體（AB型）、同核體（AA和BB）以及未發(fā)生融合的雙親原生質(zhì)體（A和B）。需要通過篩選獲得異核體即雜種細(xì)胞。常用方法有∶6.如何篩選出目的雜交細(xì)胞呢？篩選雜種細(xì)胞（1）機(jī)械選擇法。利用兩種原生質(zhì)體的某些可見標(biāo)志（如形態(tài)、顏色等差異），對融合產(chǎn)物進(jìn)行鑒別，篩選出雜種細(xì)胞進(jìn)行單獨(dú)培養(yǎng)。

對于在形態(tài)、顏色上難以區(qū)分的原生質(zhì)體融合形成的異核體，可利用不同熒光素分別標(biāo)記兩親本的原生質(zhì)體，然后進(jìn)行誘導(dǎo)融合，在熒光顯微鏡下選擇同時帶有兩種熒光標(biāo)記的雜種細(xì)胞。（2）互補(bǔ)選擇法。利用現(xiàn)成的或誘發(fā)產(chǎn)生的各種缺陷型或抗性型的突變體細(xì)胞作為融合實驗的材料。由于突變體均不能在特定的選擇性培養(yǎng)基上生長，而能在該培養(yǎng)基上正常生長的是互補(bǔ)的雜種細(xì)胞，因此可將其篩選出來。（3）組織培養(yǎng)篩選法。根據(jù)植物細(xì)胞對培養(yǎng)基成分和培養(yǎng)條件的要求與反應(yīng)不同，可作為選擇雜種細(xì)胞的依據(jù)。過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體篩選雜種細(xì)胞成功融合的標(biāo)志再生出細(xì)胞壁酶解法去壁人工誘融植物細(xì)胞融合原理：細(xì)胞膜的流動性7.細(xì)胞融合完成的標(biāo)志*：參與此過程中的主要細(xì)胞器是：融合的原生質(zhì)體重新產(chǎn)生細(xì)胞壁，形成雜種細(xì)胞8.驗證再生出新壁的實驗：質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原實驗高爾基體、線粒體過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體番茄原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體篩選雜種細(xì)胞成功融合的標(biāo)志再生出細(xì)胞壁酶解法去壁人工誘融植物細(xì)胞融合原理：細(xì)胞膜的流動性6（異源六倍體）從雜種植株的染色體組成上看屬于何種變異？染色體數(shù)目變異2x＋4y雜種細(xì)胞染色體數(shù)為？雜種細(xì)胞染色體組數(shù)為？AabbccccDDdd雜種細(xì)胞基因型為？兩親本染色體數(shù)之和9.若番茄細(xì)胞具有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb。馬鈴薯細(xì)胞含有4y條染色體，4個染色體組，基因型為ccccDDdd。兩親本染色體組數(shù)之和過程：二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)馬鈴薯細(xì)胞番茄細(xì)胞正在融合的原生質(zhì)體馬鈴薯原生質(zhì)體番茄原生質(zhì)體雜交完成的標(biāo)志原理：植物細(xì)胞的全能性再分化雜種植株移栽移栽后的植株脫分化愈傷組織植物組織培養(yǎng)雜種細(xì)胞成功融合的標(biāo)志再生出細(xì)胞壁植物細(xì)胞融合原理：細(xì)胞膜的流動性篩選人工誘融酶解法去壁二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)主要原因：

生物體內(nèi)基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以“番茄—馬鈴薯”雜種植株的細(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，它們不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)。

4.“番茄—馬鈴薯”雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣，地上結(jié)番茄，地下結(jié)馬鈴薯，這是為什么？二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。+白菜甘藍(lán)=白菜-甘藍(lán)打破生殖隔離，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，培育植物新品種。仍有許多理論與技術(shù)問題沒有解決，還不能讓雜種植株表現(xiàn)出人們所需要的所有性狀概念：實例：意義：研究現(xiàn)狀：白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長穗偃麥草等。不同物種生殖隔離異源多倍體過程：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)體雜種細(xì)胞AB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（植物細(xì)胞的全能性）（細(xì)胞膜的流動性）再生細(xì)胞壁二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)所屬范疇原理過程意義聯(lián)系細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織脫分化再分化根、芽或胚狀體植物體生長發(fā)育植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B原生質(zhì)體A去壁原生質(zhì)體B去壁人工誘導(dǎo)融合的原生質(zhì)體AB雜種細(xì)胞AB愈傷組織脫分化再生細(xì)胞壁雜種植株再分化保持優(yōu)良性狀,繁殖速度快、大規(guī)模生產(chǎn)提高經(jīng)濟(jì)效益植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的障礙歸納總結(jié)比較“植物組織培養(yǎng)”與“植物體細(xì)胞雜交”無性繁殖染色體變異、基因重組拓展：植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析(1)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細(xì)胞(

)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種植株?！?2)植物體細(xì)胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)(

)(3)植物原生質(zhì)體融合的原理是植物細(xì)胞的全能性(

)√×植物原生質(zhì)體融合的原理是細(xì)胞膜具有一定的流動性。(4)利用物理法或化學(xué)法可以直接誘導(dǎo)兩個植物細(xì)胞融合(

)×兩個植物細(xì)胞需要先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，再用物理法或化學(xué)法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合。3.(2023·廣東，12)人參皂苷是人參的主要活性成分?？蒲腥藛T分別誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進(jìn)行細(xì)胞融合，以提高人參皂苷的產(chǎn)率。下列敘述錯誤的是A.細(xì)胞融合前應(yīng)去除細(xì)胞壁B.高Ca2＋—高pH溶液可促進(jìn)細(xì)胞融合C.融合的細(xì)胞即為雜交細(xì)胞D.雜交細(xì)胞可能具有生長快速的優(yōu)勢√落實思維方法4.(多選)如圖為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析，下列敘述正確的是A.經(jīng)過程①獲得的a、b稱為原

生質(zhì)體，過程②利用了細(xì)胞

膜的流動性B.c細(xì)胞只有AABB這一種類型C.過程③和④分別是脫分化和再分化D.獲得的植株d，因為在減數(shù)分裂時同源染色體能正常配對，所以理論上

是可育的√√落實思維方法概念植物細(xì)胞融合原生質(zhì)體制備過程變異類型植物組織培養(yǎng)原生質(zhì)體融合原理育種類型細(xì)胞全能性原理過程花藥離體培養(yǎng)操作步驟脫分化再分化外植體根、芽、胚狀體愈傷組織外植體消毒接種切塊形成愈傷組織誘導(dǎo)生芽生根植物體細(xì)胞雜交植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞工程優(yōu)缺點1植物組織培養(yǎng)技術(shù)2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3植物繁殖的新途徑4作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)目錄種子

種子是裸子植物和被子植物特有的繁殖器官，它由胚珠經(jīng)過傳粉受精形成。種子一般由種皮、胚和胚乳三部分組成。種子的形成使幼小的孢子體胚珠得到母體的保護(hù)，并像哺乳動物的胎兒那樣得到充足的養(yǎng)料。種子還有適于傳播或抵抗不良條件的結(jié)構(gòu)，為植物的種族延續(xù)創(chuàng)造了良好的條件。1.什么是種子？種子在生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次中屬于什么層次？2.生物學(xué)上的種子和農(nóng)業(yè)、林業(yè)生產(chǎn)上的種子一樣嗎？

不一樣，農(nóng)業(yè)、林業(yè)上的種子是指農(nóng)作物和林木的種植材料或者繁殖材料，包括籽粒、果實、根、莖、苗、芽、葉、花等?，F(xiàn)在，又出現(xiàn)一類新種子——人工種子。那什么是人工種子呢？積極思維：什么是人工種子？思考：什么是人工種子？需要用到哪些植物細(xì)胞工程技術(shù)？人工種子的結(jié)構(gòu)如何？怎樣制備人工種子？具有哪些優(yōu)點？(1)概念：將在植物組織培養(yǎng)中得到的

和具有養(yǎng)分的

包埋在具有保護(hù)功能的人工種皮中，在適宜條件下能夠生根發(fā)芽的顆粒體。(2)基本結(jié)構(gòu)胚狀體人工胚乳保護(hù)無機(jī)鹽胚狀體蛋白質(zhì)抗壓、保水、透氣具有發(fā)育成完整植株的能力保證胚狀體生長發(fā)育的必需物質(zhì)

為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工胚乳中加入加入適量的養(yǎng)分、無機(jī)鹽、有機(jī)碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進(jìn)胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種子中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。人工種子不定芽、頂芽和葉芽等思考：可以包裹愈傷組織嗎？不可以！保持胚狀體的活力，有利于人工種子萌發(fā)，所用材料有韌性、透氣、對胚狀體無毒害作用。(3)生產(chǎn)過程①植物組織培養(yǎng)獲得

。②人工種皮對胚狀體和人工胚乳的

。胚狀體包埋季節(jié)營養(yǎng)培植周期短，解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題不受地域限制、可以很方便地貯藏和運(yùn)輸思考：與天然種子相比，人工種子的有點有哪些？(4)優(yōu)點①制種快。②制種不受

限制。③人工胚乳可提供更好的

供應(yīng)，還可提供相應(yīng)成分增強(qiáng)抵抗疾病的能力。

④無性繁殖，易于保留親本的優(yōu)良性狀（后代無性狀分離）

⑤節(jié)約糧食人工種子外植體愈傷組織胚狀體脫分化再分化包裹人工種皮和胚乳人工種子積極思維：中華九大仙草之首——鐵皮石斛

鐵皮石斛：滋陰潤肺、養(yǎng)胃生津、健腦名目、補(bǔ)五肺之虛勞的神奇功效，鐵皮石斛對增加免疫力、抗衰老、防治癌癥、治療糖尿病和萎縮性肺炎有著確切療效，對煙酒過度、勞累過度、用眼用腦過度、聲帶嘶啞等恢復(fù)有特殊療效。

生于海拔達(dá)1600米的山地半陰濕的巖石上。喜歡在涼爽、潮濕、半陰半陽的環(huán)境中生長；不耐寒，對溫度、土壤、水分的要求都較高。

石斛種子種子十分微小，發(fā)芽的概率很低，在發(fā)芽過程中很容易夭折；通常采用分株繁殖和扦插繁殖，但繁殖速度緩慢，不利于新品種的推廣。

實際問題：經(jīng)濟(jì)苗木、名貴花卉、珍稀植物等自然繁殖速度緩慢，繁殖效率低下或優(yōu)良性狀不易保持……如何解決？積極思維：中華九大仙草之首——鐵皮石斛思考·討論1、視頻中鐵皮石斛利用了什么技術(shù)大量規(guī)?；a(chǎn)？3、什么是快速繁殖技術(shù)？該技術(shù)原理是什么？有哪些優(yōu)點？4、快速繁殖技術(shù)有哪些應(yīng)用實例？2、植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？三、植物繁殖的新途徑1.概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫作微型繁殖技術(shù)。（一）快速繁殖外植體脫分化愈傷組織再分化根、芽試管苗3.原理：(1)高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖;(2)無性繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性;(3)不受自然生長季節(jié)的限制，培養(yǎng)周期短;4.優(yōu)點：植物細(xì)胞的全能性(4)選材少，繁殖率高，便于自動化管理。2.過程：思考：快速繁殖中能否用花粉作為外植體？為什么？不能，因為用花粉做外植體會出現(xiàn)性狀分離。三、植物繁殖的新途徑5.應(yīng)用：（一）快速繁殖6.實例：一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟(jì)林木、無性繁殖作物和瀕危植物等都實現(xiàn)了利用快速繁殖技術(shù)來提供苗木。鐵皮石斛甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的產(chǎn)生已形成一定規(guī)模。鐵皮石斛的工廠化生產(chǎn)：1.植物組織培養(yǎng)可以進(jìn)行快速繁殖的原因是什么？2.快速繁殖與傳統(tǒng)繁殖技術(shù)相比，有何特點？為什么快速繁殖能保持親本的優(yōu)良性狀？3.快速繁殖得到的產(chǎn)品會不會出現(xiàn)性狀分離？原因是什么？4.快速繁殖技術(shù)用于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的實例有哪些？

植物組織培養(yǎng)到愈傷組織階段，細(xì)胞進(jìn)行旺盛、快速的有絲分裂，從而獲得大量的組織細(xì)胞，然后不斷地分割、移瓶、誘導(dǎo)再分化形成大量的新植株。

植物組織培養(yǎng)在實驗室進(jìn)行，一般不受季節(jié)、氣候等條件的限制。高效、快速，可大量繁殖可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性取材少，培養(yǎng)周期短不受自然生長季節(jié)的限制——無性繁殖甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等試管苗的產(chǎn)生已經(jīng)成一定規(guī)模。不會；快速繁殖利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，屬于無性繁殖，可以保持親本的優(yōu)良性狀。1.草莓為什么要進(jìn)行脫毒？3.應(yīng)該選擇什么部位培育脫毒苗？有何優(yōu)點？4.你知道哪些作物脫毒的實例？脫毒苗等于抗毒苗嗎？2.培育脫毒苗的原理是什么？流程是怎樣的？思考·討論三、植物繁殖的新途徑1.作物脫毒的原因：（二）作物脫毒作物病毒積累馬鈴薯香蕉草莓無性繁殖感染的病毒很容易傳給后代病毒在作物體內(nèi)積累作物產(chǎn)量降低品質(zhì)變差2.脫毒部位及方法：思考：植物體是否存在無病毒的部位？為什么？植物生長點部位的病毒濃度很低甚至無病毒。因為這些部位沒有維管束，病毒難以進(jìn)入。頂端分生區(qū)（如莖尖、根尖：病毒極少，甚至無病毒）組培脫毒苗明顯提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)無病毒組織脫分化愈傷組織再分化芽、根脫毒苗普通草莓脫毒草莓三、植物繁殖的新途徑3.原理：（二）作物脫毒5.脫毒作物實例：植物組織培養(yǎng)（全能性）4.脫毒苗優(yōu)點：思考：經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育出的脫毒苗抗病毒嗎？為什么？

不抗病毒?！懊摱尽薄佟翱苟尽保罢咧傅氖潜旧聿《旧佟⑸踔翢o病毒，受病毒感染的機(jī)會少；而后者指的是能抵抗病毒的感染。脫毒作物的產(chǎn)量和品質(zhì)明顯優(yōu)于沒有脫毒的作物馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等

脫毒苗≠抗毒苗。與快速繁殖相比較，二者無本質(zhì)區(qū)別，只是取材部位不同。抗毒苗：抗病基因?qū)胫参锛?xì)胞植物組織培養(yǎng)完整植株脫毒苗等于抗毒苗嗎？植物脫毒的物理方法①高溫處理又稱為熱療法，其原理是一些病毒對熱不穩(wěn)定。病毒一般在高于常溫的溫度下（35~40℃）2～4周即鈍化失活，失去侵染能力，而植物在這樣的條件下基本不受傷害。這種方法對感染蘋果花葉病毒或康乃馨病毒等植株的脫毒十分有效。②低溫處理也稱冷療法，其原理是降低溫度，使病毒活力下降。例如，感染菊花矮化病毒的植株經(jīng)過5℃處理4個月可以獲得近70%的脫毒苗。植物脫毒的化學(xué)方法一般指利用嘌呤和嘧啶類似物或抗生素等化學(xué)藥品處理患病植株的方法。該方法的原理是抑制植物體內(nèi)病毒的復(fù)制。例如，放線菌酮能抑制植物原生質(zhì)體中病毒的復(fù)制。種質(zhì)保存利用天然或人工創(chuàng)造的適宜環(huán)境，保存種質(zhì)資源，使個體中所含有的遺傳物質(zhì)保持其完整性，有高的活力，能通過繁殖將其遺傳特性傳遞下去種質(zhì)：具有生命力或者有可再生能力的一種遺傳資源，包括種子、果實、離體培養(yǎng)的材料等種質(zhì)保存思考：種質(zhì)保存的依據(jù)是什么？哪些植物材料可以進(jìn)行種質(zhì)保存？種質(zhì)保存的原理是什么？種質(zhì)保存有哪些意義？1.依據(jù):許多植物的組織培養(yǎng)物在液氮中超低溫保存以后，仍能保持很高的存活率而再生出新植株，并保持原來的遺傳特性。2.材料:超低溫保存的植物材料，可以是植物的懸浮細(xì)胞，也可以是愈傷組織或胚狀體，還包括原生質(zhì)體、花粉、幼胚、芽或莖尖分生組織等。3.原理:超低溫保存植物材料的原理與保存動物材料的原理一樣，在－196℃的條件下，活細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)代謝和生命活動幾乎完全停止，細(xì)胞、組織、器官在超低溫保存過程中不會引起遺傳性狀的改變，也不會喪失形態(tài)發(fā)生的潛能。4.意義:①在植物自然資源受到過度開發(fā)和嚴(yán)重破壞的情況下，利用人工種質(zhì)庫長期保存珍稀的瀕危植物更加迫在眉睫。

②比保存植物的種子更為有利和經(jīng)濟(jì)，還能在需要的時候迅速且大量地繁殖植物。(1)作物脫毒后不再感染病毒(

)××脫毒草莓能明顯提高產(chǎn)量，品質(zhì)也優(yōu)于普通草莓。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(

)(3)作物脫毒所培養(yǎng)的材料常選自頂端分生組織(

)(4)快速繁殖本質(zhì)上是一種無性繁殖(

)√√1.某株名貴花卉用種子繁殖會發(fā)生性狀分離。為了防止性狀分離并快速繁殖，可利用該植株的一部分器官或組織進(jìn)行離體培養(yǎng)，培育出完整的植株。進(jìn)行離體培養(yǎng)時不應(yīng)采用該植株的A.莖尖

B.子房壁

C.葉片

D.花粉粒√花粉粒是經(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，D符合題意。落實思維方法A.在不同的培養(yǎng)階段，培養(yǎng)基中的激素種類和比例不同B.脫分化過程中應(yīng)給予充足光照使其進(jìn)行光合作用C.培育脫毒苗時依據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞的全能性D.0.3～0.5mm大小的莖尖最有利于獲得抗病毒的特性√莖尖大小外植體數(shù)/個分化苗數(shù)/株脫毒苗數(shù)/株小于0.3mm20110.3～0.5mm20107大于0.6mm201342.為給工廠繁殖脫毒甘薯苗提供技術(shù)上的支持，科研人員利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)研究甘薯莖尖(外植體)大小對誘導(dǎo)分化苗和脫毒苗的影響，結(jié)果如表所示。下列相關(guān)敘述正確的是落實思維方法1植物組織培養(yǎng)技術(shù)2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)3植物繁殖的新途徑4作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)目錄四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.過程：（一）單倍體育種秋水仙素染色體數(shù)目加倍脫分化再分化篩選具優(yōu)良基因的二倍體植株優(yōu)良品種花藥花粉花藥離體培養(yǎng)單倍體幼苗純合二倍體人工誘導(dǎo)染色體加倍篩選單倍體植株優(yōu)良性狀的純合二倍體植株愈傷組織二倍體植株花粉(外植體)人工誘導(dǎo)染色體加倍花藥離體培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性染色體（數(shù)目）變異2.原理：四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（一）單倍體育種3.特點：單倍體：單倍體植株：枝葉莖桿弱小，果實多而小，一般高度不育。由配子（如卵細(xì)胞、花粉等）直接發(fā)育而成的個體。優(yōu)點：①極大地縮短了育種的年限;②子代是能穩(wěn)定遺傳的純合子;③可作為體細(xì)胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。技術(shù)相當(dāng)復(fù)雜缺點：因為大多數(shù)單倍體植株的細(xì)胞中只含有一套染色體，染色體加倍后得到的植株的隱性性狀容易顯現(xiàn)。思考：單倍體育種為什么是理想材料？四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（一）單倍體育種4.實例：我國科學(xué)家在1974年成功培育出世界上第一個單倍體作物新品種——單育1號煙草。

我國科學(xué)家把單倍體育種與常規(guī)育種結(jié)合起來，育成水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)和甜椒等作物的新品種。資料

彩色馬鈴薯不僅營養(yǎng)成分高，且含多酚類化合物，有較強(qiáng)的保健功能和藥用價值。我國通過品種引進(jìn)等方式獲得的彩色馬鈴薯品種數(shù)量有限，且多為晚熟品種，產(chǎn)量和品質(zhì)較低。所以通過誘變途徑獲得新的彩色馬鈴薯品種可以豐富馬鈴薯市場，滿足人們的需要。如圖表示突變體的利用過程，請回答下列問題：1.突變體育種的原理是什么？2.在培養(yǎng)至愈傷組織時進(jìn)行誘變處理的原因是什么？3.誘導(dǎo)分化得到的突變體都可以利用嗎？為什么？基因突變和植物細(xì)胞的全能性。愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛，且一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。大多數(shù)都不可以：變異是不定向的。因為基因突變可能破壞生物體與現(xiàn)有環(huán)境的協(xié)調(diào)關(guān)系，進(jìn)而對生物體有害；還有些基因突變既無害也無益，是中性的。四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.突變體：（二）突變體的利用在植物組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素（如射線、化學(xué)物質(zhì)等）的影響而產(chǎn)生突變。方法：從產(chǎn)生突變的個體中可以篩選出對人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。外植體愈傷組織脫分化誘導(dǎo)分化誘變處理抗病、抗鹽、高產(chǎn)及蛋白質(zhì)含量高的突變體突變體篩選新品種培育2.原

理：過程：突變（基因突變或染色體變異）、植物細(xì)胞的全能性思考：為什么對愈傷組織進(jìn)行誘變處理？愈傷組織細(xì)胞不斷分裂，細(xì)胞要進(jìn)行DNA分子復(fù)制，因此更易發(fā)生突變。四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（二）突變體的利用優(yōu)點：提高愈傷組織的突變率，加速育種進(jìn)程。難以控制突變的方向，有利性狀比較少，需要大量處理實驗材料。缺點：抗除草劑的白三葉草抗花葉病毒的甘蔗抗鹽堿的野生煙草實例：突變具有不定向性和低頻性1.植物的代謝產(chǎn)物有哪些？有何區(qū)別？3.產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)具哪些應(yīng)用優(yōu)勢?我國在細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)方面取得了哪些重要成果?4.植物細(xì)胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)有什么區(qū)別?2.什么是植物細(xì)胞培養(yǎng)?思考·討論四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物植物代謝初生代謝物：次生代謝物：生物生長生存所必需的代謝活動，整個生命過程一直進(jìn)行。不是植物基本的生命活動所必需的產(chǎn)物，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。產(chǎn)物如糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等產(chǎn)物應(yīng)用一類小分子有機(jī)化合物（如酚類、萜類和含氮化合物等）①植物次生代謝物含量很低；②從植物組織提取會大量破壞植物資源；③有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到。缺點a、在植物抗病、抗蟲方面發(fā)揮作用b、也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。應(yīng)用多、產(chǎn)量低四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)2.植物細(xì)胞培養(yǎng)指在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。過程：概念：原理：細(xì)胞增殖優(yōu)點：?利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物外植體愈傷組織細(xì)胞懸液脫分化振蕩分散細(xì)胞懸浮培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)物培養(yǎng)、提取、破碎培養(yǎng)液不占用耕地，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。實例：紅豆杉→紫杉醇：具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌癥的治療。紫

草→紫草寧：人參→人參皂苷：用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的人參，生長速度比栽培人參約快100倍以上?？咕⑾缀涂鼓[瘤，世界首例藥用植物細(xì)胞工程產(chǎn)品。四、作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)（三）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)脫分化培養(yǎng)選擇放入發(fā)酵罐破碎細(xì)胞工廠化生產(chǎn)人參皂甙干粉的基本流程：人參根愈傷組織增長速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙干粉含量高的細(xì)胞細(xì)胞增殖提取人參皂甙干粉注意：①一般組織培養(yǎng)到愈傷組織即可?！镆驗榇藭r細(xì)胞分裂能力強(qiáng)，代謝快，產(chǎn)物多；②液體培養(yǎng)基（培養(yǎng)液）有利于培養(yǎng)的細(xì)胞與營養(yǎng)物質(zhì)充分接觸。利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂苷植物組織培養(yǎng)和植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較項目植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)目的原理培養(yǎng)基過程

應(yīng)用獲得植物體獲得細(xì)胞產(chǎn)物植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞增殖固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基快速繁殖、作物脫毒、單倍體育種等細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)四種育種方法的比較育種方法原理過程優(yōu)點快速繁殖

脫分化、再分化保持優(yōu)良品種的遺傳特性突變體的利用基因突變、細(xì)胞的

;

對愈傷組織進(jìn)行誘變處理后再篩選提高

，獲得優(yōu)良性狀單倍體育種細(xì)胞的

、

;

、

誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍明顯縮短

。

植物體細(xì)胞雜交細(xì)胞膜的

、細(xì)胞的

;

融合、雜種細(xì)胞組織培養(yǎng)打破

，實現(xiàn)

。

細(xì)胞的全能性全能性突變率全能性染色體變異先花藥離體培養(yǎng)再秋水仙素育種年限流動性全能性植物細(xì)胞生殖隔離遠(yuǎn)緣雜交(1)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株(

)(2)突變體育種常用射線、化學(xué)物質(zhì)處理愈傷組織(

)√×二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到的是單倍體植株，一般高度不育。(3)紫杉醇存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)，是初生代謝物，具有高抗癌活性，現(xiàn)在已被廣泛用于乳腺癌的治療(

)(4)植物細(xì)胞培養(yǎng)的原理是利用了植物細(xì)胞的全能性(

)紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內(nèi)的一種次生代謝物?！痢林参锛?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。3.(多選)(2024·雞西高二期末)花粉植株是體細(xì)胞遺傳研究和突變育種的理想材料。培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的過程如圖所示，有關(guān)敘述錯誤的是A.花粉植株培育的原

理是花粉粒細(xì)胞具

有全能性，其技術(shù)

是植物組織培養(yǎng)B.過程③是細(xì)胞再分化，誘導(dǎo)叢芽產(chǎn)生時應(yīng)適當(dāng)提高生長素與細(xì)胞分裂素的比值C.4種培養(yǎng)基均屬于固體培養(yǎng)基，②過程需要在適宜的溫度和避光條件下進(jìn)行D.觀察處于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖細(xì)胞，可觀察到18條染色體√落實思維方法√4.(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√落實思維方法外植體愈傷組織試管苗脫分化再分化植株作物脫毒選擇頂端分生組織快速繁殖單倍體育種選擇花藥突變體的利用分散后懸浮培養(yǎng)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物新品種的培育植物繁殖的新途徑進(jìn)行誘變篩選五分鐘查落實【要語必背】1.植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性，要經(jīng)過脫分化和再分化兩個階段。2.植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動性和植物細(xì)胞的全能性。4.用纖維素酶和果膠酶去除植物的細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的物理法包括電融合法、離心法等；化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁，是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。五分鐘查落實【要語必背】1.植物的快速繁殖技術(shù)不僅可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖，