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1、植物细胞工程的基本技术1.细胞工程(1)概念：应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过_、_或_上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。(2)分类：依据操作对象分为_工程和_工程。细胞器细胞组织水平植物细胞动物细胞预习检查小组长检查，课代表收集问题2.细胞的全能性(1)概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整_或分化成其他_的潜能。(2)在生物的生长发育过程中，并不是所有细胞都表现出全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会_地表达。3.植物组织培养：将_的植物器官、组织或细胞等，培养在_，给予适宜的培养条件，诱导
2、其形成_的技术。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为_。生物体各种细胞选择性离体人工配制的培养基上完整植株外植体4.菊花的组织培养(1)原理理论基础：_。相关概念愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、_组织团块。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_细胞的过程。再分化：愈伤组织重新_成芽、根等器官的过程。植物细胞的全能性不定形的薄壁未分化分化激素的作用：植物激素中_和_是启动_、_和_的关键激素，它们的_、_等都会影响植物细胞的发育方向。生长素细胞分裂素细胞分裂脱分化再分化浓度比例(2)步骤无菌水次氯酸钠0.51cm1/31/2愈伤组织封口膜生芽生根封口膜
3、生长(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性()(2)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理()植物细胞虽然具有全能性，但并不是所有细胞都能表达全能性，细胞全能性的表达需要一系列条件。在植物组织培养时，对外植体要进行消毒处理。(3)若用菊花茎切段作为外植体，应将其形态学上端插入诱导愈伤组织的培养基中()若用菊花茎切段作为外植体，应将其形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中。(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样()生长素与细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，因此诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基不完全相同。1）.概
4、念：将_的植物体细胞，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成新_的技术。不同来源杂种细胞植物体5.植物体细胞杂交2）.过程细胞壁细胞壁杂种细胞(1)去壁：用_去除植物细胞壁，获得原生质体。(2)人工诱导原生质体融合的方法物理法：_等。化学法：_融合法、_融合法等。纤维素酶和果胶酶电融合法、离心法聚乙二醇(PEG)高Ca2高pH3）.原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的_，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的_。4）.意义：打破_，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。流动性全能性生殖隔离(1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞()(2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术()植物体细胞杂
5、交技术的目的是获得杂种植株。(3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性()(4)利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合()植物原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性。两个植物细胞需要先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，再用物理法或化学法诱导原生质体融合。拓展阅读愈伤组织的细胞排列疏松且无规则，是一种高度液泡化的无定形状态的细胞。愈伤组织形成以后，如果在原来的培养基上继续培养，就会由于培养基中养分不足或产生有毒代谢物，导致愈伤组织生长停止，甚至老化变黑乃至死亡。如果要愈伤组织继续生长增殖，必须定期地将它们分成小块，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保
6、持旺盛的生长。愈伤组织的再分化主要有两种方式：一种是不定芽方式，就是在某些条件下，愈伤组织的细胞发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根；另一种是胚状体方式，就是由愈伤组织诱导分化出的具有胚芽、胚根、胚轴的类似胚的结构。能够产生胚状体的愈伤组织常见于胡萝卜、芦笋、玉米和小麦等植物。任务一：植物组织培养的过程和条件1.请结合图中植物组织的变化，思考回答下列问题：(1)概括出植物组织培养的技术流程图。(2)图中的愈伤组织细胞与叶肉细胞相比，不含有的细胞器是什么？原因是什么？提示不含有叶绿体；因为外植体经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞，因此，愈伤组织细胞中不含有叶绿体。2
7、.请结合菊花组织培养的实验步骤，思考回答下列问题：(1)为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？提示避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。(2)菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？提示应含有蔗糖等有机物；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。(3)高度分化的细胞是如何启动细胞分裂、脱分化和再分化的？提示是在一定的激素和营养等条件的诱导下启动的。(4)在植物组织培养的过程中，如何控制光照条件？提示脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。核
8、心归纳1.植物组织培养的条件：(1)离体；(2)无菌；(3)培养基(种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素)；(4)适宜的培养条件(温度、光照等)。核心归纳生长素用量与细胞分裂素用量的比值结果比值高有利于根的分化，抑制芽的形成比值低有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成2.生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响拓展阅读愈伤组织的细胞排列疏松且无规则，是一种高度液泡化的无定形状态的细胞。愈伤组织形成以后，如果在原来的培养基上继续培养，就会由于培养基中养分不足或产生有毒代谢物，导致愈伤组织生长停止，甚至老化变黑乃至死亡。如果要愈伤组织继续生长增殖，必须定期地
9、将它们分成小块，接种到新鲜的培养基上，这样愈伤组织就可以长期保持旺盛的生长。愈伤组织的再分化主要有两种方式：一种是不定芽方式，就是在某些条件下，愈伤组织的细胞发生分化，形成不同的器官原基，再逐渐形成芽和根；另一种是胚状体方式，就是由愈伤组织诱导分化出的具有胚芽、胚根、胚轴的类似胚的结构。能够产生胚状体的愈伤组织常见于胡萝卜、芦笋、玉米和小麦等植物。任务二：植物体细胞杂交技术1.A种原生质体与B种原生质体融合后，有哪几种类型(只考虑两两融合)？而我们需要的是哪种类型？所以原生质体融合后，我们要进行怎样的处理？提示有3种类型：AA、BB、AB。我们需要的是AB。要对融合后的原生质体进行筛选。2.若
10、A细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。B细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数：_；染色体组数：_；基因型：_；属于可遗传变异类型中的_。2x2y4个AabbccDd染色体数目变异3.“番茄马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下结马铃薯，这是为什么？提示生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。核心归纳(1)原生质体融合成功的标志
11、是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株。(2)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于原生质体内的浓度，这样不仅能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。特别提醒1.(2023江苏南通高二期中)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是A.用自然生长的茎进行组织培养需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混 合液消毒B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C.再生植株需要去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田D.试管苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富典例分析自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用
12、体积分数为70%的酒精消毒，用无菌水清洗，再用质量分数为5%的次氯酸钠溶液处理，最后再用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；试管苗生存能力较弱，需要进行锻炼，采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气，蛭石不含营养，D错误。2.如图是植物组织培养过程示意图，下列相关说法正确的是A.上述植物组织培养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C.外植体若是月季的花药，则图中的过程需要光照D.外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植 株叶片无色外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保
13、持外植体的活性，B错误；是脱分化过程，月季花药的脱分化过程不需要光照且应避光培养，当愈伤组织再分化形成芽和叶时才需要适当时间和强度的光照，C错误；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使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。3.(2022天津静海一中高二期末)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株白菜甘蓝的过程，下列有关说法错误的是A.过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程B.过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合C.过程中高尔基体活动旺盛D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体最终获得的杂种植株体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有201838(条
14、)染色体，故D项错误。4.(多选)如图为植物体细胞杂交技术的流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析，下列叙述正确的是A.经过程获得的a、b称为原生质体，过程利用了细胞膜的流动性B.c细胞只有AABB这一种类型C.过程和分别是脱分化和再分化D.获得的植株d，因为在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论上 是可育的若只考虑两两融合，则融合的细胞有三种类型：AAAA、BBBB、AABB，B错误；过程和分别是脱分化和再分化，C错误；通过植物体细胞杂交获得的植株d，因为细胞中有同源染色体存在，在减数分裂时，同源染色体能正常配对，所以理论上是可育的，D正确。网络构建