資源簡介

(共32張PPT)
第二章 細胞工程
第一節(jié) 植物細胞工程
學習目標 學科核心素養(yǎng)
1.簡述植物組織培養(yǎng)的原理
和過程。
2.描述植物體細胞雜交的原
理和過程。 1.生命觀念——理解植物組織培養(yǎng)的理論基礎和過程。
2.科學思維——嘗試構建植物體細胞雜交的流程簡圖。
3.科學探究——根據(jù)實驗的原理和步驟，完成天竺葵的
組織培養(yǎng)。
教材預習·必備知識全過關
一、植物組織培養(yǎng)技術
1. 概念：利用____________，在無菌條件下，將離體的植物器官、組織、細胞或原生
質體等，在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，使其發(fā)育成________________的技術。
細胞全能性
部分或完整植株
2. 步驟
原生質體
次氯酸鈉溶液
無菌水
生長、分化
無菌
氮源
植物激素
發(fā)育途徑
分化
分生
薄壁
旺盛分裂
誘導分化
胚狀體
根
芽
愈傷組織
成活
3. 流程圖（示例：以某種植物莖尖為外植體的組織培養(yǎng)）
接種
愈傷組織
生芽
生根
4. 天竺葵的組織培養(yǎng)
（1） 實驗目的
③嘗試進行植物組織培養(yǎng)，關注植物組織培養(yǎng)技術在生產(chǎn)中的應用。
接種
植物激素
（2） 實驗原理
① 植物體的每個體細胞都攜帶了來自受精卵的完整的________。當其處于______狀態(tài)時，
經(jīng)過適當處理后，在適宜的培養(yǎng)基上，經(jīng)過脫分化、再分化，可發(fā)育成完整的植株。
基因組
離體
② 組織培養(yǎng)得到的試管苗是非常幼嫩的植株，其表面蠟質和角質層等保護組織______
___，氣孔________，有葉綠體但光合作用________。這樣的試管苗一般要經(jīng)過______，
以逐漸適應自然環(huán)境下的生長條件。
不發(fā)達
數(shù)目少
能力差
煉苗
（3） 實驗步驟
母液
瓶口或瓶壁上
高壓蒸汽滅菌鍋
徹底滅菌
幼嫩
氯化汞
葉脈
外植體
灼燒
交叉污染
生芽
生根
蛭石或珍珠巖
二、植物體細胞雜交技術
1. 概念：主要是指將自發(fā)或人工融合的__________培育成______________的技術。
雜種細胞
新品種植物體
2. 過程
原生質體融合
細胞壁
脫分化
再分化
（1） 去壁：用__________________去除植物細胞壁，獲得原生質體。
纖維素酶和果膠酶
（2） 誘導原生質體融合的方法
電融合
聚乙二醇
3. 意義：克服不同種植物之間雜交的________障礙，打破__________，實現(xiàn)遠緣物種
之間的核質融合。
4. 問題：雜種后代遺傳性狀__________、再生植株__________。
不親和
生殖隔離
不夠穩(wěn)定
壽命較短
核心要點·能力素養(yǎng)全提升
要點一 植物組織培養(yǎng)技術要點解讀
1.對細胞全能性的理解
全能性的
大小 ①體細胞全能性：分化程度低的 分化程度高的；細胞分裂能力強的
細胞分裂能力弱的。
②不同細胞的全能性：受精卵 生殖細胞 體細胞。
③不同生物的細胞全能性：植物細胞 動物細胞
全能性表
達的條件 ①脫離母體；②營養(yǎng)條件；③一定的植物激素（如生長素和細胞分裂
素）；④環(huán)境條件：無菌、適宜的溫度、光照
不表達的
原因 在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因選擇性表達
2.脫分化和再分化的比較
內容 脫分化 再分化
過程 外植體 愈傷組織 愈傷組織 胚狀體
形成體的特點 排列疏松、無規(guī)則、高度液泡
化、無定形狀態(tài)的薄壁細胞 胚狀體中胚芽、胚根、胚軸等結
構完整
條件 離體
適宜的營養(yǎng)
生長素與細胞分裂素的比例適中 生長素與細胞分裂素的比例高誘
導生根，比例低誘導生芽
不需要光照 需要光照
3.生長素濃度和細胞分裂素濃度的比值對植物細胞發(fā)育方向的影響
生長素濃度與細胞分裂素濃度的比值 結果
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 促進愈傷組織的形成
A
A.上述植物組織培養(yǎng)的過程依據(jù)的生物學原理是植物細胞具有全能性
B.需要對外植體進行嚴格的滅菌處理，以防止雜菌污染
C.外植體若是天竺葵的花藥，則圖中的①過程需要光照
D.外植體若是植物的根尖組織，因細胞中沒有葉綠體，故培養(yǎng)成的新植株葉片無色
[解析] 植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞具有全能性，A項正確；外植體一般只消毒，不進行滅菌處理，以保持外植體的活性，B項錯誤；①過程是脫分化過程，天竺葵的花藥脫分化過程不需要光照，形成幼小植株后才需要光照，C項錯誤；根尖組織中含有控制葉綠體形成的基因，在培養(yǎng)過程中，基因的選擇性表達會使培養(yǎng)成的新植株葉片呈綠色，D項錯誤。
對點演練1 [2023江蘇鹽城龍崗中學高二質量檢測]某課外活動小組獲得了一株性狀優(yōu)
良的結球生菜，并利用植物組織培養(yǎng)技術對其進行快速繁殖。下列敘述正確的是
( )
C
對點演練2 [2022江蘇淮安馬壩高級中學高二期中]植物組織培養(yǎng)是依據(jù)細胞的全能性，
在體外將植物組織細胞培養(yǎng)成一個完整植株的過程，如下圖所示。下列相關敘述錯誤
的是( )
B
A.培養(yǎng)基中添加蔗糖可以提供營養(yǎng)和調節(jié)滲透壓
B.甲、丙兩處使用的生長素與細胞分裂素的比例相同
C.同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織核基因數(shù)目可能不同
D.丙過程的實質是基因的選擇性表達
[解析] 生長素和細胞分裂素的使用比例不同，培養(yǎng)的結果不同：生長素的比例高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；生長素的比例低時，有利于芽的分化、抑制根的形成；二者比例適中時，促進愈傷組織的形成。故甲、丙兩處使用的生長素與細胞分裂素的比例不同，B項錯誤。
要點二 植物體細胞雜交技術
1.植物有性生殖與體細胞雜交中遺傳物質的變化
類型 染色體數(shù) 染色體倍性 基因型 育性
A植物 二倍體 可育
B植物 二倍體 可育
有性生殖（A×B） 二倍體 、 、 、 不可育
體細胞雜交 四倍體 可育
（2）檢測方法：對誘導產(chǎn)生的細胞進行植物組織培養(yǎng)，然后根據(jù)得到的植物性狀進行
判斷。
①若只表現(xiàn)出一種植物的性狀，說明是未融合的細胞。
②若得到的是具有兩種親本性狀的植物，說明是雜種植株。
③若得到的是具有兩種親本性狀的植物，且一種植物的性狀得到加強，則是多細胞融合體。
④若得到的是只存一種親本性狀的植物，但是性狀得到加強，則是同種細胞融合的結果。
典例2 [2023江蘇南通如東高級中學高二調研]下圖是
“白菜—甘藍”雜種植株的培育過程示意圖。下列說
法不正確的是( )
C
A.過程中需用纖維素酶和果膠酶溶液處理獲得原生質體，且溶液的滲透壓略大于細胞液滲透壓
B.植物體細胞雜交過程中，需用不同濃度的細胞分裂素和生長素培養(yǎng)雜種體細胞
C.最終得到的植株相對于白菜、甘藍，發(fā)生了染色體數(shù)目變異，因此不具有可育性
D.與傳統(tǒng)的有性雜交相比，細胞融合技術的優(yōu)越性在于實現(xiàn)了遠緣雜交
[解析] 最終得到的植株相對于白菜、甘藍，發(fā)生了染色體數(shù)目變異，屬于異源四倍體，可育，C項錯誤。
對點演練3 [2023江蘇南通海安高級中學高二質量檢測]下列關于制備甘藍原生質體的
說法，正確的是( )
D
A.用于制備原生質體的甘藍葉片應先進行滅菌
B.纖維素酶和果膠酶的酶解時間不會影響原生質體的產(chǎn)量
C.原生質體活力可通過質壁分離與復原實驗進行檢查
D.分離出的甘藍原生質體具有全能性，可用于植物體細胞雜交
[解析] 用于制備原生質體的甘藍葉片應先進行消毒，并非滅菌處理，A項錯誤；酶解一定時間后，細胞失去細胞壁的保護，原生質體極易吸水漲破，所以酶解時間會影響原生質體的產(chǎn)量，B項錯誤；原生質體已經(jīng)去除細胞壁，不能發(fā)生質壁分離和復原，C項錯誤；原生質體是裸露的具有生命活性的細胞，具有細胞核、細胞器、細胞質等，因此原生質體具有再生細胞壁、進行連續(xù)分裂并生成完整植株的能力，即具有全能性，可用于植物體細胞雜交，D項正確。
對點演練4 [2022江蘇泰州高級中學高二期中]下列有關植物體細胞雜交的敘述，錯誤
的是( )
B
A.植物體細胞雜交產(chǎn)生的雜種植株的變異類型屬于染色體變異
B.植物體細胞雜交產(chǎn)生的雜種植株一定不具有繁殖能力
C.植物體細胞雜交產(chǎn)生雜種植株的過程中需使用植物組織培養(yǎng)技術
D.植物體細胞雜交能克服遠緣雜交不親和障礙
[解析] 植物體細胞雜交產(chǎn)生的雜種植株含有兩個親本物種的染色體，一般情況下，染色體成對存在，可以正常進行減數(shù)分裂，具有繁殖能力，如白菜—甘藍形成的雜種植株可育，B項錯誤。
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