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(共31张PPT)
(1)原理和方法：应用　　　　　、　　　　　和　　　　　等多学科的原理和方法。
(2)操作水平：　　　水平、　　水平或　　水平。
(3)目的：获得特定的　　　　　　　　　　　　　　　。
细胞生物学
分子生物学
发育生物学
细胞器
细胞
组织
细胞、组织、器官、个体或其产品
细胞工程
植物细胞工程
动物细胞工程
第3讲
植物细胞工程
高中生物一轮复习 第十单元
01
细胞的全能性
产生完
整生物体
分化成其他各种细胞
生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
所有的细胞都
表现出全能性
选
择性地表达
蜜蜂受精卵发育成工蜂、卵细胞发育成雄峰、一粒玉米种子长成一棵植物，均体现了细胞的全能性（ ）
×
01
植物组织培养
外植体
有丝分裂
无性生殖
细胞的全能性
（1）概念：是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
（2）生殖方式：
(3）分裂方式：
(4)原理：
01
植物组织培养
（5）植物组织培养的流程
不定形的薄壁组织团块
脱分化
再分化
失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
再分化
遮光
光照
01
植物组织培养
01
植物组织培养
01
植物组织培养
(2)探究实践——菊花的组织培养
取材 消毒 ①用　　充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用 ，然后立即用 ；再用　　　　溶液处理30 min后，立即用 ；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段
接种 将外植体的1/3～1/2插入诱导　　　　的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织
流水
次氯酸钠
愈伤组织
转接 ①将生长良好的愈伤组织转接到　　　　　培养基上；②长出芽后再转接到　　　　　
培养基上，进一步诱导形成试管苗
移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土
诱导生芽的
诱导生根的
酒精消毒30 s
无菌水清洗2～3次
无菌水清洗2～3次
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
典题演练 破解高考
（2022 浙江 T23）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培须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．组培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
D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
√
2.(2019·全国Ⅲ，38)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。
①　　　　　②　　　　　 ③
④　　　　 ⑤　　　　　　⑥
(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_______________________
______________。
全能性(或形成完整植株所
需的全部基因)
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________________
_________。
形成层容易诱导形成
愈伤组织
①　　　　　②　　　　　 ③
④　　　　 ⑤　　　　　　⑥
(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________
_____________________________________________________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的 过程，最终可形成试管苗。
诱导愈伤组织形成
和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
分化(或再分化)
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是______________________________
_______________。
诱导叶绿素的形成，使试管苗能
够进行光合作用
①　　　　　②　　　　　 ③
④　　　　 ⑤　　　　　　⑥
(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的 ，这种繁殖方式属于 繁殖。
遗传特性
无性
A细胞
B细胞
纤维素酶果胶酶
去壁
酶解法
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法等
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合（流动性）
植物组织培养（植物细胞的全能性）
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
去壁
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
02
植物体细胞杂交技术
1
概念：
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成　　　　，并把杂种细胞培育成　　　　的技术。
杂种细胞
新植物体
流动性
植物细胞的全能性
体细胞杂交利用了细胞膜的　　　，杂种细胞培育成杂种植株利用了　　　　　　　　。
2
原理：
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
3
原理：
4
意义：
02
植物体细胞杂交技术
(1)两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？
提示　不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。
(2)上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？
　线粒体和高尔基体。
02
植物体细胞杂交技术
(3)若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则：
①上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？
杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
②上述所获得杂种植株应为　　　　　，其体细胞中染色体数为_______
条，基因型为 ， 个染色体组。
③上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于　　　植株。
④上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？
异源四倍体
(2x＋2y)
AabbccDd
单倍体
4
　植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
归纳拓展
02
植物体细胞杂交技术
1．自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析不正确的是 (　 )
A．调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B．春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
D．通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状可能不一致
答案：B　
　　源于选择性必修3 P36“正文”：“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯的主要原因是____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。
生物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—马铃薯杂交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，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
源于选择性必修3 P38“练习与应用”2题拓展:科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？
提示：纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞的细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
典题演练 破解高考
考向　植物体细胞杂交技术
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，流程如右图。下列相关叙述错误的是
典题演练 破解高考
A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中
B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体
　活动明显增强
C.可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞
D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
√
等渗略高于
（2023.1 浙江）
再生植株
叶片
纤维素
终止原生质体融合
细胞质、细胞核
血细胞计数板
典题演练 破解高考
（2023.1 浙江）
一个融合原生质体
ABD
再分化
根和芽
02
植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
高效、快速地实现种苗的大量繁殖
保持优良品种的遗传特性
用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。
1.植物繁殖的新途径
植物顶端分生区附近(如茎尖)
“ 脱毒 ”≠ 抗毒 ”
2.作物新品种的培育：单倍体育种、　　　的利用。
突变体
3.人工种子
主要成分包括无机盐、糖类和蛋白质等
02
植物细胞工程的应用
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、___
和 等几类物质。
有利于胚状体进行呼吸作用
矿
糖
质元素
4.(2019·全国Ⅱ，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题：
(1)植物细胞培养：是指在　　条件下对 进行培养使其 　　
的技术。
4.细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
离体
增殖
植物代谢
初生代谢
生物生长生存所必需的代谢活动
产物：如糖类、脂质、蛋白质、核酸等
产物：一类小分子有机化合物
非生物生长所必需，在特定条件下进行
次生代谢
单个植物细胞或细胞团
(2)过程：
植物细胞培养的原理是利用了植物细胞的全能性（ ）
×
02
植物细胞工程的应用
5.(不定项)花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，下列有关叙述错误的是
A.花粉植株培育的原理是花粉粒细
　胞具有全能性，其技术是植物组
　织培养
B.过程③是细胞再分化，其根本原
　因是基因的选择性表达
C.四种培养基中所含植物激素的种类和比例相同
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体
√
√

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