资源简介

(共27张PPT)
细胞工程
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
概念
细胞经分裂和分化后，仍具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能
原因
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
大小比较
①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞
②植物细胞＞动物细胞
③分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞
条件
离体
一定的营养物质、植物激素、适宜的温度、pH、无菌等外界条件
前提条件
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
技术
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
植物组织培养技术
将离体的植物器官、组织或细胞等，在人工配置的培养基上台，给予合适的条件，诱导其形成完整植株的技术
概念
生殖方式
无性繁殖
分裂方式
有丝分裂
操作过程
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽
接种外植体
以菊花的组织培养为例
外植体消毒
取材
流水冲洗→酒精消毒30s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2～3次。
将消过毒的外植体置于无菌培养皿中
用无菌滤纸吸去表面的水分→用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。
接种
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
诱导愈伤组织
以菊花的组织培养为例
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已分化的细胞失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块。
脱分化
培养基
光照
含有赤霉素、生长素和细胞分裂素比例相等
无光照，避光有利于细胞脱分化
温度
18~22℃
以菊花的组织培养为例
诱导生芽
诱导生根
是指产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。
再分化
实质
基因的选择性表达
光照
需要给予适当强度的光照
光照可以诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。
涉及的生命活动
既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化
以菊花的组织培养为例
诱导生芽
诱导生根
生长素∕细胞分裂素低
生长素∕细胞分裂素高
以菊花的组织培养为例
移栽
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼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。
炼苗
名师解读
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。
2.(2019·全国卷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。
回答下列问题：
(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__________。
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________________________________。
全能性
形成层容易诱导形成愈伤组织　
(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。
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
(或答：再分化)　
(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是________________________
______________________________________________。
(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。
诱导叶绿素的形成，使试
管苗能够进行使试管苗能够进行光合作用
遗传特性
无性
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
概念
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
原理
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
过程
去除细胞壁，获得原生质体
诱导原生质体融合
再生出细胞壁
细胞脱分化，形成愈伤组织
愈伤组织再分化
得到杂种植株进行移栽
植物细胞融合（杂交）技术
植物组织培养技术
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
概念
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
原理
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
过程
去除细胞壁，获得原生质体
诱导原生质体融合
再生出细胞壁
细胞脱分化，形成愈伤组织
愈伤组织再分化
得到杂种植株进行移栽
植物细胞融合（杂交）技术
植物组织培养技术
①去除细胞壁，获得原生质体
去除细胞壁
原生质体
细胞壁以内各种结构的总称,也是组成细胞的一个形态结构单位，活细胞中各种代谢活动均在此进行。
酶解法
利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
②诱导原生质体融合
融合方法
电融合法
离心法
化学法
聚乙二醇（PEG）融合法
高Ga2+_高PH融合法
物理法
③再生出细胞壁
标志着细胞融合完成
生物技术：
植物细胞融合（杂交）技术
原理：
细胞膜的流动性
④细胞脱分化，形成愈伤组织
⑤愈伤组织再分化
⑥得到杂种植株进行移栽
生物技术：
植物组织培养技术
原理：
植物细胞的全能性
得到杂种幼苗
标志着植物细胞杂交技术成功
优点
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和
缺点
只能应用已经存在的性状
技术难以克服，杂交种不一定都出现人们意愿的组合
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
概念
将不同来源的植物体细胞，在一定条件下下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术
原理
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
过程
植物细胞融合
植物组织培养
优点
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和
缺点
只能应用已经存在的性状
技术难以克服，杂交种不一定都出现人们意愿的组合
(1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。
(2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
(3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。
杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。
误区分析
项目 体细胞杂交 P1：2n(Aabb) 与 P2：2m(ccDd)
生殖类型
变异类型
染色体数
染色体组数
基因组成
植物体细胞杂交后代的遗传变化
无性繁殖，育种过程中不遵循孟德尔定律
染色体数目变异
两亲本染色体数之和。2n+2m
两亲本染色体组数之和。2+2
两亲本基因型之和。AabbccDd
植物细胞工程
基础
植物细胞的全能性
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
技术
应用
快速繁殖
作物脱毒
利用植物组织培养技术
优点
高效、快速的实现种苗的大量繁殖
保持作物的优良性状
使用材料少、培养周期短、繁殖率高，合适自动化管理，有利于工厂化生产
选择无毒或低毒的部位进行植物组织培养
植物分生区附近（茎尖）
优点
脱毒作物产量高、品质好
新品种培育
单倍体育种
诱变育种
细胞产物的工厂化生产
细胞产物的工厂化生产
细胞产物
次生代谢产物
次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。
特点：
①植物细胞的次生代谢物含量很低。
②有些产物不能或难以通过化学合成途径得到。
工厂化生产
植物细胞培养技术
细胞产物的工厂化生产
在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
细胞产物工厂化生产
人们利用植物细胞培养技术来获得目标产物的过程。
B
1.(2022·江苏盐城调研)马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因，少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异，野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育，为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂
交的实验研究，过程如
下图所示。下列有关叙
述正确的是(　　)
A.在低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理A和B以获得两种原生质体
B.培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异
C.过程②的培养基中需添加等量的生长素类和赤霉素类植物生长调节剂
D.③为再分化过程，可用 DNA 分子杂交技术鉴定植株的抗病性状
1.(2021·福建卷，11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是(　　)
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
D
重温真题
2.(2021·江苏卷，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是(　　)
A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
D
限时强化练
3.(2023·河北承德质检)科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。下列相关叙述正确的是(　　)
C
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育的脱毒苗具有抗病毒的能力
C.实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低
D.根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60 mm
5.(2023·广东惠州质检)实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(　　)
A.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B.可利用电融合、离心等方法诱导原生质体融合
C.可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D.若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
D

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