高中生物必修3课件211植物细胞工程的基本技术选修3

体细胞(全能性较低)。
②未分化或分化程度低的细胞＞分化程度高的体细胞。
③植物细胞＞动物细胞；增殖细胞＞不增殖的细胞。
④随着细胞分化的程度不断提高，细胞的全能性逐渐减小。
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2．植物组织培养的过程 外 植 体 ( 离 体 的 植 物 器 官 、 组 织 或 细 胞 ) ―脱―分――化→愈 伤 组 织
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(3)植物激素比值的控制 诱导分化的重要激素是细胞分裂素和生长素。细胞分裂素与生长 素的比值：小于1时：促进根的形成；大于1时：促进芽的形成； 等于1时：愈伤组织不分化，继续形成新的愈伤组织。 特别提醒 在植物组织培养过程中，如果发现培养物被污染，特 别是真菌污染，不要直接翻开瓶盖进展清理，而要先经过高压蒸 汽灭菌后，再翻开培养瓶进展清理。
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1．植物细胞的全能性
(1)原因：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需
要的全部基因。
(2)表达：在适合条件(如离体状态等)下，有些分化的细胞能
恢复分裂、重新分化并发育成完整的新个体。
(3)全能性大小比较：
①受精卵(全能性最高)＞卵细胞(也具有较高的潜在全能性)＞
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思维导图：
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深度剖析 (1)D→F的过程说明细胞具有全能性，杂种植株具有 的性状是基因选择性表达的结果。(2)但凡由未受精的配子发育 而成的个体都是单倍体。(3)应注意实验设计的对照原那么、等 量原那么及单一变量原那么。 答案 (1)细胞的全能性 基因选择性表达 (2)单 (3)①长势相似的普通“白菜—甘蓝〞 ②昆虫幼虫 ③甲、乙 植株上昆虫幼虫均正常生活 甲植株上昆虫幼虫死亡，乙植株上 昆虫幼虫正常生活(②、③其他答案合理也可)
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答案 (1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)纤维素酶和果 胶酶 (3)3 细胞分裂素 生长素 (4)脱分化 再分化 叶绿体 (5)花药离体培养 秋水仙素
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植物细胞的全能性
【例1】 如图为植物组织培养过程，有关说法不正确的选项是 ( )。
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【稳固2】 利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯〞杂种植 株，实验过程如以下图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想 象中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物〞。
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(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质 体融合和________技术，该技术的理论根底是 ____________________________________________。 (2)图中①步骤所示植物细胞用________除去细胞壁， 别离出有活力的原生质体。 (3)图中②过程细胞两两融合时，可出现________种融 合细胞，要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有 ________和________两类激素。
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解析 (1)植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用到植物组 织培养技术，其理论根底是植物细胞的全能性。 (2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此除去细胞壁时，为 别离出有活力的原生质体，利用酶的专一性，即用纤维素酶和果 胶酶可以特异性地去除细胞壁。 (3)甲、乙两种细胞融合时，可能会出现三种情况：甲、甲融合， 乙、乙融合，甲、乙融合，其中甲、乙融合类型的细胞才是最终 需要的杂种细胞，植物组织培养过程中需要的激素主要是生长素 和细胞分裂素。 (4)杂种细胞经脱分化和再分化过程形成完整植株，愈伤组织再 分化成幼苗时需要光照合成叶绿素以进展光合作用。 (5)二倍体的单倍体植株一般不可育，需用秋水仙素处理使染色 体加倍才可育。
电激 等 作诱导剂来诱导
成功标志： 杂种细胞再生出细胞壁
(3)杂种细胞通过组织培养产生 杂种植株
。
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3．意义 抑制了
远缘杂交不亲和
的障碍。
[思维激活2] 科学家通过体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝〞
为什么能表现出两种植物的遗传性状？融合成的杂种细胞内
染色体组成有何特点？
并把杂种细胞培养成新的 植物体 的技术。
2．过程 (1)原生质体的制备：去除
细胞壁
，别离出有活力
的 原生质体 (去除细胞壁后的植物细胞)。目前最常用的去
除细胞壁的方法是酶解法，即用 纤维素酶 、果胶酶 等分
解植物细胞的细胞壁。
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(2)原生质
原理： 细胞膜的流动性 体的融合方法化物学理法法：：用离心聚、乙振二动醇、
高中生物必修3课件211植物细胞 工程的基本技术选修3
2．1 植物细胞工程 2．1.1 植物细胞工程的根本技术
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课程标准 简述植物的组织培养。 课标解读 1.了解细胞工程的含义。 2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。 3.理解植物体细胞杂交技术的过程。
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【稳固1】 1858年，美国科学家斯图尔德应用植物组织培养技术，
将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进展离体培养，最终发育
成完整的新植株(如右图)。以下关于这一科学事实表达中，
错误的选项是
( )。
①该实验证明了植物细胞具有全能性 ②此种生殖产生的后
代有广泛的变异 ③韧皮部细胞通过减数分裂增加数目 ④
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2．操作流程 步骤
原生质体 的获得
杂种细胞 的形成
图解
做法 酶解法(纤维素酶、果胶酶)去除 细胞壁，得到原生质体
通过一定的技术手段(电激、聚 乙二醇诱导等)进行人工诱导实 现原生质体的融合
杂种植株 的产生
对杂种细胞，用植物组织培养 的方法进行培育
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此种生殖产生的后代能保持亲本的性状
A．②
B．②③
C．②④
D．③④
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解析 体细胞组织培养属于无性生殖，其后代能保持亲本的性状， 变异性小；体细胞不能进展减数分裂。 答案 B
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植物体细胞杂交技术
1．概念
将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 杂种细胞 ，
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植物组织培养技术
1．细胞工程的含义
原理和方法 操作水平
细胞生物学 和 分子生物学 . 细胞 水平或 细胞器 水平
目的 分类
按照人的意愿来改变细胞内的 遗传物质或 获得 细胞产品 .
植物 细胞工程和 动物 细胞工程
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(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤ ________过程。其中⑤过程必须给予光照，其原因是________能 利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。 (5)利用马铃薯和番茄的________得到单倍体植株，然后取单倍体 植株细胞进展体细胞杂交，再用________处理之后也可得到可育 的“番茄—马铃薯〞杂种植株。
2.细胞的全能性 (1)定义：具有某种生物 全部遗传信息 的任何一个细胞，都具 有发育成 完整生物体 的潜能。 (2)植物细胞全能性实现的条件：离体 、提供适宜的营养条件。 (3)影响全能性表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞 中的基因会有 选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的 不同组织和器官。
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①取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝〞植株甲上，再 取等量生活状态根本一致的昆虫幼虫放在________植株乙上。 ②适宜条件下培养一段时间后，分别观察________的生活情况。 ③假设____________________，说明甲植株的抗虫基因未得到 表达；假设_________________，说明甲植株的抗虫基因得到 表达。
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3.应用 植物体细胞杂交抑制了植物远缘杂交不亲和的障碍，在培育作 物新品种方面具有广阔的应用前景。如科学家已经培育出了白 菜—甘蓝、烟草—海岛烟草等种间杂种。
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特别提醒 (1)植物体细胞杂交的目的是培育杂种植株；细胞融 合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。参与细胞壁再生的细胞 器有高尔基体、线粒体等。 (2)植物体细胞杂交育种的优点是抑制了远缘杂交不亲和的种间 或属间障碍，缺点是目前仍有许多理论与技术问题没有解决，还 不能让杂种植株表现出人们所需要的所有性状。 (3)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生殖细胞的 形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异。
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A．B试管中细胞全能性最高 B．D试管中培育出的个体都是纯合子 C．A→B的过程不需要光照 D．A→D的细胞分裂都是有丝分裂 思维导图：
深度剖析 试管中的试管苗来源一样，都是通过植物组织培养培 育而成的，植株的基因型一样，但不一定是纯合子。 答案 B
―再――分―化―→ 根、芽→植物体。
名称
过程
形成体特点 培养基
脱分化
由外植体脱 分化为愈伤 组织
排列疏松、高 度液泡化的薄 壁细胞团
生长素与 细胞分裂 素的比例 适中
光 避光
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再分化
由愈伤组织 分化为幼苗 或胚状结构
有根、芽或有生 上述比 根发芽的能力 例小
营养生长 生殖生长
发育成完整 的植物体
由根、茎、叶、 花、果实、种子 组成
自身产 生各种 激素
需光 需光
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3.组织培养的影响因素 (1)灭菌 ①所有的实验用具严格灭菌。 ②接种过程严格的无菌操作。 (2)严格控制光照 在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的阶段一 定要有光照。因为愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱 分化，产生愈伤组织，假设有光照那么容易分化产生维管组织， 不利于产生大量的愈伤组织。
提示 体细胞杂交培育而成的“白菜—甘蓝〞具有两个亲本
的遗传物质，因此能表现出两种植物的遗传性状；植物体细
胞杂交后，染色体组数是两个物种的总和，形成异源多倍体。
因为细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上
讲均是可育的，但育性会降低。
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1．植物体细胞杂交的原理 细胞膜的流动性(植物体细胞杂交)、植物细胞的全能性(植物 组织培养)。
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3．植物组织培养 (1)理论根底： 植物细胞的全能性 。 (2)前提： 离体 的植物器官、组织、细胞。 (3)条件： 无菌 和人工控制条件下、人工配制的培养基上、 适宜的营养条件。 (4)结果：诱导产生 愈伤组织、丛芽，最终形成完整植株。
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植物体细胞杂交技术
【例2】 科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝〞杂种植株， 如下图，请据图答复以下问题。
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(1)由D形成F过程所依据的原理是________，从本质上讲，“白 菜—甘蓝〞杂种植株具有的性状是________的结果。 (2)假设“白菜—甘蓝〞杂种植株为四倍体，那么该植株的花粉 经离体培养得到的植株是________倍体。 (3)“白菜—甘蓝〞杂种植株的食用局部是叶，但叶又易受昆虫危 害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的 “白菜—甘蓝〞植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是 否表达。
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[思维激活1] 为什么在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现 出全能性？植物的种子能发育成完整的植株，是否表达了细 胞的全能性？为什么？ 提示 在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因进展选择 性表达；植物的种子发育成完整植株并未表达细胞的全能性， 因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植物体的幼体， 发育成完整植株的过程，相当于植物的长大。