高考生物一轮复习：第讲植物细胞工程教学课件
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高考生物一轮复习PPT课件： 第3讲 植物细胞工程ppt
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(4)以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒特点。( × ) [解析] 以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗病毒含量低，但不具有抗病毒 特点。
高考生物一轮复习PPT课件： 第3讲 植物细胞工程ppt
植物的 组织培养
B
2016 年 T9、 正确从植物体细胞杂交流程图中找 的原理和操
T28；2015 年 出操作的原理和目的；
作步骤，并进
T20；2014 年 科学探究：比较脱分化、再分化的区 行比较和归
T29 别，能够熟练分析植物细胞工程有关 纳
的实பைடு நூலகம்设计
栏 目 导 航
过基础 ·自我排查 抓核心 ·解疑释惑 验效果 ·随堂演练
效、快速地实现大量繁殖
①的植新物途繁径殖作物织脱，毒培：养利获用得分脱生毒区苗附近如茎尖组
人工种子：__胚___状__体___、不定芽、顶芽和腋
芽等，包上人工种皮制成
②作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。 ③细胞产物的工厂化生产：如人参皂苷干粉的生产。需培养到_愈___伤___组___织阶 段。
①一般来说，细胞的分化程度越高，细胞的全能性相对越小； 全能性大小
②受精卵>生殖细胞>体细胞，植物细胞>动物细胞
体现条件
①脱离母体；②营养条件；③ 一定的植物激素(如生长素和细胞分 裂素)；④ 环境条件：无菌、适宜的温度、光照
不表达的原因 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达
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第十三单元 现代生物科技专题
第3讲 植物细胞工程
析考情·明确考向
考查内容 等级要求 五年考情
素养体现
复习指导
生命观念：简述植物细胞的全能性，
掌握植物组织培养的过程和方法； 掌握植物组
2018 年 T8； 科学思维：比较区别植物组织培养与 织培养、植物
2017 年 T27； 植物体细胞杂交的过程与方法，能够 体细胞杂交
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[解析] 为了防止微生物污染，过程①所用的花药在体积分数为 70%的乙醇中浸 泡 30 s；培养基中添加生长素以利于根的分化，细胞分裂素利于芽的分化；过程③逐 步分化的植株已经用秋水仙素处理，可筛选获得纯合的二倍体；炼苗后的植株应移 栽到大田。
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[解析] 外植体脱分化形成愈伤组织不需要光照；绿色叶片和白色花瓣是细胞分 化的结果，遗传物质并没有改变，所以两者进行组织培养均能获得试管苗；花粉是 经减数分裂形成的，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培 养得到的植株属于单倍体，其基因型不同于原植株；植物组织培养的原理是细胞的 全能性，所以所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核，但不一定要有叶绿体。
A. 为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为 70%的乙醇中浸泡 30 min
B. 过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C. 过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 D. 过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
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琼脂
凝固剂
(2)类型：MS 培养基(植物组织培养基)、发芽培养基和生根培养基。
(3)作用：为植物组织或器官生长和发育提供营养条件。
(4)制备：配制各种母液→配制培养基→灭菌。
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4. 植物组织培养与月季花药离体培养的区别
④⑤ __植___物__组___织___培__养
经脱分化、再分化后获得杂种植物
(3)意义：克服生物_远___缘___杂__交___不___亲的和障碍，培育种间甚至属间杂种植物。
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1. 判断下列说法的正误： (1)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。( × ) [解析] 高度分化的植物细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性。 (2)植物组织培养的目的都是获得完整的植株。( × ) [解析] 植物组织培养的目的不一定是获得完整的植株，也可能是获得细胞代谢 产物。 (3)植物组织培养中的能源物质有蔗糖和细胞分裂素。( × ) [解析] 植物组织培养过程中培养基中的细胞分裂素不是能源物质。
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抓核心 ·解疑释 惑
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考点一 植物组织培养技术
核心提炼
1. 对细胞全能性的理解
(7)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
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命题研究 _植物组织培养的过程 (2018·江苏卷)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花 药育种过程的示意图，下列叙述正确的是( C )
5. 植物繁殖的新途径比较
繁殖途径 微型繁殖技术 作物脱毒
制造人工种子
材料
离体的植物组织、 植物的分生组
器官、细胞
织，如茎尖
胚状体、人工胚乳和 人工种皮
①能保持亲本的一
①可使在自然条件下不结实或种子昂
切优良性状；
贵的植物得以繁殖，并能节约大量的
优点
②可以快速大量的 培育新个体，有利 于进行工厂化培 养； ③ 选材少，周期
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3. 植物体细胞杂交技术 (1)原理：细胞膜的___流___动__性__、植物细胞的___全___能__性__。 (2)流程示意图及分析
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3. 植物组织培养的培养基
(1)主要成分
成分
作用
无机营养
提供植物细胞生活所必需的无机盐和水
蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；氨基酸和维生素满足离体植物细胞的 有机营养
特殊营养需求
激素
生长激素和细胞分裂素诱导脱分化和再分化
获得的脱毒幼 苗不含病毒， 可大大提高农 作物产量
粮食； ②可以保持亲本的优良性状； ③ 人工种子可以实现工厂化生产，使 生产不受季节、气候和地域的限制； ④ 人工胚乳中除了含有营养物质外，
短，便于自动化管
还可添加各种附加成分，有利于幼苗
理
茁壮成长，提高作物产量
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过基础 ·自我排 查
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一、 细胞工程的概念
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2. 脱分化和再分化的比较
内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→胚状体
形成体特点
排列疏松、无规则、高度液泡 化的薄壁细胞
有根、芽
离体
适宜的营养
条件 生长素/细胞 分裂素
比例适中
比例高，诱导根的形成；比例 低，诱导芽的形成
光照
不需要
需要
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归纳总结
生长激素和细胞分裂素不同使用顺序对结果的影响
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
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(2018·扬州一模)以某植物的绿色叶片和白色花瓣为材料进行植物组织培 养，下列相关叙述正确的是( B )
A. 外植体脱分化形成愈伤组织的过程需要生长调节剂和光照 B. 绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养均能获得试管苗 C. 若选用花粉进行组织培养，能获得与原植株基因型相同的个体 D. 组织培养所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核和叶绿体
比较项目
植物组织培养
花药离体培养
开始不需要光照，幼小植株形成后需要光 光照条件 有的需每日用日光灯照射 12 h
照
外植体
体细胞
生殖细胞(花粉粒)
生殖方式
无性生殖
有性生殖
培养结果
正常的可育植株
高度不育的单倍体，秋水仙素处理后可育
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2. 请思考下列问题： (1)植物组织培养过程中愈伤组织的细胞有什么特点？愈伤组织有什么用处？ [答案] 愈伤组织的细胞泡状，薄壁、排列疏松，细胞分裂旺盛。用处：①进行 再分化成整个植物体；②分化成胚状体制作人工种子；③ 继续分裂状态，从愈伤组 织中提取细胞产物；④ 对愈伤组织进行人工诱导获得突变体。 (2)为什么要在避光条件下培养愈伤组织？ [答案] 对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波 长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。 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，如果在光照条件下 容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
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(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从 愈伤组织中获取产物。
(6)细胞产物的工厂化生产中，用液体培养基培养愈伤组织的细胞，培养过程中 可加以搅拌，一是增加培养液中氧的溶解量；二是利于细胞与培养液充分接触。
_植物组织培养的应用 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，被广泛应用于社会生产，下列 相关说法错误的是( A ) A. 人工种子常使用人工薄膜作为种皮包被植物愈伤组织制作而成 B. 植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物 C. 作物脱毒常选取植物的茎尖，因为该处病毒较少或无病毒 D. 植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和 PEG 法 [解析] 人工种子常使用人工薄膜作为种皮包被胚状体制成，A 错误。
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步骤 操作或说明
①
去壁
__纤__维___素___酶___、__果___胶__等酶分解细胞壁
② 原生质体_融___合_
物理方法：离心、振动、电刺激等； 化学方法：用_聚___乙___二__醇___(_P__E作G诱)导剂
③
再生壁
高尔基体、线粒体活跃
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易错提醒 (1)具有全能性≠体现(实现)全能性 ①具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性。 ②体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。 (2)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物 的茎、叶和成熟的组织则较难。 (3)对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。 (4)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成 本高。
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2. 植物组织培养 (1)原理：___植___物__细___胞___的__全___能_。性 (2)流程
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(3)应用
微型繁殖：保持优良品种的遗传特性，高
二、 植物细胞工程 1. 植物细胞的全能性
特点 原因 全能 性表 达的 条件
发育起点：细胞；终点：_完__整___生___物_ 体 细胞内含有本物种的__全___部__遗___传___信__息
具有完整的细胞结构 _离___体_状态
一定的营养、__激__素__等
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(4)以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒特点。( × ) [解析] 以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗病毒含量低，但不具有抗病毒 特点。
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植物的 组织培养
B
2016 年 T9、 正确从植物体细胞杂交流程图中找 的原理和操
T28；2015 年 出操作的原理和目的；
作步骤，并进
T20；2014 年 科学探究：比较脱分化、再分化的区 行比较和归
T29 别，能够熟练分析植物细胞工程有关 纳
的实பைடு நூலகம்设计
栏 目 导 航
过基础 ·自我排查 抓核心 ·解疑释惑 验效果 ·随堂演练
效、快速地实现大量繁殖
①的植新物途繁径殖作物织脱，毒培：养利获用得分脱生毒区苗附近如茎尖组
人工种子：__胚___状__体___、不定芽、顶芽和腋
芽等，包上人工种皮制成
②作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。 ③细胞产物的工厂化生产：如人参皂苷干粉的生产。需培养到_愈___伤___组___织阶 段。
①一般来说，细胞的分化程度越高，细胞的全能性相对越小； 全能性大小
②受精卵>生殖细胞>体细胞，植物细胞>动物细胞
体现条件
①脱离母体；②营养条件；③ 一定的植物激素(如生长素和细胞分 裂素)；④ 环境条件：无菌、适宜的温度、光照
不表达的原因 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达
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第十三单元 现代生物科技专题
第3讲 植物细胞工程
析考情·明确考向
考查内容 等级要求 五年考情
素养体现
复习指导
生命观念：简述植物细胞的全能性，
掌握植物组织培养的过程和方法； 掌握植物组
2018 年 T8； 科学思维：比较区别植物组织培养与 织培养、植物
2017 年 T27； 植物体细胞杂交的过程与方法，能够 体细胞杂交
高考生物一轮复习PPT课件： 第3讲 植物细胞工程ppt
[解析] 为了防止微生物污染，过程①所用的花药在体积分数为 70%的乙醇中浸 泡 30 s；培养基中添加生长素以利于根的分化，细胞分裂素利于芽的分化；过程③逐 步分化的植株已经用秋水仙素处理，可筛选获得纯合的二倍体；炼苗后的植株应移 栽到大田。
高考生物一轮复习PPT课件： 第3讲 植物细胞工程ppt
[解析] 外植体脱分化形成愈伤组织不需要光照；绿色叶片和白色花瓣是细胞分 化的结果，遗传物质并没有改变，所以两者进行组织培养均能获得试管苗；花粉是 经减数分裂形成的，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培 养得到的植株属于单倍体，其基因型不同于原植株；植物组织培养的原理是细胞的 全能性，所以所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核，但不一定要有叶绿体。
A. 为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为 70%的乙醇中浸泡 30 min
B. 过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C. 过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体 D. 过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
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琼脂
凝固剂
(2)类型：MS 培养基(植物组织培养基)、发芽培养基和生根培养基。
(3)作用：为植物组织或器官生长和发育提供营养条件。
(4)制备：配制各种母液→配制培养基→灭菌。
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4. 植物组织培养与月季花药离体培养的区别
④⑤ __植___物__组___织___培__养
经脱分化、再分化后获得杂种植物
(3)意义：克服生物_远___缘___杂__交___不___亲的和障碍，培育种间甚至属间杂种植物。
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高考生物一轮复习PPT课件： 第3讲 植物细胞工程ppt
1. 判断下列说法的正误： (1)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。( × ) [解析] 高度分化的植物细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性。 (2)植物组织培养的目的都是获得完整的植株。( × ) [解析] 植物组织培养的目的不一定是获得完整的植株，也可能是获得细胞代谢 产物。 (3)植物组织培养中的能源物质有蔗糖和细胞分裂素。( × ) [解析] 植物组织培养过程中培养基中的细胞分裂素不是能源物质。
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抓核心 ·解疑释 惑
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考点一 植物组织培养技术
核心提炼
1. 对细胞全能性的理解
(7)人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。
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命题研究 _植物组织培养的过程 (2018·江苏卷)花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花 药育种过程的示意图，下列叙述正确的是( C )
5. 植物繁殖的新途径比较
繁殖途径 微型繁殖技术 作物脱毒
制造人工种子
材料
离体的植物组织、 植物的分生组
器官、细胞
织，如茎尖
胚状体、人工胚乳和 人工种皮
①能保持亲本的一
①可使在自然条件下不结实或种子昂
切优良性状；
贵的植物得以繁殖，并能节约大量的
优点
②可以快速大量的 培育新个体，有利 于进行工厂化培 养； ③ 选材少，周期
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3. 植物体细胞杂交技术 (1)原理：细胞膜的___流___动__性__、植物细胞的___全___能__性__。 (2)流程示意图及分析
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3. 植物组织培养的培养基
(1)主要成分
成分
作用
无机营养
提供植物细胞生活所必需的无机盐和水
蔗糖提供碳源，维持细胞渗透压；氨基酸和维生素满足离体植物细胞的 有机营养
特殊营养需求
激素
生长激素和细胞分裂素诱导脱分化和再分化
获得的脱毒幼 苗不含病毒， 可大大提高农 作物产量
粮食； ②可以保持亲本的优良性状； ③ 人工种子可以实现工厂化生产，使 生产不受季节、气候和地域的限制； ④ 人工胚乳中除了含有营养物质外，
短，便于自动化管
还可添加各种附加成分，有利于幼苗
理
茁壮成长，提高作物产量
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过基础 ·自我排 查
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一、 细胞工程的概念
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2. 脱分化和再分化的比较
内容
脱分化
再分化
过程
外植体→愈伤组织
愈伤组织→胚状体
形成体特点
排列疏松、无规则、高度液泡 化的薄壁细胞
有根、芽
离体
适宜的营养
条件 生长素/细胞 分裂素
比例适中
比例高，诱导根的形成；比例 低，诱导芽的形成
光照
不需要
需要
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归纳总结
生长激素和细胞分裂素不同使用顺序对结果的影响
使用顺序
实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素
有利于细胞分裂，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
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(2018·扬州一模)以某植物的绿色叶片和白色花瓣为材料进行植物组织培 养，下列相关叙述正确的是( B )
A. 外植体脱分化形成愈伤组织的过程需要生长调节剂和光照 B. 绿色叶片和白色花瓣作为外植体，进行组织培养均能获得试管苗 C. 若选用花粉进行组织培养，能获得与原植株基因型相同的个体 D. 组织培养所选用的外植体细胞必须有完整的细胞核和叶绿体
比较项目
植物组织培养
花药离体培养
开始不需要光照，幼小植株形成后需要光 光照条件 有的需每日用日光灯照射 12 h
照
外植体
体细胞
生殖细胞(花粉粒)
生殖方式
无性生殖
有性生殖
培养结果
正常的可育植株
高度不育的单倍体，秋水仙素处理后可育
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2. 请思考下列问题： (1)植物组织培养过程中愈伤组织的细胞有什么特点？愈伤组织有什么用处？ [答案] 愈伤组织的细胞泡状，薄壁、排列疏松，细胞分裂旺盛。用处：①进行 再分化成整个植物体；②分化成胚状体制作人工种子；③ 继续分裂状态，从愈伤组 织中提取细胞产物；④ 对愈伤组织进行人工诱导获得突变体。 (2)为什么要在避光条件下培养愈伤组织？ [答案] 对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波 长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。 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，如果在光照条件下 容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
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(5)利用植物组织培养生产细胞产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从 愈伤组织中获取产物。
(6)细胞产物的工厂化生产中，用液体培养基培养愈伤组织的细胞，培养过程中 可加以搅拌，一是增加培养液中氧的溶解量；二是利于细胞与培养液充分接触。
_植物组织培养的应用 植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，被广泛应用于社会生产，下列 相关说法错误的是( A ) A. 人工种子常使用人工薄膜作为种皮包被植物愈伤组织制作而成 B. 植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物 C. 作物脱毒常选取植物的茎尖，因为该处病毒较少或无病毒 D. 植物细胞融合中常用的融合手段有离心、振动、电激和 PEG 法 [解析] 人工种子常使用人工薄膜作为种皮包被胚状体制成，A 错误。
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步骤 操作或说明
①
去壁
__纤__维___素___酶___、__果___胶__等酶分解细胞壁
② 原生质体_融___合_
物理方法：离心、振动、电刺激等； 化学方法：用_聚___乙___二__醇___(_P__E作G诱)导剂
③
再生壁
高尔基体、线粒体活跃
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易错提醒 (1)具有全能性≠体现(实现)全能性 ①具有全能性：理论上，具有细胞核的活细胞都具有全能性。 ②体现全能性：只有发育成完整个体，才能说明实现了细胞的全能性。 (2)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞易脱分化，而植物 的茎、叶和成熟的组织则较难。 (3)对外植体要进行消毒处理，而对各种器械要彻底灭菌。 (4)植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成 本高。
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2. 植物组织培养 (1)原理：___植___物__细___胞___的__全___能_。性 (2)流程
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(3)应用
微型繁殖：保持优良品种的遗传特性，高
二、 植物细胞工程 1. 植物细胞的全能性
特点 原因 全能 性表 达的 条件
发育起点：细胞；终点：_完__整___生___物_ 体 细胞内含有本物种的__全___部__遗___传___信__息
具有完整的细胞结构 _离___体_状态
一定的营养、__激__素__等
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