高中生物选修3-植物细胞工程
高中生物选修知识点简单框架
高中生物选修知识点简单框架一、细胞工程1. 植物细胞工程植物组织培养理论基础是植物细胞的全能性。
就是说植物的每个细胞都有发育成完整植株的潜能呢。
比如我们可以取植物的一个叶片细胞，在合适的条件下，就能让它长成一棵新的植株。
这过程中，得有脱分化和再分化的步骤。
脱分化就是让已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，变成愈伤组织，这愈伤组织就像个未分化的小团子。
再分化呢，就是让这个愈伤组织重新分化成根、芽等器官。
这里面需要的条件可不少，像无菌环境就超级重要，要是有细菌啥的混进去，那植物细胞可就长不好啦。
还得有合适的营养物质，像各种矿质元素啦，有机物啦。
另外，植物激素也起着关键作用，像生长素和细胞分裂素，它们的比例不同，就会影响植物细胞的分化方向哦。
植物体细胞杂交这是把不同种的植物体细胞融合在一起的技术。
首先得用酶解法去掉植物细胞的细胞壁，让它们变成原生质体。
这个过程就像是给植物细胞“脱衣服”，得用纤维素酶和果胶酶。
然后呢，用物理或者化学的方法让这些原生质体融合。
物理方法有离心、振动、电激等，化学方法可以用聚乙二醇（PEG）。
融合之后得到的杂种细胞，再通过植物组织培养的方法，就能培育出杂种植株啦。
不过这个过程也不是一帆风顺的，融合后的杂种细胞可能会出现不亲和的情况，就像两个人合不来一样，不能正常发育成植株。
2. 动物细胞工程动物细胞培养这是从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖的技术。
这里面，首先得用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶把组织块分散成单个细胞，就像把一团东西打散成一个个小颗粒。
然后把这些细胞放到培养瓶里，在合适的温度、pH和气体环境下培养。
动物细胞培养的条件很苛刻呢，它需要有血清这种营养成分，因为血清里含有很多细胞生长需要的因子。
而且动物细胞培养是有代次限制的，一般传代到一定次数后，细胞就会出现衰老、死亡的现象。
动物细胞核移植这个技术可神奇啦，就是把动物的一个体细胞的细胞核移植到一个去掉细胞核的卵母细胞中。
人教版高中生物选修3知识点整理及重点题型梳理植物细胞工程植物克隆技术
精品文档用心整理人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习常考知识点植物细胞工程（植物克隆技术）【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、体验植物组织培养技术。
3、列举植物细胞工程的实际应用。
【要点梳理】要点一：克隆——无性繁殖系【植物细胞工程（植物克隆技术）369167 克隆】1.分子水平的克隆:DNA 复制上很多碱基序列相同的DNA2.细胞水平的克隆细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞3.个体水平的克隆组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体要点二：植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性（1）遗传基础生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的，因而都含有生物体的一整套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。
（2）不能表现的原因在生物体上不能表现出其全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。
2.植物细胞表现其全能性的条件（1）脱离母体。
（2）植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素（如生长素、细胞分裂素），这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。
（3）在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。
3．植物组织培养（1）过程：在无菌条件下，将植物体的器官或组织片段（如芽、根尖或花药）切下来，放在适当的人工培养基上进行离体培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。
这种组织的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。
原来已经分化，并且具有一定功能的体细胞（或性细胞），丧失了原有的结构和功能，又重新恢复了分裂功能，叫做细胞的脱分化。
将处于脱分化状态的愈伤组织，移植到合适的培养基上继续培养（在适当的光照、温度等条件下）愈伤组织就会重新进行分化，产生出植物的各种组织和器官（如根、茎、叶等），进而发育成一棵完整的植株，这个过程叫做植物细胞的再分化。
高中生物选修3植物细胞工程知识点
高中生物选修3植物细胞工程知识点1.细胞脱分化：就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
2.愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞团。
3.外植体：用于植物组织培养的离体器官组织或细胞。
4.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，也就是说，每个细胞都具有全能性的特点。
5.全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而不是全部基因。
6.全能性表达的标志：已分化的细胞形成完整的个体，若只是形成某种组织器官，则不能体现全能性。
7.全能性的高低比较：（1）受精卵>生殖细胞>体细胞（2）体细胞: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（4）幼嫩细胞>衰老细胞（5）分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞8.外植体经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化形成芽和根;芽和根进而形成植株。
9.脱分化过程进行有丝分裂；再分化过程进行有丝分裂的同时也进行分化。
10.植物组织培养：就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
11.植物细胞杂交：就是将不同的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
目的：获得杂种植物体。
用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；杂交过程的关键：原生质体间的融合；人工诱导的方法：包括物理法和化学法，物理法包括：离心、振动、电激；化学法包括：聚乙二醇。
12.植物细胞杂交的优点：（1）打破了物种之间的生殖隔离，实现了远源杂交。
（2）扩大了遗传重组的范围。
13.微型繁殖技术：把用于繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型繁殖技术。
14.人工种子：就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
高中生物选修3精品课件：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
一、植物组织培养技术
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)体现：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)＞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；增殖的细胞＞不增殖的细胞。④随着细胞分化 程度的不断提高，细胞的全能性逐渐减小。
操作水平
细__胞_____水平或__细___胞__器___水平
目的
按照人的意愿来改变细胞内的____遗__传___物_或质获 得_____细__胞__产品
分类
植__物____细胞工程和__动__物___细胞工程
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______条件和激素。 (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。
2．理论上每种活细胞都具有全能性，请分析细胞具有全能性 的原因。 答案 活细胞都具有发育成该物种个体所需的全套遗传物 质。
3．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？ 答案 在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因进行选 择性表达。
4．结合胡萝卜的组织培养实验，思考下列问题： (1)在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、 灭菌，并且要求无菌操作？ (2)为什么切取胡萝卜根的形成层？其他部分也能培养成小 植株吗？ (3)诱导愈伤组织的过程中是否都应避光培养？ (4)若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位， 愈伤组织中是否会含有叶绿体？
高中生物选修3精品课件10：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
植物体细胞杂交过程示意图
植 物
原 生
原 生
细
质质
胞 去壁
体
体 融
合
再
生杂
细 胞 壁
种 细 胞
去 分
愈 伤 组 织再
分
杂 种 植 株
化
化
去壁
纤维素酶 果胶酶
离心、 振动、 电刺激、
聚乙二 醇
筛 选
激素
激素
2、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，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
3.植物细胞的再分化：
脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或 芽等器官的过程。
愈 伤 组 织
1、为什么已分化的植物组织或细胞能培养成完整 植物体？ 植物细胞具有全能性。
2、什么是细胞的全能性？ 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，也就是说， 每个生物细胞都具有全能性的特点 。
2.1.1植物细胞工程的基本技术
一.植物组织培养
有关概念：
1.植物细胞的脱分化：
是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有 的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
脱分化的实质和结果分别是什么？
实质: 恢复细胞的全能性过程 结果: 形成愈伤组织
2.愈伤组织：
离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后， 通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态薄 壁细胞组成的、排列疏松无规则的组织。
6、细胞表现全能性的条件有哪些？ 离体、营养物质、激素及其它适宜条件。
趁热打铁：
有关全能性的表述中，不正确的是（ C ）
Ａ．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体， 因此全能性最高
高二生物选修三教学课件植物细胞工程的实际应用
细胞融合与杂交育种在农业中应用
提高作物产量和品质
通过细胞融合和杂交育种技术，可以创造出具有高产、优 质、抗病虫害等优良性状的新品种，提高作物的产量和品 质。
创造新种质资源
细胞融合和杂交育种技术可以创造新的种质资源，为作物 育种提供更多的遗传变异和选择机会。
生物技术在农业中的应用
细胞融合和杂交育种技术结合基因工程、细胞工程等生物 技术，可以进一步改良作物品种，提高作物的抗逆性、抗 病虫害能力和适应性。
培育新品种
通过组织培养技术，可以对植物进行 遗传改良，培育出具有优良性状的新 品种。
组织培养在医学中应用
生产药用植物
通过组织培养技术，可以大量生 产具有药用价值的植物或其提取
物，用于药品的生产。
研究植物药理作用
利用组织培养技术，可以研究植物 中有效成分的提取、分离和纯化， 以及这些成分的药理作用和机制。
基因编辑技术原理及方法
基因编辑技术原理
利用特定的核酸酶在基因组特定位点进行切割，然后利用细胞自身的修复机制引入外源基因或进行基因修复。
基因编辑技术方法
包括锌指核酸酶（ZFN）、转录激活因子样效应物核酸酶（TALEN）和CRISPR/Cas9等，其中CRISPR/Cas9技术 是目前最常用的基因编辑技术，具有高效、精准和易于操作等优点。
植物克隆技术优缺点分析
优点
可以快速繁殖大量具有优良性状的植株；可以生产无病毒植 株；可以保持亲本的优良性状；可以实现周年生产，不受季 节限制。
缺点
技术要求高，需要专业的实验室和设备；成本较高，不适合 大规模应用；克隆过程中可能出现变异，影响植株品质；克 隆植株的遗传多样性较低，可能影响其适应性和抗逆性。
定义
植物细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞培养、细 胞遗传操作和细胞融合等技术，在细胞水平上对植物进行遗传改良或创造新的植 物种质，以获得具有优良性状的新品种或生产有用物质的技术体系。
高中生物选修3植物细胞工程
优点： 明显缩短育种年限 育种原理：染色体变异
突变体的利用：
优点： 能够产生新性状 育种原理：基因突变
植物体细胞杂交育种
优点：克服远缘杂交不亲和障碍 育种原理： 染色体变异
（三）细胞产物的工厂化生产
(1)种类:蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱等. (2)技术:植物的组织培养.
胚状体:像种子的胚一样的结构 （有胚芽、胚轴、胚根）。
阅读P34-35讨论：
1.植物组织培养的材料(外植体)：
幼嫩的细胞、组织、器官（植物的茎尖、根尖、叶、花药）
2.达到无菌要求采取的方法：
消毒与灭菌: 消毒是指杀死病原微生物、但不一定能杀死
细菌芽孢的方法。 灭菌是指用物理或化学的方法杀灭全部微生 物（包括致病和非致病微生物）以及芽孢。 灭菌比消毒更彻底。
二、植物体细胞杂交过程
去壁 原生质体
诱导融合
再生细胞壁
去壁 原生质体
再分化
脱分化
幼根和芽
理论基础：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 去壁的常用方法：酶解法（纤维素酶、果胶酶等）
诱导原生质体融合方法： 物理法：离心、振动、电激 化学法：聚乙二醇（PEG）
杂种细胞形成的标志：新细胞壁的形成
愈伤组织
思考：
原生质体与 原生质层是 不是相同的 结构？
植物体细胞杂交完成的标志： 杂种植株的形成
白 菜
2N=14
去壁 原生质体
诱导融合
甘
去壁
蓝
2N=14
组织培养
（脱分化、再分化）
思考：
再生细胞壁
1.植物体细胞杂交得到的白菜甘蓝是几倍体、几个染色体组、多少染色体，是否
高中生物选修3精品课件16：2.1.1 植物细胞工程的基本技术
(2)具有全能性的原因： 一般生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传 物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。
生物体内的细胞为什么没有表现出全能性? 在植物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同
的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表 达的结果。但它们的遗传潜力并没有丧失，全部的遗传信息仍 然被保存在DNA的序列中，一旦脱离原来组织和器官的束缚成 为游离状态的细胞，并在一定的营养条件和植物激素的诱导 下，细胞就能表现出全能性，发育成完整的植株。
植物组织培养技术
1、概念 植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器 官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培 养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的过程
请根据书上实验过程，讨论并概括出植物组织培养技术的流程简图。
切取形成层 移栽
无菌接种 培养室
植物体细胞杂交
植物体细胞杂交的概念 将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂 种细胞培育成新的植物体的方法。
植物体细胞杂交的过程：
思考：
植物体细胞杂交的第一道障碍是什么？ 细胞壁
如何去掉细胞壁呢？ 纤维素酶和果胶酶
原生质体的概念：除去细胞壁的植物细胞叫做原生质体。
有性杂交中精子与卵细胞能够自然发生融合形成受精卵，而体 细胞的原生质体不能自然发生融合，因而需要人工诱导才能发 生融合。
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，若有光照则容易分化产生维管组织，不利于产生 大量的愈伤组织。
需要的植物激素种类及比例？
人教版高中生物选修(三)-2.1植物细胞工程 课件 ) (共44张PPT)
虽然科学家历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种之 间的杂交，可惜这株超级杂种植物既不结番茄，也不长马铃 薯。这是为什么呢？
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，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然同时具备 两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰， 不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，因 此杂交植株不能出现想象的结果。
（1）人工种子概念 通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、 顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到 的种子。
（2）人工种子组成 胚状体（或不定芽、顶芽和腋芽）+人工种皮
一、植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 思考 设计人工种子制备技术的主要流程图
诱导植物愈伤组织 ↓ 体细胞胚的诱导 ↓ 体细胞胚的成熟 ↓ 体细胞胚的机械化包裹 ↓ 贮藏或种植
（3）用植物组织培养法培养杂种细胞为杂种植株。
植物体细胞杂交是将不同种的植物体细胞，
在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
植物体细胞杂交技术
植物细胞A 植物细胞B 酶解法 原生质体A 原生质体B
去 壁
融 合 植 物 组 织 培 养
诱 导 融合原生质体 生壁 杂种细胞 脱分化 愈伤组织 再分化 杂种植物
植物体细胞杂交技术
过程
原生质体A
A
去掉 细胞壁 原生质体融合 融合的原生质体 杂种细胞 原生质体B
B
杂种植株
愈伤组织
涉及的方法
（1）酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。
植物细胞
纤维素酶、果胶酶
原生质体
（2）人工诱导两种植物的原生质体融合成杂种细胞。 物理法： 离心、振动、电刺激 化学法： 聚乙二醇（PEG）处理
2.1.1 植物细胞工程的基本技术-人教版高中生物选修三课件(共39张PPT)
脱分化
（3）愈伤组织转移到分化培养基上
再分化
（4）分化出丛芽、生根（幼苗）
（5）移栽到大田，培养成植株
讨论： （1）在实验中，“消毒”是如何进行的？ 为什么要灭菌和无菌操作？
酒精、次氯酸钠 易污染。一旦污染不但会与培养物争夺营养，且杂菌在 生长时会生成大量有害的物质而导致培养物大量死亡
染色体组数=2+4=6组（异源六倍体）
3、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，并把杂种细胞培育成新的植物 体的技术。
4、优势和未解决的问题
优势：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障
碍，打破生殖隔离（与有性杂交方法比较）
未解决的问题：未能让杂种植物按照人们
的需要表现出亲代的优良性状。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”
所用的酶应该包括___纤___维__素__酶___和__果__胶___酶_________。
(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是_诱__导__原__生__质__体__融。合
(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程
_____________________________。
细胞核移植 等
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
植物组织培养技术、植物体细胞杂交 技术
6 5
再分化 (愈伤组织) 4
细胞全能性
1
脱分化
3
2
一、植物组织培养
1、原理：细胞的全能性
（1）概念: 已高度分化的细胞仍具有发育成完整 个体的潜能。
（2）原因：具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都具有生长分化成为一个完 整生物体的潜能。
高中生物(新人教版)选择性必修三课后习题：植物细胞工程的基本技术(课后习题)【含答案及解析】
第2章细胞工程第1节植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术必备知识基础练1.下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是()A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因B.植物体细胞全能性是植物体细胞杂交的理论基础C.高度分化的植物体细胞只有在离体状态下才有可能表现出全能性D.植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,A项错误;植物体细胞杂交的结果是培养出杂种植株,因此植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础,B项正确;植物体细胞表现出全能性的前提条件是植物的器官、组织或细胞为离体状态,C项正确;植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,D项正确。
2.某兴趣小组研究了培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值对烟草愈伤组织分化的影响,得到如下表所示结果。
下列叙述不正确的是()A.愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化B.培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织细胞丧失了细胞全能性C.两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织细胞出现稳定性差异D.生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,能够继续进行有丝分裂,所以愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化,A项正确;培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织虽然不分化,但没有丧失细胞全能性,条件适合的情况下仍然可以发育为一个完整的新个体,B项错误;据表分析,两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织出现不同的分化方向,即细胞出现稳定性差异,C项正确;从题表数据可知,生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,D项正确。
3.菊花的组织培养需要严格的无菌操作,下列有关叙述错误的是()A.外植体首先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后转接到诱导生根的培养基上,长出根后再将其转接到诱导生芽的培养基上,进一步形成试管苗B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间C.材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果D.将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,再诱导生根,因此是先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后转接到诱导生芽的培养基上,长出芽后再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步形成试管苗,A项错误;植物组织培养形成的幼苗光合能力较弱,需先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间,待其长壮后再移栽到土壤中,B项正确;植物材料的选择直接关系到实验的成功,材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果,C项正确;将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了生长素能够进行极性运输,保证成活率,D项正确。
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“Potamato”。
目前，已得到栽培烟草与野生烟草、 栽培大豆与野生大豆、籼稻与野生稻、 籼稻与粳稻、小麦与鹅冠草等细胞杂种 及其后代，获得了有价值的新品系或育 种上有用的新材料。
白菜 甘蓝
白菜－甘蓝
请思考：
• 1．你认为两个来自不同植物的体细胞完 成融合，遇到的第一个障碍是什么？
应用的原理和方法
细胞生物学和 分子生物学
概念 研究的水平
细胞整体水平或细 胞器水平
细
研究的目的
按照人们的意愿来改
胞
变细胞内的遗传物质
工
或获得细胞产品
程
植物细胞工程
分类
动物细胞工程
细胞工程与基因工程相比：
前者是细胞水平或细胞器水平上生物技术, 后者是分子水平上的生物技术。
2.1植物细胞工程
§2.1.1植物细胞工程的基本技术
诱
导
再 生 出 细
细胞
AB
脱 分
化
伤 组 织
再 分 化
种 植 株
植物细胞B
胞 壁
物理法：离心、振动、电激
化学法： 聚 乙 二 醇（PEG）
2、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，并把杂种细胞培育 成新的植物体的技术。
3、优势和未解决的问题
优势（与有性杂交方法比较） ：克服远缘杂交不 亲和的障碍。
专题复习
1996年7月5日,世界上第一只体细胞克隆 动物-----克隆羊多利诞生于英国. 这样的生物技术属于何种生物工程？ 细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学 的原理和方法，通过某种工程学手 段，在细胞整体水平或细胞器水平 上，按照人们的意愿来改变细胞内 的遗传物质或获得细胞产品的一门 综合科学技术。
造成培养基污染的因素有很多，一般包括：外植 体带菌、培养瓶和各种器械灭菌不彻底、操作人员操 作不规范等。所以在组织培养实验中用到的植物材料 和各种器械都要进行彻底地灭菌，实验人员操作一定 要规范，避免带入杂菌。
(2)在本实验中，切取胡萝卜块根时强调要切取含有 形成层部分，原因是这部分容易诱导形成愈伤组织。 请思考一下，胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）， 是否也能培养成小植株，你能用实验的方法进行验 证吗？
二、植物体细胞杂交技术
这幅番茄—马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？
因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，பைடு நூலகம்以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。
于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。
1972年卡尔森等通过两个烟草品种之间 原生质体的融合，获得了第一个体细胞杂种。
强调几个概念：
愈伤组织：离体的植物器官、
组织或细胞，在培养一段时 间以后，通过细胞分裂，形 成一种高度液泡化、无定形 状态薄壁细胞组成的排列疏 松无规则的组织。
植物细胞的脱分化：由高度分化的植物器官、 组织或细胞产生愈伤组织的过程，又称去 分化。
植物细胞的再分化：脱分化产生的愈伤组织在 培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
未解决的问题：未能让杂种植物完全按照人们 的需要表现出亲代的优良性状。
思考与探究
1.为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有 如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结 马铃薯？
马铃薯—番茄没有像人们预想的那样地上长番 茄、地下结马铃薯，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， 所以马铃薯—番茄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受到相互 干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一 样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马 铃薯就是很自然的了。
2.自然界中有一种含有叶绿体的原生动物──眼虫，说明植物 的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活，请探讨：动物细胞 与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可行，请设计出 具体实验方案。
小结
植 所采用技术 物 的理论基础 细 胞 工 通常采用的 程 技术手段
植物细胞全能性 植物组织培养 植物体细胞杂交
利用菊花花瓣微型繁殖培养的菊花
探究：
1、为什么运用植物组织培养技术能把植物离 体器官、组织或细胞培养成完整植物体？ 植物细胞具有全能性。 2、什么是细胞的全能性？
一、细胞的全能性
1、全能性：
具有某种生物全部遗传信息的任何一 个细胞，都有发育成为完整生物体的 潜能。
2、大小：受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞ 体细胞
能力提高
1、为什么诱导愈伤组织的过程中应避 光培养？
在有光时，往往容易形成维管组 织，而不易形成愈伤组织。
2、决定植物脱分化、再分化的关键因
素是什么？ 植物激素
知识拓展
当细胞分裂素和生长素共同使用时， 能刺激愈伤组织的形成，而通过调节 二者的浓度比，就可以调控植物细胞 培养过程中芽和根的形成，称为“激 素杠杆”。
植物激素： 细胞分裂素、生长素等
丛芽
试管苗
植物体
2、植物组织培养的条件
含有全部营养成分的培养基（也包括激 素）、一定的温度、空气、无菌环境、适合的 PH、适时光照等。
3、原理： 植物细胞全能性
4、你能总结植物组织培养概念吗？
植物组织培养就是在无菌和人工控制条 件下，将离体的植物器官、组织、细胞， 培养在人工配制的培养基上，给予适宜 的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛 芽，最终形成完整的植株。
植物细胞＞动物细胞
3、生物体内的细胞为什么没有表现出全能性， 而是分化成不同的组织器官？
在特定的时间和空间条件下，基因选择性的表达 的结果。
要把一块组织通过培养得到 一株完整植株, 应该如何操作 呢?
(1)在组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭 菌和实验人员的无菌操作？
植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成 分，有利于培养物的生长，然而各种杂菌同样也可以 在上面迅速生长，所以植物组织培养过程中污染现象 经常发生。培养基一旦被污染，迅速生长的各种杂菌 不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程 中会生成大量对培养物有害的物质，导致培养物迅速 死亡。
• 2．有没有一种温和的去壁方法呢？
• 3．植物细胞去壁后称原生质体，为什么 两个原生质体能发生融合，这与细胞膜 的什么特性有关？
• 4．如何将杂种细胞培育成杂种植株？
二、植物体细胞杂交技术
1、过程
植物细胞A
去壁
原生质体A
原生质体B
去壁
纤维素酶
融合
果胶酶
完成
的
标志
融合的 杂种
愈
杂
原生质
人 工
体AB
胡萝卜的其他部分（如茎、叶、花）也能培养再 生形成小植株，只是诱导愈伤组织比较困难。
(3)请根据上面的实验过程，概括出植物组 织培养技术的流程简图。
切取 形成层
移栽
无菌 脱分化 接种
培养室
诱导愈伤组织 的形成 再分化
试管苗的形成
二、植物组织培养
1、过程
离体的植物器官、组织或细胞
脱分化
愈伤组织 再分化