高二一部张燕霞植物细胞工程

任何问题都有解决的办法，无法可想的事是没有的，要是你果真弄到了无法可想的地步，那也只能怨自己是笨蛋，是懒汉。一一爱迪生

制作人：张燕霞 审核人：孙明喜 时间：2012-2-16

2．1 植物细胞工程

【课标要求】

简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 【本节重难点】

（1）植物组织培养的原理和过程。 （2）植物体细胞杂交的原理。 （3）植物组织培养的实验。

2．1．1 植物细胞工程的基本技术

【预习新知】 一、细胞工程的概念

细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过 水平或 水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得

的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。 二、细胞的全能性

1．概念：高度 的细胞，仍然具有发育成 的潜能。 2．细胞具有全能性的原因：细胞内含有本物种的全部___________。

3．在理论上，生物的任何一个细胞都具有 的潜能，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现出 性，而是分化成各种 。这是因为在特定的 和 条件下，细胞中的基因会 地表达出各种 ，从而构成生物体的不同组织和器官。

三、植物组织培养技术

1．原理：植物细胞的 性。

2．植物组织培养就是在 和 控制条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的 上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、 ，最终形成完整的植株。 3．植物组织培养操作流程

（1）脱分化：是指让已经 ，经过 后，失去其特有的结构和功能而转变成 的过程。

（2）愈伤组织：外植体通过脱分化形成的处于未分化状态，细胞排列疏松而无规则的一团无定形的薄壁细胞。

(3)再分化：处于脱分化状态的 在一定的培养条件下，就可以 出 ，形成完整的植株。 四、植物体细胞杂交技术

1．概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 细胞，并把杂种细胞培育成 的技术。

2、原生质体是指去除______________后获得的裸露的植物细胞结构。常用____________来处理。

3.人工诱导的方法有 和 ，物理法包括 ，化学法包括 。 4．植物体细胞杂交技术的优点： 。 5.科学家利用植物体细胞杂交技术培育出了 ， ， 。 【合作探究】

一． 植物组织培养技术

1．细胞全能性大小比较：(填﹥或﹤)

受精卵_______生殖细胞_______体细胞

植物细胞的体细胞________动物细胞的体细胞 分化程度低的体细胞_____分化程度高的体细胞

2.植物组织培养需要在什么条件下进行？具体的步骤有哪些？ 二、植物体细胞杂交

1、用什么除去细胞壁？为什么？

2、诱导原生质体融合的方法有哪些？

3、原生质体的融合利用了细胞的哪一生理特性？

任何问题都有解决的办法，无法可想的事是没有的，要是你果真弄到了无法可想的地步，那也只能怨自己是笨蛋，是懒汉。一一爱迪生

4、杂种细胞如何才能形成新植株？

5、你认为用植物体细胞杂交技术有何意义？

【自我检测】

1.细胞具有全能性的原因是（ ）

A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能 B.生物体的每一个细胞都具有全能性

C.生物体的细胞内含有个体发育的全部基因 D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的 2.植物组织培养是指（ ）

A.离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织 B.愈伤组织培养成植株

C.愈伤组织形成高度液泡化组织

D.离体的植物器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织过程 3.植物组织培养过程中的脱分化是指（ ） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B.未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程

C.植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程

4.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可形成愈伤组织，下列叙述错误的是（ ）

A.该愈伤组织具有分裂能力 B.该愈伤组织的细胞没有全能性

C.植物激素影响该愈伤组织的再分化 D.该愈伤组织形成时要避光处理 5.植物体细胞杂交过程包括（ ）

A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体 B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合

C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂交植株 D.通过以上三者来完成

21．下图是植物组织培养的简略表示。请据此回答：

（1）①表示 ,它能被培养成④的根本原因是 。 （2）②表示 。

（3）若想制作人工种子,应该选用(填编号) 。人工种子的优点有:________

_______________________________________________。

（4）若①是花药,则④是 ,这项技术可用在 上。 22．下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：

（1）步骤①是去掉_______________，使植物细胞成为

_______________，最常用的方法是__________________________________。

（2）步骤②一般常用的化学试剂是_________，目的是________________________，该过程体现了细胞膜的 性。 （3）③过程的目的是形成杂种细胞，杂种细胞形成的标志是 。 （4）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是___________，其中步骤④相当于___________，步骤⑤相当于______________。

（5）植物体细胞杂交的优点是 ，获得的杂种植株有可能表现两株植物的性状，其根本原因是_______________________________。 （6）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？__________________________________________

任何问题都有解决的办法，无法可想的事是没有的，要是你果真弄到了无法可想的地步，那也只能怨自己是笨蛋，是懒汉。一一爱迪生

制作人：张燕霞 审核人：孙明喜 时间：2012-2-16

2.1.2植物细胞工程的实际应用

②快捷高效的繁殖方式：已有研究表明，用1个体积为12L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制造1000万粒人工种子，可供种植几百平方千米土 地，这样也就节约了大量留种地。

【学习目标】列举植物细胞工程的实际应用。 【学习重点、难点】植物细胞工程的实际应用。 【自主学习】

一、植物繁殖的新途径 1．植物微型繁殖(快速繁殖)

(1)概念：植物的快速繁殖技术就是利用组织培养的方法将植物体某一部分的组织小块进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的，也称为试管苗繁殖或微型繁殖。

（2）微型繁殖技术：快速 优良品种的 技术。 （3）特点：①保持优良品种的 。②高效快速地实现种苗 。

2．作物脱毒

(1)材料：无病毒的 。

(2)脱毒苗：切取 进行 获得的。 3．神奇的人工种子

(1)特点：①后代无 。②不受 和地域限制。 (2)结构：人工 和 或 或不定芽或 。

(3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。

(4)人工种子的优越性

①固定杂种优势：天然种子是有性繁殖，往往杂种优势只能体现在第1代，第2代便参差不齐了。而人工种子在本质上属于无性繁殖，一旦获得优良品种，可以保持杂种优势。

③可人为控制植物的生长发育与抗逆性：人工胚乳除了含有供胚状体发育成植株所必需的营养物质外，还可以在其中加入除草剂、弱病毒、杀菌剂、农药、抑制休眠的物质及对植物生长有益的细菌等，使其具备抗逆性和耐贮性等优良特性，也可添加激素类物质以调节植物的生长发育。与试管苗技术比较，人工种子技术具有成本低、贮藏运输方便、减少了移栽驯化过程和生产周期短等优点。 二、作物新品种的培育 1．单倍体育种

(1)方法： 。 (2)优点：①后代稳定遗传，都是 。②明显缩短了 。2．突变体的利用

(1)产生： 。

(2)利用：筛选对人们 ，进而培育新品种。 3．细胞产物的工厂化生产

(1)种类： 、 、 、 、香料、生物碱等。 (2)技术：植物 技术。

特别提醒：

植物组织培养技术的快速繁殖属于无性生殖，产生的子代具有一个亲本的遗传特性，变异性小，容易保持亲本的优良性状，因此在一些珍遗物种的繁殖和生产实际中得到广泛的应用。植物的种子繁殖属于有性生殖。有性生殖过程中的基因重组，使产生的子代具有两个亲本的遗传特性，因此变异性大。 【合作探究】

1.神奇的人工种子的优点

①保持了亲代的___________后代不会发生 _； ②不受______、季节和______限制。

2.大规模获得细胞产品应用组织培养技术培养到哪一阶段

任何问题都有解决的办法，无法可想的事是没有的，要是你果真弄到了无法可想的地步，那也只能怨自己是笨蛋，是懒汉。一一爱迪生

练习4、下列哪一项不是植物繁殖的新途径 ( )

3、作物育种的方法有多种。请针对图中两种方法回答问题：

方法1 种子?射线??? 新基因型种子→ 新性状植株?选择???良种

方法2 细胞?基因导入???? 愈伤组织→ 胚状体→ 种苗

⑴（育种方法）方法1称为 ；方法2称为 。 (2)方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因

是 。

(3)方法2产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的 ，它形成“胚状体”的过程可称为 。此方法的基本技术手段可称为 。上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有 性。 (4)两种方法都能获得新品种，共同原因是利用了生物能够产生 变异

的特性，但二者的本质区别是方法1利用了 的变异；方法2利用了 的变异。

答案：诱变育种 基因工程育种 突变多害少利 脱分化 再分化 植物组织培养 全能 可遗传 不定向 人为定向 【课堂反馈】

练习1 某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（ ）

A、茎尖 B、子房壁 C、叶片 D、花粉粒 练习2 组织培养技术不能直接用于

（ ）

A、快速繁殖 B、培育无病毒植株 C、植物产品的工厂化生产 D、培养抗病菌植株

练习3、对人工种子正确的解释是 ( ) A．通过科学手段人工合成的种子 B．利用植物组织培养技术获得的种子

C．种皮能够自我生成的种子 D．人工种子发芽率低

A．微型繁殖 B．作物脱毒 C．细胞核移植 D．人工种子

练习5．美国科学家将分离得到的成熟的胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成了完整的新植株，过程图解如下。回答与之有关的问题：

（1）科学家所用的这种生物技术叫做 。依据的理论基础是植物细胞具有 性。B过程称为_____________，C过程称为

_________ （2）通过B过程产生的愈伤组织的细胞与根的韧皮部细胞在染色体的数目上是否相同？ ；染色体上所含的遗传物质是否相同？ ；细

胞的形态结构是否相同？