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1、第二章 细胞工程第二节 植物细胞工程的应用【教学目标】1深入理解细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用；2掌握植物组织培养的操作过程，体验植物组织培养技术；3掌握植物体细胞杂交技术的操作过程，理解植物体细胞杂交和植物组织培养的联系；4列举植物细胞工程的实际应用。【重难点】1植物细胞脱分化和再分化、植物细胞培养与植物组织培养的区别与联系。2植物组织培养的过程和特点；3植物体细胞杂交的原理、方法和过程。【知识归纳】一、细胞的全能性与细胞分化1【思考与讨论1】：（1）什么是细胞的全能性？表现全能性的条件？（2）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？（3）克隆羊“
2、多莉”的诞生说明了什么？（4）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？2细胞的全能性：是指 。3细胞全能性的原因（物质基础）：生物体的每个细胞都含有 ，都有发育成为完整个体所必需的 。从理论上说，一个染色体组中含有发育为该物种的个体所必需的全部基因。4细胞全能性大小比较：（1）植物细胞 动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）；（2）受精卵 生殖细胞（配子、精子、卵细胞） 体细胞 ； （3）幼嫩的细胞 衰老的细胞（4）体细胞：分化程度低的 分化程度高的；细胞分裂能力强的 细胞分裂能力弱的。5细胞在生物体内没有表现全能性的原因：在生物体内细胞不表现全能性，而是分化为不同的
3、组织、器官，其原因在于 。6实现细胞全能性的条件：离体（必要条件）、一定的营养物质（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）、适宜的温度、pH等。7细胞全能性的应用：植物的组织培养，动物的核移植（即克隆）。【例1】有关细胞全能性的叙述，不正确的是（ ）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B、生物体内细胞由于细胞分化，全能性不能表达C、卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高D、植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性【例2】以下不能说明细胞全能性的实验是 （ ）A. 胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 B. 紫色糯性玉米种子培育出植株C. 转入抗虫基因的
4、棉花细胞培育出植株 D. 番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株二、植物组织培养1概念：是指依据 原理，在 条件下，分离植物的 或原生质体（它们称为外植体），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或 的技术。2理论基础（原理）： 。3材料选择：最常用的培养材料是 。4培养基（1）成分：水分、无机盐、碳源、维生素、生长调节剂（细胞分裂素和生长素）、有机添加物等。（2）状态：固体培养基。5植物组织培养的过程： 【思考与讨论2】：（1）什么是细胞分化？其根本原因是什么？（2）什么是脱分化？其结果是什么？离体的器官、组织或细胞如果不进行脱分化处理，能否培养成完整的植物体？为什么？（3）什么是再分化？
5、其结果是什么？（4）决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？（5）设计出一种植物花药组织培养和染色体加倍的实验流程。6进行植物组织培养时需要注意的问题：（1）所有实验用具严格 ；接种过程严格的 操作。因为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）愈伤组织培养：最初避光培养，后期见光培养（为什么？）。（3）试管苗培养：先要进行生芽培养，再进行生根培养，试
6、管苗培养要在光照条件下进行。（1）植物快速繁殖：优点是取材少，周期短，繁殖率高，便于自动化管理。（2）培育无病毒植株：所用材料是植物分生组织的生长点细胞。（3）制造人工种子：取材：胚状体 特殊加工：加入某些农药、微生物、除草剂 优点：育种周期短、便于贮藏和运输 缺点：抗菌性差、萌发率低。7植物组织培养的应用【例3】下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是 （ ）A花药、胚不能作为组织培养的材料 B植物细胞具有全能性C外植体是指用于培养的植物组织或器官 D外植体可诱导出愈伤组织【例4】在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的 （ ）A、消毒灭菌 B、适
7、宜的温度 C、充足的阳光 D、适宜的养料和激素三、植物细胞培养1概念：在实验室工厂化生产的条件下，将组织培养过程中形成的 或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行 培养，得到分散游离的 ，通过 培养使细胞增殖，从而获得大量的 的一种技术。 2与植物组织培养的关系： （1）植物组织培养是其基础。 （2）目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的 ，植物细胞培养的目的是获得人类所需的 。（3）实例：成功地培养红豆杉的细胞，从中提取出重要的抗肿瘤药物紫杉醇。四、植物体细胞杂交：【思考与讨论3】：（1）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？ （2）如何用一种温和的方法去除细胞壁？ （
8、3）如何让两个来源不同的原生质体发生融合？（4）如果两个来源不同的原生质体发生融合形成了杂种细胞，下一步该对此细胞做何种处理？消毒1概念：是将不同种植物体细胞，在一定条件下融合成 细胞，并把该细胞培养成新的 的技术。2理论基础（原理）： 。3过程：过程原生质体制备：用酶解法去除细胞壁。纤维素酶果胶酶原生质体融合：膜融合核融合：高钙、高PH诱导膜融合：杂种细胞第一次有丝分裂时融合方法：物理方法化学方法：离心、振动、电激：常用PEG诱导融合机械法、生理法、遗传法杂种细胞的筛选和培养：杂种植株的再生与鉴定：由愈伤组织再培养出杂种植株的过程。4注意要点：（1）去除细胞壁的方法为 法：利用 酶和 酶去除
9、植物细胞壁。（2）诱导融合的方法：物理法包括 等。化学法一般是用 （PEG）作为诱导剂。（3）原生质体融合后的细胞是杂种细胞，利用植物组织培养技术把杂种细胞培养成杂种植株。（4）融合完成的标志：杂种细胞再生出细胞壁；5、意义：克服了 。【例5】如图是“白菜甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是 （ ）A上述过程去除细胞壁常用机械法B图示“白菜甘蓝”杂种植株的形成克服了远缘杂交不亲和的障碍，能结籽C上述过程包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程D“白菜甘蓝”杂种植株培育过程中只需要有生长素这一种植物激素第二章 第二节 植物细胞工程反馈练习 班级 姓名 （ ）1细胞的全能性是指 A、生物体内
10、的细胞形成整个个体的特性B、生物体的细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核的特性C、生物体的细胞能完成各种生理活动的特性D、生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能（ ）2切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分，原因是 A、形成层细胞具有分裂能力，分化程度低，易形成愈伤组织 B、形成层位置好切 C、其他部位已死亡 D、形成层细胞已高度分化（ ）3植物细胞表现出全能性的必要条件是 A. 给予适宜的营养和外界条件 B.导入其他植物细胞的基因 C. 脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件 D.将成熟细胞核移植到去核的卵细胞内（ ）4植物组织培养基中愈伤组织利用的营养成分是 水 矿质营养 有机小分子 激素
11、 琼脂A. B. C. D. （ ）5用于植物组织培养的培养液和无土栽培时所用的培养液相比，最大的差别是 A、必需含植物必需的矿质元素 B、必需含有机物C、浓度必须小于细胞液浓度 D、不一定含有植物激素（ ）6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，由分化状态变成分生状态细胞，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（ ）7将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是 A具有完整细胞核的细胞 B一定的营养物质和植物激素C离体状态 D导入指定基因（ ）8下图为
12、植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物紫草素，应分别选用 A B C D（ ）9人参皂苷干粉可以通过下列何种技术获得 A杂交育种 B植物细胞培养 C多倍体育种 D单倍体育种7不能（ ）10在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是 利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 获取大量的脱毒苗 利用基因工程培养抗棉铃虫的植株单倍体育种无子西瓜的快速大量繁殖 A. B. C. D. （ ）11植物体细胞杂交的结果是 A.产生杂种植株 B产生杂种细胞 C原生质体融合 D形成愈伤组织（ ）12下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是 A. A和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和
