【全程复习方略】2015年高中生物选修三课件：2.1.1植物细胞工程基本技术.ppt

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1、专题2细 胞 工 程2.1植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术学学习习目目标标1.1.了解了解细细胞工程的含胞工程的含义义。2.2.掌握植物掌握植物组织组织培养技培养技术术的的过过程及用途。程及用途。3.3.理解植物体理解植物体细细胞胞杂杂交技交技术术的的过过程。程。一、细胞工程的概念和分类一、细胞工程的概念和分类1.1.概念：概念：(1)(1)应用原理：应用原理：_生物学和生物学和_生物学。生物学。(2)(2)操作水平：操作水平：_水平或水平或_水平。水平。(3)(3)操作目的：按照人的意愿来改变细胞内的操作目的：按照人的意愿来改变细胞内的_或获或获得得_。2.2.分类：根据操作对象

2、不同，分为分类：根据操作对象不同，分为_工程和工程和_工程。工程。细胞细胞分子分子细胞细胞细胞器细胞器遗传物质遗传物质细胞产品细胞产品植物细胞植物细胞动物细胞动物细胞二、植物细胞的全能性二、植物细胞的全能性1.1.含义：具有某种生物含义：具有某种生物_的任何一个细胞，都具的任何一个细胞，都具有发育成有发育成_的潜能。的潜能。2.2.表达过程：表达过程：(1)(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的_而转变成未分化细胞的过程。而转变成未分化细胞的过程。(2)(2)再分化：脱分化产生的再分化：脱分化产生的_在一定的培养条件下，在一定的培

3、养条件下，再分化出再分化出_，进而形成完整的小植株。，进而形成完整的小植株。全部遗传信息全部遗传信息完整生物体完整生物体结构和功能结构和功能愈伤组织愈伤组织幼根和芽幼根和芽三、植物组织培养技术三、植物组织培养技术1.1.理论基础：植物细胞具有理论基础：植物细胞具有_。2.2.实验：胡萝卜的组织培养。实验：胡萝卜的组织培养。(1)(1)原理：原理：离体的植物离体的植物_ _ _ _ 幼根和芽幼根和芽 完整植物体完整植物体_全能性全能性器官、组织或细胞器官、组织或细胞脱分化脱分化再分化再分化愈伤组织愈伤组织(2)(2)过过程。程。取材：消毒后取材：消毒后选选取根的取根的_部位，切取部位，切取1 c

4、m1 cm3 3左右的小左右的小块块，因因为该为该部位容易部位容易诱导诱导形成形成_接种：将接种：将组织块组织块接种到接种到诱导诱导培养基上，培养基上，诱导诱导出出_培养：在培养：在23232626恒温恒温_条件下培养一段条件下培养一段时间时间，再将，再将 愈愈伤组织转伤组织转接到接到_上培养上培养诱导诱导出出试试管苗管苗移栽：将移栽：将试试管苗移栽到大田，培养成正常植株管苗移栽到大田，培养成正常植株形成形成层层愈愈伤组织伤组织愈愈伤组织伤组织避光避光分化培养基分化培养基四、植物体细胞杂交技术四、植物体细胞杂交技术1.1.概念：将不同种的植物概念：将不同种的植物_，在一定条件下融合成，在一定条

5、件下融合成_，并把杂种细胞培育成，并把杂种细胞培育成_的技术。的技术。体细胞体细胞杂种细胞杂种细胞新的植物体新的植物体2.2.过程：过程：3.3.意义：克服不同生物意义：克服不同生物_的障碍。的障碍。细胞壁细胞壁细胞壁细胞壁杂种细胞杂种细胞远缘杂交远缘杂交【微点拨微点拨】1.1.在生物体内，所有体在生物体内，所有体细细胞的胞的细细胞核中的胞核中的遗传遗传物物质质是否相同？是否相同？为为什么？什么？提示：提示：相同。因为生物体的每个体细胞都是由受精卵有丝分裂相同。因为生物体的每个体细胞都是由受精卵有丝分裂得到的，有丝分裂保证了母细胞和子细胞细胞核中遗传物质是得到的，有丝分裂保证了母细胞和子细胞细

6、胞核中遗传物质是相同的。相同的。2.2.植物的种子植物的种子发发育成完整植株，是否能体育成完整植株，是否能体现细现细胞的全能性？胞的全能性？为为什么？什么？提示：提示：不能。因为种子中有植物的幼体胚，发育成完整植株相不能。因为种子中有植物的幼体胚，发育成完整植株相当于植物的生长过程，未体现全能性。当于植物的生长过程，未体现全能性。3.3.不同体不同体细细胞表达全能性的胞表达全能性的难难易程度是否相同？受精卵和体易程度是否相同？受精卵和体细细胞相比，哪种胞相比，哪种细细胞的全能性更容易胞的全能性更容易实现实现？提示：提示：不相同。分化程度低的细胞全能性更容易实现，受精卵不相同。分化程度低的细胞全

7、能性更容易实现，受精卵的全能性最高。的全能性最高。4.4.将两个不同物种的植物将两个不同物种的植物细细胞胞A A和和B B去除去除细细胞壁后，胞壁后，经经一定的方一定的方法促融，只考法促融，只考虑虑两两融合，可以形成几种融合两两融合，可以形成几种融合细细胞？哪种胞？哪种类类型型的融合的融合细细胞符合要求？胞符合要求？提示：提示：三种，分别为三种，分别为AAAA、BBBB和和ABAB。杂交细胞。杂交细胞ABAB是符合要求的。是符合要求的。5.5.植物体植物体细细胞胞杂杂交交时时，细细胞融合成功的胞融合成功的标标志是什么？志是什么？提示：提示：杂种原生质体再生出细胞壁标志着融合成功，而不是形杂种原

8、生质体再生出细胞壁标志着融合成功，而不是形成杂种细胞就结束。成杂种细胞就结束。1.1.植物植物细细胞的全能性是指胞的全能性是指()A.A.具有核、膜、具有核、膜、质质，细细胞胞结结构完整，能构完整，能进进行各种生理活行各种生理活动动B.B.只具有膜和只具有膜和质质，同，同样样能能进进行各种生理活行各种生理活动动C.C.植物体植物体细细胞所具有的胞所具有的发发育成完整个体的潜能育成完整个体的潜能D.D.具有本物种全套具有本物种全套遗传遗传物物质质的特定的特定细细胞胞【解析解析】选选C C。具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，。具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜

9、能，也就是说，每个植物细胞都都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。具有全能性。2.(20132.(2013厦厦门门高二高二检测检测)下列属于植物下列属于植物组织组织培养的是培养的是()A.A.花粉培养成花粉培养成单单倍体植株倍体植株B.B.芽芽发发育成枝条育成枝条C.C.根尖分生区根尖分生区发发育成成熟区育成成熟区 D.D.受精卵受精卵发发育成植株育成植株【解析解析】选选A A。花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组。花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植

10、物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。3.3.植物植物组织组织培养培养过过程中的脱分化是指程中的脱分化是指()A.A.植物体的分生植物体的分生组织组织通通过细过细胞分裂胞分裂产产生新生新细细胞的胞的过过程程B.B.未成熟的种子未成熟的种子经过长经过长期培养，期培养，长长出幼苗的出幼苗的过过程程C.C.植物的器官、植物的器官、组织组织或或细细胞，通胞，通过过离体培养离体培养产产生愈生愈伤组织伤组织的的过过程程D.D.

11、取植物的枝芽培育成一株新植物的取植物的枝芽培育成一株新植物的过过程程【解析解析】选选C C。植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱。植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞愈伤组织的过程，因此愈伤组织的过程，因此C C项是正确的。项是正确的。4.4.番茄和番茄和马铃马铃薯薯杂杂交交过过程中程中细细胞融合之前要除去的胞融合之前要除去的细细胞胞结结构构是是()A.A.细细胞膜胞膜B.B.细细胞壁胞壁C.C.细细胞核胞核D.D.高高尔尔基体基体【解析解析】选选B B。植物细胞最外层的是细胞壁，植物体

12、细胞杂交。植物细胞最外层的是细胞壁，植物体细胞杂交的第一步是细胞融合，细胞发生融合的基础是细胞膜的流动性，的第一步是细胞融合，细胞发生融合的基础是细胞膜的流动性，所以首先应去除细胞壁。所以首先应去除细胞壁。5.5.在植物在植物细细胞工程中，当原生胞工程中，当原生质质体融合成一个体融合成一个细细胞后，需要胞后，需要诱诱导产导产生生细细胞壁，参与胞壁，参与这这一一过过程的程的细细胞器是胞器是()A.A.叶叶绿绿体、高体、高尔尔基体基体 B.B.线线粒体、高粒体、高尔尔基体基体C.C.叶叶绿绿体、体、线线粒体粒体 D.D.线线粒体、内粒体、内质质网网【解析解析】选选B B。本题考查细胞壁的形成。细胞

13、壁的形成过程与。本题考查细胞壁的形成。细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。6.6.与植物体与植物体细细胞胞杂杂交密切相关的叙述中交密切相关的叙述中错误错误的是的是()A.A.需要用需要用纤维纤维素素酶酶和果胶和果胶酶酶B.B.利用离心、振利用离心、振动动、电电激等激等诱导诱导C.C.利用聚乙二醇利用聚乙二醇(PEG)(PEG)作作为诱导剂诱导为诱导剂诱导D.D.只能在同种生物中只能在同种生物中进进行行【解析解析】选选D D

14、。植物体细胞杂交时首先要用纤维素酶和果胶酶。植物体细胞杂交时首先要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到原生质体后用物理法去除细胞壁，得到原生质体后用物理法(如离心、振动、电激如离心、振动、电激)或化学法或化学法(常用聚乙二醇常用聚乙二醇)诱导融合形成杂种细胞，再经植物组诱导融合形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株。植物体细胞杂交能在不同生物之间进行，织培养形成杂种植株。植物体细胞杂交能在不同生物之间进行，克服了远缘杂交不亲和的障碍。克服了远缘杂交不亲和的障碍。一、植物一、植物细细胞的全能性和脱分化、再分化胞的全能性和脱分化、再分化过过程程1.1.细细胞的全能性：胞的全能性：(1)(1)具有

15、全能性的原因：一般生物体的每一个具有全能性的原因：一般生物体的每一个细细胞都包含有胞都包含有该该物物种所特有的全套种所特有的全套遗传遗传物物质质，都有，都有发发育成育成为为完整个体所必需的全完整个体所必需的全部基因。部基因。(2)(2)不同细胞全能性的大小。不同细胞全能性的大小。体细胞全能性：分化程度低的体细胞全能性：分化程度低的 分化程度高的，细胞分裂能分化程度高的，细胞分裂能力强的力强的 细胞分裂能力弱的。细胞分裂能力弱的。不同细胞全能性：受精卵不同细胞全能性：受精卵 生殖细胞生殖细胞 干细胞干细胞 体细胞。体细胞。不同生物的细胞全能性：植物细胞不同生物的细胞全能性：植物细胞 动物细胞。动

16、物细胞。(3)(3)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高，全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。细胞的全能性逐渐降低。2.2.植物细胞全能性表达所需条件：植物细胞全能性表达所需条件：(1)(1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。(2)(2)体现细胞全能性的条件：体现细胞全能性的条件：材料材料离体的离体的细细胞、胞、组织组织或器官或器官培养基培养基种种类齐类齐全、比例合适的全、比例合适的营营养物养物质质及一定的植物及一定的植物激素激素外界条件外界条件无菌操作无菌操作光照：愈光照：愈伤组织伤组织

17、培养最初避光培养，后期培养最初避光培养，后期见见光培养光培养3.3.脱分化和再分化的比较：脱分化和再分化的比较：过过程名称程名称过过程程形成体特点形成体特点脱分化脱分化离体离体细细胞胞愈愈伤组织伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁排列疏松、高度液泡化的薄壁细细胞胞团团再分化再分化愈愈伤组织伤组织幼芽或胚状体幼芽或胚状体有根、芽或有生根有根、芽或有生根发发芽的能力芽的能力【易错提醒易错提醒】(1)(1)细胞表达全能性的标志是发育成完整个体而不是形成某种细胞表达全能性的标志是发育成完整个体而不是形成某种组织或者器官。组织或者器官。(2)(2)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需细胞具有全

18、能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的的“全套基因全套基因”而不是而不是“全部基因全部基因”，配子中有全套基因，因，配子中有全套基因，因此仍然具有全能性。此仍然具有全能性。1.1.用高度分化的植物细胞、组织或器官进行组织培养可以形成用高度分化的植物细胞、组织或器官进行组织培养可以形成愈伤组织，则关于该愈伤组织的说法错误的是愈伤组织，则关于该愈伤组织的说法错误的是()A.A.是细胞经过脱分化形成的是细胞经过脱分化形成的B.B.细胞没有全能性细胞没有全能性C.C.由排列疏松的薄壁细胞组成由排列疏松的薄壁细胞组成D.D.可以形成具有生根发芽能力的胚状结构可以形成具有生根发芽能力的胚状结构【解题关

19、键解题关键】解答本题时注意以下两个方面：解答本题时注意以下两个方面：(1)(1)愈伤组织是由已分化的细胞经过诱导形成的。愈伤组织是由已分化的细胞经过诱导形成的。(2)(2)愈伤组织是未分化的细胞。愈伤组织是未分化的细胞。【解析解析】选选B B。愈伤组织是经脱分化形成的高度液泡化、无定。愈伤组织是经脱分化形成的高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞，具有全能性，可以再分化为根、芽，进而形状态的薄壁细胞，具有全能性，可以再分化为根、芽，进而形成新植株。形成新植株。2.2.下列有关细胞全能性的叙述，正确的是下列有关细胞全能性的叙述，正确的是()A.A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因植

20、物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因B.B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性能性C.C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同不同D.D.紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性【解题关键解题关键】解答本题的关键：解答本题的关键：(1)(1)全能性与全能性表达是两全能性与全能性表达是两个不同的概念；个不同的概念；(2)(2)种子发育成个体，是正常生命历程，不属种子发育成个体

21、，是正常生命历程，不属于细胞全能性的范畴。于细胞全能性的范畴。【解析解析】选选B B。细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整。细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，具有全能性，A A项错误；植物体内细胞没有表现出全能性，这项错误；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C C项错误；种子发育成植株，是正常生命历程，未反映全能性，项错误；种子发育成植株，是正常生命历程，未反映全能

22、性，D D项错误。细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或项错误。细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官，器官，B B项正确。项正确。二、植物组织培养二、植物组织培养1.1.概念分析：概念分析：(1)(1)培养条件：培养条件：无菌和人工培养；无菌和人工培养；离体。离体。(2)(2)过程：过程：脱分化；脱分化；再分化。再分化。(3)(3)目的：目的：获得细胞产品；获得细胞产品；形成完整的植株。形成完整的植株。2.2.原理：植物细胞具有全能性原理：植物细胞具有全能性(具有某种植物全套遗传信息的具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整植株的潜能任何一个细胞，都具有发育成

23、完整植株的潜能)。3.3.过程：过程：(1)(1)脱分化：已经分化了的细胞，经过诱导，失去其特有的结脱分化：已经分化了的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。构和功能而转变成未分化细胞的过程。(2)(2)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根和芽等器官的过程。新分化出根和芽等器官的过程。4.4.进行组织培养时需注意的五个问题：进行组织培养时需注意的五个问题：(1)(1)无菌：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所无菌：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程

24、进行严格的无菌操作。有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。(2)(2)取材：外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的取材：外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。再分化能力。(3)(3)营养比：培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营营养比：培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起养物质，其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起决定作用。决定作用。(4)(4)光照时期：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养。光照时期：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养。(5)(5)培养顺序：试管苗培养，要先进行

25、生芽培养，再进行生根培养顺序：试管苗培养，要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。培养，试管苗培养要在光照条件下进行。【易错提醒易错提醒】(1)(1)植物组织培养并不是全过程都需要光照。诱导形成愈伤组植物组织培养并不是全过程都需要光照。诱导形成愈伤组织的过程中需要避光培养，黑暗条件下有利于脱分化形成愈伤织的过程中需要避光培养，黑暗条件下有利于脱分化形成愈伤组织。再分化过程中一定要有光照。组织。再分化过程中一定要有光照。(2)(2)影响组织培养的光照条件不仅是光照强度，光照时间和波影响组织培养的光照条件不仅是光照强度，光照时间和波长等都影响植物组织培养。长等都影响植物组织

26、培养。1.(20141.(2014南京师大附中模拟南京师大附中模拟)下图为植物组织培养过程，有关下图为植物组织培养过程，有关说法正确的是说法正确的是()A.A.实验中实验中试管细胞全能性最高试管细胞全能性最高B.B.试管中培育出的个体都是纯合子试管中培育出的个体都是纯合子C.C.的过程需要光照的过程需要光照D.D.过程培养基保持不变过程培养基保持不变【解题关键解题关键】解答本题时注意理解以下两个方面：解答本题时注意理解以下两个方面：(1)(1)植物组织培养时对于光照和培养基的需求在不同的培养阶植物组织培养时对于光照和培养基的需求在不同的培养阶段是不同的。段是不同的。(2)(2)植物组织培养进行

27、的是有丝分裂，属于无性生殖。植物组织培养进行的是有丝分裂，属于无性生殖。【解析解析】选选A A。试管中的组织块经脱分化形成试管中的组织块经脱分化形成试管中的愈试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的

28、不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例高时，有利于根的分化。高时，有利于根的分化。2.2.下图表示植物组织培养过程：下图表示植物组织培养过程：(1)(1)图中图中过程获得的细胞是正常植物体经过程获得的细胞是正常植物体经形成的，形成的，在这一过程中染色体的变化是在这一过程中染色体的变化是 。(2)(2)要顺利完成要顺利完成过程，除了需要各种无机营养成分外，还需过程，除了需要各种无机营养成分外，还需要在培养基中加入要在

29、培养基中加入、(两类两类不同功能的物质不同功能的物质)等。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，等。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有具有的特点。的特点。(3)(3)从过程从过程的结果看，它的实质是的结果看，它的实质是 。【解题关键解题关键】本题考查植物组织培养技术，解答本题需要明确本题考查植物组织培养技术，解答本题需要明确以下两点：以下两点：(1)(1)植物组织培养的过程。植物组织培养的过程。(2)(2)影响植物组织培养的因素。影响植物组织培养的因素。【解析解析】(1)(1)单倍体性细胞是经减数分裂形成的，减数分裂的单倍体性细胞是经减数分裂形成的，减数分裂的特点是染色体复制一次，细胞分裂两次

30、，子细胞中染色体数目特点是染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目减半。减半。(2)(2)图中图中是脱分化，在培养基中除需加入无机营养成分外，是脱分化，在培养基中除需加入无机营养成分外，还需要加入有机营养成分和植物激素等，形成的愈伤组织细胞还需要加入有机营养成分和植物激素等，形成的愈伤组织细胞是高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞。是高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞。(3)(3)图中图中是再分化，从实质上看是基因选择性表达的结果。是再分化，从实质上看是基因选择性表达的结果。答案：答案：(1)(1)减数分裂染色体复制一次，细胞分裂两次，子细减数分裂染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体

31、数目是亲代细胞中的一半胞中染色体数目是亲代细胞中的一半(2)(2)有机营养成分植物激素排列疏松、高度液泡化、细胞有机营养成分植物激素排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄壁薄(3)(3)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果【互互动动探究探究】(1)(1)题题2 2中中过过程需要无菌操作的有哪些？程需要无菌操作的有哪些？提示：提示：。属于组织培养过程，整个过程都需要无菌操属于组织培养过程，整个过程都需要无菌操作。作。(2)(2)题题2 2中中单单倍体性倍体性细细胞和二倍体体胞和二倍体体细细胞胞经过经过都能形成胚状都能形成胚状体，最体，最终发终发育育为为

32、完整植株，完整植株，说说明了什么？明了什么？提示：提示：说明生殖细胞和体细胞都具有该植物的全套遗传物质，说明生殖细胞和体细胞都具有该植物的全套遗传物质，即细胞具有全能性。即细胞具有全能性。三、植物体细胞杂交三、植物体细胞杂交1.1.原理：原理：(1)(1)植物体细胞杂交实现的基础：细胞膜的流动性。植物体细胞杂交实现的基础：细胞膜的流动性。(2)(2)植物组织培养的基础：植物细胞的全能性。植物组织培养的基础：植物细胞的全能性。2.2.操作过程：操作过程：步步骤骤图图解解做法做法原生原生质质体体的的获获得得酶酶解法解法(纤维纤维素素酶酶、果胶、果胶酶酶)去除去除细细胞壁，得到原生胞壁，得到原生质质

33、体体杂杂种种细细胞胞的形成的形成通通过过一定的技一定的技术术手段手段(电电激、聚乙激、聚乙二醇二醇诱导诱导等等)进进行人工行人工诱导诱导，实现实现原生原生质质体的融合体的融合杂杂种植株种植株的的产产生生对杂对杂种种细细胞，用植物胞，用植物组织组织培养的培养的方法方法进进行培育行培育3.3.杂种植株遗传物质的变化：杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和；染色体组数通常也是两亲本细胞染色体细胞染色体数目之和；染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数目之和，形成异源多倍体。组数目之和，形成异

34、源多倍体。4.4.通过植物体细胞杂交产生新个体的生殖方式：通过植物体细胞杂交产生新个体的生殖方式：整个过程包括细胞融合和组织培养两个过程，所以其生殖方式整个过程包括细胞融合和组织培养两个过程，所以其生殖方式属于无性生殖。属于无性生殖。5.5.植物体细胞杂交育种的优点和局限性：植物体细胞杂交育种的优点和局限性：(1)(1)优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。优点：克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)(2)局限性：目前仍有许多理论和技术问题未解决，还不能让局限性：目前仍有许多理论和技术问题未解决，还不能让杂种植物按照人们的需求表现出亲代的优良性状。杂种植物按照人们的需求表现出亲代的优良性状。【易错提醒易错

35、提醒】(1)(1)细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成，而植物体细胞杂细胞融合完成的标志是新细胞壁的形成，而植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株，而不是形成杂种细胞。交完成的标志是培育出杂种植株，而不是形成杂种细胞。(2)(2)植物体细胞杂交育种的过程不仅包括不同植物细胞的融合，植物体细胞杂交育种的过程不仅包括不同植物细胞的融合，还包括组织培养的过程。还包括组织培养的过程。(3)(3)诱导体细胞融合后还需要有一个筛选杂种细胞诱导体细胞融合后还需要有一个筛选杂种细胞(A(A与与B B融合形融合形成的杂种细胞成的杂种细胞)的过程。的过程。1.1.要想通过体细胞杂交技术获得杂种植株，下列步骤中正确

36、的要想通过体细胞杂交技术获得杂种植株，下列步骤中正确的是是()A.A.获得原生质体获得原生质体诱导原生质体融合诱导原生质体融合再生细胞壁再生细胞壁组织培养组织培养杂种植株杂种植株B.B.获得原生质体获得原生质体原生质体自然融合原生质体自然融合再生细胞壁再生细胞壁组织培养组织培养杂种植株杂种植株C.C.病毒诱导原生质体融合病毒诱导原生质体融合组织培养组织培养杂种植株杂种植株D.D.获得原生质体获得原生质体脱分化脱分化再分化再分化杂种植株杂种植株【解析解析】选选A A。植物体细胞杂交技术首先要获得不同生物的体。植物体细胞杂交技术首先要获得不同生物的体细胞，用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁得到原生质体，

37、再通过细胞，用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁得到原生质体，再通过物理或化学方法诱导原生质体融合，成为杂种细胞，再经组织物理或化学方法诱导原生质体融合，成为杂种细胞，再经组织培养形成杂种植株。培养形成杂种植株。2.2.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AAAA和和BBBB。据图分。据图分析回答：析回答：(1)(1)过程是过程是，所用物质为，所用物质为 。(2)(2)将若干将若干a a和和b b等量混合后转移到培养基上培养，再经过等量混合后转移到培养基上

38、培养，再经过和和，c c的细胞类型有的细胞类型有(不考不考虑三个或三个以上的细胞融合虑三个或三个以上的细胞融合)。(3)(3)在采用化学法进行过程在采用化学法进行过程时，一般是用时，一般是用 作为诱导剂。作为诱导剂。(4)(4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是的主要意义是 。(5)(5)上述培育新植株的方法所包括的技术手段有上述培育新植株的方法所包括的技术手段有 。【解题关键解题关键】解答本题应注意以下几点：解答本题应注意以下几点：(1)(1)明确植物体细胞杂交的基本过程。明确植物体细胞杂交的基本过程。(2)(2)

39、明确获得的杂种植株中染色体组成情况。明确获得的杂种植株中染色体组成情况。(3)(3)理解植物体细胞杂交的意义。理解植物体细胞杂交的意义。【解析解析】(1)(1)是去除植物细胞壁的过程，所用的物质为纤维是去除植物细胞壁的过程，所用的物质为纤维素酶和果胶酶。素酶和果胶酶。(2)(2)将若干将若干a a和和b b等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，合，c c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即同细胞的融合，即AAAA、BBBB、AAAAAAAA、BBBBBBBB、AABBAAB

40、B。(3)(3)在采用化学法进行过程在采用化学法进行过程时，一般是用聚乙二醇时，一般是用聚乙二醇(PEG)(PEG)作为作为诱导剂。诱导剂。(4)(4)植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍。不亲和的障碍。(5)(5)植物体细胞杂交过程首先进行细胞融合，融合形成杂种细植物体细胞杂交过程首先进行细胞融合，融合形成杂种细胞后再经过组织培养技术形成杂种植株。胞后再经过组织培养技术形成杂种植株。答案：答案：(1)(1)去除细胞壁纤维素酶和果胶酶去除细胞壁纤维素酶和果胶酶(2)AA(2)AA、BBBB、AAAAAAAA、BBBBB

41、BBB、AABBAABB(3)(3)聚乙二醇聚乙二醇(PEG)(PEG)(4)(4)克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍(5)(5)细胞融合、植物组织培养细胞融合、植物组织培养【方法规律方法规律】区分植物组织培养和植物体细胞杂交的两种方法区分植物组织培养和植物体细胞杂交的两种方法(1)(1)看后代。看后代。植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞，经培养使之增植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞，经培养使之增殖、分化成为一个完整植株，为无性生殖过程，因此其后代一殖、分化成为一个完整植株，为无性生殖过程，因此其后代一般均能保持该亲本的遗传特性。般均能保持该亲本的遗传特性。植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体，在人植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体，在人为条件下进行诱导融合。由于植物细胞具有全能性，融合之后为条件下进行诱导融合。由于植物细胞具有全能性，融合之后的杂种细胞可以再生出具有双亲性状的杂种植株。的杂种细胞可以再生出具有双亲性状的杂种植株。(2)(2)看关系：杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲看关系：杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲遗传特性的杂种植株，否则将无任何意义，因此，植物组织培遗传特性的杂种植株，否则将无任何意义，因此，植物组织培养是植物体细胞杂交的基础。养是植物体细胞杂交的基础。