生物人教版（2019）选择性必修3 2.1.1植物细胞工程的基本技术（课件共56张ppt）
文档属性
| 名称 | 生物人教版（2019）选择性必修3 2.1.1植物细胞工程的基本技术（课件共56张ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 32.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2023-03-31 15:48:36 | ||
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文档简介
(共56张PPT)
第2章 第1节
植物细胞工程
操作水平
概念
细胞工程
细胞工程（cell engineering)是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法，通过细胞、细胞器或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞或组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
原理和方法
目的
动物细胞工程
植物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
科技探索之路
1902年，哈伯兰特(G.Haberlandt，1854一1945)提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。
1958年，斯图尔德(EC.Steward，1904一1993)等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
1960年，科金(E.C.Cocking，1931一）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
1964年，古哈(S.Guha，1938-2007)等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
1971年，卡尔森（PS.Carlson，1944一2017)诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术紧密结合。
植物细胞工程的发展历程
“其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫花开，凝情瀼露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非真兰室乎！岂非有国香乎！”
——《金漳兰谱》
其种子发育不全，自然条件下萌发率极低，传统分株繁殖的方法繁殖周期长，繁殖率低
育苗困难！！！
植物组织培养技术
1
植物细胞工程的基本技术
2
植物细胞工程的应用
目
录
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
细胞产物的工厂化生产
一、细胞的全能性
1.概念：
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种(所有类型)细胞的潜能。
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。
3、体现细胞全能性的标志：
01
细胞的全能性
（从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。）
2、具有全能性的原因：
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
受精卵发育成个体（动植物）
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株
01
细胞的全能性
4、不体现全能性的实例：
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
5、不体现全能性的原因：
基因在特定时间、空间条件下选择性表达
注意：种子发育成一颗完整的植株也不能体现全能性，因为种子内的胚已经是完整的植株
生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性！
6.细胞全能性大小比较：
随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低
①受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞
②植物细胞>动物细胞 ③体细胞：分化程度低>分化程度高
——如何才能让细胞表现出全能性？
→复习必修一 P118--121
1958年美国科学家将胡萝卜韧皮部一些细胞培养获得了完整的新植株。
实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。
已分化细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再分化
试管苗
完整个体
这就是植物组织培养技术
01
植物细胞的全能性
※细胞全能性表现的必要条件：
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH、无菌无毒的环境等）；
(2)一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；
(1)离体
指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
植物细胞的全能性
外植体
1.概念：
2.理论基础：
3.一般过程：
生殖方式：无性生殖
分裂方式：有丝分裂
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
脱分化
再分化
再分化
已分化的细胞失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
02
植物组织培养技术
在_________________等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为____________，进而形成________的过程。
一定的激素和营养
未分化的细胞
愈伤组织
脱分化：
不定形的薄壁组织团块
愈伤组织：
再分化：
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
相关概念
注意：脱分化涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
该培养过程一般不需要光照
注意：再分化涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。
需要给予适当光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。
1.实验原理
生长素/细胞分裂素 结果
高(＞1)
低(＜1)
适中(=1)
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
促进愈伤组织的形成
菊花的组织培养
探究 实践
① 植物细胞一般具有___________；
全能性
②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化，形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株，
③植物激素中________和____________是启动_________、_________和_________的关键激素，它们的_____、_____等都会影响植物细胞的发育方向；
生长素
细胞分裂素
细胞分裂
脱分化
再分化
浓度
比例
细胞分裂素
生长素
芽分化
愈伤组织
根分化
巧记：高根低芽中愈伤
菊花的组织培养
探究 实践
拓展1：植物组织培养常用的培养基配方
P116
⑴培养基名称
⑵物理性质
包括无机营养成分(水和无机盐)、有机营养成分(蔗糖、氨基酸、维生素等)、特定浓度和比例的激素(主要是生长素和细胞分裂素)；
蔗糖的作用：
作为碳源，提供能量，调节渗透压
制备MS固体培养基
配制各种母液
配制培养基
调节pH、分装、封口
灭菌
将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）
70%酒精消毒30s
无菌水清洗2～3次
5%次氯酸钠溶液处理30min
无菌水清洗2～3次
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
外植体的消毒
菊花的组织培养
探究 实践
用酒精擦拭双手和超净工作台面
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
外植体的切段
将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。
菊花的组织培养
探究 实践
无菌操作目的
防止杂菌生长
①会与培养物竞争营养；
②产生有害物质危害培养物。
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插！
(形态学上端朝上）
接种外植体
探究 实践
培养基成分及培养条件：
提供有机碳源（蔗糖）、置于黑暗
菊花的组织培养
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
诱导愈伤组织—脱分化
菊花的组织培养
探究 实践
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
注意：该过程一般不需要光照，有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织。
培养条件：
①激素比例1：1；
②一般不需要光照；
③温度18---22℃
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
诱导生芽生根—再分化
注意：先诱导生芽，再诱导生根！
菊花的组织培养
探究 实践
进一步诱导形成试管苗。
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织
转接到诱导生芽的培养基上
长出芽后将其转接到诱导生根的培养基上
注意：每日需要给予适当时间和强度的光照！(光照培养)
若先生根后面就不易生芽
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
移栽
菊花的组织培养
探究 实践
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花。
芽、根
胚状体
脱分化
再分化
培养条件：
①无菌
②营养物质（无机物和小分子有机物）
③适宜环境条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
细胞分裂素 生长素
遮光
一定的光照
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
※过程归纳：
植物体
试管苗
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
进一步探究
若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？
① 空白对照：不加任何激素
② 实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1
③ 实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1
④ 实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1
探究 实践
菊花的组织培养
使用比例 实验结果
生长素
细胞分裂素
>
生长素
细胞分裂素
<
生长素
细胞分裂素
＝
有利于根的分化
有利于芽的分化
促进愈伤组织生长
根、芽
植物体
再分化
培养条件：①无菌②营养物质③适宜条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
遮光
光照
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
脱分化
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
探究·实践
菊花的组织培养
②接种时注意外植体的方向，不要 。
③脱分化诱导愈伤组织期间一般 光照，在后续的培养过程中，每日 给予适当时间和强度的光照。
【总结：植物组织培养过程需要注意的问题】
①实验中使用的培养基和所有的器械都要 。接种操作必须在酒精灯 进行，并且每次使用后的器械都要 。
火焰旁
灭菌
灭菌
为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
倒插
不需要
需要
菊花的组织培养
探究 实践
（1）组织离体状态
（2）适宜的培养条件
（3）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节
植物组织培养成功的条件
种类齐全、比例适合的营养物质
适宜的外界条件（温度、pH、光照等）
无菌环境
（细胞表现全能性的条件）
① 接种3~4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，试分析它们被污染的可能原因。
培养基、接种工具灭菌不彻底；
外植体消毒不彻底；
操作过程不符合无菌操作要求等。
被污染的培养基
②杂菌和植物细胞之间有哪些关系？
竞争或寄生。
结果分析与评价
菊花的组织培养
探究 实践
(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗体现了细胞的全能性( )
(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。( )
(3)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的( )
(4)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化( )
√
×
×
【基础过关】
×
1.下图表示植物组织培养的一般过程。下列相关说法错误的是( )
A.过程a指的是脱分化，过程c指的是再分化
B.此技术依据的原理是植物细胞的全能性
C.b d的过程不需要光照
D.生长素含量高时，有利于根的形成
C
【课堂检测】
离体的植物器官、组织或细胞
a
b
c
d
完整的植物体
对点训练：2.如图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是
A.实验中②试管中细胞的全能性最高
B.④试管中培育出的个体都是纯合子
C.①→②过程需要光照
D.①→④过程培养基保持不变
√
对点训练：3.如图表示菊花茎段细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是__________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是_________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_____等。
无机物
生长素
植物细胞的全能性
有丝分裂
分化
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是_______________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因___________的结果。
培养基
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件
选择性表达
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种生物之间存在着天然的生殖隔离
思考：欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么好妙招？
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。
A细胞
B细胞
纤维素酶
果胶酶
1.去壁：
酶解法
融合的原生质体
再生出细胞壁
2.诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+ —高pH融合法等
脱分化
再分化
移栽
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
植物体细杂交的过程：
03
植物体细胞杂交技术
高尔基体参与、线粒体供能
（等渗或略大于）
植物细胞融合
植物组织培养
（细胞膜的流动性）
（植物细胞的全能性）
筛选：淘汰AA、BB型
1. 概念：
指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
4.两个标志
（1）植物细胞融合完成的标志：
再生出新的细胞壁
（2）植物体细胞杂交完成的标志：
培育成新植物体
5.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
03
植物体细胞杂交技术
2.融合实例:
3.原理：
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
具有两个物种的遗传物质
植物体细胞杂交的实例：
具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点
多种柑橘属不同种间的杂种植株
普通小麦—长穗偃麦草
03
植物体细胞杂交技术
只考虑两两融合，原生质体A和B可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？
三种
A
B
原生质体融合
或
或
AA
BB
AB
AB融合细胞才符合要求，
因此要对融合细胞进行筛选。
AB
03
植物体细胞杂交技术
遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。
1、体细胞融合后培养基中共有5种类型细胞：
2、杂种细胞中染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加
A为2M=20
B为2N=30
2M+2N
4
杂种细胞染色体数为？
杂种细胞染色体组数为？
从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
育种原理：染色体数目变异
A，B，AA，BB，AB
4、不遵循孟德尔遗传定律
3、该过程属于无性繁殖
异源四倍体
（可育）
03
植物体细胞杂交技术
对点训练：若A细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。B细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数： ；染色体组数： ；基因型： 。
2X＋2Y
4个
AabbccDd
主要原因是∶生物体内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"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
拓展应用
5.植物体细胞杂交存在的问题：
①亲缘关系越远，染色体排斥丢失的现象越严重。
②由于两个物种的全部遗传物质的合并，各种基因都在其中，目前还不能让杂种植株完全按人们的要求表现出亲代的性状。
03
植物体细胞杂交技术
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
所属范畴
原理
步骤
意义
联系 无性繁殖
细胞全能性
①脱分化
②再分化
保持优良性状，繁殖速度快
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养
细胞膜的流动性、细胞全能性
染色体变异、基因重组
植物组织培养 vs 植物体细胞杂交
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理
过程
结果
意义
联系
植物组织培养和植物体细胞杂交技术比较
植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
完整植株
杂种植株
繁殖速度快、不受自然生长季节限制
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养
【典例】科学家利用植物体细胞杂交技术将番茄与马铃薯的体细胞原生质体融合，最终得到番茄—马铃薯杂种植株。下列有关叙述错误的是( )
A.番茄—马铃薯杂种植株能在地上结番茄、地下长马铃薯
B.可用物理法使番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合
C.该项生物工程技术可克服生物远缘杂交不亲和的障碍
D.该项生物工程技术需经历脱分化和再分化
A
▌如图为白菜—甘蓝杂种植株的培育过程。正确的是（ ）
A. 图示白菜—甘蓝植株不能结籽
B. 愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C. 上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂
D. 白菜—甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
D
实战演练
概念
植物细胞融合
原生质体制备
过程
变异类型
植物组织培养
原生质体融合
原理
育种类型
原理
过程
花药离体培养
细胞全能性
操作步骤
脱分化
再分化
外植体
根、芽、胚状体
愈伤组织
外植体消毒
接种
切块
形成愈伤组织
诱导生芽生根
植物体细胞杂交
植物组织培养
植物细胞工程
优缺点
原理
主要过程
原理
主要过程
【课堂小结】
【检测】图为植物体细胞杂交过程示意图。
据图回答：
(1)步骤①常用 酶处理植物细胞以去除细胞壁。
(2)步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 ，依据的生物学原理是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
(4)若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
纤维素酶和果胶
聚乙二醇
（PEG）
诱导原生质体融合
脱分化
再分化
植物细胞的全能性
AaBbYYEe
细胞膜具有一定的流动性
【检测】图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，
使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。
（5）若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
去除细胞壁，分离原生质体
酶解法
聚乙二醇
（PEG）
诱导植物原生质体融合
脱分化
再分化
远缘杂交亲本的遗传特征
杂种植株获得双亲的遗传物质
细胞的全能性
AaBbYYEe
（6）从理论上讲，杂种植株的育性 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ ；原因是 。
因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？
。
可育
不能
不同种生物之间存在生殖隔离
不遵循；因为孟德尔遗传规律发生在有性生殖减数分裂产生配子时，而植物体细胞杂交育种属于无性生殖。
克服了远缘杂交不亲和的障碍
练习与应用
一、概念检测
1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
A
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分
纤维素酶和果胶酶
"番茄—马铃薯"没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是∶生物体内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"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
练习与应用
一、概念检测
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
二、拓展应用
对点训练：15.(2022·天津一中高二期中)“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题：
(1)在上述过程中，过程①常用________________酶处理植物细胞，该过程在溶液中进行，而且外界溶液的浓度应该_______________(填“等于或略大于”或“略小于”)细胞液的浓度。
纤维素酶和果胶
等于或略大于
(2)已知白菜细胞中含有2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉细胞中染色体数为__________条。与白菜和甘蓝相比，杂种植株发生的可遗传变异类型是________________。
2X＋2Y
染色体数目变异
(3)过程②常用的化学诱导方法有_________________________________
___________；若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，经过过程②可获得哪几种类型的融合原生质体(仅考虑细胞的两两融合)？_______________________________________(写出基因型)。
(4)通常情况下，白菜和甘蓝之间不能成功杂交。该项技术的意义是_______________________________。
聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—
高pH融合法
AAaaBBBB、ccccDDdd、AaBBccDd
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
对点训练：9.(2022·北京西城高二期末)如图表示矮牵牛的植物组织培养过程，下列相关叙述正确的是
A.矮牵牛是自养生物，培养基中无需添加有机碳源
B.①、②、③过程均可发生基因突变和基因重组
C.植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础
D.用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型相同
√
对点训练：10.(2022·天津静海高二阶段练习)通过植物细胞工程技术，可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株，实验流程如图所示。下列叙述正确的是
A.①通常将植物细胞置于含纤维素
酶和果胶酶的低渗溶液中处理
B.②到③的过程中，杂种细胞内高
尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有高产不耐盐品种
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
√
第2章 第1节
植物细胞工程
操作水平
概念
细胞工程
细胞工程（cell engineering)是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等学科的原理和方法，通过细胞、细胞器或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞或组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
原理和方法
目的
动物细胞工程
植物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
科技探索之路
1902年，哈伯兰特(G.Haberlandt，1854一1945)提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功。
1958年，斯图尔德(EC.Steward，1904一1993)等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚，为细胞全能性理论提供了强有力的支持。
1960年，科金(E.C.Cocking，1931一）用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体。
1964年，古哈(S.Guha，1938-2007)等在培养毛曼陀罗的花药时，首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。
1971年，卡尔森（PS.Carlson，1944一2017)诱导烟草种间原生质体融合，获得了第一株体细胞种间杂种植株。
1974年，土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后，该质粒应用于植物分子生物学领域，促进了植物细胞工程与分子生物学技术紧密结合。
植物细胞工程的发展历程
“其茅葺，其叶青青，犹绿衣郎，挺节独立，可敬可慕。迨（dài）夫花开，凝情瀼露，万态千妍，薰风自来，四坐芬郁，岂非真兰室乎！岂非有国香乎！”
——《金漳兰谱》
其种子发育不全，自然条件下萌发率极低，传统分株繁殖的方法繁殖周期长，繁殖率低
育苗困难！！！
植物组织培养技术
1
植物细胞工程的基本技术
2
植物细胞工程的应用
目
录
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
植物繁殖的新途径
作物新品种的培育
细胞产物的工厂化生产
一、细胞的全能性
1.概念：
细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种(所有类型)细胞的潜能。
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。
3、体现细胞全能性的标志：
01
细胞的全能性
（从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。）
2、具有全能性的原因：
细胞→ 完整个体或其他各种细胞
实例：胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株
受精卵发育成个体（动植物）
蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰
用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株
01
细胞的全能性
4、不体现全能性的实例：
芽原基只能发育为芽，叶原基只能发育为叶
5、不体现全能性的原因：
基因在特定时间、空间条件下选择性表达
注意：种子发育成一颗完整的植株也不能体现全能性，因为种子内的胚已经是完整的植株
生物体生长发育过程中并不是所有细胞都表现出全能性！
6.细胞全能性大小比较：
随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低
①受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞
②植物细胞>动物细胞 ③体细胞：分化程度低>分化程度高
——如何才能让细胞表现出全能性？
→复习必修一 P118--121
1958年美国科学家将胡萝卜韧皮部一些细胞培养获得了完整的新植株。
实验结论：高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，即植物细胞具有全能性。
已分化细胞
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
再分化
试管苗
完整个体
这就是植物组织培养技术
01
植物细胞的全能性
※细胞全能性表现的必要条件：
（3）适宜的外界条件（适宜的温度、pH、无菌无毒的环境等）；
(2)一定的营养物质（无机盐、维生素、氨基酸等）和植物激素；
(1)离体
指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。
植物细胞的全能性
外植体
1.概念：
2.理论基础：
3.一般过程：
生殖方式：无性生殖
分裂方式：有丝分裂
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
脱分化
再分化
再分化
已分化的细胞失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
02
植物组织培养技术
在_________________等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为____________，进而形成________的过程。
一定的激素和营养
未分化的细胞
愈伤组织
脱分化：
不定形的薄壁组织团块
愈伤组织：
再分化：
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
相关概念
注意：脱分化涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。
该培养过程一般不需要光照
注意：再分化涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。
需要给予适当光照，诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。
1.实验原理
生长素/细胞分裂素 结果
高(＞1)
低(＜1)
适中(=1)
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
促进愈伤组织的形成
菊花的组织培养
探究 实践
① 植物细胞一般具有___________；
全能性
②在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化，形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株，
③植物激素中________和____________是启动_________、_________和_________的关键激素，它们的_____、_____等都会影响植物细胞的发育方向；
生长素
细胞分裂素
细胞分裂
脱分化
再分化
浓度
比例
细胞分裂素
生长素
芽分化
愈伤组织
根分化
巧记：高根低芽中愈伤
菊花的组织培养
探究 实践
拓展1：植物组织培养常用的培养基配方
P116
⑴培养基名称
⑵物理性质
包括无机营养成分(水和无机盐)、有机营养成分(蔗糖、氨基酸、维生素等)、特定浓度和比例的激素(主要是生长素和细胞分裂素)；
蔗糖的作用：
作为碳源，提供能量，调节渗透压
制备MS固体培养基
配制各种母液
配制培养基
调节pH、分装、封口
灭菌
将流水充分冲洗后的外植体（幼嫩的茎段）
70%酒精消毒30s
无菌水清洗2～3次
5%次氯酸钠溶液处理30min
无菌水清洗2～3次
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
外植体的消毒
菊花的组织培养
探究 实践
用酒精擦拭双手和超净工作台面
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
外植体的切段
将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。
菊花的组织培养
探究 实践
无菌操作目的
防止杂菌生长
①会与培养物竞争营养；
②产生有害物质危害培养物。
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。
注意：接种时注意外植体的方向，不要倒插！
(形态学上端朝上）
接种外植体
探究 实践
培养基成分及培养条件：
提供有机碳源（蔗糖）、置于黑暗
菊花的组织培养
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
诱导愈伤组织—脱分化
菊花的组织培养
探究 实践
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。在培养过程中，定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
注意：该过程一般不需要光照，有光易形成维管组织，不易形成愈伤组织。
培养条件：
①激素比例1：1；
②一般不需要光照；
③温度18---22℃
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
诱导生芽生根—再分化
注意：先诱导生芽，再诱导生根！
菊花的组织培养
探究 实践
进一步诱导形成试管苗。
培养15～20d后，将生长良好的愈伤组织
转接到诱导生芽的培养基上
长出芽后将其转接到诱导生根的培养基上
注意：每日需要给予适当时间和强度的光照！(光照培养)
若先生根后面就不易生芽
外植体的消毒
外植体的切段
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽生根
移栽
移栽
菊花的组织培养
探究 实践
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将 幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情 况，适时浇水、施肥，直至开花。
芽、根
胚状体
脱分化
再分化
培养条件：
①无菌
②营养物质（无机物和小分子有机物）
③适宜环境条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
细胞分裂素 生长素
遮光
一定的光照
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
※过程归纳：
植物体
试管苗
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
进一步探究
若想探究生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响，则应如何设计对照实验？
① 空白对照：不加任何激素
② 实验组1：生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1
③ 实验组2：生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1
④ 实验组3：生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1
探究 实践
菊花的组织培养
使用比例 实验结果
生长素
细胞分裂素
>
生长素
细胞分裂素
<
生长素
细胞分裂素
＝
有利于根的分化
有利于芽的分化
促进愈伤组织生长
根、芽
植物体
再分化
培养条件：①无菌②营养物质③适宜条件（温度、PH、光等）
④植物激素：
遮光
光照
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
脱分化
愈伤组织
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
愈伤组织重新分化为芽、根等器官
失去特有结构和功能转变成未分化的细胞
生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键。生长素和细胞分裂素的比例和浓度会影响植物细胞的发育方向。
如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…
排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞
探究·实践
菊花的组织培养
②接种时注意外植体的方向，不要 。
③脱分化诱导愈伤组织期间一般 光照，在后续的培养过程中，每日 给予适当时间和强度的光照。
【总结：植物组织培养过程需要注意的问题】
①实验中使用的培养基和所有的器械都要 。接种操作必须在酒精灯 进行，并且每次使用后的器械都要 。
火焰旁
灭菌
灭菌
为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？
避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
倒插
不需要
需要
菊花的组织培养
探究 实践
（1）组织离体状态
（2）适宜的培养条件
（3）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节
植物组织培养成功的条件
种类齐全、比例适合的营养物质
适宜的外界条件（温度、pH、光照等）
无菌环境
（细胞表现全能性的条件）
① 接种3~4d后，检查外植体的生长情况，统计有多少外植体被污染，试分析它们被污染的可能原因。
培养基、接种工具灭菌不彻底；
外植体消毒不彻底；
操作过程不符合无菌操作要求等。
被污染的培养基
②杂菌和植物细胞之间有哪些关系？
竞争或寄生。
结果分析与评价
菊花的组织培养
探究 实践
(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗体现了细胞的全能性( )
(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。( )
(3)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的( )
(4)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化( )
√
×
×
【基础过关】
×
1.下图表示植物组织培养的一般过程。下列相关说法错误的是( )
A.过程a指的是脱分化，过程c指的是再分化
B.此技术依据的原理是植物细胞的全能性
C.b d的过程不需要光照
D.生长素含量高时，有利于根的形成
C
【课堂检测】
离体的植物器官、组织或细胞
a
b
c
d
完整的植物体
对点训练：2.如图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是
A.实验中②试管中细胞的全能性最高
B.④试管中培育出的个体都是纯合子
C.①→②过程需要光照
D.①→④过程培养基保持不变
√
对点训练：3.如图表示菊花茎段细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是__________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是_________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_____等。
无机物
生长素
植物细胞的全能性
有丝分裂
分化
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是_______________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因___________的结果。
培养基
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件
选择性表达
利用传统有性杂交方法能实现吗？为什么？
不能。因为不同种生物之间存在着天然的生殖隔离
思考：欲培育地上长番茄和地下结马铃薯的“超级作物”。你有什么好妙招？
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。
A细胞
B细胞
纤维素酶
果胶酶
1.去壁：
酶解法
融合的原生质体
再生出细胞壁
2.诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法
聚乙二醇（PEG）融合法、
高Ca2+ —高pH融合法等
脱分化
再分化
移栽
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常
植物体细杂交的过程：
03
植物体细胞杂交技术
高尔基体参与、线粒体供能
（等渗或略大于）
植物细胞融合
植物组织培养
（细胞膜的流动性）
（植物细胞的全能性）
筛选：淘汰AA、BB型
1. 概念：
指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
4.两个标志
（1）植物细胞融合完成的标志：
再生出新的细胞壁
（2）植物体细胞杂交完成的标志：
培育成新植物体
5.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种
03
植物体细胞杂交技术
2.融合实例:
3.原理：
细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
白菜
甘蓝
白菜－甘蓝
具有两个物种的遗传物质
植物体细胞杂交的实例：
具有生长期短、耐热性强和易于贮藏等优点
多种柑橘属不同种间的杂种植株
普通小麦—长穗偃麦草
03
植物体细胞杂交技术
只考虑两两融合，原生质体A和B可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？
三种
A
B
原生质体融合
或
或
AA
BB
AB
AB融合细胞才符合要求，
因此要对融合细胞进行筛选。
AB
03
植物体细胞杂交技术
遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。
1、体细胞融合后培养基中共有5种类型细胞：
2、杂种细胞中染色体数、染色体组数、基因型都采用直接相加
A为2M=20
B为2N=30
2M+2N
4
杂种细胞染色体数为？
杂种细胞染色体组数为？
从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
育种原理：染色体数目变异
A，B，AA，BB，AB
4、不遵循孟德尔遗传定律
3、该过程属于无性繁殖
异源四倍体
（可育）
03
植物体细胞杂交技术
对点训练：若A细胞具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb。B细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数： ；染色体组数： ；基因型： 。
2X＋2Y
4个
AabbccDd
主要原因是∶生物体内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"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
拓展应用
5.植物体细胞杂交存在的问题：
①亲缘关系越远，染色体排斥丢失的现象越严重。
②由于两个物种的全部遗传物质的合并，各种基因都在其中，目前还不能让杂种植株完全按人们的要求表现出亲代的性状。
03
植物体细胞杂交技术
植物组织培养 植物体细胞杂交技术
所属范畴
原理
步骤
意义
联系 无性繁殖
细胞全能性
①脱分化
②再分化
保持优良性状，繁殖速度快
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术
克服不同种生物远缘杂交的障碍
①去除细胞壁
②融合形成杂种细胞
③组织培养
细胞膜的流动性、细胞全能性
染色体变异、基因重组
植物组织培养 vs 植物体细胞杂交
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理
过程
结果
意义
联系
植物组织培养和植物体细胞杂交技术比较
植物细胞的全能性
细胞膜的流动性
植物细胞的全能性
完整植株
杂种植株
繁殖速度快、不受自然生长季节限制
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养
【典例】科学家利用植物体细胞杂交技术将番茄与马铃薯的体细胞原生质体融合，最终得到番茄—马铃薯杂种植株。下列有关叙述错误的是( )
A.番茄—马铃薯杂种植株能在地上结番茄、地下长马铃薯
B.可用物理法使番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合
C.该项生物工程技术可克服生物远缘杂交不亲和的障碍
D.该项生物工程技术需经历脱分化和再分化
A
▌如图为白菜—甘蓝杂种植株的培育过程。正确的是（ ）
A. 图示白菜—甘蓝植株不能结籽
B. 愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C. 上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂
D. 白菜—甘蓝杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
D
实战演练
概念
植物细胞融合
原生质体制备
过程
变异类型
植物组织培养
原生质体融合
原理
育种类型
原理
过程
花药离体培养
细胞全能性
操作步骤
脱分化
再分化
外植体
根、芽、胚状体
愈伤组织
外植体消毒
接种
切块
形成愈伤组织
诱导生芽生根
植物体细胞杂交
植物组织培养
植物细胞工程
优缺点
原理
主要过程
原理
主要过程
【课堂小结】
【检测】图为植物体细胞杂交过程示意图。
据图回答：
(1)步骤①常用 酶处理植物细胞以去除细胞壁。
(2)步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 ，依据的生物学原理是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
(4)若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
纤维素酶和果胶
聚乙二醇
（PEG）
诱导原生质体融合
脱分化
再分化
植物细胞的全能性
AaBbYYEe
细胞膜具有一定的流动性
【检测】图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答：
（1）步骤①是 ，最常用的方法是 。
（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。
(3)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，此技术运用的原理是 ，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，
使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。
（5）若远缘杂交亲本A的基因型为AaBb，B的基因型为YYEe，则融合后形成的杂种植株基因型是 。
去除细胞壁，分离原生质体
酶解法
聚乙二醇
（PEG）
诱导植物原生质体融合
脱分化
再分化
远缘杂交亲本的遗传特征
杂种植株获得双亲的遗传物质
细胞的全能性
AaBbYYEe
（6）从理论上讲，杂种植株的育性 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ ；原因是 。
因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 。
（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？
。
可育
不能
不同种生物之间存在生殖隔离
不遵循；因为孟德尔遗传规律发生在有性生殖减数分裂产生配子时，而植物体细胞杂交育种属于无性生殖。
克服了远缘杂交不亲和的障碍
练习与应用
一、概念检测
1.下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是（ ）
A.进行a处理时能用胰蛋白酶
B.b是诱导融合后得到的杂种细胞
C.c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽
D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中
A
2.科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分
纤维素酶和果胶酶
"番茄—马铃薯"没有像人们预想的那样地上结番茄、地下长马铃薯，主要原因是∶生物体内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"番茄—马铃薯"杂种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相互干扰，它们不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂种植株自然就不能地上结番茄、地下长马铃薯了。
练习与应用
一、概念检测
"番茄—马铃薯"杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么
二、拓展应用
对点训练：15.(2022·天津一中高二期中)“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题：
(1)在上述过程中，过程①常用________________酶处理植物细胞，该过程在溶液中进行，而且外界溶液的浓度应该_______________(填“等于或略大于”或“略小于”)细胞液的浓度。
纤维素酶和果胶
等于或略大于
(2)已知白菜细胞中含有2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉细胞中染色体数为__________条。与白菜和甘蓝相比，杂种植株发生的可遗传变异类型是________________。
2X＋2Y
染色体数目变异
(3)过程②常用的化学诱导方法有_________________________________
___________；若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，经过过程②可获得哪几种类型的融合原生质体(仅考虑细胞的两两融合)？_______________________________________(写出基因型)。
(4)通常情况下，白菜和甘蓝之间不能成功杂交。该项技术的意义是_______________________________。
聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—
高pH融合法
AAaaBBBB、ccccDDdd、AaBBccDd
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
对点训练：9.(2022·北京西城高二期末)如图表示矮牵牛的植物组织培养过程，下列相关叙述正确的是
A.矮牵牛是自养生物，培养基中无需添加有机碳源
B.①、②、③过程均可发生基因突变和基因重组
C.植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础
D.用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型相同
√
对点训练：10.(2022·天津静海高二阶段练习)通过植物细胞工程技术，可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株，实验流程如图所示。下列叙述正确的是
A.①通常将植物细胞置于含纤维素
酶和果胶酶的低渗溶液中处理
B.②到③的过程中，杂种细胞内高
尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有高产不耐盐品种
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
√