生物：2.1.1《植物细胞工程的基本技术》学案（1）（新人教版选修3）
文档属性
| 名称 | 生物：2.1.1《植物细胞工程的基本技术》学案（1）（新人教版选修3） |  | |
| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 97.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 生物学 | ||
| 更新时间 | 2009-07-10 07:42:00 | ||
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文档简介
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
【课标要求】
达成目标 重点和难点
1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 1）植物组织培养的原理和过程
2）列举植物细胞工程的实际应用 2）植物体细胞杂交的原理
3）尝试进行植物组织培养 3）植物细胞工程应用的实例
教学难点 植物组织培养的实验。
【复习巩固】1. 物细胞的全能性、细胞分化、脱分化、再分化、愈伤组织概念？
2.植物组织培养原理、过程？
【自学导引】
知识点 归纳与结论
细胞工程的概念 细胞工程是指应用 生物学和 生物学的原理和方法，通过 水平或 水平的操作，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。
植物组织培养技术 原理 植物细胞具有 ，既具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，全具有发育成完整个体的潜能。
过程 高度 的组织 脱分化 组织 再分化 幼根和芽 完整植株。
细胞脱分化 已 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。
细胞不表达全能性的原因 植物体内的细胞 。
植物组织培养的概念 在 和人工控制的条件下，将 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 组织、丛芽，最终形成完整植株。
特点 子代与亲代 高度相同。
植物体细胞杂交技术 概念 是将不同种植物 ，在一定条件下融合成 细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
过程 细胞 不同细胞原生质体 原生质体细胞 杂种植株。
注意点 ①去细胞壁所用的物质： ；②诱导剂： ；③融合完成的标志： ； ④过程： ；
意义 克服 生物远源杂交的不亲和性。
【问题探究】
1、 什么是细胞工程？分类？
2、 么是植物组织培养？其原理是什么？
3、 为什么在生物的正常发育过程中，每个细胞不会表现出全能性？
4、 什么是脱分化？什么是再分化？
5、 简述植物组织培养的大体过程？
6、 在植物组织培养的整个过程中，为什么要强调无菌操作？
7、 植物组织培养的全过程说明了植物细胞的什么特点？
8、 什么是植物体细胞杂交技术？
9、 用传统的杂交育种方法为什么不易得到两种亲缘关系较远的杂种植株？
10、 如何去除植物细胞的细胞壁？
【知识网络体系】
【重难热点归纳】
1．理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：
细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2．植物组织培养操作的特点：
（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3．植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：
以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。
【经典例题剖析】
1.下列属于组织培养的是 （ ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株
[解析]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。[答案] A
2.在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将： （ ）
A.皱缩 B.胀破 C.呈球形 D.保持原状
[解析]成熟植物去壁后，置于清水中，由于细胞内外浓度差较大，又无细胞壁保护，细胞会大量吸水，直至细胞破裂。[答案]B
3.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）
A.振动 B.电刺激 C.PEG D.重压
[解析]原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。[答案]D
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.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
[解析]解答该题需从如下三个方面入手分析：
①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢。
②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形不成愈伤组织。
③由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。[答案]C
5.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基 D.一定的营养物质和激素
[解析]考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。[答案]C
【课本答案和提示】
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？
提示：1978年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯—番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。
至于马铃薯—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。
提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下：
正文中讨论题
【实验 胡萝卜的组织培养】
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？
提示：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。
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。
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？
提示：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。可以让学生参考利用胡萝卜根进行组织培养的实验，尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。
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。提示
【知识拓展】
1.什么是细胞全能性
细胞全能性（cell totipotency）比较权威的定义是1984年国际组织培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征，有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力”。这个定义比一般所说的概念“一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息（基因），在适当的条件下可以发育成一个完整的生物体”更基本和全面。它不但包含了培养细胞再生成植株的情况（分化成各种类型的细胞，并以一定形式构建成植物），同时也包含了培养细胞生产次生代谢物的情况（不分化或只分化成某种类型细胞，但仍留着分化为其他细胞类型的能力）。前者成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础，后者成为像微生物发酵一样培养细胞，生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础，如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉醇。
2.植物组织培养技术是如何发展起来的？
技术和理论是一对孪生兄弟，相辅相成，技术手段的发明会促进理论的创新，理论的创新又会指导技术的实践活动。植物组织培养也是如此。
早在1902年，哈伯兰特（Haberlandt）提出高等植物的器官和组织可以不断地分割，直至单个细胞的观点，预言植物体细胞在适宜的条件下，有发育成完整植株的潜力，提出了植物细胞全能性的设想，并且用植物细胞组织进行了培养实验。他虽然未能获得再生植株，却是植物组织培养的开创者。1902年他发表了著名论文《植物细胞离体培养实验》，论文中提出的植物细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。
从哈伯兰特提出植物细胞全能性的理论，到1958年斯图尔德（F.C.Steward）等人第一次用胡萝卜根的韧皮部细胞证实了植物细胞的全能性，用了整整56年。56年中许多科学家做的事情归纳起来都是在探索哈伯兰特提出的“植物细胞在适宜条件下，有发育成完整植株的潜力”中的适宜条件。
20世纪60年代以后，植物组织培养进入了迅速发展阶段，并逐步走向生产应用，如快繁脱毒、单倍体育种、种质资源保存、生产次生代谢产物等，也为人工种子、细胞融合、转基因植物等奠定了基础。
3.怎样制备胡萝卜培养基（供参考）？
(1)诱导胡萝卜愈伤组织
在MS培养基［注］中加入质量分数为0.5 mg/L的6-BA和质量分数为0.5 mg/L的NAA
（2）诱导胡萝卜丛芽
在MS培养基中加入质量分数为2 mg/L的KT和质量分数为0.2 mg/L的NAA
（3）诱导胡萝卜生根
在1/2MS培养基中加入质量分数为0.1 mg/L的NAA
［注］：MS培养基的配制方法见《选修1附录3中八》。（鲍平秋提供）
4.植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的？
植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞，在植物体中是不会再分裂繁殖的，只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态，变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，这个过程称为脱分化（dedifferentiation）过程。这种转变在细胞的形态结构和生理生化上都会产生一系列变化。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件，即创伤和外源激素。
目前人们对于脱分化过程的本质还不清楚。分化细胞在细胞周期中是处于一种相对静止状态的细胞（G0期细胞），脱分化是要打破这种状态，使细胞进入细胞周期中的G1期，并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进行细胞分裂，形成愈伤组织。现在发现细胞周期受基因调控，一种称为编码细胞周期依赖性激酶CDK（cycilin dependent kinase）的基因和一种细胞周期蛋白（cyclin）可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么，什么因素诱导细胞周期调控基因的作用，培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚，有待深入研究。分化细胞脱分化后细胞结构有两点明显的变化：一是在细胞内出现液泡蛋白；二是叶绿体转变成原质体。
当细胞脱分化形成愈伤细胞后，经过一段时期的分裂，细胞群体变成不是一种细胞类型的均一群，又会产生分化，形成分生细胞或分生细胞团，由此再生成植株有两条途径：一是形成体细胞胚（功能类似于受精过程产生的胚），通过体细胞胚形成再生植株。二是走器官发生的途径再生植株，分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织，分化出芽后再生根，成为完整的植株。
5.为什么要在避光条件下培养愈伤组织？
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。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，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
【基础试题训练】
一、选择题
1．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．愈伤组织培育成植株
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体
D．愈伤组织形成高度液泡化组织
2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是 （ ）
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.细胞壁不是原生质的组成部分
3．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
4．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是
A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍
B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法
C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离
5．（2005，上海）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
6．植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ ）
A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.获得杂种植株
C.克服远源杂交不亲和的障碍 D.实现原生质体的融合
7．植物组织培养的用途中不正确的是 （ ）
A.快速繁殖 B.生产新品种 C．生产生物碱 D．生产白细胞介素－2
8．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅 显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是 （ ）
A．二倍体；基因型是DdYyRr
B．三倍体；基因型是DdYyRr
C．四倍体；基因型是DdYyRr
D．四倍体；基因型是DdddYYyyRRrr
9．以下关于原生质的叙述，正确的是 （ ）
A、原生质泛指细胞内的基质 B、原生质就是细胞质
C、一个动物细胞就是一团原生质 D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质
10．不能人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）
A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂 D．重压
11．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.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
12．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.生物体的每一个细胞都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
13．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
14.下列植物细胞全能性最高的是 （ ）
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
15．植物组织培养过程的顺序是 （ ）
①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织
④脱分化 ⑤再分化 ⑥植物体
A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥
C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤②
16．（2005，上海）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
17．下列有关细胞工程的叙述不正确的是 （ ）
A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质
B．在细胞器水平上定向改变遗传物质
C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质
D．在细胞整体水平上获得细胞产品
18．下列细胞全能性最高的是 （ ）
A．植物的卵细胞
B．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
19．植物体细胞融合完成的标志是 （ ）
A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合
C、细胞膜发生融合 D、细胞膜发生融合
20.植物体细胞杂交的目的是 （ ）
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种植株
D.通过以上三者来完成
21.下列提法正确的是： （ ）
A、原生质专指细胞质 B、人体内的水都属于原生质
C、细胞核不是原生质 D、一个动物细胞就是一团原生质
22．（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是 （ ）
A．组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸
B．原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C．被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D．原生质体只能用于植物细胞工程
23．（多选）下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是 （ ）
A．植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性
B．③ ④过程是指植物的营养生长和生殖生长阶段
C．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮即可获得人工种子
D．② ③的再分化过程中，诱导②生根的激素为细胞分裂素和生长素
二、非选择题
1．下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
脱分化 再分化
①——→②——→③——→④
（1）①表示 ，它能被培养成为④的根本原因是 。
（2）②表示 ，它与①相比分化程度 ，全能性 。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） 。
（4）若①是花药，则④是 ，继续对其使用 处理可获得 正常植株，该过程称为 。
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。
（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号） 。
2．右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③一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，运用的技术手段是 ，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 。
（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为
倍体。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 。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？ 。
【创新应用训练】
1．（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。这项技术的理论基础是_______________________。
（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。
（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是________________________和__________________________________________。
参考答案
一、选择题
CCACD DDCCD CCCAA DCCACD （AC） （ABD）
二、非选择题
1、（1）离体的植物器官、组织或细胞 植物的全能性
（2）愈伤组织 低 高
（3）③（4）单倍体植株 秋水仙素 纯合 单倍体育种
（5）绿色 含有与叶绿体形成相关的基因（6）②
2、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 酶解法
（2）PEG 诱导不同植物体细胞的原生质体融合
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）远源杂交亲本的遗传特征 杂种植株获得双亲的遗传物质
（5）四
（6）可育 不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离 克服远源杂交不亲和的障碍
（7）否 有性生殖的过程中进行减数分裂，才遵循孟德尔的遗传规律
三、应用创新
1、（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织） 细胞的全能性
（2）S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
（3）保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
概念
原理：生物学原理和分子生物学原理
水平：细胞整体水平或细胞器水平
目的：改变细胞内的遗传物质，获得细胞产品
细胞的全能性：概念、原因、大小
过程：外植体→愈伤组织→胚状体→植物体
脱分化：形成愈伤组织
再分化：植物细胞选择性表达，形成胚状体
特点：子代与亲代性状高度遗传
植物细胞工程
植物组织培养
去细胞壁：纤维素酶、果胶酶
诱导剂：PEG
融合完成的标志：新细胞壁的形成
过程：原生质体融合+组织培养
植物体细胞杂交
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2.1.1 植物细胞工程的基本技术
【课标要求】
达成目标 重点和难点
1）简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 1）植物组织培养的原理和过程
2）列举植物细胞工程的实际应用 2）植物体细胞杂交的原理
3）尝试进行植物组织培养 3）植物细胞工程应用的实例
教学难点 植物组织培养的实验。
【复习巩固】1. 物细胞的全能性、细胞分化、脱分化、再分化、愈伤组织概念？
2.植物组织培养原理、过程？
【自学导引】
知识点 归纳与结论
细胞工程的概念 细胞工程是指应用 生物学和 生物学的原理和方法，通过 水平或 水平的操作，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。
植物组织培养技术 原理 植物细胞具有 ，既具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，全具有发育成完整个体的潜能。
过程 高度 的组织 脱分化 组织 再分化 幼根和芽 完整植株。
细胞脱分化 已 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。
细胞不表达全能性的原因 植物体内的细胞 。
植物组织培养的概念 在 和人工控制的条件下，将 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 组织、丛芽，最终形成完整植株。
特点 子代与亲代 高度相同。
植物体细胞杂交技术 概念 是将不同种植物 ，在一定条件下融合成 细胞，并把杂种细胞培养成新的植物体的技术。
过程 细胞 不同细胞原生质体 原生质体细胞 杂种植株。
注意点 ①去细胞壁所用的物质： ；②诱导剂： ；③融合完成的标志： ； ④过程： ；
意义 克服 生物远源杂交的不亲和性。
【问题探究】
1、 什么是细胞工程？分类？
2、 么是植物组织培养？其原理是什么？
3、 为什么在生物的正常发育过程中，每个细胞不会表现出全能性？
4、 什么是脱分化？什么是再分化？
5、 简述植物组织培养的大体过程？
6、 在植物组织培养的整个过程中，为什么要强调无菌操作？
7、 植物组织培养的全过程说明了植物细胞的什么特点？
8、 什么是植物体细胞杂交技术？
9、 用传统的杂交育种方法为什么不易得到两种亲缘关系较远的杂种植株？
10、 如何去除植物细胞的细胞壁？
【知识网络体系】
【重难热点归纳】
1．理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点：
细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能的特性。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。生物体的细胞具有全能性的根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞。
2．植物组织培养操作的特点：
（1）选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
（2）消毒。植物组织培养要想取得成功，必须有效防止细菌等的污染。因为如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。
（3）光照。离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。
（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。
3．植物体细胞杂交杂种细胞的筛选和培养：
以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。
【经典例题剖析】
1.下列属于组织培养的是 （ ）
A.花粉培养成单倍体植株 B.芽发育成枝条
C.根尖分生区发育成成熟区 D.未受精的卵发育成植株
[解析]解答此题需从以下几个方面入手：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成具有根、芽结构的胚状体，然后由胚状体发育成完整植物体的过程。花粉粒能培养成单倍体，是在离体条件下培养形成的。第二，芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植物体，这就是自然情况下单倍体的形成过程，是在母体的调控下完成的。[答案] A
2.在细胞工程——原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将： （ ）
A.皱缩 B.胀破 C.呈球形 D.保持原状
[解析]成熟植物去壁后，置于清水中，由于细胞内外浓度差较大，又无细胞壁保护，细胞会大量吸水，直至细胞破裂。[答案]B
3.不能用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）
A.振动 B.电刺激 C.PEG D.重压
[解析]原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。[答案]D
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.适宜的温度 C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
[解析]解答该题需从如下三个方面入手分析：
①由离体的植物器官、组织或细胞形成愈伤组织的过程是植物组织培养过程中的一个阶段。该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢。
②由离体的植物器官、组织形成愈伤组织必须是在无菌条件下，只有在这样的条件下，才能保证培养产生出的细胞是正常细胞，否则培养基内将长出许多霉菌，与离体细胞争夺营养与生存空间，形不成愈伤组织。
③由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。[答案]C
5.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ）
A.具有完整细胞核的细胞 B.离体状态 C.导入外源基 D.一定的营养物质和激素
[解析]考查植物组织培养的知识。要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要具有完整细胞核的细胞，细胞处于离体状态，培养基中含有一定的营养物质和激素。[答案]C
【课本答案和提示】
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？
提示：1978年，梅尔彻斯（Melchers）等人首次获得了马铃薯与番茄的属间体细胞杂种。他们将培育的二倍体马铃薯品系和番茄叶片细胞进行融合，所产生的杂交株被称为“马铃薯番茄”。像大多数杂种一样，杂交株同时具有马铃薯和番茄的形态特征。其中一些植株形成了“类似块茎的生殖根”，但是没有产生可结实的花、果实以及真正意义上的块茎。到目前为止“马铃薯—番茄”一类的体细胞杂交植物还不能产生经济效益，但是其研究价值不可忽视。
至于马铃薯—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。
提示：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。具体的实验方案可以设计如下：
正文中讨论题
【实验 胡萝卜的组织培养】
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？
提示：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。
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。
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？
提示：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。可以让学生参考利用胡萝卜根进行组织培养的实验，尝试设计出利用胡萝卜的茎、叶、花进行组织培养的实验流程。
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。提示
【知识拓展】
1.什么是细胞全能性
细胞全能性（cell totipotency）比较权威的定义是1984年国际组织培养协会做出的：“细胞全能性为细胞的某种特征，有这种能力的细胞保留形成有机体所有细胞类型的能力”。这个定义比一般所说的概念“一个细胞中包含着这种生物的全部遗传信息（基因），在适当的条件下可以发育成一个完整的生物体”更基本和全面。它不但包含了培养细胞再生成植株的情况（分化成各种类型的细胞，并以一定形式构建成植物），同时也包含了培养细胞生产次生代谢物的情况（不分化或只分化成某种类型细胞，但仍留着分化为其他细胞类型的能力）。前者成为组织培养和转基因植物需要进行植株再生的理论基础，后者成为像微生物发酵一样培养细胞，生产人们所需要的次生代谢产物的理论基础，如通过红豆杉的细胞培养生产紫杉醇。
2.植物组织培养技术是如何发展起来的？
技术和理论是一对孪生兄弟，相辅相成，技术手段的发明会促进理论的创新，理论的创新又会指导技术的实践活动。植物组织培养也是如此。
早在1902年，哈伯兰特（Haberlandt）提出高等植物的器官和组织可以不断地分割，直至单个细胞的观点，预言植物体细胞在适宜的条件下，有发育成完整植株的潜力，提出了植物细胞全能性的设想，并且用植物细胞组织进行了培养实验。他虽然未能获得再生植株，却是植物组织培养的开创者。1902年他发表了著名论文《植物细胞离体培养实验》，论文中提出的植物细胞全能性的理论是植物组织培养的理论基础。
从哈伯兰特提出植物细胞全能性的理论，到1958年斯图尔德（F.C.Steward）等人第一次用胡萝卜根的韧皮部细胞证实了植物细胞的全能性，用了整整56年。56年中许多科学家做的事情归纳起来都是在探索哈伯兰特提出的“植物细胞在适宜条件下，有发育成完整植株的潜力”中的适宜条件。
20世纪60年代以后，植物组织培养进入了迅速发展阶段，并逐步走向生产应用，如快繁脱毒、单倍体育种、种质资源保存、生产次生代谢产物等，也为人工种子、细胞融合、转基因植物等奠定了基础。
3.怎样制备胡萝卜培养基（供参考）？
(1)诱导胡萝卜愈伤组织
在MS培养基［注］中加入质量分数为0.5 mg/L的6-BA和质量分数为0.5 mg/L的NAA
（2）诱导胡萝卜丛芽
在MS培养基中加入质量分数为2 mg/L的KT和质量分数为0.2 mg/L的NAA
（3）诱导胡萝卜生根
在1/2MS培养基中加入质量分数为0.1 mg/L的NAA
［注］：MS培养基的配制方法见《选修1附录3中八》。（鲍平秋提供）
4.植物组织培养中的愈伤组织是如何形成及再分化的？
植物组织培养中使用的外植体一般是高度分化了的细胞，在植物体中是不会再分裂繁殖的，只是执行某种功能直至死亡。这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态，变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，这个过程称为脱分化（dedifferentiation）过程。这种转变在细胞的形态结构和生理生化上都会产生一系列变化。组织培养的研究结果表明分化细胞的脱分化需要两个条件，即创伤和外源激素。
目前人们对于脱分化过程的本质还不清楚。分化细胞在细胞周期中是处于一种相对静止状态的细胞（G0期细胞），脱分化是要打破这种状态，使细胞进入细胞周期中的G1期，并沿着G1期→S期→G2期→M期的循环进行细胞分裂，形成愈伤组织。现在发现细胞周期受基因调控，一种称为编码细胞周期依赖性激酶CDK（cycilin dependent kinase）的基因和一种细胞周期蛋白（cyclin）可能与植物细胞脱分化的第一次分裂启动有关。那么，什么因素诱导细胞周期调控基因的作用，培养实践证明与外源激素有关。至于激素如何诱导以及诱导作用的过程目前仍不清楚，有待深入研究。分化细胞脱分化后细胞结构有两点明显的变化：一是在细胞内出现液泡蛋白；二是叶绿体转变成原质体。
当细胞脱分化形成愈伤细胞后，经过一段时期的分裂，细胞群体变成不是一种细胞类型的均一群，又会产生分化，形成分生细胞或分生细胞团，由此再生成植株有两条途径：一是形成体细胞胚（功能类似于受精过程产生的胚），通过体细胞胚形成再生植株。二是走器官发生的途径再生植株，分生细胞在一定的诱导条件下重建芽的分生组织，分化出芽后再生根，成为完整的植株。
5.为什么要在避光条件下培养愈伤组织？
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。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，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。
【基础试题训练】
一、选择题
1．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．愈伤组织培育成植株
C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体
D．愈伤组织形成高度液泡化组织
2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是 （ ）
A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B.细胞壁使原生质体失去活力
C.细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.细胞壁不是原生质的组成部分
3．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
4．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是
A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍
B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法
C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离
5．（2005，上海）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
6．植物体细胞杂交的目的中错误的是 （ ）
A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B.获得杂种植株
C.克服远源杂交不亲和的障碍 D.实现原生质体的融合
7．植物组织培养的用途中不正确的是 （ ）
A.快速繁殖 B.生产新品种 C．生产生物碱 D．生产白细胞介素－2
8．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅 显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过 组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是 （ ）
A．二倍体；基因型是DdYyRr
B．三倍体；基因型是DdYyRr
C．四倍体；基因型是DdYyRr
D．四倍体；基因型是DdddYYyyRRrr
9．以下关于原生质的叙述，正确的是 （ ）
A、原生质泛指细胞内的基质 B、原生质就是细胞质
C、一个动物细胞就是一团原生质 D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质
10．不能人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）
A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂 D．重压
11．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.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内
12．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.生物体的每一个细胞都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
13．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
14.下列植物细胞全能性最高的是 （ ）
A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞
15．植物组织培养过程的顺序是 （ ）
①离体的植物器官、组织或细胞 ②根、芽 ③愈伤组织
④脱分化 ⑤再分化 ⑥植物体
A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥
C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤②
16．（2005，上海）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
17．下列有关细胞工程的叙述不正确的是 （ ）
A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质
B．在细胞器水平上定向改变遗传物质
C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质
D．在细胞整体水平上获得细胞产品
18．下列细胞全能性最高的是 （ ）
A．植物的卵细胞
B．植物的精子细胞
C．被子植物的受精卵
D．被子植物的的叶肉细胞
19．植物体细胞融合完成的标志是 （ ）
A、产生新的细胞壁 B、细胞膜发生融合
C、细胞膜发生融合 D、细胞膜发生融合
20.植物体细胞杂交的目的是 （ ）
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种植株
D.通过以上三者来完成
21.下列提法正确的是： （ ）
A、原生质专指细胞质 B、人体内的水都属于原生质
C、细胞核不是原生质 D、一个动物细胞就是一团原生质
22．（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是 （ ）
A．组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸
B．原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质
C．被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体
D．原生质体只能用于植物细胞工程
23．（多选）下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是 （ ）
A．植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性
B．③ ④过程是指植物的营养生长和生殖生长阶段
C．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮即可获得人工种子
D．② ③的再分化过程中，诱导②生根的激素为细胞分裂素和生长素
二、非选择题
1．下图是植物组织培养的简略表示。据此回答：
脱分化 再分化
①——→②——→③——→④
（1）①表示 ，它能被培养成为④的根本原因是 。
（2）②表示 ，它与①相比分化程度 ，全能性 。
（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号） 。
（4）若①是花药，则④是 ，继续对其使用 处理可获得 正常植株，该过程称为 。
（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。
（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号） 。
2．右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③一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，运用的技术手段是 ，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 。
（5）若远源杂交亲本A和B都是二倍体，则杂种植株为
倍体。
（6）从理论上讲，杂种植株的育性为 。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？ 。
【创新应用训练】
1．（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。
（1）在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过________________________而获得的。这项技术的理论基础是_______________________。
（2）从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现______________________________规律；影响紫草素产量的因素是_____________________和________________________。
（3）在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是________________________和__________________________________________。
参考答案
一、选择题
CCACD DDCCD CCCAA DCCACD （AC） （ABD）
二、非选择题
1、（1）离体的植物器官、组织或细胞 植物的全能性
（2）愈伤组织 低 高
（3）③（4）单倍体植株 秋水仙素 纯合 单倍体育种
（5）绿色 含有与叶绿体形成相关的基因（6）②
2、（1）去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 酶解法
（2）PEG 诱导不同植物体细胞的原生质体融合
（3）植物组织培养 脱分化 再分化
（4）远源杂交亲本的遗传特征 杂种植株获得双亲的遗传物质
（5）四
（6）可育 不能 因为不同种生物之间存在生殖隔离 克服远源杂交不亲和的障碍
（7）否 有性生殖的过程中进行减数分裂，才遵循孟德尔的遗传规律
三、应用创新
1、（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织） 细胞的全能性
（2）S型增长 细胞数量 细胞所处的生长期
（3）保证氧气供应充足 使细胞与培养液充分接触
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
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概念
原理：生物学原理和分子生物学原理
水平：细胞整体水平或细胞器水平
目的：改变细胞内的遗传物质，获得细胞产品
细胞的全能性：概念、原因、大小
过程：外植体→愈伤组织→胚状体→植物体
脱分化：形成愈伤组织
再分化：植物细胞选择性表达，形成胚状体
特点：子代与亲代性状高度遗传
植物细胞工程
植物组织培养
去细胞壁：纤维素酶、果胶酶
诱导剂：PEG
融合完成的标志：新细胞壁的形成
过程：原生质体融合+组织培养
植物体细胞杂交
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