小学+初中+高中+努力=大学
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
【导学目标】
1.举例说明植物细胞具有全能性。 2.简述植物组织培养的原理。 3.概述植物组织培养技术。
4.举例说出植物体细胞杂交技术及其应用。 【自主学习】 一、细胞的全能性
1.概念：具有某种生物 的任何一个细胞，都具有发育成 ，也就是说，每个生物细胞都具有全能性的特点。
2．现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种 。
3．原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同 。 二、植物组织培养技术
1.原理：植物细胞的 。
2．过程：离体的植物器官、组织、细胞含有不同激素成分的培养基
――→胚状体或丛芽―→试管苗。 再分化
3．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。
4．植物组织培养的条件
(1) 的植物细胞、组织、器官。 (2) 和人工控制。
(3)培养在 上。 (4)给予 的培养条件。 三、植物体细胞杂交技术
1.概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成 的技术。
纤维素酶人工诱导
2．过程： 细胞 果胶酶――→ 不同种细胞原生质体 ――→ 原生质体 再生细胞壁组织培养――→ 杂种细胞――→杂种植株。
3．意义：因为不同种生物之间存在 隔离，此项技术在克服不同生物 的
障碍上，取得了巨大的突破。
思考交流
1．体细胞具有全能性，由它产生的生殖细胞也具有全能性吗？为什么？
2．在去掉细胞壁的时候为什么想到用酶解法，且用纤维素酶和果胶酶？
正误判断
1．植物的种子能发育成完整的植株，体现了细胞的全能性。( ) 小学+初中+高中+努力=大学
一定的营养、激素
――→愈伤组织
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2．植物组织培养的过程不需要在无菌条件下进行。( ) 3．植物体细胞杂交与细胞膜的流动性无关。( )
4．只要将两个去壁的植物细胞放在一起就能发生融合。( ) 【合作探究】 一、细胞的全能性
什么是细胞的全能性？细胞具有全能性的原因是什么？在证明细胞全能性方面，动物与植物存在什么不同？植物细胞实现全能性的条件有哪些？
一般来说：（1）随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。(生殖细胞较特殊，其分化程度高，全能性也高)；（2）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；幼嫩的细胞＞衰老的细胞。
例1 下列有关植物细胞全能性的叙述中，正确的是( ) A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能 B．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 C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础 D．植物细胞脱分化过程体现了植物细胞的全能性 【答案】 C
二、植物组织培养技术
植物组织培养的原理是什么？具体步骤有哪些？在植物组织培养的培养基中经常添加的植物激素有哪些？
例2 下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，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。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌消毒。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________的结果。 (5)A、B两过程能否在同一培养基上进行？________________________________________。
【答案】 (1)无机物 生长素 (2)细胞的全能性 有丝分裂 分化
(3)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 (4)基因选择性表达 (5)不能 小学+初中+高中+努力=大学
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三、植物体细胞杂交
植物体细胞杂交的原理是什么？操作流程是怎样的？植物体细胞杂交成功的标志是什么？
例3 白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜和甘蓝进行体细胞杂交可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。
(1)白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在________隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过________的方式产生后代。从杂交细胞到获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有______________。
(2)白菜和甘蓝的体细胞在融合前应先用________________处理两种细胞的细胞壁获得原生质体，再用____________作为促融剂诱导原生质体融合进而获得杂种细胞，杂种细胞继续培养，________(填“需要”或“不需要”)进行脱分化。
(3)经筛选获得的“白菜—甘蓝”杂种幼苗体细胞中的染色体是________条。
【答案】 (1)生殖 杂交(有性生殖) 全能性 (2)纤维素酶、果胶酶 聚乙二醇(PEG) 需要 (3)38 【达标检测】 课堂达标
1．细胞工程技术是一门综合科学技术，下列哪项技术不属于细胞工程( )
A．有性杂交 B．体细胞杂交 C．组织培养 D．细胞核移植 2．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
3．下列属于植物组织培养的是( )
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．受精卵发育成植株 4．植物体细胞融合完成的标志是( )
A．细胞膜发生融合 B．产生新的细胞壁 C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合 5．下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( ) A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
6．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答问题。
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