生物 第一單元 生物技術(shù)與生物工程 第二章 細(xì)胞工程 1.2.2 植物組織培養(yǎng) 中圖版選修3

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1、第二節(jié)第二節(jié) 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)蘭花蘭花課程標(biāo)準(zhǔn)課程標(biāo)準(zhǔn)簡述植物的組織培養(yǎng)。簡述植物的組織培養(yǎng)。課標(biāo)解讀課標(biāo)解讀1理解植物細(xì)胞的全能性。理解植物細(xì)胞的全能性。2簡述植物組織培養(yǎng)的原理和過程。簡述植物組織培養(yǎng)的原理和過程。3舉例說出植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用。舉例說出植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用。一個植物體的全部體細(xì)胞都是由一個植物體的全部體細(xì)胞都是由_經(jīng)過經(jīng)過_產(chǎn)產(chǎn)生的，都含有發(fā)育成為完整個體所必需的生的，都含有發(fā)育成為完整個體所必需的_。從理論上講，植物體的從理論上講，植物體的_都具有形成完整植物都具有形成完整植物體的體的_。植物細(xì)胞的這種特性就叫做。植物細(xì)胞的這種特性就叫做_。植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞

2、的全能性1植物細(xì)胞全能性的概念植物細(xì)胞全能性的概念受精卵受精卵有絲分裂有絲分裂全套遺傳物質(zhì)全套遺傳物質(zhì)每一個活細(xì)胞每一個活細(xì)胞遺傳潛能遺傳潛能全能性全能性(1)植物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)全能性的原因植物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)全能性的原因在植物體內(nèi)，細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是在植物體內(nèi)，細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性，而是_成為成為不同的組織和器官，這是基因在特定的時間和空間條件下不同的組織和器官，這是基因在特定的時間和空間條件下_。(2)植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件脫離原來組織器官的束縛，成為脫離原來組織器官的束縛，成為_，在一定的，在一定的_和和_的誘導(dǎo)下，植物細(xì)胞就能表現(xiàn)出全的誘導(dǎo)下，植

3、物細(xì)胞就能表現(xiàn)出全能性，能性， 發(fā)育成發(fā)育成_。2植物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)植物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)分化分化選擇性表達(dá)的結(jié)果選擇性表達(dá)的結(jié)果游離狀態(tài)游離狀態(tài)營養(yǎng)條件營養(yǎng)條件植物激素植物激素完整的植株完整的植株 誘導(dǎo)植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的植物激素主要有哪些？誘導(dǎo)植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的植物激素主要有哪些？提示提示生長素和細(xì)胞分裂素。生長素和細(xì)胞分裂素。 思維激活思維激活1 1(1)定義：植物細(xì)胞全能性是指植物體的每一個活細(xì)胞都具定義：植物細(xì)胞全能性是指植物體的每一個活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植物體的遺傳潛能。有發(fā)育成完整植物體的遺傳潛能。(2)遺傳基礎(chǔ)遺傳基礎(chǔ)植物體的全部體細(xì)胞都是由受精卵經(jīng)有絲分裂形成的，含植物體

4、的全部體細(xì)胞都是由受精卵經(jīng)有絲分裂形成的，含有該生物體的一整套遺傳物質(zhì)。有該生物體的一整套遺傳物質(zhì)。(1)一般來說，細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞全能性相對越一般來說，細(xì)胞的分化程度越高，細(xì)胞全能性相對越小。小。(2)各種細(xì)胞中，受精卵的全能性最高，其次為生殖細(xì)胞各種細(xì)胞中，受精卵的全能性最高，其次為生殖細(xì)胞(如卵細(xì)胞如卵細(xì)胞)，再次為體細(xì)胞。，再次為體細(xì)胞。1植物細(xì)胞全能性的概念植物細(xì)胞全能性的概念2全能性大小的一般規(guī)律全能性大小的一般規(guī)律(3)植物體細(xì)胞的全能性較高，動物體細(xì)胞的全能性受到限植物體細(xì)胞的全能性較高，動物體細(xì)胞的全能性受到限制，一般不能表現(xiàn)。制，一般不能表現(xiàn)。特別提醒特別提醒高度分

5、化的動物體細(xì)胞的全能性還沒有通過實(shí)高度分化的動物體細(xì)胞的全能性還沒有通過實(shí)驗(yàn)被證實(shí)，但動物體細(xì)胞的細(xì)胞核的全能性已經(jīng)被證實(shí)，驗(yàn)被證實(shí)，但動物體細(xì)胞的細(xì)胞核的全能性已經(jīng)被證實(shí)，如克隆羊多利的誕生。如克隆羊多利的誕生。在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因進(jìn)行選擇性表在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因進(jìn)行選擇性表達(dá)，形成不同的組織和器官。達(dá)，形成不同的組織和器官。3體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生分化的原因體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生分化的原因(1)離體：脫離原來組織器官的束縛，成為游離狀態(tài)。離體：脫離原來組織器官的束縛，成為游離狀態(tài)。(2)營養(yǎng)條件：培養(yǎng)基中要含有一定水分、無機(jī)鹽、蔗糖、營養(yǎng)條件：培養(yǎng)基中要含有一定水分、無機(jī)鹽

6、、蔗糖、氨基酸和維生素等。氨基酸和維生素等。(3)一定的植物激素：如生長素和細(xì)胞分裂素，有誘導(dǎo)細(xì)胞一定的植物激素：如生長素和細(xì)胞分裂素，有誘導(dǎo)細(xì)胞脫分化和再分化的功能。脫分化和再分化的功能。(4)環(huán)境條件：無菌、適宜的溫度、光照。在組織培養(yǎng)過程環(huán)境條件：無菌、適宜的溫度、光照。在組織培養(yǎng)過程中，脫分化時要求無光，再分化時必須有光照。中，脫分化時要求無光，再分化時必須有光照。4植物細(xì)胞全能性表現(xiàn)的條件植物細(xì)胞全能性表現(xiàn)的條件 以下不能說明細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是以下不能說明細(xì)胞全能性的實(shí)驗(yàn)是 ()。A玉米花粉粒培育出植株玉米花粉粒培育出植株B轉(zhuǎn)入貯存蛋白基因的向日葵細(xì)胞培育出植株轉(zhuǎn)入貯存蛋白基因的向日

7、葵細(xì)胞培育出植株C燒傷病人的健康細(xì)胞培養(yǎng)出皮膚燒傷病人的健康細(xì)胞培養(yǎng)出皮膚D核移植獲得的組裝細(xì)胞培育出鯉鯽移核魚核移植獲得的組裝細(xì)胞培育出鯉鯽移核魚解析解析考查細(xì)胞全能性的概念。細(xì)胞的全能性是指生物體考查細(xì)胞全能性的概念。細(xì)胞的全能性是指生物體的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能。玉米花粉粒培育出植的細(xì)胞具有發(fā)育成完整個體的潛能。玉米花粉粒培育出植株、向日葵細(xì)胞培育出植株、組裝細(xì)胞培育出鯉鯽移核魚株、向日葵細(xì)胞培育出植株、組裝細(xì)胞培育出鯉鯽移核魚都是全能性的體現(xiàn)，只有都是全能性的體現(xiàn)，只有C沒有得到完整個體，不能體現(xiàn)沒有得到完整個體，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。細(xì)胞的全能性。答案答案C【鞏固鞏固1】是指利

8、用植物體的是指利用植物體的_，_條件下條件下在含有在含有_的培養(yǎng)基上，給予適宜的的培養(yǎng)基上，給予適宜的_、_、_等環(huán)境條件進(jìn)行人工培養(yǎng)，使其等環(huán)境條件進(jìn)行人工培養(yǎng)，使其_、_、發(fā)、發(fā)育而形成完整的植株。育而形成完整的植株。(1)概念：由概念：由_的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生_的過程。的過程。植物組織培養(yǎng)技術(shù)植物組織培養(yǎng)技術(shù)1植物組織培養(yǎng)的概念植物組織培養(yǎng)的概念2植物細(xì)胞的脫分化植物細(xì)胞的脫分化離體器官、組織或細(xì)胞離體器官、組織或細(xì)胞無菌無菌營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)光照光照溫度溫度濕度濕度增殖增殖生長生長高度分化高度分化愈傷組織愈傷組織(2)外植體：外植體：_的植物的植物_。(3

9、)愈傷組織的特點(diǎn)：細(xì)胞排列愈傷組織的特點(diǎn)：細(xì)胞排列_，是一種高，是一種高度度_的呈的呈_狀態(tài)的狀態(tài)的_。 形成愈傷組織后，為什么需要更換新的培養(yǎng)形成愈傷組織后，為什么需要更換新的培養(yǎng)基？基？提示提示原來培養(yǎng)基中營養(yǎng)不足或有毒代謝產(chǎn)物的積累，導(dǎo)原來培養(yǎng)基中營養(yǎng)不足或有毒代謝產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致愈傷組織停止生長，甚至老化變黑、死亡。需定期地將致愈傷組織停止生長，甚至老化變黑、死亡。需定期地將它們分成小塊，接種到新鮮的培養(yǎng)基上，使其長期保持旺它們分成小塊，接種到新鮮的培養(yǎng)基上，使其長期保持旺盛的生長。盛的生長。離體離體器官、組織或細(xì)胞器官、組織或細(xì)胞疏松而無規(guī)則疏松而無規(guī)則液泡化液泡化無定形無定形薄壁細(xì)

10、胞薄壁細(xì)胞思維激活思維激活2(1)概念：概念：_重新分化形成重新分化形成_或或_等器官的過程。等器官的過程。(2)影響植物細(xì)胞再分化的因素：外植體的影響植物細(xì)胞再分化的因素：外植體的_、_的位置、光照和溫度、的位置、光照和溫度、_(起決定作用起決定作用)。(3)再分化的兩種方式：再分化的兩種方式：_方式、方式、_方式。方式。3植物細(xì)胞的再分化植物細(xì)胞的再分化愈傷組織愈傷組織遺傳特征遺傳特征取材取材植物激素植物激素不定芽不定芽胚狀體胚狀體根根芽芽(1)定義定義植物組織培養(yǎng)就是利用植物體的離體器官、組織或細(xì)胞，植物組織培養(yǎng)就是利用植物體的離體器官、組織或細(xì)胞，無菌條件下在含營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基上，給予

11、適當(dāng)?shù)墓庹?、無菌條件下在含營養(yǎng)物質(zhì)的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)墓庹铡囟?、濕度等環(huán)境條件進(jìn)行人工培養(yǎng)，使其增殖、生長、溫度、濕度等環(huán)境條件進(jìn)行人工培養(yǎng)，使其增殖、生長、發(fā)育而形成完整的植株。發(fā)育而形成完整的植株。(2)原理原理植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞的全能性。1植物組織培養(yǎng)的概念植物組織培養(yǎng)的概念(1)流程圖流程圖(2)植物細(xì)胞的脫分化植物細(xì)胞的脫分化脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷脫分化：由高度分化的植物器官、組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程。組織的過程。愈傷組織：外植體經(jīng)過脫分化形成的，細(xì)胞排列疏松而愈傷組織：外植體經(jīng)過脫分化形成的，細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則的一團(tuán)高度液泡化無定形的薄壁

12、細(xì)胞，稱為愈傷組無規(guī)則的一團(tuán)高度液泡化無定形的薄壁細(xì)胞，稱為愈傷組織。織。2植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程繼代培養(yǎng)：培養(yǎng)基中營養(yǎng)不足或有毒代謝產(chǎn)物的積累，繼代培養(yǎng)：培養(yǎng)基中營養(yǎng)不足或有毒代謝產(chǎn)物的積累，導(dǎo)致愈傷組織停止生長，甚至老化變黑、死亡。需定期地導(dǎo)致愈傷組織停止生長，甚至老化變黑、死亡。需定期地將它們分成小塊，接種到新鮮的培養(yǎng)基上，就可以長期保將它們分成小塊，接種到新鮮的培養(yǎng)基上，就可以長期保持旺盛的生長。持旺盛的生長。(3)植物細(xì)胞的再分化植物細(xì)胞的再分化再分化：愈傷組織重新進(jìn)行分化，進(jìn)而發(fā)育成一棵完整再分化：愈傷組織重新進(jìn)行分化，進(jìn)而發(fā)育成一棵完整植株的過程。植株的過程。影響植

13、物細(xì)胞再分化的因素：外植體的遺傳特性、取材影響植物細(xì)胞再分化的因素：外植體的遺傳特性、取材的位置、光照和溫度、植物激素的位置、光照和溫度、植物激素(起決定作用起決定作用)。再分化的兩種方式：不定芽方式、胚狀體方式。再分化的兩種方式：不定芽方式、胚狀體方式。特別提醒特別提醒植物組織培養(yǎng)技術(shù)的核心是誘導(dǎo)離體的植物植物組織培養(yǎng)技術(shù)的核心是誘導(dǎo)離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織和誘導(dǎo)愈傷組織再器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織和誘導(dǎo)愈傷組織再分化。分化。成功的關(guān)鍵：避免微生物污染，創(chuàng)造無菌環(huán)境。成功的關(guān)鍵：避免微生物污染，創(chuàng)造無菌環(huán)境。 下圖為植物組織培養(yǎng)過程示意圖，下列敘述不正確下圖為植物

14、組織培養(yǎng)過程示意圖，下列敘述不正確的是的是 ()。A植物組織培養(yǎng)依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性植物組織培養(yǎng)依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性B過程是指植物的營養(yǎng)生長和生殖生長階段過程是指植物的營養(yǎng)生長和生殖生長階段C將將經(jīng)脫分化培養(yǎng)成經(jīng)脫分化培養(yǎng)成時，必須要有光照，以利于細(xì)時，必須要有光照，以利于細(xì) 胞的脫分化胞的脫分化D的再分化過程中，誘導(dǎo)的再分化過程中，誘導(dǎo)生根的激素為細(xì)胞生根的激素為細(xì)胞 分裂素和生長素分裂素和生長素【鞏固鞏固2】解析解析由題圖可知：由題圖可知：為外植體，為外植體，為愈傷組織，為胚為愈傷組織，為胚狀體，為完整植株。此過程為植物組織培養(yǎng)，利用的生狀體，為完整植株。此過程為植物組

15、織培養(yǎng)，利用的生物學(xué)原理是細(xì)胞的全能性。再分化時需要光照，因?yàn)楣庹瘴飳W(xué)原理是細(xì)胞的全能性。再分化時需要光照，因?yàn)楣庹沼欣诩?xì)胞的生長和分化。有利于細(xì)胞的生長和分化。答案答案C植物組織經(jīng)植物組織經(jīng)_和和_形成根和芽，此即該植物形成根和芽，此即該植物的的_，再經(jīng)反復(fù)地分割和扦插，即可達(dá)到，再經(jīng)反復(fù)地分割和扦插，即可達(dá)到_ _的增殖。的增殖。植物植物_細(xì)胞一般不含病毒。切取該部位細(xì)胞一般不含病毒。切取該部位進(jìn)行組織培養(yǎng)，最終就可得到大量進(jìn)行組織培養(yǎng)，最終就可得到大量_植株。植株。植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用1植物快速繁殖植物快速繁殖脫分化脫分化再分化再分化無性繁殖系無性繁殖系幾何幾何級數(shù)級數(shù)

16、2培養(yǎng)無病毒植株培養(yǎng)無病毒植株分生組織的生長點(diǎn)分生組織的生長點(diǎn)無病毒無病毒植物細(xì)胞在植物細(xì)胞在_過程中，能夠產(chǎn)生一些過程中，能夠產(chǎn)生一些_，如，如人參皂甙、奎寧等，可以通過大規(guī)模培養(yǎng)人參皂甙、奎寧等，可以通過大規(guī)模培養(yǎng)_，從，從中提取這些物質(zhì)。中提取這些物質(zhì)。人工種子是指將植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的人工種子是指將植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的_包裹在能提包裹在能提供供_的膠囊里，再包上一層具有的膠囊里，再包上一層具有_功能的外膜，而功能的外膜，而形成的一種類似于種子的球狀結(jié)構(gòu)。人工種子具有形成的一種類似于種子的球狀結(jié)構(gòu)。人工種子具有_、_和和_等優(yōu)點(diǎn)。等優(yōu)點(diǎn)。3生產(chǎn)植物產(chǎn)品生產(chǎn)植物產(chǎn)品代謝代謝有機(jī)化合物有機(jī)化合物

17、植物細(xì)胞植物細(xì)胞4制造人工種子制造人工種子胚狀體胚狀體養(yǎng)分養(yǎng)分保護(hù)保護(hù)育種育種周期短周期短便于貯藏便于貯藏運(yùn)輸運(yùn)輸 如何根據(jù)培養(yǎng)目的設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)的程序？試如何根據(jù)培養(yǎng)目的設(shè)計(jì)植物組織培養(yǎng)的程序？試舉例說明。舉例說明。提示提示生產(chǎn)植物產(chǎn)品培養(yǎng)到愈傷組織即可，制造人工種子生產(chǎn)植物產(chǎn)品培養(yǎng)到愈傷組織即可，制造人工種子則培養(yǎng)到胚狀體，而進(jìn)行植物快速繁殖和培育無病毒植株則培養(yǎng)到胚狀體，而進(jìn)行植物快速繁殖和培育無病毒植株則直至培養(yǎng)到完整個體。則直至培養(yǎng)到完整個體。思維激活思維激活3(1)本質(zhì)：快速繁殖實(shí)際上是一種無性繁殖，能保持親本的本質(zhì)：快速繁殖實(shí)際上是一種無性繁殖，能保持親本的一切優(yōu)良性狀，這項(xiàng)技

18、術(shù)只運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因一切優(yōu)良性狀，這項(xiàng)技術(shù)只運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，因此該過程只涉及有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂。此該過程只涉及有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂。(2)優(yōu)點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動優(yōu)點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，便于自動化管理，擺脫季節(jié)變換對植物的影響，有利于進(jìn)行工廠化化管理，擺脫季節(jié)變換對植物的影響，有利于進(jìn)行工廠化培養(yǎng)。培養(yǎng)。特別提醒特別提醒植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)(快速繁殖快速繁殖)主要是一種無性生主要是一種無性生殖。如果培養(yǎng)的是體細(xì)胞，得到的植株同親代基因型完全殖。如果培養(yǎng)的是體細(xì)胞，得到的植株同親代基因型完全相同，所得個體能保持母本的一切性狀

19、；但如果培養(yǎng)的是相同，所得個體能保持母本的一切性狀；但如果培養(yǎng)的是生殖細(xì)胞，如花藥，得到的植株是單倍體，應(yīng)為有性生殖生殖細(xì)胞，如花藥，得到的植株是單倍體，應(yīng)為有性生殖中的單性生殖。中的單性生殖。1植株快速繁殖植株快速繁殖(1)病毒的特點(diǎn)：病毒是寄生生物，在用種子繁殖或用植物病毒的特點(diǎn)：病毒是寄生生物，在用種子繁殖或用植物根、莖的無性繁殖過程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜根、莖的無性繁殖過程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代感染病毒。帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代感染病毒。(2)材料的選取：據(jù)檢測，植物的分生組織細(xì)胞中一般是不材料的選?。簱?jù)檢測，植物的分生組

20、織細(xì)胞中一般是不含病毒的。如果將未被病毒感染的植株的分生組織用植物含病毒的。如果將未被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育無病毒植株，用于生產(chǎn)，可以避免病組織培養(yǎng)的方法培育無病毒植株，用于生產(chǎn)，可以避免病毒對作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量。毒對作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量。2培養(yǎng)無病毒植株培養(yǎng)無病毒植株(1)原理：植物細(xì)胞在代謝過程中，能夠產(chǎn)生一些有機(jī)化合原理：植物細(xì)胞在代謝過程中，能夠產(chǎn)生一些有機(jī)化合物，如人參皂甙、奎寧、紫杉醇，它們可以作為藥物、殺物，如人參皂甙、奎寧、紫杉醇，它們可以作為藥物、殺蟲劑、香料、色素等。可以通過大規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞，從蟲劑、香料、色素等?？梢酝ㄟ^大

21、規(guī)模培養(yǎng)植物細(xì)胞，從中提取這些物質(zhì)。中提取這些物質(zhì)。(2)過程過程(3)實(shí)例實(shí)例工廠化生產(chǎn)人參皂甙。工廠化生產(chǎn)人參皂甙。3生產(chǎn)植物產(chǎn)品生產(chǎn)植物產(chǎn)品(1)選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種質(zhì)。胞株作為種質(zhì)。(2)將第一步選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)將第一步選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。(3)將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的

22、細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。特別提醒特別提醒細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，如蛋白質(zhì)、脂肪、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，如蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等的生產(chǎn)，應(yīng)用的都是植物組糖類、藥物、香料、生物堿等的生產(chǎn)，應(yīng)用的都是植物組織培養(yǎng)技術(shù)?？椗囵B(yǎng)技術(shù)。傳統(tǒng)的發(fā)酵一般是指微生物分解有機(jī)物的過程，但現(xiàn)代傳統(tǒng)的發(fā)酵一般是指微生物分解有機(jī)物的過程，但現(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)也包括通過細(xì)胞培養(yǎng)得到細(xì)胞產(chǎn)物的過程。發(fā)酵技術(shù)也包括通過細(xì)胞培養(yǎng)得到細(xì)胞產(chǎn)物的過程。(1)組成：人工種子是由胚狀體、作為保護(hù)性外殼的人工種組成：人工種子是由胚狀體、作為保護(hù)性外殼的人工種皮和提供發(fā)育所需營養(yǎng)的人工胚乳三部分組成的。如圖：皮和提供發(fā)育

23、所需營養(yǎng)的人工胚乳三部分組成的。如圖：(2)胚狀體的獲取途徑胚狀體的獲取途徑由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生。由已脫分化的外植體直接產(chǎn)生。由愈傷組織產(chǎn)生。由愈傷組織產(chǎn)生。由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。由懸浮細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生。4制造人工種子制造人工種子(3)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)解決了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低解決了有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。等問題。人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)的自動化程度。人工種子可以工業(yè)化生產(chǎn)，提高農(nóng)業(yè)的自動化程度。人工胚乳中除含有胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還可人工胚乳中除含有胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)外，還可以添加各種附加成分，如固氮細(xì)菌、防病蟲農(nóng)藥、除草劑以添加

24、各種附加成分，如固氮細(xì)菌、防病蟲農(nóng)藥、除草劑和植物激素類似物等，有利于幼苗茁壯成長，提高作物產(chǎn)和植物激素類似物等，有利于幼苗茁壯成長，提高作物產(chǎn)量。量。用人工種子播種可以節(jié)約糧食。例如，一個用人工種子播種可以節(jié)約糧食。例如，一個12 L的發(fā)酵的發(fā)酵罐在罐在20 d內(nèi)生產(chǎn)的胡蘿卜胚狀體，可以制成內(nèi)生產(chǎn)的胡蘿卜胚狀體，可以制成1 000萬粒人工萬粒人工種子，滿足幾千公頃農(nóng)田的種植需要。種子，滿足幾千公頃農(nóng)田的種植需要。 馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無性繁殖，但種植的世代馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無性繁殖，但種植的世代多了往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒多了往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得

25、到無病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是的幼苗進(jìn)行種植。獲得無病毒幼苗的最佳方法是 ()。A選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D人工誘導(dǎo)基因突變?nèi)斯ふT導(dǎo)基因突變解析解析作物脫毒時采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，形成的脫毒苗作物脫毒時采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，形成的脫毒苗中遺傳物質(zhì)和親本是完全相同的，只是少了原來的病毒，中遺傳物質(zhì)和親本是完全相同的，只是少了原來的病毒，屬于無性繁殖。屬于無性繁殖。答案答案C【鞏固鞏固3】 下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述中，不正確的是下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述中，不正確的是 ()

26、。A受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因 此全能性最高此全能性最高B生物體細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá)生物體細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá)C卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性【例例1】示例示例一一植物細(xì)胞的全能性植物細(xì)胞的全能性思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖：解析解析在離體和適當(dāng)?shù)臈l件下，分化的植物體細(xì)胞才能表在離體和適當(dāng)?shù)臈l件下，分化的植物體細(xì)胞才能表達(dá)其全能性。全能性表達(dá)的難易程度為：受精卵達(dá)其全能性。全能性表達(dá)的難

27、易程度為：受精卵生殖細(xì)生殖細(xì)胞胞體細(xì)胞，植物細(xì)胞體細(xì)胞，植物細(xì)胞動物細(xì)胞，即在生物體的所有細(xì)胞動物細(xì)胞，即在生物體的所有細(xì)胞中，受精卵的全能性最高，生殖細(xì)胞其次，尤其是卵細(xì)中，受精卵的全能性最高，生殖細(xì)胞其次，尤其是卵細(xì)胞，雖然分化程度較高，但是仍然具有較高的潛在全能胞，雖然分化程度較高，但是仍然具有較高的潛在全能性；體細(xì)胞再次，植物細(xì)胞的全能性要高于動物細(xì)胞，高性；體細(xì)胞再次，植物細(xì)胞的全能性要高于動物細(xì)胞，高度分化的動物體細(xì)胞的全能性受限制，嚴(yán)格來說只有高度度分化的動物體細(xì)胞的全能性受限制，嚴(yán)格來說只有高度分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核才具有全能性。分化的動物細(xì)胞的細(xì)胞核才具有全能性。答案答案C方

28、法技巧方法技巧 細(xì)胞全能性大小的一般規(guī)律細(xì)胞全能性大小的一般規(guī)律生物種類：植物細(xì)胞高于動物細(xì)胞。生物種類：植物細(xì)胞高于動物細(xì)胞。細(xì)胞類型：受精卵高于生殖細(xì)胞，生殖細(xì)胞高于高度分細(xì)胞類型：受精卵高于生殖細(xì)胞，生殖細(xì)胞高于高度分化的體細(xì)胞?；捏w細(xì)胞。細(xì)胞成熟程度：剛產(chǎn)生的細(xì)胞高于成熟的細(xì)胞，成熟細(xì)細(xì)胞成熟程度：剛產(chǎn)生的細(xì)胞高于成熟的細(xì)胞，成熟細(xì)胞高于衰老的細(xì)胞。胞高于衰老的細(xì)胞。細(xì)胞分裂能力：具有旺盛分裂能力的細(xì)胞高于不能分裂細(xì)胞分裂能力：具有旺盛分裂能力的細(xì)胞高于不能分裂的細(xì)胞。的細(xì)胞。 下面為植物組織培養(yǎng)過程流程圖解，以下相關(guān)敘述不下面為植物組織培養(yǎng)過程流程圖解，以下相關(guān)敘述不正確的是正確的

29、是 ()?！纠?】示例二示例二植物組織培養(yǎng)的過程植物組織培養(yǎng)的過程A上述過程中脫分化發(fā)生在上述過程中脫分化發(fā)生在b步驟，在此過程中植物激步驟，在此過程中植物激 素發(fā)揮了重要作用素發(fā)揮了重要作用B再分化發(fā)生在再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽 等器官的過程等器官的過程C從葉組織塊到種苗形成的過程說明植物葉片細(xì)胞具有從葉組織塊到種苗形成的過程說明植物葉片細(xì)胞具有 全能性全能性D實(shí)驗(yàn)過程中要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作，避免培養(yǎng)失敗實(shí)驗(yàn)過程中要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作，避免培養(yǎng)失敗思維導(dǎo)圖思維導(dǎo)圖：解析解析b為脫分化，為脫分化，c為再分化，植物組織培養(yǎng)的原理是植為再分化

30、，植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。物細(xì)胞的全能性。答案答案B歸納提升歸納提升植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖如下：植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖如下：1實(shí)驗(yàn)原理：生長素和細(xì)胞分裂素的含量比值影響生實(shí)驗(yàn)原理：生長素和細(xì)胞分裂素的含量比值影響生根、發(fā)芽及愈傷組織的形成。根、發(fā)芽及愈傷組織的形成。2實(shí)驗(yàn)方法：分別配制生長素和細(xì)胞分裂素的含量比值實(shí)驗(yàn)方法：分別配制生長素和細(xì)胞分裂素的含量比值相等、大于相等、大于1、小于、小于1的試劑以備添加到三個實(shí)驗(yàn)組，再用的試劑以備添加到三個實(shí)驗(yàn)組，再用不添加二者的為空白對照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不添加二者的為空白對照進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。得出結(jié)論

31、。探究植物激素的誘導(dǎo)作用探究植物激素的誘導(dǎo)作用技法必備技法必備用植物激素誘導(dǎo)煙草組織體外培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。用植物激素誘導(dǎo)煙草組織體外培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下表。(1)煙草組織體外培養(yǎng)時，除植物激素外，還需在培養(yǎng)基中煙草組織體外培養(yǎng)時，除植物激素外，還需在培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)有加入的物質(zhì)有_。能力展示能力展示激素種類及激素種類及濃度關(guān)系濃度關(guān)系6BA6BAIBA6BAIBA6BAIBA實(shí)驗(yàn)結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果組織塊產(chǎn)生組織塊產(chǎn)生愈傷組織愈傷組織愈傷組織分愈傷組織分化出芽化出芽只有愈只有愈傷組織傷組織生長生長愈傷組愈傷組織有長織有長根趨勢根趨勢(2)6BA屬于屬于_類植物激素，其生理作用是類植物激素，其生理作

32、用是_；IBA屬于屬于_類植物激素，其生理作用是類植物激素，其生理作用是_。(3)從植物激素所起的作用上看，在體外組織培養(yǎng)條件下，從植物激素所起的作用上看，在體外組織培養(yǎng)條件下，煙草愈傷組織的生根和出芽是煙草愈傷組織的生根和出芽是_的結(jié)果。的結(jié)果。答案答案(1)水、無機(jī)鹽水、無機(jī)鹽(礦質(zhì)元素礦質(zhì)元素)、小分子有機(jī)物，如單、小分子有機(jī)物，如單糖、氨基酸等糖、氨基酸等(2)細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂生長素促進(jìn)生長和生根細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞分裂生長素促進(jìn)生長和生根(3)多種植物激素相互作用多種植物激素相互作用下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是 ()。A花藥、胚不能

33、作為組織培養(yǎng)的材料花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材料B植物細(xì)胞具有全能性植物細(xì)胞具有全能性C外植體是指用于培養(yǎng)的植物組織或器官外植體是指用于培養(yǎng)的植物組織或器官D外植體可誘導(dǎo)出愈傷組織外植體可誘導(dǎo)出愈傷組織解析解析植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。花藥、植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性?；ㄋ?、胚細(xì)胞也具有全能性，在特定的條件下也能發(fā)育成為完整胚細(xì)胞也具有全能性，在特定的條件下也能發(fā)育成為完整的植物個體。的植物個體。答案答案A1.將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時，下列條件中不需要的是是 ()。A具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B一定的營

34、養(yǎng)物質(zhì)和植物激素一定的營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素C離體狀態(tài)離體狀態(tài)D導(dǎo)入特定基因?qū)胩囟ɑ蚪馕鼋馕霰绢}考查的知識點(diǎn)是植物組織培養(yǎng)需要的條件。植本題考查的知識點(diǎn)是植物組織培養(yǎng)需要的條件。植物組織培養(yǎng)需要的條件有：離體物組織培養(yǎng)需要的條件有：離體(完整細(xì)胞完整細(xì)胞)、一定的營養(yǎng)、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素、無菌等其他的外界條件。物質(zhì)、激素、無菌等其他的外界條件。答案答案D2如圖表示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作接入試管后，如圖表示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作接入試管后，在一定的條件下形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列在一定的條件下形成試管苗的培育過程，請據(jù)圖回答下列問題。問題。(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長，培

35、養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有營養(yǎng)物質(zhì)和激素。營養(yǎng)物質(zhì)包括營養(yǎng)物質(zhì)包括_和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和裂素和_兩類植物激素。兩類植物激素。 3(2)此過程依據(jù)的原理是此過程依據(jù)的原理是_。A和和B階段主要進(jìn)行階段主要進(jìn)行的分裂方式是的分裂方式是_，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞細(xì)胞_等。等。(3)此過程要無菌操作，主要是指對此過程要無菌操作，主要是指對_進(jìn)行滅菌。進(jìn)行滅菌。B階段需要光照，原因是階段需要光照，原因是_。(4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉的

36、葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因素，這是基因_的結(jié)果。的結(jié)果。解析解析此題綜合考查了植物組織培養(yǎng)過程所需條件等方面此題綜合考查了植物組織培養(yǎng)過程所需條件等方面的知識。植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細(xì)胞的知識。植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有供組織細(xì)胞生長發(fā)接種到經(jīng)滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有供組織細(xì)胞生長發(fā)育所需要的無機(jī)物和小分子有機(jī)物，還有用來調(diào)節(jié)細(xì)胞脫育所需要的無機(jī)物和小分子有機(jī)物，還有用來調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育成試分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長素。由外植體發(fā)育成試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，再分化階段愈傷組管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件。原因是葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件。答案答案(1)無機(jī)物生長素?zé)o機(jī)物生長素(2)植物細(xì)胞的全能性有絲植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化分裂分化(3)培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件的合成需要光照條件(4)選擇性表達(dá)選擇性表達(dá)課堂小結(jié)課堂小結(jié)