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高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用图文课件ppt
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这是一份高中生物人教版 (2019)选择性必修3二 植物细胞工程的应用图文课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了第2章细胞工程，第1节植物细胞工程等内容，欢迎下载使用。
1 选取多肉上健康、饱满的叶片。
2 用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3 平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4 叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干
5 待叶片晾干后移至半阴处养护。
6 约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
为什么多肉叶片能发育成植株？需要具备哪些条件？
2.1 植物细胞工程的基本技术
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细胞的潜能和特性，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
体细胞具有全能性的根本原因是什么？
每个体细胞都含有该物种全部的遗传信息。
受精卵>体细胞部分生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞
生物体所有细胞全能性大小都一致吗？
细胞表现全能性的实例有哪些？
全能性与细胞分化的关系？
一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
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
植物组织培养(plant tissue culture)是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。（教材P35黑体字）
用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
探究—实践菊花的组织培养
植物细胞一般具有全能性
让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
排列疏松无而无规则，是一种高度液泡化的，呈无定形状的薄壁细胞。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
1）了解植物组织培养的基本原理2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例的影响3）尝试进行植物组织培养
1）制备外植体2）接种到诱导愈伤组织培养基3）接种到诱导生芽培养基4）接种到诱导生根培养基
外植体：用于离体培养的植物器官、组织和细胞。
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
将接种了外植体的锥形瓶置于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。
愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。
见光后愈伤组织变为绿色(分化)
思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。
1957年，Skg和Miller通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。
注：NAA和2,4-D属于生长素类似物； 6-BA和KT属于细胞分裂素类似物。
高细胞分裂素/低生长素
细胞分裂素与生长素比例适宜
高生长素/低细胞分裂素
注意：若先生根后面就不易生芽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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。
固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
（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）
拓展：植物组织培养的两种途径
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性( )(2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程( )(3)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理( )(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样( )
1.(2022·山东临沂高二期末)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予 适时光照C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比 例和用量更高D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环 境中炼苗处理
2.(2022·辽宁大连高二期中)下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程，下列叙述中不正确的是
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的B.b→c→d过程发生了细胞分化C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
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？
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生殖隔离
思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？
原生质体：是指去除细胞壁后的植物细胞原生质层：是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的
思考2： 两个原生质体如何融合在一起呢？
聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法等
体现了植物细胞的全能性
思考：1、参与此过程中的主要细胞器是？2、杂种细胞的染色体数是多少？3、杂种细胞染色体组数是多少？4、融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合）需要进一步筛选
2.3植物体细胞杂交技术的概念
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。
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍
2.3植物体细胞杂交技术的优点
总结：有性杂交与植物体细胞杂交的比较
有性杂交遵循孟德尔遗传规律
植物体细胞杂交不遵循孟德尔遗传规律
5.植物体细胞杂交存在的问题
有些杂种植株还未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状。
思考："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?
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。
(1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( )(2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( )(3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( )
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
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？
1．下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么？______________________(2)步骤②所用的方法有哪些？________________(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么？_________________________________________________(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么？____________________________
电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法
杂种细胞具有细胞壁，融合的原生质体没有细胞壁
2．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_________________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_______________技术。
(2)图中B、D是_______________；G是_______________；②过程需使用__________________酶进行处理，该过程受处理时间、__________、___________等条件的影响。(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和_________________________等。
高Ca2+—高pH融合法
(4)过程③得到的两两融合的细胞有__________种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用_________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
3.(2022·山东济南一中高二期末)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得 原生质体的过程B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合C.③过程中高尔基体活动旺盛D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
4.(不定项)如图为植物体细胞杂交技术的流程图，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 AA 和 BB。据图分析，下列叙述正确的是
A.经过程①获得的 a、b 称为原生质体， 过程②利用了细胞膜的流动性B.c 细胞只有 AABB 这一种类型C.过程③和④分别是脱分化和再分化D.获得的植物 d，因为在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论 上是可育的
二 植物细胞工程的应用授课人：庸人望月
20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业。
植物繁殖的新途径——快速繁殖
（1）概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性。
③不受自然生长季节的限制，培养周期短。
快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。
（4）实例：甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
①快速繁殖实际上是一种无性繁殖。其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性。
②快速繁殖的培养基中需加入细胞生命活动所需的水、矿质元素、小分子有机物以及植物激素等，培养基必须进行灭菌处理，操作过程必须在无菌条件下进行。
【思考】为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。 并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
植物繁殖的新途径——作物脱毒
(1)培育脱毒苗的原因：
无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。
(2)选材部位及原因：
部位：植物 。
顶端分生区附近（如茎尖）
原因： 的病毒极少，甚至 。
（4）优点：明显提高农作物的产量和品质
与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。
切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术）
在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。
（2）单倍体育种原理：
植物细胞的全能性、染色体（数目）变异。
作物新品种的培育——单倍体育种
①极大地缩短育种年限，节约大量人力和无力；
②后代大是纯合子，能稳定遗传;
③可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
作物新品种的培育——突变体的利用
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变
突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异
抗病、抗盐、含高蛋白、高产
提高变异的频率，加速育种进程。
难以控制突变方向，需要大量处理实验材料。
植物代谢产生的，不是植物基本生命活动所必需的产物。一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
相关信息=====出生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行着。如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。次生代谢：在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
该过程不能体现植物细胞的全能性
不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
分析生产实践中遇到的问题：
人参为我国名贵药材，现今因野生资源短缺，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10克左右（干重）人参根。
解决办法：利用植物组培工厂化生成细胞产物
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
市场上有一种叫作“手指植物“的工艺品受到很多人的欢迎这些 “手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分或营养物质， 它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久学习了本节课之后，你也可以尝试制作“手指植物”。如果有商店正在出售这种植物，你还可以做个市场调查，了解它们的销售情况和经济效益，分析它们为什么受欢迎，并写出调查报告。
手指植物的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染，可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加人适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
1.青蒿素来自黄花蒿，被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且具有热不稳定性，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出的突出贡献而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，下列关于利用植物组织培养技术生产青蒿素的叙述，错误的是( )A.黄花蒿叶片作为外植体一般需经消毒后使用B.该过程中利用了植物细胞的全能性C.诱导黄花蒿生根时，应适当提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值D.青蒿素不是黄花蒿基本的生命活动所必需的产物，青蒿素属于次生代谢物
2.植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述错误的是( )A.玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传B.取草莓茎尖进行植物组织培养可获得脱毒苗C.红豆杉细胞经植物细胞培养技术可工厂化生产紫杉醇D.可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
1 选取多肉上健康、饱满的叶片。
2 用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3 平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4 叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干
5 待叶片晾干后移至半阴处养护。
6 约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
为什么多肉叶片能发育成植株？需要具备哪些条件？
2.1 植物细胞工程的基本技术
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细胞的潜能和特性，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
在生物的生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
生物体内的细胞在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达，即发生细胞分化。如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。
体细胞具有全能性的根本原因是什么？
每个体细胞都含有该物种全部的遗传信息。
受精卵>体细胞部分生殖细胞>体细胞植物细胞>动物细胞
生物体所有细胞全能性大小都一致吗？
细胞表现全能性的实例有哪些？
全能性与细胞分化的关系？
一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
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
植物组织培养(plant tissue culture)是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。（教材P35黑体字）
用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。
探究—实践菊花的组织培养
植物细胞一般具有全能性
让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
排列疏松无而无规则，是一种高度液泡化的，呈无定形状的薄壁细胞。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
1）了解植物组织培养的基本原理2）了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例的影响3）尝试进行植物组织培养
1）制备外植体2）接种到诱导愈伤组织培养基3）接种到诱导生芽培养基4）接种到诱导生根培养基
外植体：用于离体培养的植物器官、组织和细胞。
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
将接种了外植体的锥形瓶置于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。
愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。
见光后愈伤组织变为绿色(分化)
思考：若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？为什么？培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此，愈伤组织中不含有叶绿体。
1957年，Skg和Miller通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。
注：NAA和2,4-D属于生长素类似物； 6-BA和KT属于细胞分裂素类似物。
高细胞分裂素/低生长素
细胞分裂素与生长素比例适宜
高生长素/低细胞分裂素
注意：若先生根后面就不易生芽
培养15~20天后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
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。
固体基质型，含水量高、蓄水性强、透性好，适合栽培
珍珠岩 ,珍珠岩是一种火山喷发的酸性熔岩，经急剧冷却而成的玻璃质岩石，有弧形或圆形裂隙，如珍珠的结构，所以被命名为珍珠岩 。
蛭石是一种天然、无毒的矿物质，在高温作用下会膨胀的矿物。它是一种比较少见的矿物，属于硅酸盐。
（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）
拓展：植物组织培养的两种途径
胚状体：离体培养条件下，没有经过受精过程，但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物，因而统称为体细胞胚或胚状体。
(1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性( )(2)脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程( )(3)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理( )(4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样( )
1.(2022·山东临沂高二期末)某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列叙述正确的是A.外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次B.愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予 适时光照C.诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比 例和用量更高D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环 境中炼苗处理
2.(2022·辽宁大连高二期中)下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程，下列叙述中不正确的是
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的B.b→c→d过程发生了细胞分化C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源D.杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
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？
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生殖隔离
思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？
原生质体：是指去除细胞壁后的植物细胞原生质层：是指植物细胞的液泡膜、细胞膜及其之间的细胞质构成的
思考2： 两个原生质体如何融合在一起呢？
聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法等
体现了植物细胞的全能性
思考：1、参与此过程中的主要细胞器是？2、杂种细胞的染色体数是多少？3、杂种细胞染色体组数是多少？4、融合后，培养基中有几种类型的细胞？
A、B、AA、BB、AB。（只考虑两两融合）需要进一步筛选
2.3植物体细胞杂交技术的概念
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。
打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍
2.3植物体细胞杂交技术的优点
总结：有性杂交与植物体细胞杂交的比较
有性杂交遵循孟德尔遗传规律
植物体细胞杂交不遵循孟德尔遗传规律
5.植物体细胞杂交存在的问题
有些杂种植株还未按照人们的意愿表现出亲代的优良性状。
思考："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?
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。
(1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( )(2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( )(3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( )
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
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？
1．下图是“白菜-甘蓝”杂种植株的培育过程，回答下列问题。 (1)步骤①需要用到的试剂是什么？______________________(2)步骤②所用的方法有哪些？________________(3)经过步骤③得到的杂种细胞和融合的原生质体的区别是什么？_________________________________________________(4)杂种细胞能发育成“白菜-甘蓝”植株的理论基础是什么？____________________________
电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋‾高pH融合法
杂种细胞具有细胞壁，融合的原生质体没有细胞壁
2．猕猴桃因貌似猕猴而得名，是一种品质鲜嫩、营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在_________________，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的过程所应用的技术是_______________技术。
(2)图中B、D是_______________；G是_______________；②过程需使用__________________酶进行处理，该过程受处理时间、__________、___________等条件的影响。(3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和_________________________等。
高Ca2+—高pH融合法
(4)过程③得到的两两融合的细胞有__________种，因此需要进行筛选。已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力；用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选到杂种细胞F，若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理，需对“美味猕猴桃”用_________处理，以便最终能获得优良杂种植株H。
3.(2022·山东济南一中高二期末)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是
A.①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得 原生质体的过程B.②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合C.③过程中高尔基体活动旺盛D.最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体
4.(不定项)如图为植物体细胞杂交技术的流程图，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 AA 和 BB。据图分析，下列叙述正确的是
A.经过程①获得的 a、b 称为原生质体， 过程②利用了细胞膜的流动性B.c 细胞只有 AABB 这一种类型C.过程③和④分别是脱分化和再分化D.获得的植物 d，因为在减数分裂时同源染色体能正常配对，所以理论 上是可育的
二 植物细胞工程的应用授课人：庸人望月
20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术来培育兰花。目前，荷兰的兰花生产已经发展成为举世闻名的兰花产业。
植物繁殖的新途径——快速繁殖
（1）概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。也叫微型繁殖。
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
②无性繁殖，保持优良品种的遗传特性。
③不受自然生长季节的限制，培养周期短。
快速繁殖经济林木、名贵花卉、珍稀濒危植物等自然繁殖速度缓慢，繁殖效率低下或优良性状不易保持的植物。
（4）实例：甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
①快速繁殖实际上是一种无性繁殖。其细胞分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞DNA相同，所以可以保持亲代优良的遗传特性。
②快速繁殖的培养基中需加入细胞生命活动所需的水、矿质元素、小分子有机物以及植物激素等，培养基必须进行灭菌处理，操作过程必须在无菌条件下进行。
【思考】为什么植物组织培养可以进行快速繁殖？
植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。 并且，植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
实际问题：生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%-50%。 病毒引起的植物病害有500多种。受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等。而且没有有效的防治办法，只能拔除，造成经济损失。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。
植物繁殖的新途径——作物脱毒
(1)培育脱毒苗的原因：
无性繁殖的方式进行繁殖的作物，感染的病毒很容易传给后代，并在作物体内逐年积累，会导致作物产量降低、品质变差。
(2)选材部位及原因：
部位：植物 。
顶端分生区附近（如茎尖）
原因： 的病毒极少，甚至 。
（4）优点：明显提高农作物的产量和品质
与微型繁殖相比较，二者无本质区别，只是取材部位不同。
切取茎尖进行组织培养获得脱毒苗。（即：茎尖组织培养技术）
在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上获得成功。
由配子（如卵细胞、花粉等）直接发育而成的个体。
（2）单倍体育种原理：
植物细胞的全能性、染色体（数目）变异。
作物新品种的培育——单倍体育种
①极大地缩短育种年限，节约大量人力和无力；
②后代大是纯合子，能稳定遗传;
③可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料。
大多数单倍体植株的细胞中只含一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。
我国科学家在1974年成功培育出世界上第一个单倍体作物新品种——单育1号烟草。
我国科学家把单倍体育种与常规育种结合起来，育成水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
作物新品种的培育——突变体的利用
在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变
突变 = 基因突变 ＋ 染色体变异
抗病、抗盐、含高蛋白、高产
提高变异的频率，加速育种进程。
难以控制突变方向，需要大量处理实验材料。
植物代谢产生的，不是植物基本生命活动所必需的产物。一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）
在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
相关信息=====出生代谢：生物生长生存所必需的代谢活动，一直进行着。如糖类、脂质、蛋白质、核酸等。次生代谢：在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
该过程不能体现植物细胞的全能性
不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
工厂化生产人参皂甙干粉的基本流程：
人参根 愈伤组织 增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞 细胞增殖 提取人参皂甙干粉
分析生产实践中遇到的问题：
人参为我国名贵药材，现今因野生资源短缺，多用人工栽培，但人工栽培生长缓慢，6年才能生成10克左右（干重）人参根。
解决办法：利用植物组培工厂化生成细胞产物
利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
市场上有一种叫作“手指植物“的工艺品受到很多人的欢迎这些 “手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分或营养物质， 它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久学习了本节课之后，你也可以尝试制作“手指植物”。如果有商店正在出售这种植物，你还可以做个市场调查，了解它们的销售情况和经济效益，分析它们为什么受欢迎，并写出调查报告。
手指植物的制作方法用到了植物组织培养技术。在制作过程中，一定要注意做好灭菌和消毒工作，为了防止污染，可在培养基中加入一定量的抑菌剂。另外，还可以根据个人喜好，在培养基中加人适量的色素或者荧光剂，使“手指植物”更具有观赏价值。
1.青蒿素来自黄花蒿，被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且具有热不稳定性，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出的突出贡献而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖，下列关于利用植物组织培养技术生产青蒿素的叙述，错误的是( )A.黄花蒿叶片作为外植体一般需经消毒后使用B.该过程中利用了植物细胞的全能性C.诱导黄花蒿生根时，应适当提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值D.青蒿素不是黄花蒿基本的生命活动所必需的产物，青蒿素属于次生代谢物
2.植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述错误的是( )A.玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传B.取草莓茎尖进行植物组织培养可获得脱毒苗C.红豆杉细胞经植物细胞培养技术可工厂化生产紫杉醇D.可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
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