高中生物 專題二第一課 植物細胞工程課件 新人教版選修3

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1、 番茄與馬鈴薯都是茄科植物，但不是同屬的植物。番茄的果實和馬鈴薯的塊莖是我們經(jīng)常食用的蔬菜。馬鈴薯的塊莖生長在土壤中。 人們曾經(jīng)有這樣一個幻想：讓一株植株地上部分結(jié)番茄，地下部分長土豆。這個幻想可能實現(xiàn)嗎？細胞工程細胞工程 指應用指應用細胞生物學和分子生物學細胞生物學和分子生物學的原理和的原理和方法，通過某種工程學手段，在方法，通過某種工程學手段，在細胞整體水平細胞整體水平或細胞器水平上或細胞器水平上，按照人們的意愿來，按照人們的意愿來改變細胞改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學的一門綜合科學技術(shù)。技術(shù)。 細細胞胞工工程程應用的原理和方法應用的原理和方法研

2、究的水平研究的水平研究的目的研究的目的細胞生物學和細胞生物學和分子生物學分子生物學細胞整體水平細胞整體水平或細胞器水平或細胞器水平按照人們的意愿來按照人們的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品品概念概念分類分類植物細胞工程植物細胞工程動物細胞工程動物細胞工程理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)細胞的細胞的全能性全能性主主要要技技術(shù)術(shù)植物體細胞雜交植物體細胞雜交植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)動物細胞融合動物細胞融合單克隆抗體技術(shù)單克隆抗體技術(shù)胚胎移植胚胎移植核移植核移植植物植物細胞細胞工程工程技術(shù)技術(shù)動物動物細胞細胞工程工程技術(shù)技術(shù)所采用技術(shù)的理論基礎(chǔ) 植物細胞

3、工程通常采用的技 術(shù) 手 段 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng) 植物體細胞雜交植物體細胞雜交植物細胞的全能性植物細胞的全能性1、定義、定義： 生物體的細胞具有生物體的細胞具有使后代細胞形成完整個使后代細胞形成完整個體體的潛能的特性。的潛能的特性。 2、原因：、原因： 生物體的每一個細胞都包含有該物種生物體的每一個細胞都包含有該物種所特所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因體所必需的全部基因。從理論上講，生物。從理論上講，生物體的每一個體的每一個活細胞活細胞都應該具有全能性。都應該具有全能性。 3、差異：、差異： （1 1） 受精卵的全能性受精卵的

4、全能性最高最高 （2 2） 受精卵分化后的細胞中，體細胞受精卵分化后的細胞中，體細胞的全能性比生殖細胞的的全能性比生殖細胞的低。低。 植物細胞的全能性植物細胞的全能性受精卵受精卵生殖細胞生殖細胞體細胞體細胞4、大小、大小蜜蜂（蜜蜂（2N=32） 減數(shù)分裂減數(shù)分裂卵細胞卵細胞(N=16) 發(fā)育發(fā)育雄蜂雄蜂(N=16)卵細胞可以直接發(fā)育成為一個新個體卵細胞可以直接發(fā)育成為一個新個體例：例： 思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出思考討論：為什么體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化成為不同的組織、器官？全能性，而是分化成為不同的組織、器官？ 基因在特定空間和時間條件下選擇性表達基因在特定空間和時間條件下選

5、擇性表達的結(jié)果。的結(jié)果。在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同在個體發(fā)育的不同時期，生物體不同部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白部位的細胞表達的基因是不同的，合成的蛋白質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官質(zhì)也不一樣，從而形成了不同的組織和器官。5、例題辨析：、例題辨析： 下列有關(guān)細胞全能性的含義，正確的是：下列有關(guān)細胞全能性的含義，正確的是：A、每個生物體內(nèi)的所有細胞都具有相同的功能每個生物體內(nèi)的所有細胞都具有相同的功能 B、生物體內(nèi)的任何一個細胞可以完成該個體的全生物體內(nèi)的任何一個細胞可以完成該個體的全部功能部功能 C、生物體的每一個活細胞都具有發(fā)育成完整個體生物體的每一個活細胞都具有發(fā)育

6、成完整個體的潛能的潛能 D、 生物體的每個細胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生物體的每個細胞都經(jīng)過產(chǎn)生、分裂、分化、生長、衰老、死亡的全過程生長、衰老、死亡的全過程 C 19021902年年德國著名植物學家哈伯蘭特德國著名植物學家哈伯蘭特（G.HaberlandtG.Haberlandt）在細胞學說的基礎(chǔ)上提出了）在細胞學說的基礎(chǔ)上提出了細胞全能性理論細胞全能性理論。植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史 探索階段探索階段（1919世紀初世紀初3030年代中）年代中） 德國植物生理學家德國植物生理學家HaHerlandtHaHerlandt首次進行了植物細胞培養(yǎng)實驗首次進行了植物細胞培養(yǎng)實驗 奠基階段奠基階段（30

7、305050年代）年代） 19341934年，年，WhiteWhite培養(yǎng)番茄離體根尖成功培養(yǎng)番茄離體根尖成功 19391939年，年，GautheretGautheret連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功連續(xù)培養(yǎng)胡蘿卜根形成層首次成功 White:White:煙草種間雜種的瘤組織進行組培煙草種間雜種的瘤組織進行組培 NobecourtNobecourt：胡蘿卜進行組培胡蘿卜進行組培 以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人以上三人是植物組織培養(yǎng)的奠基人 迅速發(fā)展階段迅速發(fā)展階段（6060年代后）年代后） 原生質(zhì)體培養(yǎng)，花藥培養(yǎng)，快速繁殖技術(shù)迅速發(fā)展原生質(zhì)體培養(yǎng)，花藥培養(yǎng)，快速繁殖技術(shù)迅速發(fā)展 科學研究表明

8、，處于科學研究表明，處于離體狀態(tài)的植物活離體狀態(tài)的植物活細胞細胞，在一定的，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是整的植株。人工條件下實現(xiàn)的這一過程，就是植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)。 19581958年年StewardSteward等用胡蘿卜根的愈傷組等用胡蘿卜根的愈傷組織誘導成了體細胞胚，并進而獲得了完整植織誘導成了體細胞胚，并進而獲得了完整植株。株。 植物組織培養(yǎng)的發(fā)展簡史植物組織培養(yǎng)關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：外植體、脫分化、再分化、愈傷組織外植體、脫分化、再分

9、化、愈傷組織細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、細胞離體、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件激素和其他外界條件必要條件：必要條件：離體的植物離體的植物器官、組織器官、組織或細胞或細胞愈愈傷傷組組織織根根芽芽植植物物體體脫分化脫分化再分化再分化植物組織培養(yǎng) 外植體外植體：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官：從活植物體上切下進行培養(yǎng)的那部分組織或器官 1 1）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等）外植體滅菌消毒（根尖、莖、芽、嫩葉、種子、花粉等） 2 2）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上）用消毒過的器械將外植體置于培養(yǎng)皿上 3 3）切取所需的外植體）切取所需的外植體 4 4）將外植體接

10、種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上）將外植體接種于培養(yǎng)容器的培養(yǎng)基上 整個試驗在超凈工作臺上進行，整個試驗在超凈工作臺上進行，保持無菌保持無菌！ 外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成外植體經(jīng)過一段時間在培養(yǎng)基上生長后，會形成愈傷組織愈傷組織幾個概念：幾個概念： 愈傷組織：愈傷組織：離體的植物器官、組織或離體的植物器官、組織或細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細細胞，在培養(yǎng)一段時間以后，通過細胞分裂，形成一種高度液泡化、無定胞分裂，形成一種高度液泡化、無定形狀態(tài)形狀態(tài)薄壁細胞團薄壁細胞團。 讓已經(jīng)分化的細胞，經(jīng)過誘導后，讓已經(jīng)分化的細胞，經(jīng)過誘導后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分

11、而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程，稱為植物細胞的化細胞的過程，稱為植物細胞的脫分化。脫分化。 脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng)培養(yǎng)又可以重新分化成幼根、芽等器官又可以重新分化成幼根、芽等器官，這一過程稱為植物細胞的再分化。這一過程稱為植物細胞的再分化。分化：分化： 個體發(fā)育中，由個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的產(chǎn)生的后代，在后代，在形態(tài)形態(tài)、結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)和和生理功能生理功能上發(fā)生上發(fā)生穩(wěn)定性差穩(wěn)定性差異異的過程。的過程。 植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基 定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的定義：含有一定營養(yǎng)成分，供組織培養(yǎng)植物生長的基質(zhì)

12、基質(zhì) 無機營養(yǎng)成分：水分和無機鹽無機營養(yǎng)成分：水分和無機鹽 有機營養(yǎng)成分有機營養(yǎng)成分 含含N N物質(zhì)：包括維生素和氨基酸物質(zhì)：包括維生素和氨基酸 碳源：碳源：2%2%5%5%的蔗糖的蔗糖 瓊脂：起支持作用瓊脂：起支持作用 植物激素：生長素，細胞分裂素植物激素：生長素，細胞分裂素 適宜的適宜的PHPH值值 培養(yǎng)基中必須含有植物生長發(fā)育所需要的培養(yǎng)基中必須含有植物生長發(fā)育所需要的全部全部營養(yǎng)物質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)，其中生長素和細胞分裂素用量的比例，其中生長素和細胞分裂素用量的比例對器官的發(fā)生起決定作用。對器官的發(fā)生起決定作用。試管苗大規(guī)模培養(yǎng)過程過程離體的植物器官、組織或細胞離體的植物器官、組織或細胞愈傷組

13、織愈傷組織根、芽根、芽植物體植物體外植體外植體脫分化脫分化植物激素：植物激素：細胞分裂素、生長素細胞分裂素、生長素再分化再分化植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)條件植物組織培養(yǎng)條件： 離體，含有全部營養(yǎng)離體，含有全部營養(yǎng)成分的培養(yǎng)基、一定的溫成分的培養(yǎng)基、一定的溫度、無菌環(huán)境、適合的度、無菌環(huán)境、適合的PHPH、溫度、適時光照等。溫度、適時光照等。正文中討論題正文中討論題 1.在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅在組織培養(yǎng)實驗中，為什么要強調(diào)所用器械的滅菌和實驗人員的無菌操作？菌和實驗人員的無菌操作？ 提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基提示：植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營含有豐富的營養(yǎng)成分養(yǎng)

14、成分，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣，有利于培養(yǎng)物的生長，然而各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長，也可以在上面迅速生長，所以植物組織培養(yǎng)過程中所以植物組織培養(yǎng)過程中污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生污染現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長。培養(yǎng)基一旦被污染，迅速生長的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜的各種雜菌不但會和培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且這些雜菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，菌生長的過程中會生成大量對培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導致培養(yǎng)物迅速死亡。導致培養(yǎng)物迅速死亡。 造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作

15、人員操帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材作不規(guī)范等。所以在組織培養(yǎng)實驗中用到的植物材料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作料和各種器械都要進行徹底地滅菌，實驗人員操作一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。一定要規(guī)范，避免帶入雜菌。 2.在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部在本實驗中，切取胡蘿卜塊根時強調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。請思考一下，胡分，原因是這部分容易誘導形成愈傷組織。請思考一下，胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，蘿卜的其他部分（如莖、葉、花），是否也能培養(yǎng)成小植株，你能

16、用實驗的方法進行驗證嗎？你能用實驗的方法進行驗證嗎？ 提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形提示：胡蘿卜的其他部分（如莖、葉、花）也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。成小植株，只是誘導愈傷組織比較困難。3.請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技請根據(jù)上面的實驗過程，概括出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。術(shù)的流程簡圖。 19721972年卡爾森等通過兩個煙草品種之間年卡爾森等通過兩個煙草品種之間原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種原生質(zhì)體的融合，獲得了第一個體細胞雜種。19781978年梅爾徹斯年梅爾徹斯(Melchers)(Melchers)等首次獲得等首次獲得了

17、番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種了番茄和馬鈴薯的屬間體細胞雜種“PotamatoPotamato”。 目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培目前，已得到栽培煙草與野生煙草、栽培大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、大豆與野生大豆、秈稻與野生稻、秈稻與粳稻、小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有小麥與鵝冠草等細胞雜種及其后代，獲得了有價值的新品系或育種上有用的新材料。價值的新品系或育種上有用的新材料。 （三）（三） 植物體細胞雜交植物體細胞雜交1 1、定義：、定義： 用兩個用兩個來自不同植物來自不同植物的體細胞的體細胞融合融合成成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成一個雜種細胞，且把雜種細胞培育成新

18、的植物體的方法。新的植物體的方法。 2 2、優(yōu)勢：、優(yōu)勢：（與有性雜交與有性雜交方法比較）方法比較） 打破了不同種生物間的生殖隔離限制，打破了不同種生物間的生殖隔離限制，克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙。克服不同生物遠緣雜交不親和的障礙。植物體細胞雜交植物體細胞雜交去壁去壁去壁去壁纖維素酶纖維素酶果膠酶果膠酶原原生生質(zhì)質(zhì)體體植物細胞植物細胞原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合離心、振離心、振動、電刺動、電刺激激聚乙二醇聚乙二醇再生細胞壁再生細胞壁雜種細胞雜種細胞去去分分化化愈傷組織愈傷組織雜種植株雜種植株激素激素等量等量激素激素再分再分化化植物體細胞雜交植物體細胞雜交細胞膜的流動性細胞膜的流動性植物植物A

19、 A細胞細胞植物植物B B細胞細胞去壁去壁原生質(zhì)體原生質(zhì)體A A原生質(zhì)體原生質(zhì)體B B原生質(zhì)體融合原生質(zhì)體融合融合體融合體再生壁再生壁雜種細胞雜種細胞細胞分裂細胞分裂愈傷愈傷組織組織雜種植株雜種植株去壁的去壁的常用方法：常用方法：酶酶解法（纖維素酶、果膠酶等）解法（纖維素酶、果膠酶等） 原生質(zhì)體融合方法原生質(zhì)體融合方法：物理法：離心、振動、電刺激等物理法：離心、振動、電刺激等 化學法：聚乙二醇（化學法：聚乙二醇（PEGPEG） 植物體細胞雜交植物體細胞雜交制備原生質(zhì)體制備原生質(zhì)體：酶解法去掉細胞壁 誘導融合 新的原生質(zhì)體新的原生質(zhì)體 生出細胞壁 雜種細胞雜種細胞 組織培養(yǎng) 雜種植株雜種植株意義

20、：克服遠緣雜交不親和的障礙、培育新品種意義：克服遠緣雜交不親和的障礙、培育新品種思考與探究 1.為什么為什么“番茄番茄馬鈴薯馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所想像超級雜種植株沒有如科學家所想像的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？ 提示：提示：1978年，梅爾徹斯（年，梅爾徹斯（Melchers）等人首次獲得了馬鈴）等人首次獲得了馬鈴薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們將薯與番茄的屬間體細胞雜種。他們將培育的二倍體馬鈴薯品系培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細胞進行融合和番茄葉片細胞進行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“馬鈴薯番馬鈴薯番茄茄”。像大多數(shù)雜種

21、一樣，雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形。像大多數(shù)雜種一樣，雜交株同時具有馬鈴薯和番茄的形態(tài)特征。其中一些植株形成了態(tài)特征。其中一些植株形成了“類似塊莖的生殖根類似塊莖的生殖根”，但是沒，但是沒有產(chǎn)生可結(jié)實的花、果實以及真正意義上的塊莖。到目前為止有產(chǎn)生可結(jié)實的花、果實以及真正意義上的塊莖。到目前為止“馬鈴薯馬鈴薯番茄番茄”一類的體細胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，一類的體細胞雜交植物還不能產(chǎn)生經(jīng)濟效益，但是其研究價值不可忽視。但是其研究價值不可忽視。 至于馬鈴薯至于馬鈴薯番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結(jié)番茄沒有像人們預想的那樣地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，馬鈴薯，主要原因主要原因是：生物基因

22、的表達不是孤立的，它們之間是：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬鈴薯番茄雜交植株的細胞番茄雜交植株的細胞中雖然中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達受到但這些遺傳物質(zhì)的表達受到相互干擾相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯就是很自然的了。了。 2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動物眼蟲，說明植物的細胞器同樣可以在某些動物細胞中存活，請?zhí)接懀簞?/p>

23、物細胞與植物細胞之間可以實現(xiàn)雜交嗎？如果理論上可行，請設(shè)計出具體實驗方案。 提示：根據(jù)眼蟲的特點，動物細胞和植物細胞之間在理論上是可以實現(xiàn)雜交的。具體的實驗方案可以設(shè)計如下： 植物體細胞雜交尚未解決的問題有：植物體細胞雜交尚未解決的問題有：A A、去掉細胞壁去掉細胞壁, ,分離出有活力的原生質(zhì)體分離出有活力的原生質(zhì)體B B、將雜種細胞培育成植株將雜種細胞培育成植株C C、讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性D D、尚未培育出屬間雜種植物尚未培育出屬間雜種植物不能人工誘導原生質(zhì)體融合的方法是：不能人工誘導原生質(zhì)體融合的方法是：A A、振動振動 B

24、B、電刺激、電刺激、 C C、PEGPEG試劑、試劑、 D D、重壓、重壓CD在生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而在生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為：是分化為不同的組織、器官，是因為： A、細胞喪失了全能性細胞喪失了全能性 B、基因的表達有選擇性基因的表達有選擇性 C、不同的細胞內(nèi)基因不完全相同不同的細胞內(nèi)基因不完全相同 D、在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化了變化 B 植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進行培養(yǎng)，植物組織培養(yǎng)形成的愈傷組織進行培養(yǎng)， 又可以分化形成根、芽等器官，這一過程稱為：又可以分化形成根、芽等器官，

25、這一過程稱為： A、脫分化脫分化 B、去分化去分化 C、再分化再分化 D、脫分化或去分化脫分化或去分化C1、當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組、當植物細胞脫離了原來所在植物體的器官或組織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全織而處于離體狀態(tài)時，下列有可能使其表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株的是（能性，發(fā)育成完整的植株的是（ ） A、細胞分裂素、細胞分裂素 B、生長素、生長素 C、一定的營養(yǎng)物質(zhì)、一定的營養(yǎng)物質(zhì) D、以上三者均是、以上三者均是 2、細胞工程是一門綜合科學技術(shù)。下列哪項技術(shù)、細胞工程是一門綜合科學技術(shù)。下列哪項技術(shù)不屬于細胞工程（不屬于細胞工程（ ） A、有性雜交、有性雜交

26、B、體細胞雜交、體細胞雜交 C、組織培養(yǎng)、組織培養(yǎng) D、細胞核移植、細胞核移植3、在生物體的所有細胞中，全能性最高的是、在生物體的所有細胞中，全能性最高的是 A、卵細胞、卵細胞 B、植物花粉、植物花粉 C、體細胞、體細胞 D、受精卵、受精卵DAD1.微型繁殖 (1)微型繁殖技術(shù):用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù). (2)特點: 保持優(yōu)良品種的遺傳特性; 高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖.（二）（二） 正文中討論題正文中討論題 1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進行工廠化育人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進行工廠化育苗生產(chǎn)，這是利用了該項技術(shù)的哪些特點？苗生產(chǎn)，這是利用了該項技術(shù)的哪些特點？ 提示：

27、植物提示：植物“微型微型”繁殖技術(shù)繁殖技術(shù)具有高效性和可以具有高效性和可以保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢保持種苗的優(yōu)良遺傳特性的優(yōu)勢。工廠化大規(guī)模。工廠化大規(guī)模育苗生產(chǎn)正是利用了植物育苗生產(chǎn)正是利用了植物“微型微型”繁殖技術(shù)的這繁殖技術(shù)的這兩方面優(yōu)勢。利用植物兩方面優(yōu)勢。利用植物“微型微型”繁殖技術(shù)我們可繁殖技術(shù)我們可以在短時間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。以在短時間中獲得大量的優(yōu)質(zhì)種苗。2.作物脫毒 (1)材料:植物分生區(qū)（莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。 (2)脫毒苗:切取莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗 （3）優(yōu)點：使農(nóng)作物不會或極少感染病毒3.神奇的人工種子 (1)特點

28、: 后代無性狀分離（可以保持優(yōu)良品質(zhì)的遺傳特性。） 不受氣候,季節(jié)和地域限制 (2)技術(shù):植物組織培養(yǎng). (3)結(jié)構(gòu):人工薄膜包裝胚狀體或不定芽或頂芽或腋芽. 2.人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不人工種子之所以神奇，是由于它具有天然種子不可比擬的特點，想一想它們具有哪些優(yōu)點？可比擬的特點，想一想它們具有哪些優(yōu)點？ 提示：人工種子的優(yōu)點：提示：人工種子的優(yōu)點： （1）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起）天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會造成某些遺傳性狀的改變；天的重組現(xiàn)象，因而會造成某些遺傳性狀的改變；天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)限制，一般每年只繁殖然種子在生產(chǎn)上受

29、季節(jié)限制，一般每年只繁殖12次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而次，有些甚至十幾年才繁殖一次。而人工種子則可人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，生產(chǎn)上也不受季節(jié)的限制。節(jié)的限制。 （2）試管苗的大量貯藏和運輸也是相當困難的。）試管苗的大量貯藏和運輸也是相當困難的。人工種子則克服了這些缺點，人工種子外層是起保人工種子則克服了這些缺點，人工種子外層是起保護作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，護作用的薄膜，類似天然種子的種皮，因此，可以可以很方便地貯藏和運輸。很方便地貯藏和運輸。 3.人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小人工種皮是保證包裹在其中

30、的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分，請?zhí)接懭斯しN皮中應該具有的有效植株的關(guān)鍵部分，請?zhí)接懭斯しN皮中應該具有的有效成分是什么？為了促進胚狀體的生長發(fā)育，我們還可成分是什么？為了促進胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？ 提示：針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包提示：針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。為了促進胚狀體的生長為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一

31、些植物生長調(diào)節(jié)劑植物生長調(diào)節(jié)劑。1.單倍體育種 (1)方法:花藥的離體培養(yǎng) (2)優(yōu)點: 后代穩(wěn)定遺傳,都是純合體; 明顯縮短育種年限.2.突變體的利用 (1)產(chǎn)生:植物組織培養(yǎng) (2)利用:篩選對人們有利突變體,進而培育新品種1.種類:蛋白質(zhì),脂肪,糖類,藥物,香料,生物堿等.2.技術(shù):植物的組織培養(yǎng).3.例子：利用組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)人參皂甙干粉 4.高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為高效抗癌的藥物紫杉醇，雖然能造福人類，但卻為瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災。以瀕危的紅豆杉帶來一場滅頂之災。以“我們能否利我們能否利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅用植物組織培養(yǎng)技術(shù)大量

32、生產(chǎn)紫杉醇，從而拯救紅豆杉豆杉”為題，與同學展開討論，說出植物組織培養(yǎng)為題，與同學展開討論，說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義。技術(shù)在節(jié)約資源、保護環(huán)境方面的重要意義。 提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉提示：可以利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來大量生產(chǎn)紫杉醇。現(xiàn)在國內(nèi)外的科學家們醇?，F(xiàn)在國內(nèi)外的科學家們正在研究利用植物細胞正在研究利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細胞培養(yǎng)技術(shù)來大量培育紅豆杉細胞，希望利用這種方，希望利用這種方法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室開展了用法來大量生產(chǎn)紫杉醇。國內(nèi)外許多實驗室開展了用組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，組織培養(yǎng)法生產(chǎn)紫杉醇的研究，紅

33、豆杉屬的紅豆杉屬的11種植種植物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)物現(xiàn)都在進行組織培養(yǎng)。ESC Agenetics公司宣布公司宣布他們用細胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的他們用細胞培養(yǎng)法所得紫杉醇的含量是樹皮的25倍。國內(nèi)外在分化細胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不倍。國內(nèi)外在分化細胞株系和培養(yǎng)條件方面做了不少工作，少工作，摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素摸索了外植體、光照、培養(yǎng)基組成等因素對細胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。對細胞培養(yǎng)及紫杉醇生成的影響。現(xiàn)在工藝條件已現(xiàn)在工藝條件已基本摸清，正研究反應的放大技術(shù)等，有望實現(xiàn)通基本摸清，正研究反應的放大技術(shù)等，有望實現(xiàn)通過細胞培養(yǎng)進行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標。過細胞培養(yǎng)進

34、行工業(yè)化生產(chǎn)紫杉醇的目標。2.1.2植物細胞工程的實際應用植物細胞工程的實際應用（一）（一） 思考與探究思考與探究 1.通過查閱資料，請你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生通過查閱資料，請你再列舉出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在我們生活中的另外一些應用?；钪械牧硗庖恍?。 提示：提示：a. 拯救瀕危植物；拯救瀕危植物； b. 提供食品制作的原料；提供食品制作的原料； c. 利用愈傷組織進行轉(zhuǎn)基因操作利用愈傷組織進行轉(zhuǎn)基因操作 2.請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細過程，設(shè)計出制備技術(shù)請查閱植物人工種子制備技術(shù)的詳細過程，設(shè)計出制備技術(shù)的主要流程圖。的主要流程圖。 提示：誘導植物愈傷組織提示：誘導植物愈傷組織 體細胞胚的誘導體細胞胚的誘導 體細胞胚的成熟體細胞胚的成熟 體細胞胚的機械化包裹體細胞胚的機械化包裹 貯藏或種植貯藏或種植3.請查閱相關(guān)文獻，設(shè)計出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色請查閱相關(guān)文獻，設(shè)計出一種植物花藥組織培養(yǎng)和染色體加倍的實驗流程。體加倍的實驗流程。 花藥花藥 花粉細胞培養(yǎng)花粉細胞培養(yǎng) 愈傷組織愈傷組織 分化出小植物分化出小植物 單倍體植株單倍體植株 正常植株正常植株