《植物的組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交》復(fù)習(xí)-完整版課件

植物的組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交一、植物組織培養(yǎng)1.理論基礎(chǔ)：

。2.操作過程：圖中①

，②

，A表示

，B表示

。植物細(xì)胞的全能性脫分化再分化愈傷組織胚狀體或叢芽3.（判一判）（1）理論上，每個(gè)正?；罴?xì)胞都具有全能性（√）（2）植物的每個(gè)細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性（×）（3）愈傷組織是外植體脫分化和再分化后形成的

（×）二、植物體細(xì)胞雜交1.觀察植物體細(xì)胞雜交技術(shù)圖示，完善相關(guān)問題（1）過程①為去除

獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是酶解法，所用到的酶是

。（2）過程②是原生質(zhì)體的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括

等；化學(xué)法一般用

（PEG）作誘導(dǎo)劑。（3）過程③是原生質(zhì)體融合后再生出

，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。（4）植物體細(xì)胞雜交的意義：

。細(xì)胞壁纖維素酶和果膠酶離心、振動(dòng)、電激聚乙二醇細(xì)胞壁克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙2.植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用（1）植物繁殖的新途徑①微型繁殖：用于

的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。②作物脫毒：選取作物

進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。③人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的

等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子?？焖俜敝硟?yōu)良品種優(yōu)良品種大量繁殖無毒組織（如莖尖）胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽（2）作物新品種的培育：?jiǎn)伪扼w育種和突變體的利用突變體Aa中A為突變新基因，并控制著優(yōu)良性狀，利用單倍體育種，方法步驟如下：人工種皮胚狀體或不定芽、頂芽、腋芽人工胚乳或子葉減數(shù)花藥離體秋水仙素優(yōu)點(diǎn)：

。（3）

：細(xì)胞產(chǎn)物有蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。穩(wěn)定遺傳，縮短育種年限細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.植物激素在組織培養(yǎng)中的作用在配制好的MS培養(yǎng)基中，常常需要添加植物激素。其中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。植物激素的濃度、使用的先后順序以及用量的比例等，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（1）按照不同的順序使用這兩類激素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長(zhǎng)素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高（2）當(dāng)同時(shí)使用這兩類激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向。生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的用量比值植物細(xì)胞的發(fā)育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成2.植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較名稱植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有一定的流動(dòng)性和細(xì)胞的全能性過程

選材選取根尖、莖尖、形成層部位最容易誘導(dǎo)脫分化不同植物細(xì)胞融合后形成的雜種細(xì)胞技術(shù)較簡(jiǎn)單復(fù)雜操作脫分化、再分化等除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細(xì)胞壁，用一定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合關(guān)系植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更復(fù)雜3.單倍體育種和突變體利用的比較項(xiàng)目原理優(yōu)點(diǎn)成果單倍體育種染色體變異明顯縮短育種年限單育1號(hào)煙草品種，中花8號(hào)、11號(hào)水稻和京花1號(hào)小麥品種等突變體利用基因突變產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草等【易混易錯(cuò)】

植物細(xì)胞工程中的9個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)（1）植物組織培養(yǎng)的6個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)①幼嫩的組織脫分化較為容易，如莖尖、根尖、形成層細(xì)胞易脫分化，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難。②對(duì)外植體要進(jìn)行消毒處理，而對(duì)各種器械要徹底滅菌。③植物組織培養(yǎng)中用到的有機(jī)碳源一般為蔗糖，用葡萄糖也可以，但后者的成本高。④不同細(xì)胞的全能性不同，具體表現(xiàn)為：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞，離體細(xì)胞的全能性表達(dá)與分化程度呈負(fù)相關(guān)，但生殖細(xì)胞特殊。⑤脫分化形成愈傷組織的過程不需要光，再分化過程需要光，因?yàn)橛鷤M織利用有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分，而試管苗需要進(jìn)行光合作用以自養(yǎng)。⑥植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素不同，因?yàn)榕囵B(yǎng)的目的不同（生根或生芽）。（2）植物細(xì)胞工程的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)①對(duì)植物體細(xì)胞雜交和有性雜交辨析不清a.植物體細(xì)胞雜交：若兩個(gè)不同品種的植物細(xì)胞A、B進(jìn)行融合，A含有2X條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，B含有2Y條染色體，2個(gè)染色體組，其基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X＋2Y，基因型為AabbccDd。從中不難看出，體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管是染色體數(shù)、基因型還是染色體組都采用直接相加的方法。b.植物有性雜交的結(jié)果：子代細(xì)胞中染色體數(shù)、基因型分別為“X＋Y”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先減半再相加。c.有性生殖過程中符合孟德爾遺傳規(guī)律，而植物體細(xì)胞雜交不符合孟德爾遺傳規(guī)律。②利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)物時(shí)，有時(shí)只需將外植體培養(yǎng)到愈傷組織，從愈傷組織中獲取產(chǎn)物。③人工種子發(fā)育初期需要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由人工胚乳提供。★植物的組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛，成為新課標(biāo)高考的熱點(diǎn)，近幾年在高考試題中的比重逐漸提升。［真題回顧］判斷植物的組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的正誤。（1）棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性（2012·江蘇卷T22A）

（√）（2）二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株（2011·江蘇卷T16B）

（×）（3）用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子（2011·江蘇卷T16B）

（×）（4）不同種植物原生質(zhì)體融合的過程屬于植物體細(xì)胞雜交過程（2009·全國(guó)大綱卷T4B）

（√）（5）利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可克服生殖隔離的限制，培育遠(yuǎn)緣雜種（2009·全國(guó)大綱卷T4A）

（√）［考點(diǎn)分向］考向一植物組織培養(yǎng)1.（2013·重慶理綜）某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（）A.消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害B.在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C.出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D.生根時(shí)，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α-萘乙酸等生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑【解析】

消毒劑的使用既要?dú)⑺辣砻嫖⑸?，又防止傷害組織細(xì)胞，影響組織培養(yǎng)，A項(xiàng)正確；植物細(xì)胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合，帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞，B項(xiàng)錯(cuò)誤；出芽和生根都是細(xì)胞再分化的結(jié)果，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，C項(xiàng)正確；α-萘乙酸為生長(zhǎng)素類似物，可誘導(dǎo)愈傷組織生根，D項(xiàng)正確?！敬鸢浮?/p>

B2.（2013·上海單科）在工業(yè)化大量培養(yǎng)植物試管苗的過程中，一般進(jìn)行如下操作，則正確的操作順序是（）①誘導(dǎo)形成芽②取合適外植體③誘導(dǎo)形成愈傷組織④誘導(dǎo)形成未分化狀態(tài)的細(xì)胞⑤誘導(dǎo)形成根A.②①③④⑤

B.②④③①⑤C.②③④①⑤D.②⑤①④③【答案】

B考向二植物體細(xì)胞雜交3.（2013·天津理綜）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。據(jù)圖回答下列問題：（1）過程①所需的酶是______________________________________________________________________。（2）過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的

存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。（3）原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是

。原生質(zhì)體經(jīng)過

再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。（4）若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和

植株的根尖，通過

、

、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。（5）采用特異性引物對(duì)花椰菜和黑芥基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對(duì)雙親及再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～4中一定是雜種植株的有

。（6）對(duì)雜種植株進(jìn)行

接種實(shí)驗(yàn)，可篩選出具有高抗性的雜種植株?！窘馕觥?/p>

（1）過程①表示原生質(zhì)體的制備，要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。（2）用于融合的兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是黑芥苗的葉肉細(xì)胞，一個(gè)是花椰菜的根部細(xì)胞，其中供體細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體，可通過觀察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。（3）原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，需要加入適宜濃度的甘露醇以保證滲透壓的穩(wěn)定，以避免原生質(zhì)體吸水或失水破壞原生質(zhì)體的完整性；原生質(zhì)體通過細(xì)胞壁再生形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織。（4）分析再生植株染色體變異類型，需要將再生植株細(xì)胞染色體和黑芥苗與花椰菜細(xì)胞中的染色體制片觀察進(jìn)行比較，制片的基本程序是解離、漂洗、染色、制片。（5）根據(jù)圖譜，花椰菜含有堿基對(duì)為300和600的DNA片段，黑芥還有堿基對(duì)為10