番茄与马铃薯同属茄科植物，但不是同属的植物。番茄的果实和马铃薯的块茎是我们经常食用的蔬菜。马铃薯的块茎生长在土壤中。人们曾经有这样一个幻想：让一株植株地上部分结番茄，地下部分长土豆。这个幻想可能实现吗？细 胞 工 程应用的原理和方法细胞生物学和 分子生物学细细胞整体水平或细细 胞器水平按照人们的意愿来改 变细胞内的遗传物质 或获得细胞产品概念分类植物细胞工程研究的目的研究的水平动物细胞工程前者是细细胞水平或细细胞器水平上生物技术术,后者是分子水平上的生物技术术。克隆多莉羊技术是 水平上的技术，培育抗虫棉是 水平上的技术。细胞工程与基因工程相比：细胞分子思考:1植物细胞工程的理论基础是什么？ 通常采用的技术手段有哪些？2什么是细胞的全能性？3生物体内的细胞为什么没有表现出 全能性，而是分化成不同的组织器官？4为什么运用植物组织培养技术能把 植物离体器官、组织或细胞培养成完整植 物体？ 细 胞 的 全 能 性概念受精卵生殖细胞体细胞细胞离体细胞离体、一定的营养物质 、激素和其他外界条件生物体的细胞具有使后代细胞形成 完整个体的潜能的特性，叫做细胞 的全能性必要条件原因大小从理论上讲，每个细胞都包含该物 种的全部遗传物质（全部基因）， 所以每个活细胞都应具有全能性 。植物细胞全能性一般比动物细胞强过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体外植体脱分化植物激素： 细胞分裂素、生长素 再分化植物组织培养条件： 含有全部营养成分的 培养基、一定的温度、空 气、无菌环境、适合的PH 、适时光照等。（一）植物组织培养1.植物细胞表现出全能性的条件有哪些？2.在植物组培过程中，为什么要进行一系列的消毒 ，灭菌，并且要求无菌操作？3、为什么切取胡萝卜根的形成层，其他部分也能 培养成小植株吗？细胞离体、一定的营养物质、 激素和其他外界条件避免杂菌在上面迅速生长消耗营养， 且有些杂菌会危害培养物的生长。想一想想一想胡萝卜根形成层形成层容易诱导成愈伤组 织，其他部分如叶、花也能培养成小 植株，只是稍微困难些。例1、若用“ ”表示植物组织培养的过程。请回答：（1） 表示 ， 被培养成为的根本原因是（2） 表示 ，其细胞特点是 。 脱分化脱分化离体的植物组织器官、组织或细胞植物细胞具有全能性具有分生能力的薄壁细胞愈伤组织因为不同种生物之间存 在着生殖隔离，所以用 传统的有性杂交方法是 不可能做到这一点的。于是，这些科学家试图用这两种植物的体 细胞进行杂交，来实现这一美妙的设想。（二）、植物体细胞杂交技术 这幅番茄马铃薯图利 用传统有性杂交方法能 实现吗？为什么？思考：1你认为两个来自不同植物的体细胞完成融 合，遇到的第一个障碍是什么？2有没有一种温和的去壁方法呢？4如果两个来源不同的原生质体发生了融合 ，下一部该做何处理？ 5如何将杂种细胞培育成杂种植株？ 植物体细胞杂交是用两个来自不同植物的体 细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞 培育成新植物体的方法 。3为什么两个原生质体能发生融合，这与细 胞膜的什么特性有关？杂 种 植 株融合的 原生质 体AB再 生 出 细 胞 壁脱 分 化愈 伤 组 织再 分 化植物体细胞杂交的过程植物细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种 细胞 AB去 壁去 壁人 工 诱 导方法？促进融合 的方法？融合 完成 的 标志植物细胞B植物体细胞杂交 的意义？题题1 1：人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（人工获得一个杂交植株，需要下列哪项步骤（ ）A A、分离原生质体分离原生质体诱导原生质体融合诱导原生质体融合组织培养组织培养 得到杂种植株得到杂种植株 B B、分离原生质体分离原生质体 原生质体融合原生质体融合 杂种植株杂种植株C C、获取细胞获取细胞 原生质融合原生质融合 组织培养组织培养 得到杂种植株得到杂种植株D D、获取细胞获取细胞原生质直接融合原生质直接融合组织培养组织培养 例题二题2 （2003江苏）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整的植 株，需要（ ）A具有完整细胞核的细胞 B离体状态C导入外源基因D一定的营养物质和激素（1）用 去除细胞壁，最常见的方法名称 。 （2）促进原生质体融合的一般常用的化学试剂是 ，原生质体可以融合的结构基础是 。 （3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中运用的技术名称是 ，其中步骤杂种细胞到愈伤组织相当于 ，步骤愈伤组织到杂种植株相当于 。 （4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株使 能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。植物体细胞杂交（5）从理论上来讲，杂种植株的育性为 育的。若运用 传统有性生殖杂交育种的方法能不能实现？ ，理由是 。 （6）植物细胞杂交运用到培育新的农作物品种方面的重大 意义在于 。 （7）利用植物体细胞杂交的方法培育新作物品种的过程中 ，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传定律？ ， 理由是 。 （1）（用纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁，分离出有活力的原生质体 酶解法 （2）聚乙二醇、 诱导不同植物细胞原生质体融合 原生质体最外层的细胞膜都具 有一定的流动性 （3）植物组织培养 脱分化 再分化 （4）远源杂交亲本的遗传生物性状（特征） 杂交植株获得双亲的遗传物质 （5）可育 不能 不同种生物之间存在生殖隔离 （6）克服远源杂交不亲和的障碍，大大扩大了可用于杂交的亲本组合范围 （7）不遵循 在生物有性生殖（减数分裂）过程才遵循孟德尔遗传定律，而植物 体细胞杂交育种是无性生殖（不是有性生殖）问题：现在有甲、乙两种烟草品种（2n=48），其基因型分别是aaBB和 AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800勒克司 时，都不能生长，这是由于它们中的隐性纯合基因（aa或bb）作用的结 果。有什么办法可以得到在光照强度大于800勒克司时，能生长的品种呢 ？取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生 质体，并将两者混合，使之融合，诱导产生细胞团。然后放到大于800勒 克司光照下培养，结果有的细胞团不分化，有的能分化发育成植株。请 回答下列问题：(1)甲乙两烟草品种花粉的基因型分别为 和 。 (2)叶肉细胞制成原生质体，要用 破除细胞壁。不同品种植物细胞能融合的结构基础是 。 (3)细胞融合后诱导产生的细胞团叫 。 (4)在大于800勒克司光照下培养，有 种基因型分别是 和 细胞团不 能分化；能分化的细胞团是由 的原生质体融合来的由该细胞团分化 发育成的植株，其染色体数是 ，基因型是 。答案：aB Ab 纤维素酶和果胶酶 细胞膜具有一定流动性 愈伤组织 2 aaBB AAbb aB和Ab 48 AaBb 下图表示水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定的条件下 形成试管苗的培养过程，已知该水稻的基因型为AaBb。试回答： （1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，在愈伤组织形成 过程中，必须从培养基中获得_和小分子有机物等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂和生长，培养基中应有_和_两类激素。(3)愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必 须给予光照，其原因是 利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗体细胞的细胞核中含有_条脱氧核苷酸链（水稻体细胞 中含24条染色体）。 （5）培养出的试管苗可能的基因型是_植物组织培养的应用1植物的快速繁殖：植物的快速繁殖： 园艺、花卉植物的大规模快速繁殖；园艺、花卉植物的大规模快速繁殖；抢救濒危珍稀植物抢救濒危珍稀植物 进行某些植物的种质资源保存进行某些植物的种质资源保存植物组织培养的应用2 培育无病毒的植物，如脱病毒草莓等；培育无病毒的植物，如脱病毒草莓等； 用植物组织培养技术，诱导离体组织形用植物组织培养技术，诱导离体组织形 成具有生根发芽能力的胚状结构，称成具有生根发芽能力的胚状结构，称体细体细 胞胚胞胚，再包裹上人造种皮制成，再包裹上人造种皮制成人工种子人工种子以以 解决某些作用品种繁殖力弱、结子困难或解决某些作用品种繁殖力弱、结子困难或 发芽率低等问题发芽率低等问题；