第4课时 植物的克隆
知识内容 要求 考情解读 1.简述植物细胞全能性的含义和植物组织培养的程序。 2.举例说明植物细胞全能性的体现。 植物的克隆 b 3.简述植物细胞培养和器官培养的方法和意义。 4.简述植物原生质体获得的方法及植物细胞工程的概念、操作过程和应用。 5.简述多途径的植物克隆实践。 一、植物细胞全能性和植物组织培养
1．植物细胞的全能性
(1)概念：植物体的每个生活细胞都具有遗传上的全能性，因而都具有发育成完整植株的潜能。
(2)全能性的体现
①植物体的每个生活细胞，即使是已经高度成熟和分化的细胞，都保持了恢复到分生状态的能力，都具有遗传上的全能性。
②由于不同种类植物或同种植物的不同基因型个体之间遗传性的差异，细胞全能性的表达程度大不相同。
③植物细胞的全能性更容易体现，植物的组织培养比动物更方便。 (3)全能性下降的原因
①在长期培养中，培养物的胚胎发生和器官形成能力下降的可能原因有染色体畸变、细胞核变异或非整倍体产生等，而且其结果是不可逆的。
②细胞或组织中激素平衡被打破，或细胞对外源生长物质的敏感性发生改变。 ③随着时间推移，由于其他各种原因产生了缺乏成胚性的细胞系。
2．植物组织培养
(1)理论基础：植物细胞全能性。
(2)一般程序：配制半固体培养基→获取消毒的植物组织块→组织培养，获得愈伤组织(创伤组织)→以适当配比的营养物质和生长调节剂诱导愈伤组织，直到再生出新植株。 (3)愈伤组织：在创伤表面形成一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织。 (4)胚性细胞的特征：将含有愈伤组织培养物的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养可以分散成单细胞。这种单细胞细胞质丰富、液泡小而细胞核大。
(5)用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁，可以获得分离的植物细胞原生质体，用适当方法培养原生质体，也可以获得新植株。
助学 细胞全能性大小的分析(1)体细胞全能性与细胞分化程度：分化程度低的>分化程度高的。 (2)体细胞全能性与细胞分裂能力：分裂能力强的>分裂能力弱的。 (3)不同类型细胞的全能性：受精卵>生殖细胞>体细胞。 (4)不同生物细胞的全能性：植物细胞>动物细胞。
巧记
探究1——实例分析
1．分析实例是否体现了细胞的全能性并给出原因。 (1)植物花药离体培养获得植株。
答案 是。花药离体培养获得单倍体植株，体现了花药细胞的全能性。 (2)利用植物细胞培养技术生产紫草素。
答案 否。发育成完整生物个体才能体现细胞的全能性，而生产紫草素只是将紫草细胞培养成愈伤组织。
(3)紫色糯性玉米种子培育成植株。
答案 否。种子的胚已是新植物的幼体，发育成完整植株的过程，相当于植物长大。 2．配子(卵和精子)中染色体数比正常体细胞减少了一半，配子是否还有全能性？为什么？ 答案 有。因为体细胞中染色体成对存在，配子染色体数虽减半，但仍含有完整的染色体组，具有控制生物性状的全部基因。
探究2——实验探究
烟草植株的植物组织培养如图所示。完善图示内容，思考回答相关问题：
1．理论基础——植物细胞的全能性
物质基础：生物体的体细胞通过有丝分裂形成的子细胞与母细胞(受精卵)核内的基因相同，即生物体的每一个细胞都含有本物种所特有的全套遗传物质。 2．操作程序
(1)半固体培养基的配制：配制含有适当营养物质、植物生长调节剂的含0.7%～1%琼脂的培养基，倒在灭菌试管中凝固成半固体。
(2)小组织块(即外植体)的切取：从消毒的根、茎或叶上切取。
(3)愈伤组织的获得：植物组织块切口处的细胞在创伤的刺激下发生脱分化成为分裂的细胞。在创伤表面形成一种由相对没有分化的活的薄壁细胞团组成的新生组织，即为愈伤组织。 (4)新植株的再生
①诱导愈伤组织：通过调节营养物质和生长调节剂的适当配比，使其产生出芽和根的顶端分生组织，并由此再生出新的植株。
②将含有愈伤组织培养物的试管放在摇床上，通过液体悬浮培养分散成单细胞，再在适宜的培养基上培养发育成胚状体，进而发育成新的植株。 3．愈伤组织的脱分化(去分化)、再分化
(1)高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。
(2)脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。
4．在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 答案 避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
(完整版)《新导学》2024-2024学年高中生物选修三浙科版学案：第二章克隆技术第4课时【高考】
