學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精庖丁巧解牛知識·巧學(xué)一、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.植物組織培養(yǎng)：在無菌和人工控制條件下,將離體的植物器官、組織、細(xì)胞,培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。要點提示注意此處空半格與植物和低等細(xì)胞相比，高等動物體細(xì)胞的發(fā)育潛能有顯著差異。雖然在胚胎發(fā)育中,早期胚胎細(xì)胞具有發(fā)育的全能性,但隨著分化程度的提高，細(xì)胞的發(fā)育潛能也逐漸變窄,細(xì)胞的生理活動也逐漸發(fā)生了不同的變化，如細(xì)胞的分裂能力逐漸降低，直至失去分裂能力成為末端分化細(xì)胞.但是通過細(xì)胞核移植技術(shù)能使高等動物的體細(xì)胞核去分化,重新獲得較高的發(fā)育能力。2.胡蘿卜的組織培養(yǎng)的實驗原理：植物體的根、莖、葉細(xì)胞一般都具有全能性,在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成愈傷組織.將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其再分化生成胚狀體或叢芽，進(jìn)而發(fā)育成完整的小植株。植物組織培養(yǎng)的全過程,證明了分化的植物細(xì)胞,仍具有形成完整植株所需要的全部基因。疑點突破（1）全能性的含義:生物體的細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整的個體的潛能.（2)全能性的基礎(chǔ)：每個體細(xì)胞都含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體的全部基因。(3）全能性程度：由高到低依次是,受精卵→生殖細(xì)胞→體細(xì)胞。(4）生物體內(nèi)的細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性的原因：基因在特定的時間和空間條件下選擇表達(dá)的結(jié)果.（5）使其表現(xiàn)全能性的條件：①離體；②營養(yǎng)物質(zhì)；③激素。知識拓展影響脫分化的一個重要因素是植物激素。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素共同使用時，能強(qiáng)烈促進(jìn)愈傷組織的形成，而兩者不同的濃度配比在再分化過程中，分別對誘導(dǎo)根或芽的產(chǎn)生起關(guān)鍵作用。當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素濃度比高時，有利于芽的發(fā)生；濃度比低時，有利于根的發(fā)生。二、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1978年，梅爾切斯等人首次獲得了番茄與馬鈴薯的屬間雜種，他們將培育的二倍體馬鈴薯品系和番茄葉片細(xì)胞進(jìn)行融合，所產(chǎn)生的雜交株被稱為“番茄—馬鈴薯雜種植株”。疑點突破馬鈴薯—番茄沒有像人們預(yù)想的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯，主要原因是：生物基因的表達(dá)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—番茄雜交植株的細(xì)胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì),但這些遺傳物質(zhì)的表達(dá)受到相互干擾,不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達(dá)，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。植物體細(xì)胞雜交就是將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞,并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù).體細(xì)胞雜交是克服植物有性雜交障礙、打破物種之間的生殖隔離、擴(kuò)大遺傳重組范圍的一種手段。操作過程包括：原生質(zhì)體制備、原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞篩選、雜種細(xì)胞培養(yǎng)、雜種細(xì)胞再生以及雜種植株鑒定等步驟。要點提示要進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合，必須要借助一定的技術(shù)手段進(jìn)行人工誘導(dǎo)，方法基本可以分為物理方法(包括離心、振動、電刺激等）和化學(xué)方法（一般是用聚乙二醇)兩大類。問題·探究問題1分化的細(xì)胞為什么具有全能性？探究：分化的細(xì)胞具有全能性，可以從理論上分析細(xì)胞的來源——有絲分裂,形成的子細(xì)胞核應(yīng)與受精卵的完全相同：含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體必需的全部基因，應(yīng)該具有全能性。實際上，在體內(nèi)分化的細(xì)胞沒有表達(dá)出全能性，原因是基因的選擇性表達(dá).但離體培養(yǎng)時,脫離母體的限制，在一定條件下就能表達(dá).問題2植物組織培養(yǎng)中的愈傷組織是如何形成及再分化的?探究:植物組織培養(yǎng)中使用的外植體一般是高度分化了的細(xì)胞，在植物體中是不會再分裂繁殖的,只是執(zhí)行某種功能直至死亡。這些細(xì)胞在培養(yǎng)基上培養(yǎng)時會由原來的分化狀態(tài)，變成分生狀態(tài)的細(xì)胞，分裂產(chǎn)生愈傷組織，這個過程稱為脫分化過程.這種轉(zhuǎn)變在細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上都會產(chǎn)生一系列變化.組織培養(yǎng)的研究結(jié)果表明分化細(xì)胞的脫分化需要兩個條件，即創(chuàng)傷和外源激素。當(dāng)細(xì)胞脫分化形成愈傷細(xì)胞后，經(jīng)過一段時期的分裂，細(xì)胞群體又會產(chǎn)生分化，形成分生細(xì)胞或分生細(xì)胞團(tuán),由此再生成植株有兩條途徑：一是形成體細(xì)胞胚（功能類似于受精過程產(chǎn)生的胚），通過體細(xì)胞胚形成再生植株。二是走器官發(fā)生的途徑再生植株，分生細(xì)胞在一定的誘導(dǎo)條件下重建芽的分生組織,分化出芽后再生根，成為完整的植株。問題3植物體細(xì)胞雜交過程中,為什么要對獲得的雜種細(xì)胞進(jìn)行篩選?應(yīng)選擇什么樣的細(xì)胞？探究：番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合后,將原生質(zhì)體轉(zhuǎn)移到適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基上培養(yǎng)，使原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁。這時，在細(xì)胞混合物中不僅有番茄—馬鈴薯雜種細(xì)胞，還有番茄細(xì)胞、馬鈴薯細(xì)胞、番茄—番茄細(xì)胞、馬鈴薯—馬鈴薯細(xì)胞。而只有番茄-馬鈴薯雜種細(xì)胞才同時具有雙親的遺傳物質(zhì)。典題·熱題例1要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，下列哪項是不需要的…（）A。具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞B.離體狀態(tài)C。導(dǎo)入外源基因D。一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素解析：植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性,全能性必須有全套遺傳物質(zhì),即有完整的細(xì)胞核.植物細(xì)胞只有在脫離了植物體,在一定的外部因素的作用下，經(jīng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，由愈傷組織細(xì)胞發(fā)育、分化形成新的植物體.但該植物的組織培養(yǎng)不需導(dǎo)入外源基因。答案：C拓展延伸進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)時,在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化增殖的過程中，離體培養(yǎng)條件應(yīng)與機(jī)體基本相同或相似；即需要消毒滅菌、適宜的溫度、pH、適宜的養(yǎng)料和激素等。例2下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，正確的是(）A.植物體細(xì)胞雜交的過程實際是細(xì)胞核融合的過程B.兩種體細(xì)胞的雜交相當(dāng)于有性雜交C。能夠讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀D。克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙解析：植物體細(xì)胞雜交過程是原生質(zhì)體的融合（包括細(xì)胞質(zhì)的融合、細(xì)胞核的融合和細(xì)胞膜的融合），以及把雜種細(xì)胞培育成新的植物體.植物體細(xì)胞不同于生殖細(xì)胞，因此體細(xì)胞雜交不同于有性雜交，并且由于兩個物種遺傳物質(zhì)混合后的表達(dá)相互干擾，因此雜種植物不能按人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀,這一點與基因工程不同。答案：D例3下列四個選項中，沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一項是（)A。花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株B。秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株C。基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株D。細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株解析:花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種的一項基礎(chǔ)技術(shù),其基本原理就是組織培養(yǎng)。基因工程培育抗蟲棉的過程中，把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后,要誘導(dǎo)其分裂、分化，最后發(fā)育為一個植物體,必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能實現(xiàn).細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過程中，對融合的雜種細(xì)胞，也必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能形成雜種植株。可見，組織培養(yǎng)是生物工程中的基礎(chǔ)技術(shù)手段.而利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株，沒有利用到組織培養(yǎng)技術(shù)。答案：B例4在離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織的過程中，下列哪一項條件是不需要的()A。消毒滅菌B。適宜的溫度C.適宜的養(yǎng)料和激素D。充足的光照解析：形成愈傷組織,需要在消毒滅菌的條件下進(jìn)行，因為只有在消毒滅菌的條件下,才能保證培養(yǎng)出的組織細(xì)胞避免感染，否則培養(yǎng)基內(nèi)將長出許多霉菌，與離體細(xì)胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，不能形成愈傷組織。由于此階段形成的是愈傷組織，并沒有形成具有根、莖、葉的植物體，因此不需要光照。答案：D誤區(qū)警示對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要,包括光照強(qiáng)度、時間和波長.但在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化再生的過程中一定要有光照.愈傷組織誘導(dǎo)階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織,如果在