第一節(jié)通過植物組織培養(yǎng)可獲得完整植第1課時植物組織培養(yǎng)技術課標內(nèi)容要求核心素養(yǎng)對接闡明植物組織培養(yǎng)是在一定的條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。.生命觀念——闡明植物細胞全能性的含義。,.科學思維一認識植物組織培養(yǎng)技術是離體獲得植物體的重要方法；概述植物組織培養(yǎng)的過程。.一、細胞工程.細胞工程：指按照一定的設計方案，借助工程學的方法或技術,以生物組織、細胞和細胞器為對象進行操作,在細胞水平上改造生物遺傳特性,以獲得特定的細胞產(chǎn)物、細胞、組織、器官或新生物體的技術。.類型(1)按技術類型：細胞和組織培養(yǎng)、細胞融合、核移植技術等。(2)按生物類型：植物細胞工程和動物細胞工程等。.動、植物細胞工程的基礎技術：動物細胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)。二、植物細胞的全能性使離體組織發(fā)育成完整植株成為可能.植物組織培養(yǎng)：指在無菌和人工控制條件下，將離體的植物體器官、組織或細胞等培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，使其生成完整植株或使其細胞增殖并產(chǎn)生細胞代謝產(chǎn)物的技術。.離體培養(yǎng)：由于植物組織培養(yǎng)是植物材料在脫離堤體的條件下進行的，所以也稱為離體培養(yǎng)。.外植體：用于培養(yǎng)的植物的離體器官、組織等稱為外植體。.植物細胞的全能性：已分化的細胞中遺傳物質(zhì)一般不發(fā)生改變，植物體的每個生活細胞都具有該植物所包含的全部的遺傳信息,因而具有發(fā)育成完整植株的潛能，這就是植物細胞的全能性。.在離體的植物器官、組織或細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（一項條件是不需要的（一項條件是不需要的（A.消毒滅）一項條件是不需要的（A.消毒滅）B.適宜的溫度C.充足的光照C.充足的光照C.充足的光照D.適宜的養(yǎng)料和激素C［形成愈傷組織，需要在消毒滅菌條件下進行。因為只有在消毒滅菌條件下，才能保證培養(yǎng)出的組織、細胞避免感染，否則培養(yǎng)基內(nèi)將長出許多微生物,與離體細胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，使其不能形成愈傷組織。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。］.下圖表示以某種雜合體名貴花卉的綠色葉片為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖該植物過程中出現(xiàn)的不同結果。下列分析正確的是（①A②③A.不同結果的出現(xiàn)主要是由是否提供光照造成的.①通過脫分化得到②通過再分化得到③C.利用花粉粒進行單倍體育種也能培養(yǎng)出該雜合體花卉D.②組細胞的全能性高于①組和C組D［不同結果的出現(xiàn)主要是細胞分裂素與生長素的比例不同導致的，A錯誤;愈傷組織②在不同植物激素比例下分化為①根或③叢芽，B錯誤；利用花粉進行單倍體育種得到的一般為純合體，c錯誤；②組細胞分化程度很低，其全能性最高,D正確。］5.植物組織培養(yǎng)的理論基礎：外植體因脫離了母體的影響,一定條件下能實現(xiàn)其全能性。.離體培養(yǎng)條件下，植物細胞全能性的表達是通過細胞的脫分化和再分化實現(xiàn)的。(1)脫分化：離體條件下已分化的細胞經(jīng)過誘導，失去特有的結構和功能,重新獲得分裂能力，稱為脫分化。(2)愈傷組織：脫分化的細胞不斷分裂增殖，產(chǎn)生無組織結構、松散的薄壁細胞團，稱為愈傷組織(callus)。(3)再分化：愈傷組織細胞在一定條件下，可重新分化為各種類型的細胞,進而形成芽或根等,再生出新的植株，這個過程稱為再分化。.愈傷組織再分化為完整植株的途徑⑴圖示(2)器官發(fā)生途徑首先在一種培養(yǎng)基上誘導形成荒，再在另一種培養(yǎng)基上形成根，因為芽和根都是植物的器官，所以這一途徑稱為器官發(fā)生途徑。(3)體細胞胚發(fā)生途徑由愈傷組織表面形成類似種壬胚的結構,這種在離體培養(yǎng)條件下不經(jīng)過受精過程由體細胞發(fā)育成的類似胚的結構稱為胚狀住，胚狀便繼續(xù)發(fā)育成完整的植株。三、離體植物器官、組織和細胞在適宜條件下方可發(fā)育成完整的植株.植物組織培養(yǎng)是在嚴格的無菌條件下進行的。⑴保證培養(yǎng)過程中植物材料不被污染是成功的基礎。⑵接種器具和培養(yǎng)基一般用高壓蒸汽滅菌。⑶接種室和操作臺常利用紫外燈照射滅菌O2.培養(yǎng)基能為離體植物材料提供適宜的營養(yǎng)條件。(1)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中通常含有水、無機鹽、有機營養(yǎng)成分、瓊脂、植物激素等物質(zhì)。(2)無機鹽為植物提供必需的礦質(zhì)元素。(3)有機營養(yǎng)成分中含有糖類、氨基酸、維生素等物質(zhì)。①糖類既可作為碳源和能源物質(zhì)，又參與維持培養(yǎng)基的滲透壓。②維生素往往以鋪酶的形式參與細胞的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、糖代謝等重要活動。（4）植物激素調(diào)控細胞的脫分化和再分化過程①植物生長調(diào)節(jié)物質(zhì)包括天然植物激素和人工食成的激素類似物。②植物生長素類和細胞分裂素類物質(zhì)是植物組織培養(yǎng)不可缺少的兩類調(diào)節(jié)物質(zhì)，兩者的濃度和配比在脫分化和再分化中起著關鍵作用。③生長素類和細胞分裂素類物質(zhì)的比值大時，有利于根的形成；比值小時,則促進芽的形成。（5）盡管植物生長所需營養(yǎng)物質(zhì)具有高度的一致性，但不同植物對這些營養(yǎng)成分的需要量有較大差異，同一種植物不同部位的營養(yǎng)要求也不相同①根據(jù)不同的培養(yǎng)類型、植物不同的營養(yǎng)需求,可設計不同的培養(yǎng)基配方。②在設計植物培養(yǎng)基時，最常改動的成分就是植物激素類物質(zhì)的種類和比例。判斷對錯（正確的打“J,錯誤的打“X”）.植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性。（義）提示：具有某種生物全部遺傳信息的細胞在離體的情況下才能表現(xiàn)出全能性。.脫分化和再分化是植物組織培養(yǎng)的重要過程。（，）.在植物組織培養(yǎng)過程中需要給予光照，以誘導脫分化過程。（X）提示：植物組織培養(yǎng)過程中，脫分化過程是要求避光培養(yǎng)的。.由于植物組織培養(yǎng)是植物材料在脫離母體條件下進行的，所以也稱為離體培養(yǎng)。（J）.植物體細胞胚發(fā)生途徑是指愈傷組織先在一種培養(yǎng)基上誘導形成芽，再在另一種培養(yǎng)基上形成根的途徑。（X）提示：體細胞胚發(fā)生途徑是指由愈傷組織表面形成胚狀體，胚狀體繼續(xù)發(fā)育成完整植株的途徑。懣3思「植物細胞的全能性使離體組織發(fā)育成完整植株成為可能i.細胞的全能性⑴細胞的全能性的概念細胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能。⑵細胞具有全能性的原因一般來說，生物體的細胞中都含有該物種的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部遺傳信息o⑶生物體內(nèi)細胞不能表現(xiàn)全能性的原因在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達，從而形成生物體的不同組織和器官。(4)不同細胞的全能性的比較①受精卵的全能性大于體細胞，部分生殖細胞的全能性大于體細胞。注意：并不是所有的生殖細胞都能表現(xiàn)出全能性，如哺乳動物的精子、卵細胞不能表現(xiàn)全能性。②體細胞的全能性：分化程度低的細胞〉分化程度高的細胞；幼嫩的細胞〉衰老的細胞；分裂能力強的細胞,分裂能力弱的細胞。③隨著細胞分化程度的提高，細胞的全能性降低。2.植物組織培養(yǎng)的一般過程⑴外植體：用于植物組織培養(yǎng)的離體的植物器官、組織或細胞。(2)脫分化：離體條件下已分化的細胞經(jīng)過誘導，失去特有的結構和功能,重新獲得分裂能力。(3)愈傷組織：脫分化的細胞不斷分裂增殖，產(chǎn)生無組織結構、松散的薄壁細胞團。(4)再分化①概念：愈傷組織細胞在一定條件下，可重新分化為各種類型的細胞，進而形成芽或根等，再生出新的植株，這個過程稱為再分化。②途徑：一種是器官發(fā)生途徑；另一種為體細胞胚發(fā)生途徑。.在組織培養(yǎng)過程中，誘導愈傷組織的培養(yǎng)基、誘導生芽的培養(yǎng)基和誘導生根的培養(yǎng)基的成分有什么不同？提示：三種培養(yǎng)基成分的不同是生長素和細胞分裂素的比例不同。.若培養(yǎng)物取自植物的幼莖、葉片等含有葉綠體的部位，愈傷組織中是否會含有葉綠體？提示：培養(yǎng)物經(jīng)過誘導后，失去其特有的結構和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞,

愈傷組織中不含有葉綠體。.下列有關植物細胞全能性的說法，錯誤的是()A.體細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因B.高度分化的細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C.植物細胞的全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎之一D.從一粒玉米種子長成一棵植株體現(xiàn)了細胞具有全能性D［植物的體細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，即植物細胞的全能性，也是植物組織培養(yǎng)的理論基礎之一，A、C正確；高度分化的細胞只有處于離體狀態(tài)且有適宜的生長條件時才有可能表現(xiàn)出全能性，B正確；從一粒玉米種子長成一棵植株是自然生長過程，不能體現(xiàn)植物細胞的全能性，D錯誤。］切取1cm3左右?guī)в行纬蓪拥慕M織塊切取1cm3左右?guī)в行纬蓪拥慕M織塊切取潔凈的

胡蘿卜根段對根段進行消毒①②③II織塊II織塊II織塊I誘導組織塊形成愈傷組織誘導愈傷組織形成試管苗④⑤⑥回答下列問題。⑴利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有O(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是.(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是o在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細胞的過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進行照光培養(yǎng)，其作用是o(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的,這種繁殖方式屬于繁殖。［解析］(1)分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有全能性。(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊時要切取含有形成層的部分，原因是形成層容易誘導形成愈傷組織。（3）決定植物細胞脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤（誘導愈傷組織形成）和步驟⑥（誘導愈傷組織分化形成試管苗）所需的生長素和細胞分裂素的比例不同，故從步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過細胞的再分化過程形成試管苗。（4）步驟⑥需要照光培養(yǎng),其作用是誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用。（5）組織培養(yǎng)沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的結合，因此屬于無性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。［答案］（1）全能性（或形成完整植株所需的全部基因）（2）形成層容易誘導形成愈傷組織（3）誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同再分化（4）誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用（5）遺傳特性無性儂於二離體植物器官、組織和細胞在適宜條件下方可發(fā)育成完整的植.植物組織培養(yǎng)是在嚴格的無菌條件下進行的。⑴保證培養(yǎng)過程中植物材料不被污染是成功的基礎。⑵接種器具和培養(yǎng)基一般用高壓蒸汽滅菌。⑶接種室和操作臺常利用紫外燈照射滅速.培養(yǎng)基能為離體植物材料提供適宜的營養(yǎng)條件。.植物激素調(diào)控細胞的脫分化和再分化過程。（1）離體的器官、組織、細胞之所以能夠按照人們的設計目標進行細胞分裂和分化、器官形成與個體再生，植物激素起到了重要的甚至是決定性的作用。（2）植物生長素類和細胞分裂素類物質(zhì)是植物組織培養(yǎng)不可缺少的兩類調(diào)節(jié)物質(zhì)，兩者的濃度和配比在脫分化和再分化中起著關鍵作用。（3）生長素類和細胞分裂素類物質(zhì)的比值大時，有利于根的形成；比值小時,則促進芽的形成。.在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作?提示:避免雜菌在上面迅速生長消耗營養(yǎng)，且有些雜菌會危害培養(yǎng)物的生長。.誘導愈傷組織期間一般不需要光，后續(xù)培養(yǎng)過程中，為什么每日要給予

適當時間和強度的光照?提示：后續(xù)培養(yǎng)過程中，給予適當時間和強度的光照的目的是誘導葉綠素的形成，進一步形成葉綠體進行光合作用。.（2021?湖北省適應性測試）植物組織培養(yǎng)過程中，無菌操作步驟至關重要。下列關于無菌操作的敘述，錯誤的是（A.A.A.不耐高溫的植物激素需過濾除菌后才能添加到已滅菌的培養(yǎng)基中超凈工作臺可用紫外線消毒，鏡子、剪刀可灼燒滅速A.C.植物材料用次氯酸鈉消毒后接種到培養(yǎng)基中D.玻璃培養(yǎng)皿常采用干熱滅菌法滅菌C.植物材料用次氯酸鈉消毒后接種到培養(yǎng)基中D.玻璃培養(yǎng)皿常采用干熱滅菌法滅菌C［對不耐高溫的植物激素除菌時無法用高壓蒸汽滅菌法，可以用濾膜過濾除菌，再添加到已滅菌的培養(yǎng)基中，A正確；接種室和超凈工作臺等表面消毒,可用紫外線進行消毒，鑲子、剪刀等金屬器具可灼燒滅菌，B正確；植物組織培養(yǎng)中的外植體用70%的酒精和氯化汞（或次氨酸鈉）進行消毒，外植體取出后，在無菌水中漂洗了消毒液后才能接種到培養(yǎng)基中，C錯誤；玻璃培養(yǎng)皿常采用干熱滅菌法滅菌，D正確。］.關于植物組織培養(yǎng)的再分化過程，說法錯誤的是（）A.再分化過程中，不同細胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)B.脫分化與再分化過程所使用的培養(yǎng)基主要是激素濃度及用量比例的不同C.再分化過程在實驗室或植物組織培養(yǎng)車間進行，需要避光處理D.再分化過程中，核遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，但mRNA有變化C［再分化的本質(zhì)就是細胞分化，分化的實質(zhì)是細胞內(nèi)的基因選擇性表達，不同細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA,合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)，A、D正確；決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的濃度和用量比例,因此脫分化與再分化過程所使用的培養(yǎng)基主要是激素濃度及用量比例的不同，B正確；誘導愈傷組織期間一般不需要光照，但再分化過程將形成根和芽等營養(yǎng)器官，芽的形成需要一定的光照，同時葉綠素的形成過程也離不開光照，所以再分化過程需要光照，C錯誤。］下面是某科研小組研究某植物組織培養(yǎng)過程中的實驗數(shù)據(jù)，請思考回答問題。

編號植物生長調(diào)節(jié)劑濃度/（mg/L）愈傷組織誘導率/%2,4-D6-BA13052.1±2.225055.2±2.1330.142.4±1.9450.146.9±2.0570.138.6±1.4630.343.7±2.8本案例考查學生演繹與推理的科學思維能力及實驗設計和對實驗結果的交流討論的能力。⑴表中2,4-D和6?BA分別是什么類型的植物生長調(diào)節(jié)劑？（科學思維）提示：2,4?D是生長素類、6?BA是細胞分裂素類。⑵誘導愈傷組織的最佳植物生長調(diào)節(jié)劑濃度是多少？（科學探究）提示：5.0mg/L2,4-D,不添加6?BA。⑶誘導愈傷組織的培養(yǎng)基中加入的3%的蔗糖的作用是什么？（科學思維）提示：提供營養(yǎng)，調(diào)節(jié)滲透壓。（4）該實驗需不需要光照條件？（生命觀念）提示：不需要光照條件。［課堂小結］知識網(wǎng)絡構建知識網(wǎng)絡構建知識網(wǎng)絡構建核心語句背誦知識網(wǎng)絡構建核心語句背誦.植物細胞的全能性使離體組織發(fā)育成完整植株成為可能。.根據(jù)外植體的不同,可將植物組織培養(yǎng)分為器