2.1植物细胞工程课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

雷公藤：卫矛科雷公藤属植物，属多年生藤本，生长缓慢，处于野生状态，它的果具3片黄褐色的膜质翅，形态与与众不同，可作为美丽的观果垂直绿化材料，是城市和高速道路路边坡垂直绿化极有潜力的树种。雷公藤是我国传统的中药材，其次生代谢产物雷公藤素素具多方面的药用效果。近年来雷公藤的市场需求不断上升，导致其野生资源急剧减少。 从可持续发展的角度思考，根据已有的生物学知识，如何解决即保护了雷公藤物种数量的维持，又能充分利用其直接价值？ 第1节植物细胞工程 理论基础 1902年哈伯兰特提出细胞全能性理论 1958年，美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根茎叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。（摘自必修一） 请同学们回忆一下， 必修一的教材如何阐释的细胞全能性的概念？ 为什么在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性？ 2 第1节植物细胞工程 理论基础 1902年哈伯兰特提出细胞全能性理论 1958年，美国科学家斯图尔德取胡萝卜韧皮部的一些细胞，放入含有植物激素、无机盐和糖类等物质的培养液中培养，结果这些细胞旺盛地分裂和生长，形成一个细胞团块，继而分化出根茎叶，移栽到花盆后，长成了一株新的植株。（摘自必修一） 请同学们回忆一下， 必修一的教材如何阐释的细胞全能性的概念？ 细胞的全能性：细胞经分裂和分化后，仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 当然受精卵、人和动物的早期胚胎细胞、植物体的分生组织细胞也具有全能性。 必修一121页 为什么在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性？ 生物个体发育过程中，体细胞通过基因选择性表达，出现细胞分化，不能表现出全能性 3 理论基础 1902年哈伯兰特提出细胞全能性理论 20世纪60年代 植物组织培养技术 阅读34-35页，说出植物组织培养的概念，并概述植物组织培养的主要过程。 一、植物细胞工程的基本技术 全能性34： 细胞经过分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 4 植物组织培养是指，将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导形成完整的植株的技术。35 （一）植物组织培养技术： 脱分化 (无光培养) 接种 外植体 诱导 愈伤组织 离体培养的植物器官、组织或细胞 愈伤组织：35 排列疏松、无定形态的薄壁细胞组成的组织。 脱分化：已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。33页 再分化：愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。35页 再分化 胚状体 植株 胚状体： 植物组织培养过程中，未经受精而分化出与合子胚相似的结构。 诱导生芽 诱导生根 移栽 再分化 再分化 （有光培养） 脱分化 再分化 大液泡消失、细胞核体积增大并逐 渐移到细胞中央、线粒体数目增加，嵴逐渐趋于发达，内质网、高尔基 体增加，若用叶片做外植体，还能 观察到叶绿体基粒退化。 照光，有绿色部分出现→丛芽出现 →丛芽长大，具有茎、叶→生根 1.离体 2.无菌条件 3.营养条件和植物激素 （大量元素、微量元素、有机物等） 4.培养条件（适宜的温度、pH和光照） 7 大豆（2n=20）染色体上转录基因比例的变化 为什么能脱分化和再分化？ 脱分化 再分化 脱分化与再分化的根本原因： 基因组的程序性表达 外植体 愈伤组织 胚状体 完整植株 脱分化 再分化 发育 9 植物组织培养流程示意图 生长素 细胞分裂素 高细胞分裂素/低生长素 产生不定芽 细胞分裂素与生长素比例适宜 产生愈伤组织 高生长素/低细胞分裂素 产生不定根 12 激素比例的影响 生长素=细胞分裂素： 生长素<细胞分裂素： 生长素>细胞分裂素： 利于芽的分化 利于根的分化 利于愈伤组织生长 高细胞分裂素/低生长素 细胞分裂素与生长素比例适宜 低细胞分裂素/高生长素 产生愈伤组织 产生不定根 产生不定芽 组织培养过程保证无菌的原因： 微生物会与培养物竞争营养；产生的有害物质会导致培养物死亡 （一） 植物组织培养技术 1 原理： 植物细胞的全能性 ①全能性概念： ②全能性原因: ③全能性比较： ④细胞分化原因： 高度分化的细胞仍然具有产生完整生物体或其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。 每个细胞中都含全套遗传物质(基因) 基因在特定时间和空间选择性表达的结果 ⑤植物细胞表现出全能性条件 离体、营养、激素、无菌、光照、温度、PH等 无机盐+有机物（如蔗糖） 生长素+细胞分裂素 受精卵>生殖细胞>体细胞（与分化程度相反） 小结：第1节 植物细胞工程 一 植物细胞工程的基本技术 2 过程： ①愈伤组织代谢类型： 细胞分裂方式： ② 决定植物脱分化、再分化的关键因素： ③要保证培养接种及过程的无菌状态的原因： 植物体 脱分化 愈伤 组织 芽 根 再分化 胚状体 离体的器官、 组织、细胞（外植体） 异养需氧型 有丝分裂 细胞分裂素和生长素的比例 微生物会与培养物竞争营养；产生的有害物质会导致培养物死亡。 在有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。 外植体 （烟草叶片） 愈伤组织 （烟草叶片） 愈伤组织 （烟草叶片） 愈伤组织 （玻璃翠叶片） 愈伤组织生芽 （烟草叶片） 愈伤组织生芽 （烟草叶片） 芽移植至生根培养基 （烟草叶片） 芽移植至生根培养基 （烟草叶片） 芽生根培养成胚状体（烟草叶片） 胚状体长成幼苗（烟草叶片） 幼苗移栽 （烟草叶片） 植株培养 （烟草叶片） 植株培养 （烟草叶片） 将采取的雷公藤茎段剪成长 3 － 4 cm 的带芽茎 段，用清水洗净表面附着物，置于洗涤剂中浸泡 20 min，再用流水冲洗 2 h 后，将其置于超净工作台上 1 h，再用无菌水清洗若干遍后按照不同的消毒方案 进行消毒: ( 1) 75% 乙醇消毒 30 s 后，用无菌水清洗 3 遍，5% 次氯酸钠溶液浸泡30 min，无菌水清洗 3 遍; ( 2) 75% 乙 醇 消 毒 30 s 后，用 无 菌 水 清 洗 3 遍， 0. 1% 升汞溶液浸泡 5 min，无菌水清洗 5 遍; 将消毒后的茎 段剪成长 2 cm 左右的小段，进行接种，根据污染率 和培养状况筛选出最佳的消毒方案 外植体能发育为完整植株需要哪些条件呢？ 条件1：无菌 将采取的雷公藤茎段剪成长 3 － 4 cm 的带芽茎 段，用清水洗净表面附着物，置于洗涤剂中浸泡 20 min，再用流水冲洗 2 h 后，将其置于超净工作台上 1 h， 再用无菌水清洗若干遍后按照不同的消毒方案 进行消毒: ( 1) 75% 乙醇消毒 30 s 后，用无菌水清洗 3 遍，5% 次氯酸钠溶液浸泡30 min，无菌水清洗 3 遍; ( 2) 75% 乙 醇 消 毒 30 s 后，用 无 菌 水 清 洗 3 遍， 0. 1% 升汞溶液浸泡 5 min，无菌水清洗 5 遍; 将消毒后的茎 段剪成长 2 cm 左右的小段，进行接种，根据污染率 和培养状况筛选出最佳的消毒方案 外植体能发育为完整植株需要哪些条件呢？ 条件1：无 菌 1957年，Miller和Skoog通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。 T0 空白对照组 T1 0.1mg/L6-BA+0.5mg/L NAA T2 0.5mg/L6-BA+ 0.1mg/L NAA T3 0.1mg/L 2-4D 外植体能发育为完整植株需要哪些条件呢？ 1957年，Miller和Skoog通过烟草组织培养实验提出了有关植物激素控制器官形成的概念。 T0 空白对照组 T1 0.1mg/L6-BA+0.5mg/L NAA T2 0.5mg/L6-BA+ 0.1mg/L NAA T3 0.1mg/L 2-4D 外植体能发育为完整植株需要哪些条件呢？ 植物组织培养过程中，常用的植物生长调节剂 生长素类：IAA、IBA、 NAA、2,4-D 细胞分裂素类：6-BA、KT、 ZT、TDZ 赤霉素类：GA3 条件2：一定的激素和营养 外植体能发育为完整植株需要哪些条件呢？ 诱导培养阶段研究的重点是不同质量浓度生长素及其与细胞分裂素组合对诱导培养效果的影响。本研究 以 MS 为基本培养基，（雷公藤茎段为实验材料）加入不同质量浓度的 NAA 和 6-BA 组合( 见表 1) 。 在雷公藤组织培养体系的建立过程中，植物激素种类和质量浓度的使用将直接影响培养效果。培养基中生长素与细胞分裂素的比值对离体器官的调 控起关键作用。一般说来，生长素与细胞分裂素的 比值大有利于根分化，比值小有利于不定芽的分化 生长素 细胞分裂素 高细胞分裂素/低生长素 产生不定芽 细胞分裂素与生长素比例适宜 产生愈伤组织 高生长素/低细胞分裂素 产生不定根 37 植物组织培养流程示意图 20世纪60年代，科学家尝试将番茄和马铃薯杂交，希望培育出一种地上接结番茄、地下长马铃薯的“超级作物” 你能根据已有的知识，说说培育思路？ 问题： 1.我们分别食用的是番茄和马铃薯什么器官？ 2.在自然状态下，能否将番茄和马铃薯进行杂交产生地上结番茄、地下结马铃薯的新型作物？为什么？ 植物体细胞杂交 番茄（茄科番茄属）马铃薯（茄科茄属）:生殖隔离 茄科番茄次属；茄科茄属 理论基础 1902年哈伯兰特提出细胞全能性理论 20世纪60年代 植物组织培养技术 20世纪70年代 植物体细胞杂交技术 一、植物细胞工程的基本技术 43 （二）植物体细胞杂交技术 两个植物细胞能够融合成一个细胞，依据的原理？ 植物细胞在细胞膜外面的细胞壁会阻碍细胞融合，如何处理？ 1960年，科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁，成功获得了原生质体 光学显微镜下的烟草叶肉细胞原生质体 1.两两融合的原生质体一定是我们需要的吗？ 3.原生质体融合后，是否是一个完整的植物细胞？为什么？ 2.有哪些方法可以帮助我们筛选？ 4.杂种细胞能够培育成杂种植物依据的原理？经历哪些主要的阶段？ 3种（AB、AA、BB） 1.技术流程 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 植物细胞原生质体融合 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 诱 导融合 融合完成的 标志 植物细胞B 原因： 阻碍融合 方法： 酶解法 原理： 膜流动性 方法 物理法：离心法、电融合法等 化学法：聚乙二醇（PEG）融合法 高Ca2+ —高pH融合法 2.原理： 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 （筛选） 4.优势和缺陷 ①优势： ②缺陷： 3.概念 p37 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种， 培育出植物新品种等方面展示出独特的优势。 往往不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的优良性状。 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。38页 5.实例 花椰菜 杂种植株 黑芥 获得抗黑腐病的新品种 若番茄的染色体组成为AA(2n=48），马铃薯的染色体组成为BB(2n=24)，则杂种植株中染色体组成是怎样的？ AA BB AABB （两个染色体组） （两个染色体组） （4n=72,四个染色体组） 若马铃薯为二倍体（2n=48 ），番茄为二倍体（2n=24），得到的杂种植株的体细胞染色体数？是几倍体？可育吗？ 植物体细胞杂交培育过程是否遵循孟德尔遗传规律？ 有性生殖产生配子的过程中进行减数分裂， 遗传物质（基因）遵循孟德尔的遗传规律； 而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖（无性繁殖）。 【思考3】若矮牵牛细胞中染色体组成为AA，龙面花细胞中染色体组成为BB，则杂种细胞中染色体组成是怎样的？ AABB 因为形成的融合细胞中含有的两个细胞核来自不同的物种，所以称为异核体。 但并不是所有融合的细胞都是异核体。可以根据两种细胞的理化性质对杂种细胞进行筛选。 若番茄的染色体组成为AA，马铃薯的染色体组成为BB，得到的体细胞杂种植株可育吗？为什么？是新物种？ AA BB AABB 体细胞杂交 减数 分裂 雌配子AB 雄配子AB AABB 受精作用 为什么“番茄－马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄－马铃薯杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。 你认为杂种植株的遗传特性应当是怎样的？ 既具有矮牵牛的遗传特征，又具有龙面花的遗传特征。 为什么“番茄－马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄－马铃薯杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。 52 （二）植物体细胞杂交技术 植物细胞A、B 去除细胞壁 原生质体A、B 诱导融合 物理法：离心、振动、电激 化学法：PEG作为诱导剂 融合的原生质体 杂种细胞 完整植株 意义：克服不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。 纤维素酶和果胶酶 植物组织培养 融合完成 标志：再生出细胞壁 小结 1.驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是（ ） A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍 B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电刺激等方法 C．驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程 D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 C 2.下图所示为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄-马铃薯”植株的过程，请回答下列问题： （1）①②过程使用了_________________酶，以使植物原生质体相互分离；此处使用适宜浓度的甘露醇，保持一定的渗透压 ，其作用是___________________。 （2）过程③在化学药剂__________的作用下会发生植物原生质体的融合。 纤维素酶和果胶 保持原生质体完整性 聚乙二醇 （3）过程_____属于脱分化，过程_____属于再分化，细胞分生分化的根本原因是___________________。（前两空用图中的数字作答） （4）过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是_____________， 其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是_______________________________。 （5）植物体细胞杂交的研究在_________________________________方面，取得了巨大突破，其育种的原理是_______________。 ⑤ ⑥ 基因选择性表达 植物组织培养 全能性高，易培养形成愈伤组织 克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 染色体变异 二、植物细胞工程的应用 （一）植物繁殖 的新途径 （二）作物新品种 的培育 （三）细胞产物的工厂化生产p41： 1.快速繁殖： 2.作物脱毒： 1.单倍体育种： 2.突变体的利用p41： 概念、优势p39 原因、方法、原理p40 单倍体概念、特点、育种过程、优势 诱变+筛选 植物细胞培养 （一）作物繁殖新途径 从社会中来：教材34页 兰花种子通常发育不全，在自然条件下萌发率极低； 传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长，繁殖率低等问题。 20世纪60年代，荷兰科学家成功地利用组织培养技术培育兰花。 目前通过组织培养方法有70个属，数百种兰花可以 进行快速繁殖，实现工厂化的规模化生产。不仅生产周期短，而且繁殖倍数高，全年均可生产。 二、植物细胞工程的应用 保持优良品种的遗传特性 繁殖周期短 无季节限制 原始材料少 工厂化生产 繁殖速度快 1.植物繁殖的新途径——快速繁殖（微型繁殖） 概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 无论是观赏植物、药用植物还是濒危植物，通过植物组织培养可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，对于杂交种来说，通过植物组织培养，还可以防止性状 作物脱毒培养的原因： 马铃薯、草莓和香蕉通常用无性生殖的方法来进行繁殖。它们感染的病毒很容易传给后代易积累感染的病毒，导致产量降低，品质变差。 以马铃薯为例，同学们思考，如何生产脱毒的马铃薯呢？ 脱毒马铃薯 普通马铃薯 2.植物繁殖的新途径——作物脱毒 脱毒茄子和普通茄子 脱毒草莓 普通草莓 脱毒母体材料的选择 茎尖分生组织培养 再生苗病毒检测 脱毒组织培养扩繁 隔离条件生产微型种薯 大田生产 脱毒马铃薯和普通马铃薯 脱毒马铃薯培育过程 (1)病毒在寄主植物体内主要随维管系统(筛管)转移,而在分生组织中没有维管系统,病毒运动困难; （2)有些病毒还可通过胞间连丝扩散,但分生组织细胞分裂旺盛,生命力强,病毒通过胞间连丝移动速度要远远落后于分生组织中细胞的分裂生长速度; (3)茎尖分生组织中存在高浓度的内源生长素,抑制病毒的增殖(或若植株内存在“病毒钝化系统”,则在茎尖是最活跃的); 所以,茎尖顶端分生组织中通常不带病毒或病毒很少 拓展：人工种子 组成：胚状体+人工种皮+人工胚乳 人工胚乳和种皮： 加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌（如固氮菌）、植物生长调节剂等 优点 ①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输（试管苗） 2.植物繁殖的新途径——作物脱毒 （1）材料：植物分生区（茎尖）的病毒极少，甚至无病毒 （2）脱毒苗培育方法：切取茎尖（芽尖）进行组织培养，再生的植株就 有可能不带病毒，从而获得。 （3）优点：品质提高、产量提高 1.作物新品中的培育——单倍体育种 以纯合紫色甜玉米培育为例： 纯合紫色非甜玉米 （AABB） 白色甜玉米 （aabb） 子一代紫色非甜玉米（杂合子）（AaBb） 取子一代的花药（或花粉粒）离体培养 愈伤组织 单倍体幼苗 纯合 二倍体 紫色甜玉米 脱分化 再分化 人工诱导染色体加倍 筛选 优点：快速得到纯合子，明显缩短育种年限。 （二）作物新品种的培育 66 单倍体幼苗 ①单倍体概念： ②单倍体植株特点： ③单倍体育种过程： ④单倍体育种优势 配子(精子或卵细胞)发育而来的个体 植株弱小、高度不育 1.花药离体培养 2.人工诱导染色体加倍 + 直接得到稳定遗传的优良品种，明显缩短育种年限 单倍体育种小结： 植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态， 易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变。 2.作物新品中的培育——突变体的利用 目前已经成功的有抗病，抗盐，高赖氨酸的突变体，已应用于生产实践。 69 1.次生代谢物： 一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。是植物代谢产生的一类小分子有机物，如酚类、萜类和含氮化合物（例如雷公藤素），含量很低。41页 （三）细胞产物的工厂化生产 优点：不占用耕地、几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 植物细胞培养：41页 在离体条件下，对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 植物悬浮细胞具有良好的分散性、均一性，生长迅速，诱导雷公藤愈伤组织，构建雷公藤细胞悬浮培养体系，为进一步扩大培养，高效生产雷公藤甲素及其雷公藤活性物质的悬浮细胞培养生产奠定理论与技术基础。 教材41页， 植物细胞培养生产的紫草宁投入市场，成为世界上首例药用植物细胞工程产品。 阅读教材41页，红豆杉与紫杉醇 我国科学家经过多年研究， 筛选出高产紫杉醇的细胞。 我国在人参、三七等植物细胞的大规模培养领域取得很大进展，1963年成功培育了人参组织，后来又实现了利用人参细胞培养重要活性成分—人参皂苷（同甙dai）。 阅读教材41页，人参与人参皂苷 73 植物细胞工程 20世纪初 细胞全能性 理论的提出 20世纪60年代 20世纪70年代 外植体 愈伤组织 脱分化 再分化 植株 胚状体或丛芽 诱变育种 获取细胞产物 诱导融合 杂种细胞 杂种植株 植物组织培养技术 植物体细胞杂交技术 杂种植株 、快繁苗 脱毒苗 单倍体 突变体 理论基础 细胞全能性 植物 细胞A 植物 细胞B 原生质体A 原生质体B 74 作物新品中的培育——单倍体育种 快速得到稳定遗传的纯合子，明显缩短育种年限。 优点： 举例，有高秆抗锈病和矮秆不抗锈病的植株，我们要选育矮杆抗锈病的植株，矮杆不易倒伏。让两亲本杂交后可以得到杂合的F1，减数分裂产生四种类型的花粉，取F1的花粉进行离体培养，得到单倍体植株，然后用秋水仙素处理，就可以得到稳定遗传的二倍体植株，通过性状就可以选择我们所需要的类型。因此，单倍体育种最大的优点是什么？快速得到稳定遗传的纯合子，明显缩短育种年限 自然间要得到纯系，需经过反复自交，时间周期长，花药培养一代就可以得到程序，缩短育种年限。 单倍体细胞或器官又变等位基因，只有一个，没有显性性状对隐性性状的遮掩，可以轻松发现珍贵的变异形状。 P38一、概念检测 1．下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是（A） A．进行a处理时能用胰蛋白酶 B．b是诱导融合后得到的杂种细胞 C．c是培养后得到的具有耐盐性状的幼芽 D．进行d选择时要将植株种在高盐环境中 2．科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？ 【答案】纤维素酶和果胶酶。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C A C D C C C C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A C D C C C C B C D A A D P38 拓展应用 生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄－马铃薯杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达，杂交植株不能地上长番茄、地下结马铃薯就是很自然的了。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C A C D C C C C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A C D C C C C B C D A A D P42一、概念检测 1．运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述是否正确。 （1）用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术。（√） （2）细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的含量。（×） 2．生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是（D） A．人工诱导基因突变　　　　　　　B．选择优良品种进行杂交 C．进行远缘植物体细胞杂交　　　　D．取茎尖分生组织进行组织培养 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C A C D C C C C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A C D C C C C B C D A A D 二、拓展应用 1．紫色非甜玉米（基因型为AASuSu）和白色甜玉米（基因型为aasusu）杂交（Su和su代表一对等位基因），得到的F1（AaSusu）再进行自交，F2会有紫色甜玉米的表型产生。如果运用常规育种方法，应该如何筛选出纯合的紫色甜玉米？如果利用花药培养的技术，又应该怎样做呢？请你设计相关实验的思路。 【答案】F2中的紫色甜玉米的基因型可能为Aasusu或AAsusu。如果运用常规育种方法，将F2中的紫色甜玉米与白色甜玉米（aasusu）进行测交，可以选择出基因型为AAsusu的纯种紫色甜玉米。但这种方法比较烦琐，耗时也较长，需要至少三年的选种和育种时间。其实在F1产生的花粉中就可能有Asu的组合，如果利用花药培养的技术获得单倍体植株，再经过诱导染色体加倍，就可以直接得到紫色甜玉米的纯合体。这种方法可以大大缩短育种周期。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C A C D C C C C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A C D C C C C B C D A A D 甜叶菊是一种菊科植物，植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖遗传性状不稳定；而扦插植株的根系弱，且需要原始材料多，这些都会限制甜叶菊的生产。假如你是某甜叶菊生产公司的项目负责人，该公司当前运行状况良好，但一直未能解决种子发芽率低的问题，为了提高公司的甜叶菊繁育效率，你应该如何作出决策，并请说出理由。 【提示】积极探索其他的繁育途径。例如，研究如何利用植物组织培养技术繁育甜叶菊，研究内容涉及植物组织培养材料的选择，培养基配方的优化，提高试管苗移栽成活率的方法等，最终目的是建立一套利用植物组织培养技术繁育甜叶菊的标准技术体系，实现甜叶菊种苗的产业化生产。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 答案 C C A C D C C C C 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 答案 C C A C D C C C C B C D A A D $