第1节--植物细胞工程-学案知识分享.doc

专题2细胞工程
2.1.1植物细胞工程的基本技术
【学习目标】
1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、尝试进行植物组织培养。
【学习重点】
1、植物组织培养的原理和过程
2、植物体细胞杂交的原则
【学习难点】
植物组织培养的实验
【教学过程】
自主学习
一、细胞工程
1．概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的 或获得 的一门综合科学技术。
2．分类：根据操作对象不同，可分为 、 。
二、植物细胞的全能性
1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。
2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指

原因是 。
3、全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。
4．在理论上，生物的任何一个细胞都具有 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。
5．特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有 地表达出各种 ，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同 。
例l、有关全能性的叙述，不正确的是 ( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高
D．植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性
例2、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为 ( )
A．基因的表达有选择性 B．不同的细胞内基因不完全相同
C．细胞丧失了全能性 D．在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化
三、植物组织培养技术
1．原理：植物细胞具有 ，具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成 的潜能。
2．过程
离体植物的 _ 组织幼根和芽或胚状体 完整植株。
3．细胞脱分化：已 的细胞经过诱导后，失去其特有的 而转变成未分化细胞的过程。
4．植物组织培养：在 和 的条件下，将 的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生 、丛芽，最终形成完整植株。
四、植物体细胞杂交技术
1．概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。
2．过程
离体的细胞不同细胞原生质体原生质体融合 →杂种细胞→杂种植株。
3．植物体细胞杂交步骤：
(1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用 、 去除植物细胞的细胞壁。
(2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有： 等促使原生质体融合。化学法是用 作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。
(3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。如图

例3、植物体细胞融合完成的标志是 ( )
A．产生新的细胞壁 B．细胞膜发生融合
C．细胞质发生融合 D．细胞核发生融合
例4、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指 ( )
A．不同植物的精子和卵细胞的融合 B．不同植物的原生质体的融合
C．完整的两个体细胞的融合 D．植物花粉细胞的两两融合
课下练习
1、下列细胞的全能性最高的是 ( )
A、植物的卵细胞 B、植物的花粉
C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞
2．愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是 ( )
A一种氨基酸 B．尿嘧啶核苷酸 C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D．葡萄糖
3．为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是
F1
花药
叶肉细胞
F2
Fn
单倍体
纯合高蔓感病植株
与纯合矮蔓抗病植
杂 交
纯合高蔓抗病植株
转基因植株
①
加倍
筛选
导入
抗病基因
②
③
培养

A．过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高
B．过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料
C．过程③包括脱分化和再分化两个过程
D．图中筛选过程不改变抗病基因频率
4、在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器是 ( )
A、叶绿体、高尔基体 B、线粒体、高尔基体
C、叶绿体、线粒体 D、线粒体、内质网
5．植物体细胞杂交尚未解决的问题有 ( )
A．去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体
B．将杂种细胞培育成植株
C．让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
D．尚未培育出杂种植物
6、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要(多选) ( )
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
7、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：

（1）步骤①是去掉 ，使植物细胞成为 ，最常用的方法是 。（2）步骤②一般常用的化学试剂是 ，目的是 。（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是 　，其中步骤④相当于 ，步骤⑤相当于 。（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 　　
（5）从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？
理由是 　　 　 　 　　 　 　 　　 　 　。因此，这项研究对于培养作物新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作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？

2.1.2 植物细胞工程的实际应用

【学习目标】列举植物细胞工程的实际应用。
【学习重点】植物细胞工程应用的实例。
【学习难点】列举植物细胞工程的实际应用。
【学习过程】
A、自主学习
一、植物繁殖的新途径
1．植物微型繁殖(快速繁殖)
(1)概念：植物的快速繁殖技术就是利用组织培养的方法将植物体某一部分的组织小块进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的，也称为试管苗繁殖或微型繁殖。
（2）微型繁殖技术：快速 优良品种的 技术。
（3）特点：①保持优良品种的 。②高效快速地实现种苗 。
例1 某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（ ）
A、茎尖 B、子房壁 C、叶片 D、花粉粒
2．作物脱毒
(1)材料：无病毒的 。
(2)脱毒苗：切取 进行 获得的。
例2 组织培养技术不能直接用于 （ ）
A、快速繁殖 B、培育无病毒植株 C、植物产品的工厂化生产 D、培养抗病菌植株
3．神奇的人工种子
(1)特点：①后代无 。②不受 和地域限制。
(2)结构：人工 和 或 或不定芽或 。
(3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体
(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是
供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工
胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。
(4)人工种子的优越性:
例3、对人工种子正确的解释是 ( )
A．通过科学手段人工合成的种子 B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．种皮能够自我生成的种子 D．人工种子发芽率低
例4、下列哪一项不是植物繁殖的新途径 ( )
A．微型繁殖 B．作物脱毒 C．细胞核移植 D．人工种子
二、作物新品种的培育
1．单倍体育种
(1)方法： 。
(2)优点：①后代稳定遗传，都是 。②明显缩短了 。
例5、下列哪一项不是单倍体育种的优点 ( )
A．缩短育种年限 B．得到稳定遗传的优良品种
C．节约人力、物力 D．操作简单、易行
2．突变体的利用
(1)产生： 。
(2)利用：筛选对人们 ，进而培育新品种。
例6 用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是（ ）
A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、染色体分离
3．细胞产物的工厂化生产
(1)种类： 、 、 、 、香料、生物碱等。
(2)技术：植物 技术。
4．生物育种技术的比较：
技术
原理
优点
缺 点
诱变育种

提高生物变异的频率，使后代变异频率较快稳定；可大幅度改良某些性状，缩短育种进程

杂交育种

使位于不同个体的优良性状，集中于一个个体

单倍体育种

获得个体均为纯种，明显缩短育种年限

多倍体育种

器官大，提高产量和营养成分

基因工程育种

打破物种界限，定向地改造生物遗传性状

细胞工程育种

克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用于杂交的亲本组合范围；定向改变生物遗传性状

例7、作物育种的方法有多种。请针对图中两种方法回答问题：
方法1 种子 新基因型种子→ 新性状植株良种
方法2 细胞 愈伤组织→ 胚状体→ 种苗
⑴方法1称为 ；方法2称为 。
(2)方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因是 。
(3)方法2产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的 ，它形成“胚状体”的过程可称为 。此方法的基本技术手段可称为 。上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有 性。
(4)两种方法都能获得新品种，共同原因是利用了生物能够产生 变异的特性，但二者的本质区别是方法1利用了 的变异；方法2利用了 的变异。
B、 反馈矫正
1．植物的微型繁殖技术，指 ( )
A．植物体细胞杂交技术 B．嫁接
C．营养繁殖 D．植物组织培养
2．若获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织 ( )
A．叶 B．花粉 C．根 D．茎尖
3、将一粒花粉培育成幼苗，将它的茎尖用秋水仙素处理，长大后该植物正常开花结果。与该植株染色体数目不相同的是 （ ）
A、根细胞 B、叶细胞 C、茎细胞 D、子房壁细胞
4．单倍体是指体细胞中 ( )
A．含有一个染色体组的个体 B．含有奇数条染色体的个体
C．含有奇数个染色体组的个体 D．含有本物种配子染色体数目的个体
5．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法是 ( )
A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽体进行组织培养 D．人工诱导基因突变
6、用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是( )
A、种植→F1→选出不分离者→纯合子
B、种植→秋水仙素处理→纯合子
C、种植→生长素处理→纯合子
D、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子
7．甲植株开红花，乙植物开黄花。若培养一植株上同时开红花和黄花，理论上有多种手段。下列各项不可能的是 ( )
A．取甲乙体细胞杂交再培养 B．把甲乙二植株相互嫁接
C．把甲的叶绿体移入乙细胞再培养 D．把甲的细胞核移入乙再培养
8．用于组织培养的培养液和无土栽培时所用的营养液相比，最大的差别是前者 ( )
A、无需含有必须的矿质元素 B、必须含有机物
C、不一定含有植物激素 D、浓度必须小于细胞液浓度
9．将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到F1再作进一步处理，如图

请分析回答：
（1）乙植株的基因型是 ，属于 倍体。
（2）用乙植株的花粉直接培育成的后代属于 倍体，其基因型及比例是 。
（3）丙植株的体细胞中含有 个染色体组。

A、自主学习 繁殖 植物组织培养 遗传特性 大量繁殖 例1、D 植物分生组织
一定大小的茎尖 组织培养 例2 、D 性状分离 季节、气候 薄膜 胚状体 顶芽
腋芽 例3、B 例4、C 花药离体培养 纯合子 育种年限 例5、D 植物组织培养 有用的突变体 例6、A 蛋白质、脂肪、糖类、药物 组织培养 例7、诱变育种 基因工程育种 突变多害少利 脱分化 再分化 植物组织培养 全能 可遗传 不定向 人为定向
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
答案
D
D
A
D
C
D
C
B
9、AAaa 四 单 1：4：1 三

兰亭序

永和九年，岁在癸丑，暮春之初，会于会稽山阴之兰亭，修禊事也。群贤毕至，少长咸集。此地有崇山峻岭，茂林修竹；又有清流激湍，映带左右，引以为流觞曲水，列坐其次。虽无丝竹管弦之盛，一觞一咏，亦足以畅叙幽情。是日也，天朗气清，惠风和畅，仰观宇宙之大，俯察品类之盛，所以游目骋怀，足以极视听之娱，信可乐也。
    夫人之相与，俯仰一世，或取诸怀抱，晤言一室之内；或因寄所托，放浪形骸之外。虽取舍万殊，静躁不同，当其欣于所遇，暂得于己，快然自足，不知老之将至。及其所之既倦，情随事迁，感慨系之矣。向之所欣，俯仰之间，已为陈迹，犹不能不以之兴怀。况修短随化，终期于尽。古人云：“死生亦大矣。”岂不痛哉！
    每览昔人兴感之由，若合一契，未尝不临文嗟悼，不能喻之于怀。固知一死生为虚诞，齐彭殇为妄作。后之视今，亦犹今之视昔。悲夫！故列叙时人，录其所述，虽世殊事异，所以兴怀，其致一也。后之览者，亦将有感于斯文。