2019年選修三專題二211《植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)》導(dǎo)學(xué)案精品教育

1、專題2細(xì)胞工程2.1. 1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。2、嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。學(xué)習(xí)重點(diǎn)1、植物組織培養(yǎng)的原理和過程2、植物體細(xì)胞雜交的原則學(xué)習(xí)難點(diǎn)植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)二、學(xué)習(xí)過程（一）、細(xì)胞工程1概念：應(yīng)用和的原理和方法，通過或上的操作，按照人的意愿來改變細(xì)胞內(nèi)的 或獲得的一門綜合科學(xué)技術(shù)。2. 分類：根據(jù)操作對象不同，可分為 、。（二）、植物細(xì)胞的全能性1、 植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)包括 、。2、 植物細(xì)胞主要的增殖方式是 ，細(xì)胞分化是指 :原因是3. 全能性是指性的原因是4. 在理論上，生物的任何一個(gè)細(xì)胞都 不表現(xiàn)，-而是分化成各種5. 特定的

2、時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)有 化形成不同的細(xì)胞，從而構(gòu)成生物體的不同 _（三）、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1原理：植物細(xì)胞具有 有發(fā)育成2過程離體植物的 發(fā)育T宀齢士丄屮，表現(xiàn)為全能，但在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞并地表達(dá)出各種,分，具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具的潛能。脫分化再分化組織幼根和芽或胚狀體完整植株。3細(xì)胞脫分化：已 的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的 而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過程。4 植物組織培養(yǎng)：在 和的條件下，將 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、叢芽，最終形成完整植株。（四）、胡蘿卜的組織培養(yǎng)1實(shí)驗(yàn)原理生物體細(xì)胞一般都是由受

3、精卵經(jīng)過有絲分裂形成的，因而都含有該生物的全套的遺傳信息，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。因此，植物體的根、莖、葉細(xì)胞都具有，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成。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。2、實(shí)驗(yàn)步驟 將用自來水充分洗凈，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手 。 在超凈工作臺(tái)（或接種箱）上將胡蘿卜段用酒精溶液消毒 30s后，立即用 清洗23次，再用處理30mi n后，立即用無菌水清洗23（）次。 用的濾紙吸去胡蘿卜段表面的水分。然后，在 瓷磚上，用無菌的解剖刀將胡蘿卜段切成1 cm厚的橫切片，再選取有 的部位，切取1 cm。左右

4、的小塊。 將 接種到培養(yǎng)基上，用錫箔紙封蓋瓶口，并用橡皮筋扎緊。然后，在培養(yǎng)瓶上貼上標(biāo)簽，寫明材料名稱、接種日期和小組號(hào)。 將接種后的胡蘿卜組織塊，放在 恒溫避光條件下培養(yǎng)。4d后，檢查培養(yǎng)材料的污染情況；14d后，觀察愈傷組織的生長狀況。然后，在恒溫箱中繼續(xù)避光培養(yǎng)。在 培養(yǎng)過程中，注意定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。 .培養(yǎng)一段時(shí)間后，將生長良好的 轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上， 培養(yǎng)一段時(shí)間后，胡蘿卜的愈傷組織就可以誘導(dǎo)出。然后將試管苗移栽到大田，培養(yǎng)成。3、注意事項(xiàng).外植體的選擇與制備 選擇外植體時(shí)，由于外植體的脫分化難易因植物種類、器官來源及生理狀況的不同而有很大差異，因此，選擇哪些作為外植

5、體應(yīng)該注意。一般來講，煙草、胡蘿卜，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對較易，而植物的莖、葉和成熟的老組織則較難。 制備外植體首先要消毒，其次要選取有形成層的部分，因形成層細(xì)胞易脫分化。.植物組織培養(yǎng)注意的要點(diǎn) 培養(yǎng)基包括所有操作工具都應(yīng)進(jìn)行消毒和滅菌，謹(jǐn)防雜菌污染。 需在無菌條件下操作。 接種，繼代培養(yǎng)的轉(zhuǎn)移都應(yīng)在接種箱內(nèi)進(jìn)行。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(shí)間和波長。但在由高度分化的組織形成愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化形成試管苗的再生的過程中一定要有光照。誘導(dǎo)形成愈傷組織階段的暗培養(yǎng)有利于細(xì)胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于

6、產(chǎn)生大量的愈傷組織。由愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗的過程中需要光照，原因是葉中葉綠素的合成需要光照條件。(五)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1概念：不同種植物的 ，在一定條件下融合成 ，并把雜種細(xì)胞培育成新的 的技術(shù)。2過程人工誘導(dǎo)離體的細(xì)胞果膠酶不同細(xì)胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體融合纖維素酶t雜種細(xì)胞t雜種植株。3. 植物體細(xì)胞雜交步驟：(1) 去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體，目前最常用的去細(xì)胞壁的方法是酶解法，也 就是在溫和條件下用纖維素酶、果膠酶去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。(2) 不同植物體細(xì)胞原生質(zhì)體融合，必須通過物理法和化學(xué)法來誘導(dǎo)融合。物理方法有：離心、振動(dòng)、電激等促使原生質(zhì)體融合?；瘜W(xué)法是用

7、聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)融合。 融合后再生出細(xì)胞壁。(3) 用植物組織培養(yǎng)方法進(jìn)行培育，可得到雜種植株。如圖植物血胞 |去壁植物B細(xì)胞原生質(zhì)體A融合的原生質(zhì)體AB去壁 原生質(zhì)體B雜種細(xì)胞AB愈怙組織A植物組織培養(yǎng)雜種植株在此過程中需要注意的問題有：植物體細(xì)胞雜交過程中，植物細(xì)胞融合所依據(jù)的生物 學(xué)原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。體細(xì)胞融合成功以后，既有AB型雜種細(xì)胞，還能形成 AA型和BB型兩種融合細(xì)胞，但只有 AB型細(xì)胞是植 物體細(xì)胞雜交所形成的雜種細(xì)胞，因此在雜種細(xì)胞形成后還應(yīng)有一個(gè)篩選過程。目前常用的去除細(xì)胞壁的方法是酶解法，保證了原生質(zhì)體活性。植物

8、體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的形成。植物體細(xì)胞雜交過程仍以植物組織培養(yǎng)為前提，通過植物組織培養(yǎng)完成雜種植株的培育過程。植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，但是目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。三、反思總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)并嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)。本節(jié)課的課堂上師生主要解決植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過程、特點(diǎn)、以及學(xué)生學(xué)習(xí)過程中易忘、易混點(diǎn)等，最后進(jìn)行當(dāng)堂檢測，課后進(jìn)行延伸拓展， 以達(dá)到提高課堂效率的目的。四、當(dāng)堂檢測I、有關(guān)全能性的敘述，不正確的是A 受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高B 生物體

9、內(nèi)細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá)C.卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高D 植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性2、在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)锳 .基因的表達(dá)有選擇性B .不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同C.細(xì)胞喪失了全能性D 在個(gè)體發(fā)育的不同時(shí)期，細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化3、植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是A .產(chǎn)生新的細(xì)胞壁B .細(xì)胞膜發(fā)生融合C .細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D .細(xì)胞核發(fā)生融合4、用不同種植物的兩個(gè)體細(xì)胞融合成一個(gè)雜種細(xì)胞的過程。該過程是指B .不同植物的原生質(zhì)體的融合D .植物花粉細(xì)胞的兩兩融合課后練習(xí)與提高A .不同植物的精子和卵細(xì)胞的融合C

10、 .完整的兩個(gè)體細(xì)胞的融合 1下列細(xì)胞的全能性最高的是B、植物的花粉D、被子植物的葉肉細(xì)胞B 芽發(fā)育成枝條D未受精的卵細(xì)胞發(fā)育成個(gè)體A、植物的卵細(xì)胞C、被子植物的受精卵2. 下列屬于組織培養(yǎng)的是A .花粉培育成單倍體植株C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)3. 組織培養(yǎng)的理論根據(jù)是B.細(xì)胞的全能性D .細(xì)胞的分化-培養(yǎng)了幾個(gè)小時(shí)，其中一種化合物A .培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)全面C .細(xì)胞的分裂4 .愈傷組織細(xì)胞在一種包含所有必需物質(zhì)的培養(yǎng)基中具有放射性（氚標(biāo)記）。當(dāng)這些細(xì)胞被固定后鏡檢.利用放射自顯影技術(shù)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)集中 于細(xì)胞核、線粒體和葉綠體?？梢钥隙?biāo)記的化合物是（ ）A 一種氨基酸 B .尿嘧啶核苷酸

11、C.胸腺嘧啶脫氧核苷酸D.葡萄糖5. 為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法：圖中兩對相對性狀獨(dú)立遺傳。 據(jù)圖分析，不正確的是A .過程的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高B .過程可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料C .過程包括脫分化和再分化兩個(gè)過程D .圖中篩選過程不改變抗病基因頻率6. 植物M與N有性雜交不親和，但科學(xué)家設(shè)法獲得了兩者的雜種植株?？茖W(xué)家最可能使用的方法是（）A .將M嫁接到N上，或?qū)?N嫁接到 M上B 利用植物體細(xì)胞雜交工程技術(shù)手段，培養(yǎng)成一個(gè)雜種植株C.將M的花粉授給N，再將所得種子培養(yǎng)成植株D .將M和N的花粉分別進(jìn)行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株， 將獲得的

12、種子培養(yǎng)成植株7在不損傷高等植物細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)適合于除去細(xì)胞壁A 蛋白酶 B 鹽酸C 淀粉酶D 纖維素酶和果膠酶8、在植物細(xì)胞工程中，當(dāng)原生質(zhì)體融合成一個(gè)細(xì)胞后，需要誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞壁，參與這一過 程的細(xì)胞器是A、葉綠體、高爾基體C、葉綠體、線粒體9、植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問題有A .去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B .將雜種細(xì)胞培育成植株C .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 .尚未培育出雜種植物10、與傳統(tǒng)的有性雜交法相比，植物體細(xì)胞雜交的最大優(yōu)點(diǎn)是A、可使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合到一起B(yǎng)、可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙C、可以培育出高產(chǎn)性狀明顯的新品種D、

13、可以降低生成成本，提高接濟(jì)效益11、植物體細(xì)胞雜交能解決不同種植物之間由于生殖隔離而不能進(jìn)行有性雜交的問題。 體細(xì)胞雜交過程不涉及A 使用限制性內(nèi)切酶B 使用纖維素酶和果膠酶C 誘導(dǎo)兩種不同的細(xì)胞融合D 選擇利于雜種細(xì)胞分裂和分化的培養(yǎng)基12、 由基因型為 Aa植株的花粉和基因型為 Bb植株的花粉，除去細(xì)胞壁后，進(jìn)行原生質(zhì)體 融合，可以得到多少種基因型不同的細(xì)胞A、6種B、8種13、下列過程中，不發(fā)生細(xì)胞融合的是A、植物體細(xì)胞雜交C、氧進(jìn)入細(xì)胞中的線粒體再讓兩種單倍體植株相互授粉,B、線粒體、高爾基體D、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(僅考慮兩個(gè)細(xì)胞融合)C、10 種D、12 種植物)B、受精過程D、制備單克

14、隆抗體14、要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，不需要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15、如圖為兩個(gè)種間植物細(xì)胞融合和再生植株示意圖。請據(jù) 圖回答：(一八表示各主要步驟)親桶犧A親半植物B(1)從步驟一到步驟二是植物細(xì)胞形成的階段，其關(guān)鍵是使用酶去掉(2)從步驟二到步驟三一般要用作為促融劑。(3)步驟四為過程。(4)在形成再生植株的過程中與組織培養(yǎng)有相似之處的五六七A步驟是理由是（5）步驟八表示選擇體細(xì)胞雜種植株，雜種植株不僅在形態(tài)上表現(xiàn)為，而且在等方面發(fā)生了明顯的重組現(xiàn)象。16、下圖為植物體細(xì)胞雜交過程示意圖，據(jù)圖回答：（1） 步驟是去掉 ，使植

15、物細(xì)胞成為 ，最常用的方法是 。（2） 步驟一般常用的化學(xué)試劑是 ，目的是運(yùn)用的技術(shù)手段是 ，其中使兩株植物的性狀能夠在新的植物體（3）在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過程中，步驟相當(dāng)于 ，步驟相當(dāng)于 （4）植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，上有所表現(xiàn)，其根本 原因是。（5）從理論上講，雜種植株的育性為 。若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實(shí)現(xiàn)？理由是。因此，這項(xiàng)研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟（7）利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種的過程中,德爾的遺傳規(guī)律？為什么？生物選修三學(xué)案專題2.1的參考答案細(xì)胞主期學(xué) 分子土鎮(zhèn)學(xué) 細(xì)胞水平 細(xì)胞器水平遺傳物質(zhì) 細(xì)胞產(chǎn)

16、品植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程細(xì)胞壁 細(xì)胞膜細(xì)胞質(zhì) 細(xì)胞核育絲分裂在個(gè)體發(fā)育中，由一個(gè)或一種細(xì)胞増殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能 上發(fā)生穩(wěn)定差異的過程在個(gè)悴發(fā)育過程中，不同的細(xì)胞中遺傳信息執(zhí)行情況不同（或 基因選擇性表達(dá)） 具育某種竺跋全部還傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞*都具有發(fā)育成完整生物 體的潛能.斑個(gè)細(xì)胞都含有康物種全部遺傳信息發(fā)育戚完整植株的潛力 全能性 組織和器官選擇性 蛋白質(zhì) 組織和器官 全能性完整生物障器官、組織、 細(xì)胞 愈傷 分優(yōu) 結(jié)構(gòu)和功能 無菌 人工控制條件 離體 愈傷組織 全能性 愈傷組織完整的植株胡蘿卜根無菌水 次孰酸衲溶液無菌消毒形成層 胡蘿卜組織塊 23一愈傷組織試管苗 正常植株 體細(xì)胞愛種細(xì) 胞、植物陳當(dāng)堂檢測h C2.