植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)教學(xué)案

1、【教學(xué)案】現(xiàn)代生物科技專題植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)主編：灌云高級(jí)中學(xué)邵劍平一、考綱要求：植物的組織培養(yǎng)二、本節(jié)重要知識(shí)點(diǎn)B 級(jí)1、植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程2、植物體細(xì)胞雜交的原理三、知識(shí)構(gòu)建（一）、本節(jié)知識(shí)體系知識(shí)點(diǎn)歸納與結(jié)論細(xì)胞工細(xì)胞工程是指應(yīng)用生物學(xué)和生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)水平或程的概水平的操作，按照人們的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)念技術(shù)。原理植物細(xì)胞具有，既具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，全具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。過(guò)程高度的組織脫分化組織再分化幼根和芽完整植株。植物細(xì)胞脫分已的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)化胞的過(guò)程。組織培細(xì)胞不表達(dá)

2、養(yǎng)技術(shù)全能性的原植物體內(nèi)的細(xì)胞。因植物組織在和人工控制的條件下，將的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)的概培養(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)念生組織、叢芽，最終形成完整植株。特點(diǎn)子代與親代高度相同。概念是將不同種植物，在一定條件下融合成細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培養(yǎng)成新的植物體的技術(shù)。過(guò)程細(xì)胞不同細(xì)胞原生質(zhì)體原生質(zhì)體植物體細(xì)胞雜種植株。細(xì)胞雜去細(xì)胞壁所用的物質(zhì)：；誘導(dǎo)劑：；交技術(shù)注意點(diǎn)融合完成的標(biāo)志：；過(guò)程：；意義克服生物遠(yuǎn)源雜交的不親和性。（二）思考與探究指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)：胡蘿卜的組織培養(yǎng)1、在組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中，為什么要強(qiáng)調(diào)所用器械的滅菌和實(shí)驗(yàn)人員的無(wú)菌操作？植物組織培養(yǎng)中用到的培養(yǎng)基含有豐富的營(yíng)

3、養(yǎng)成分，有利于培養(yǎng)物的生長(zhǎng)，各種雜菌同樣也可以在上面迅速生長(zhǎng)。培養(yǎng)一旦被污染，迅速生長(zhǎng)的各種雜菌不但會(huì)和培養(yǎng)物爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，而且這些雜菌生長(zhǎng)的過(guò)程中會(huì)生成大量對(duì)培養(yǎng)物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物迅速死亡。造成培養(yǎng)基污染的因素有很多，一般包括：外植體帶菌、培養(yǎng)瓶和各種器械滅菌不徹底、操作人員操作不規(guī)范等。2、在本實(shí)驗(yàn)中，切取胡蘿卜塊根時(shí)強(qiáng)調(diào)要切取含有形成層部分，原因是這部分容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。胡蘿卜的其他部分也能培養(yǎng)再生形成小植株，只是誘導(dǎo)愈傷組織比較困難。植物的體細(xì)胞雜交技術(shù)1.為何 “番茄 馬鈴薯 ”超級(jí)雜種植株沒(méi)有如科學(xué)家所想像的那樣地上長(zhǎng)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，

4、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(gè)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)。2.自然界中有一種含有葉綠體的原生動(dòng)物 眼蟲，說(shuō)明植物的細(xì)胞器同樣可以在某些動(dòng)物細(xì)胞中存活。（理論上動(dòng)物細(xì)胞與植物細(xì)胞之間可以實(shí)現(xiàn)雜交）（三）課堂典型題例1、科學(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的達(dá)到驅(qū)蚊且對(duì)人體無(wú)害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯(cuò)誤的是 （）A 驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙B驅(qū)蚊草培育過(guò)程要用到纖維素

5、酶、果膠酶、PEG 等試劑或離心、振動(dòng)、電刺激等方法C驅(qū)蚊草培育過(guò)程是植物體細(xì)胞雜交，不同于植物組織培養(yǎng)，無(wú)愈傷組織和試管苗形成D驅(qū)蚊草不能通過(guò)天竺葵和香茅草雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離2、右圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程的示意圖：對(duì)此圖的敘述脫分化再分化錯(cuò)誤的是（多選）（）A 、將經(jīng)脫分化培養(yǎng)成時(shí)，再植上人造種皮即可獲得人造種子B、植物組織培養(yǎng)所依據(jù)的原理是細(xì)胞的全能性C、表示的是染色體數(shù)目加倍后的植物體D、生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素與的再分化有關(guān)四、課堂訓(xùn)練題1、我國(guó)植物學(xué)家將名貴蘭花的莖尖細(xì)胞放進(jìn)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細(xì)胞培養(yǎng)形成蘭花植株示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)過(guò)程和

6、要經(jīng)過(guò)、和。(2)在培養(yǎng)過(guò)程中， 除了提供水分、 無(wú)機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入。同時(shí)，在培養(yǎng)過(guò)程中，除必要的溫度、光照和氧氣等外界條件外，成功的另一個(gè)關(guān)鍵是操作過(guò)程必須保證。(3) 從育種的角度來(lái)看。植物組織培養(yǎng)與有性繁殖相比，優(yōu)勢(shì)主要有( 列舉兩條)?！净A(chǔ)與提高訓(xùn)練】植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一、單項(xiàng)選擇題：1植物體細(xì)胞雜交過(guò)程是（）A用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出有活力的原生質(zhì)體B 以人工誘導(dǎo)使兩個(gè)不同植物的原生質(zhì)體融合C用植物組織培養(yǎng)法培養(yǎng)融合的原生質(zhì)體得到雜種植株D通過(guò)以上三者來(lái)完成2植物體細(xì)胞雜交的目的中錯(cuò)誤的是（）A把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上B獲得雜種

7、植株C克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙D實(shí)現(xiàn)原生質(zhì)體的融合3、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(guò)程中，下列哪項(xiàng)條件是不需要的 ()A消毒滅苗B 適宜的溫度C充足的光照D 適宜的養(yǎng)料和激素4用高度分化的植物細(xì)胞、 組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤 的是（）A該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的B該愈傷組織的細(xì)胞沒(méi)有全能性C該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成D該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)5下列過(guò)程中，沒(méi)有發(fā)生膜融合的是（）A. 植物體細(xì)胞雜交B 受精過(guò)程C氧進(jìn)入細(xì)胞中的線粒體D 效應(yīng) B 細(xì)胞產(chǎn)生抗體6植物細(xì)胞融合常用的誘導(dǎo)劑是（）A PEPB P

8、EG C ATPD 大腸桿菌質(zhì)粒7植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的脫分化是指（）A. 植物體的分生組織通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞B未成熟的種子經(jīng)過(guò)處理培育出幼苗的過(guò)程C植物的器官、組織或細(xì)胞，通過(guò)離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的過(guò)程8.下列植物細(xì)胞全能性最高的是（）A. 形成層細(xì)胞B. 韌皮部細(xì)胞C.木質(zhì)部細(xì)胞D. 葉肉細(xì)胞9細(xì)胞具有全能性的原因是（）A. 生物體細(xì)胞具有使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體的潛能B.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都具有全能性C.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有個(gè)體發(fā)育的全部基因D.生物體的每一個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育來(lái)的10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

9、合C細(xì)胞質(zhì)發(fā)生融合D細(xì)胞核發(fā)生融合二、多項(xiàng)選擇題：11. 下列不可能在離體條件下實(shí)現(xiàn)全能性的是A. 胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞B.雜交瘤細(xì)胞C.花粉粒（）D.保存完好的細(xì)胞核12、（ 07 南京二模）“白菜甘藍(lán)”雜種植株是將白菜與甘藍(lán)的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞，再經(jīng)組織培養(yǎng)而獲得的。對(duì)此下列說(shuō)法不正確的是（）A 培育出的“白菜甘藍(lán)”植株不能結(jié)籽B該培育過(guò)程不遵循孟德?tīng)柕倪z傳定律D 動(dòng)物細(xì)胞融合技術(shù)與上述培育過(guò)程所應(yīng)用的基本技術(shù)相同13、（ 04 廣東）下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是（）A. 葉肉細(xì)胞脫分化后可形成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞B葉肉細(xì)胞經(jīng)再分化過(guò)程可形成愈傷組織C. 融合植物葉肉細(xì)胞時(shí)

10、，應(yīng)先去掉細(xì)胞膜D葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí)，可以表現(xiàn)出全能性14、用組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖植物體時(shí)，可能發(fā)生的是（）A 基因突變B 基因重組C染色體變異D 性狀分離15、（ 03 江蘇）要將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成完整植株，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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素16、需要使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的育種方法是（）A 花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株B 秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗獲得多倍體植株C基因工程培育抗蟲棉植株D 細(xì)胞工程培育“番茄 馬鈴薯 ”雜種植株三、非選擇題部分17右圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖。據(jù)圖回答：（ 1）步驟是 _ ，最常用的方法是 _ 。（ 2）步驟一般常用

11、的化學(xué)試劑是 _，目的是 _ 。（ 3）在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過(guò)程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是_，其中步驟相當(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。使_能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因_。（ 5）若遠(yuǎn)源雜交親本 A 和 B 都是二倍體，則雜種植株為 _ 倍體。（ 6）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)？ _。并說(shuō)明理由 _。因此，這項(xiàng)研究對(duì)于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于_ 。（ 7）利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律？為什么？_ 。18（ 01 年上海） 現(xiàn)有甲、 乙兩個(gè)煙

12、草品種 （ 2n 48），其基因型分別為aaBB和 AAbb，這兩對(duì)基因位于非同源染色體上，且在光照強(qiáng)度大于800勒克司時(shí)，都不能生長(zhǎng)，這是由于它們中的一對(duì)隱性純合基因（aa 或 bb）作用的結(jié)果。取甲乙兩品種的花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，并將兩者相混，使之融合，誘導(dǎo)產(chǎn)生細(xì)胞團(tuán)。然后，放到大于800 勒克司光照下培養(yǎng)， 結(jié)果有的細(xì)胞團(tuán)不能分化，有的能分化發(fā)育成植株。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）甲、乙兩煙草品種花粉的基因型分別為和。（2）將葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體時(shí)，使用破除細(xì)胞壁。（3）在細(xì)胞融合技術(shù)中，常用的促融劑是。（4）細(xì)胞融合后誘導(dǎo)產(chǎn)生的細(xì)胞團(tuán)叫。（5）在大于800 勒克司

13、光照下培養(yǎng)，有種細(xì)胞團(tuán)不能分化；能分化的細(xì)胞團(tuán)是由的原生質(zhì)體融合來(lái)的（這里只考慮2 個(gè)原生質(zhì)體的相互融合） 。由該細(xì)胞團(tuán)分化發(fā)育成的植株，其染色體數(shù)是，基因型是。該植株自交后代中，在大于800 勒克司光照下，出現(xiàn)不能生長(zhǎng)的植株的概率是。第三部分：習(xí)題答案一、課堂典型題例答案1、C2、AC二、課堂訓(xùn)練題答案1、（1）細(xì)胞分裂細(xì)胞（組織）分化組織器官的形成（2）植物激素 ( 或植物激素類似物 )無(wú)菌（3）能保持母本的優(yōu)良性狀；培養(yǎng)周期短，繁殖效率高；能培育無(wú)病毒植物(2分，列出 2 條即可 )三、基礎(chǔ)與提高訓(xùn)練答案一、單選題：12345678910DDCBCBCACA二、多選題：111213141516BDACDADACABDACD三、非選擇題：分離出有活力的原生質(zhì)體酶解法（1）去掉細(xì)胞壁17、（ 2）聚乙二醇（ PEG）誘導(dǎo)不同植物體細(xì)胞的原生質(zhì)體的