植物細(xì)胞工程導(dǎo)學(xué)案

1、專題2 細(xì)胞工程細(xì)胞工程的概念： 原理： 研究水平： 對(duì)象： 目的（結(jié)果）： 分類： 2.1植物細(xì)胞工程一、細(xì)胞的全能性： 1概念 的細(xì)胞具有發(fā)育成為一個(gè)新的生物個(gè)體的 。2具有全能性的原因：因?yàn)槊總€(gè)細(xì)胞內(nèi)都含有該物種的 ，具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的 。3全能性大小：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞；植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞未分化的細(xì)胞分化的細(xì)胞 注：受精卵的全能性最高。（注：分裂能力強(qiáng)的體細(xì)胞>分裂能力弱的體細(xì)胞;分化程度低的體細(xì)胞>分化程度高的體細(xì)胞 ）4在生物體內(nèi)細(xì)胞不表現(xiàn)全能性的原因: 。5、培養(yǎng)條件（全能性的表現(xiàn)條件）： ； ； 適宜的 ，其成分包括水、無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)、 和 等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)以及 等；其

2、它條件 。二、植物組織培養(yǎng)：1、概念：是指依據(jù) 原理，在 條件下，將離體的植物 、 、 （稱為 ），培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，在適宜的條件下，誘導(dǎo)其產(chǎn)生 、 ，最終使其長(zhǎng)成部分或完整植株的技術(shù)。2、理論基礎(chǔ)（原理）：植物細(xì)胞全能性3、過(guò)程：離體的器官、組織或細(xì)胞（ ）（ ）植株。脫分化：由 的植物細(xì)胞形成 的過(guò)程。愈傷組織：是一團(tuán)排列疏松、無(wú)特定形態(tài)、高度液泡化的 具有 能力的 細(xì)胞。再分化：愈傷組織重新 形成根、芽等器官，形成小植株的過(guò)程。胚狀體：在一定的培養(yǎng)條件下，愈傷組織經(jīng)過(guò) 、 形成的，類似于植物種子的 ，在適宜條件下可發(fā)育成新的植株。閱讀：植物細(xì)胞全能性表現(xiàn)的條件：離體；無(wú)菌：培養(yǎng)基

3、、外植體、操作工具及操作環(huán)境必須嚴(yán)格消毒；人為控制：控制好培養(yǎng)基及各種條件；培養(yǎng)基成分：水、無(wú)機(jī)鹽等無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、蔗糖、氨基酸等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)成分、植物激素；環(huán)境條件：脫分化避光，再分化需光，光使細(xì)胞內(nèi)形成葉綠體、葉綠素，進(jìn)行光合作用；適宜的PH和充足的氧氣。例1：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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。三、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1概念： 。2. 植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程：植物體細(xì)胞雜交的兩個(gè)階段： 和 。植物體細(xì)胞雜交的兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)： ； 。 去除細(xì)胞壁的原因： ； 去除細(xì)胞壁的方法： ，即用 酶和 酶處理植

4、物細(xì)胞壁以 得到具有活力的原生質(zhì)體。利用了酶的 原理。原生質(zhì)體： ；原生質(zhì)體的融合包括： 和 。原生質(zhì)體的融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜的 性；雜種細(xì)胞形成植株體現(xiàn)了 。 人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法：物理法： 、 、 等； 化學(xué)法； 。 細(xì)胞融合(植物體細(xì)胞雜交)完成的標(biāo)志： 。植物體細(xì)胞雜交完成的結(jié)果： 。融合的細(xì)胞有多種類型，必須經(jīng)過(guò)篩選，才能培育出我們所需要的植株。3. 原理： 。4優(yōu)點(diǎn)：是一種非常有用的遺傳育種手段，可以克服 障礙（克服不同生物間生殖隔離）。思考：為什么要去除細(xì)胞壁？通常用什么方法去除細(xì)胞壁？去除細(xì)胞壁以后的植物細(xì)胞叫什么？如何實(shí)現(xiàn)細(xì)胞融合？融合后培養(yǎng)基中有幾種細(xì)胞？幾種融合細(xì)胞？原

5、生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志是什么？（形成新的細(xì)胞壁）與之形成有關(guān)的細(xì)胞器是什么？在“白菜-甘藍(lán)”的培育過(guò)程中，運(yùn)用了植物細(xì)胞工程中的哪些技術(shù)？例2分析下圖，概述植物體細(xì)胞雜交的基本過(guò)程。（1）說(shuō)出步驟表示的含義。（2） 將植物細(xì)胞A和植物細(xì)胞B的得到的原生質(zhì)體誘導(dǎo)融合，在培養(yǎng)基上至少存在幾種類型的細(xì)胞（只考慮兩個(gè)細(xì)胞的融合）？四、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用（閱讀）植物繁殖的新途徑：1微型繁殖（快速繁殖）：大多采用的是植物的莖尖、根尖等材料，屬于無(wú)性繁殖技術(shù)，具有保持優(yōu)良品種的遺傳特性、不受自然條件與材料限制、生長(zhǎng)周期短等特點(diǎn)。2作物脫毒：長(zhǎng)期進(jìn)行無(wú)性繁殖的作物，它們感染的病毒逐年積累很容易傳播給后代，導(dǎo)致作

6、物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。植物分生區(qū)附近（如莖尖、根尖）的病毒極少，甚至無(wú)病毒。因此，利用作物的根尖、莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)可以獲得無(wú)病毒植株。3制備人工種子：1）人工種子的概念：以植物組織培養(yǎng)得到的 、 、 或 等為材料，經(jīng)過(guò) 包裝得到的種子。2）人工種子的主要組成：胚狀體（相當(dāng)于天然種子的胚）、提供發(fā)育所需要營(yíng)養(yǎng)的人工胚乳以及作為保護(hù)性外殼的人工種皮。3）人工種子的優(yōu)點(diǎn)：完全保持 ；不受 ；有利于 等。4）人工種子的應(yīng)用：瀕危植物的保護(hù)；經(jīng)濟(jì)植物的 等。作物新品種的培育：1單倍體育種（花藥離體培養(yǎng)）：原理： 。過(guò)程：花藥 單倍體幼胚或幼苗 正常植株優(yōu)點(diǎn)： ； 。例3：下列哪一項(xiàng)不是單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)（

7、 ）A縮短育種年限； B變異率高；C得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種；D節(jié)約人力、物力。 2突變體的利用：在 過(guò)程中，篩選出對(duì)人們 ，進(jìn)而培育新品種。細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。這些細(xì)胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。例如：（1）利用組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)人參皂甙干粉；（2）利用組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇；例4：植物的微型繁殖的優(yōu)點(diǎn)是（ ）A取材少 B培養(yǎng)周期短 C繁殖率高 D以上都是例5：馬鈴薯利用它的塊莖進(jìn)行無(wú)性繁殖，種植的世代多了以后往往會(huì)感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無(wú)病毒的幼苗進(jìn)行種植。獲得無(wú)病毒幼苗

8、的最佳辦法是 （ ）A選擇優(yōu)良品種進(jìn)行雜交 B進(jìn)行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C利用芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng) D人工誘導(dǎo)基因突變例6：下列四個(gè)選項(xiàng)中沒(méi)有采取植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是 （ ）A花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B秋水仙素處理幼苗獲得多倍體植株C人工種子的培育 D“番茄馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程五、檢測(cè)訓(xùn)練1. 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.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是 （ ） A給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條

9、件；B脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件； C導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因； D將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)。3. 在生物體內(nèi)，細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因?yàn)椋?） A.細(xì)胞喪失了全能性 B.基因的表達(dá)有選擇性 C.不同的細(xì)胞內(nèi)基因不完全相同 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4.在生物體的所有細(xì)胞中，全能性最高的是 （ ）A卵細(xì)胞 B.植物花粉 C體細(xì)胞 D.受精卵5.植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過(guò)程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是（ ）細(xì)胞的全能性 離體植物器官，組織或細(xì)胞 根，芽 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 生長(zhǎng)素和乙烯 愈傷組織 再分化 脫分化 植物體

10、A和 B和 C和 D和6.植物組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列有關(guān)愈傷組織的敘述錯(cuò)誤的是（ ）A愈傷組織是離體細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成的；B形成愈傷組織的培養(yǎng)基不需含有機(jī)分子；C愈傷組織可以形成具有生根能力的胚狀結(jié)構(gòu)；D愈傷組織是一類高度液泡化的無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞7.將胡蘿卜韌皮部細(xì)胞培養(yǎng)成幼苗時(shí)，下列條件中不需要的是 （ ）A.具有完整細(xì)胞核的細(xì)胞；B.一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和植物激素；C.離體狀態(tài)；D.導(dǎo)入指定基因。8. 甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平這種通過(guò)分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過(guò)程不涉及細(xì)胞的（ ）

11、 A有絲分裂 B分化 C減數(shù)分裂 D全能性 9.在細(xì)胞工程中，需要利用細(xì)胞的全能性。下列細(xì)胞中全能性最高的是 （ ）A.胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞； B.水稻的花粉； C.綿羊的乳腺細(xì)胞； D.大白鼠的受精卵 10. 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)11.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，下列哪一項(xiàng)條件不是必需的（ ）A.充足的光照； B.適宜的溫度；C.消毒滅菌； D

12、.適宜的養(yǎng)料和激素。 12. 下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中愈傷組織的說(shuō)法不正確的是 （ ）A愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的B愈傷組織經(jīng)過(guò)脫分化過(guò)程形成根或芽C培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值不同，愈傷組織分化的結(jié)果不同D. 愈傷組織的細(xì)胞中，能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)的細(xì)胞器是線粒體和核糖體13. 神舟四號(hào)飛船上進(jìn)行了細(xì)胞融合實(shí)驗(yàn)，其中的植物細(xì)胞是黃花煙草原生質(zhì)體與革新一號(hào)煙草原生質(zhì)，那么植物原生質(zhì)的獲得常用的方法是 （ ）A.機(jī)械破除 B.酶解法 C.離心法 D.鹽酸溶解法14.通過(guò)細(xì)胞雜交,獲得一個(gè)雜種植株,需要的步驟是 ( )A.分離原生質(zhì)體 原生質(zhì)融合 生出細(xì)胞壁 組織培養(yǎng)法 得到雜種植株

13、B.分離原生質(zhì) 原生質(zhì)自然融合 組織培養(yǎng) 雜種植株C.獲取細(xì)胞 原生質(zhì)融合 組織培養(yǎng) 雜種植株D. 獲取細(xì)胞 原生質(zhì)直接融合 組織培養(yǎng) 雜種植株15.植物體細(xì)胞雜交的目的是 （ ）A.用酶解法去掉細(xì)胞壁分離出原生質(zhì)體 B.以人工誘導(dǎo)法使兩個(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16.植物體細(xì)胞雜交在培育作物新品種方面的重大突破表現(xiàn)在 （ ）A證明雜種細(xì)胞具有全能性 B克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙C縮短育種周期，減少盲目性 D快速培育無(wú)病毒植株，保留雜種優(yōu)勢(shì)17. 下列關(guān)于細(xì)胞融合的敘述，不正確的是 （ ）A. 采用物理或者化學(xué)的方法使兩個(gè)或

14、多個(gè)不同細(xì)胞融合為一個(gè)細(xì)胞B常用的促融合因子有電場(chǎng)、聚乙二醇等C在促融合因子的作用下，僅僅使細(xì)胞核發(fā)生融合D在細(xì)胞融合前需纖維素酶、果膠酶除去細(xì)胞壁18植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是 （ ）A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁 B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合 D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)體的組成部分19. 植物體細(xì)胞雜交的過(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)法使兩個(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)以上過(guò)程來(lái)完成 20.下列敘述中，與植物體細(xì)胞雜交無(wú)關(guān)的是 （ ） A利用離心、振動(dòng)、

15、電刺激等誘導(dǎo) B利用聚乙二醇（ PEG ）等試劑誘導(dǎo) C克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 D培養(yǎng)基中需添加動(dòng)物血清 21.下圖表示花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過(guò)程，據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1）花藥離體培養(yǎng)應(yīng)用的是 技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是 。過(guò)程 是把幼小的花藥分離出來(lái)，在無(wú)菌條件下放在人工培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)，該培養(yǎng)基中加入的物質(zhì)應(yīng)該有 。（至少答三種） (2）過(guò)程 是花藥在培養(yǎng)基所提供的特定條件下發(fā)生多次細(xì)胞分裂，形成愈傷組織，此過(guò)程叫作 ，細(xì)胞分裂的方式是 。 (3）過(guò)程 是誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽和根，最后長(zhǎng)成植株。這一過(guò)程叫 。該植株是 植株，其特點(diǎn)是 ，生產(chǎn)上沒(méi)有推廣應(yīng)用的價(jià)值，需經(jīng)過(guò)程 處理。 (4

16、) 愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再由芽發(fā)育成葉和莖。這一過(guò)程必須給予光照，其原因是_能利用光能制造有機(jī)物，供試管苗生長(zhǎng)發(fā)育。要促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有_ _ _和_兩類激素。22.據(jù)圖回答下列問(wèn)題：過(guò)程用 處理細(xì)胞的細(xì)胞壁，然后經(jīng)過(guò)過(guò)程 ，可能會(huì)形成 種細(xì)胞團(tuán)（只考慮兩種細(xì)胞融合的情況），是 過(guò)程，與此過(guò)程相關(guān)的細(xì)胞器是 。步驟 一般常用的化學(xué)試劑是，目的是 。在過(guò)程培養(yǎng)中，除了提供水、無(wú)機(jī)鹽、糖類、維生素以及氨基酸外，還需在培養(yǎng)基中加入_ _和_等植物激素。同時(shí)，在培養(yǎng)過(guò)程中，除必要的溫度、光照和氧氣等條件外，成功的另一個(gè)關(guān)鍵是操作過(guò)程必須保證 。在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種

17、植株的過(guò)程中，運(yùn)用的技術(shù)手段是 ，其過(guò)程主要包括 和 。 植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，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 ， 使 能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因是 。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？ 23植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖。據(jù)圖回答：步驟是 ，最常用的方法是。 步驟一般常用的化學(xué)試劑是，目的是 。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。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)，其根本原因是 。 若遠(yuǎn)源雜交親本A和B都是二倍

18、體，則雜種植株為倍體。若番茄是二倍體，馬鈴薯是四倍體，則雜種植株是 倍體。若番茄細(xì)胞內(nèi)含A條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含B條染色體，將番茄和馬鈴薯采用雜交育種方法培育（假設(shè)能成功），得到的后代應(yīng)含 條染色體，還必須用 處理幼苗，才能得到可育的番茄-馬鈴薯植株，此時(shí)體細(xì)胞中含有 條染色體。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)？，原因是 。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 。 六.檢測(cè)訓(xùn)練答案1-5：CBBDA 6-10：BDCDB 11-15.ABBAC 16-20：BCCDD 23：植物組織培養(yǎng) 細(xì)胞的全能性 水、無(wú)機(jī)鹽、蔗糖氨基酸等有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、植物激素脫分化 有絲分裂再分化 單倍體 不育 秋水仙素光使細(xì)胞內(nèi)形成葉綠體，產(chǎn)生葉綠素 生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素24. （1）纖維素酶和果膠酶 原生質(zhì)體融合 3 高