高考生物一轮复习 植物细胞工程学案

专题二细胞工程第一课时植物细胞工程

探究一：植物组织培养技术及应用

红豆杉是我国一级保护植物具有净化空气的作用，可作为绿化树大力推广,并含有高抗癌活性的紫杉醇,被称为“健康树、抗癌树”,但红豆杉不易繁殖，生长缓慢。如果你是植物学家，依据植物细胞工程技术，你将怎样更好的开发利用和保护红豆杉呢？用箭头和文字的形式写出生产流程。

【思考与讨论】

1.红豆杉试管苗存在难运输的特点，可以怎样解决这个问题，具体如何操作？

2.通过微型繁殖、人工种子等方法获得的红豆杉紫杉醇产量不高，如何获得紫杉醇产量高的新品种？

典例：下图所示红豆杉的形成层细胞通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题。

形成层

细胞

（1）此过程依据的原理是。该过程中细胞经历了哪些生命历程？

。生殖方式为（有性/无性）生殖。（2）图中 A代表 B代表过程。其实质分别为

和。

（3）此过程中为什么选用形成层细胞？其他部分也能培养成完整植株吗？为什么？。

（4）要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质、琼脂和。营养物质包括

和小分子有机物，过程B仅获得大量根，则应在培养基中添加以获得芽；部分接种在无激素培养基上的芽也能长根，原因是。（5）B阶段 (需要/不需要)光照，原因是__________________ 。

（6）红豆杉基因型为AaBb,若将韧皮部细胞换为胡萝卜的花药，则图示过程称为。培养成的试管苗基因型为。（7）在组织培养实验中，为什么要进行无菌操作？。

【总结提升】

探究二：植物体细胞杂交

（2013全国卷Ⅱ）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。

编题：

【体验高考】

（2015年天津卷）DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表。

据表回答：

（1）选育的融合藻应具有A藻与B藻的优点。

（2）诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得。

（3）通过以下三步筛选融合藻，步骤可淘汰B藻，步骤可淘汰生长速成率较慢的藻落，再通过步骤获取生产所需的融合藻。

步骤a：观察藻落的大小

步骤b:用不含有机碳源（碳源——生物生长的碳素来源）的培养基进行光照培养

步骤c：测定DHA含量

（4）以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图。

①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是；丙组条件下产生ATP的细胞器是。

②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下。甲、

乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是。

【课后检测】

1．(2013·重庆理综)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是( ) A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害

B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞

C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控

D．出根时，培养基通常应含α—萘乙酸等生长素类调节剂

2.下图所示为农作物新品种的育种方式，下列说法错误的是

A. ②③过程分别称为脱分化和再分化

B. ①过程代表植物体细胞杂交

C. ⑤过程中常用的载体是质粒

D.图中育种方式的突出优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍

3．（2013天津理综）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。

据图回答下列问题：

(1)过程①所需的酶是____________________________________________________。

(2)过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。

(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是______________________。原生质体经过________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。

(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和________植株的根尖，通过________、________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。

(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1～4进行PCR 扩增的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有____________________。

(6)对杂种植株进行________接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。