高中生物2.1.1植物细胞工程的基本技术学案人教版选修3

2.1.1植物细胞工程的基本技术【学习目标】1、说出细胞全能性的含义，简述植物的组织培养2、简述植物体细胞杂交技术【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理【基础回扣】细胞的全能性与细胞分化1、细胞的全能性：细胞全能性的原因（内因）：生物体的每个细胞都含有遗传信息，都有发育成为所必需的。

细胞在生物体内没有表现全能性的原因：在生物体内细胞不表现全能性，而是为不同的组织、器官，其原因在于。

（1）实现细胞全能性的条件（外因）：（必要条件）、一定的（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（、）、适宜的条件（适宜的、）。

（2）细胞全能性大小比较。

①植物细胞动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）②受精卵生殖细胞（配子、精子、卵细胞）体细胞③体细胞：分化程度低的分化程度高的；细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞衰老的细胞。

（3）细胞全能性的应用：植物的组织培养，动物的核移植（即克隆）。

2、细胞分化是指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在、和功能上发生稳定性差异的过程。

分化的实质是：。

【预习导学】细胞工程是指应用生物学和生物学的原理和方法，通过水平或水平的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

一、植物组织培养技术：,在和人工控制的条件下，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，诱导其产生组织、丛芽，最终形成完整植株。

原理：植物细胞具有。

1、过程,高度的组织脱分化组织再分化幼根和芽完整植株。

①脱分化：的植物器官、组织或细胞产生的过程。

②再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成等器官的过程。

③愈伤组织：排列疏松、无规则，高度液泡化的无定型状态的薄壁细胞。

④激素使用：、共同使用能强烈刺激愈伤组织的形成；细胞分裂素、生长素浓度比影响再分化过程中根和芽的发生：二、植物体细胞杂交技术：将不同种植物，在一定条件下融合成细胞，并把杂种细胞1、图解2、原理：和。

3、去除细胞壁的方法：。

细胞融合的方法：。

细胞融合的标志：。

【疑难解析】1、植物组织培养操作的特点：（1）外植体选择时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异。

花和幼嫩的组织脱分化较为容易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。

另外制备外植体时应选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。

（2）消毒。

如果培养基上有细菌等微生物存在时，它们比植物细胞生长、繁殖得更快，而且它们会产生毒素，使培养的植物细胞很快中毒死亡。

因此在培养过程中要求进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作。

（3）光照。

离体的植物细胞、组织和器官脱分化形成愈伤组织时，需避光处理。

愈伤组织再分化形成植物幼苗时，需光照处理。

（4）激素调控：生长素含量高于细胞分裂素时，主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。

【基础检测】1、下列人体细胞中分化程度最低．的是（）A．胚胎干细胞B．造血干细胞C．胰腺细胞D．肌肉细胞2、（06．北京）以下不能．．说明细胞全能性的实验是（）A．菊花花瓣细胞培育出菊花新植株B．紫色糯性玉米种子培育出植株C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株3、（06．江苏）细胞分化是生物界普遍存在的一种生命现象，下列不．正确的是（）A．分化发生在生物体的整个生命进程中B．分化是基因在特定的时间和空间下选择性表达的结果C．未离体的体细胞不会表现出全能性D．分化过程中遗传物质发生了改变【基础巩固】1、在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的A、消毒灭菌B、适宜的温度C、充足的光照D、适宜的养料和激素2、甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。

目前生产上采用茎尖分生组织离体培养方法快速繁殖脱毒种苗，以保证该品种品质和产量水平。

这种通过分生组织离体培养获得过程涉及细胞（）A、有丝分裂B、分化C、减数分裂D、全能性3、（04·广东）下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是（）A、叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞B、叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织C、融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜D、叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性4、在植物体细胞杂交技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。

如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将：（）A、皱缩B、胀破C、呈球形D、保持原状5、经诱导融合得到的杂种细胞还需经过下列哪项措施才能得到杂种植株A、分离杂种细胞直接接种便可获得B、筛选鉴定杂种细胞后，再经植物组织培养才能获得植株C、让杂种细胞自交获纯系植株D、杂种细胞经传代培养成植株6、（多选）下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是（）A、用酶解法去掉细胞壁，分离有活力原生质体B、诱导两种植物原生质体融合，形成杂种细胞C、植物体细胞杂交最终目的是获得细胞代谢产物D、植物体细胞杂交可以打破生殖隔离7、A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株基因型是（）A、DDddYYyyRRrrB、DdYyC、DdYyRrD、DdddYYyyRRrr8、科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。

下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是（）A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离【学后反思】植物细胞工程的基本技术学案答案【基础检测】1、A 2、B 3、D【基础巩固】1、C 2、ABD 3、AD 4、B 5、B 6、ABD 7、C 8、C植物细胞工程的基本技术学案答案【基础检测】1、A 2、B 3、D【基础巩固】1、C 2、ABD 3、AD 4、B 5、B 6、ABD 7、C 8、C植物细胞工程的基本技术学案答案【基础检测】1、A 2、B 3、D【基础巩固】1、C 2、ABD 3、AD 4、B 5、B 6、ABD 7、C 8、C植物细胞工程的基本技术学案答案【基础检测】1、A 2、B 3、D【基础巩固】1、C 2、ABD 3、AD 4、B 5、B 6、ABD 7、C 8、C19．“白菜——甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。

下图是“白菜——甘蓝”的培育过程示意图，他们的基因型分别为AaBB、ccDd，请回答下列问题：⑴在上述过程中，实现①②过程常用的物质为。

⑵如果将已去除细胞壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞呈现什么形？。

⑶过程③叫做_____ __技术，该过程的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。

若用化学法，所用化学试剂名称，该过程中获得的融合细胞的基因型。

⑷过程④是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是____ _____。

⑸已知白菜细胞中含2M条染色体，甘蓝细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为。

若对白菜和甘蓝采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含条染色体。

⑹通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是。

若使有性杂交的后代可育，请写出培育的大致过程？。

其基因型分别是，属于倍体。

⑺⑤过程中进行的细胞分裂方式是，该过程先诱导细胞分裂形成，再由它分化形成杂种植物幼苗。

⑻植物体细胞杂交方法的优点是。

19．答案：⑴纤维素酶和果胶酶⑵呈圆球形[失去细胞壁的保护，在等渗液中由于其细胞表面张力的作用形成] ⑶原生质体融合聚乙二醇(PEG) AAaaBBBB、AaBBccDd、ccccDDdd⑷高尔基体⑸2M+2N M+N ⑹存在生殖隔离取白菜和甘蓝杂交所得的F1种子播种，待幼苗长出后，用一定浓度的秋水仙素处理使之染色体加倍 AABBccDD、AABBccdd、aaBBccDD、aaBBccdd 多（异源四倍体）⑺有丝分裂愈伤组织⑻克服远缘杂交不亲合的障碍，在培育作物新品种方面有重大突破一、选择题1．植物组织培养是指（）A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织B．愈伤组织培育成植株C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体D．愈伤组织形成高度液泡化组织2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（）A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B.细胞壁使原生质体失去活力C.细胞壁阻碍了原生质体的融合D.细胞壁不是原生质的组成部分3．植物体细胞杂交的结果是（）A.产生杂种植株B．产生杂种细胞C．原生质体融合D．形成愈伤组织4．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的达到驱蚊且对人体无害的效果。

下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远源杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电刺激等方法C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成白菜细胞甘蓝细胞①②③④⑤杂种植物幼苗D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离5．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）A、具有完整细胞核的细胞B、一定的营养物质和植物激素C、离体状态D、导入指定基因6．植物体细胞杂交的目的中错误的是（）A.把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B.获得杂种植株C.克服远源杂交不亲和的障碍D.实现原生质体的融合7．植物组织培养的用途中不正确的是（）A.快速繁殖B.生产新品种C．生产生物碱D．生产白细胞介素－28．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如右图所示（仅显示细胞核），将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是（）A．二倍体；基因型是DdYyRrB．三倍体；基因型是DdYyRrC．四倍体；基因型是DdYyRrD．四倍体；基因型是DdddYYyyRRrr9．以下关于原生质的叙述，正确的是（）A、原生质泛指细胞内的基质B、原生质就是细胞质C、一个动物细胞就是一团原生质D、细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质10．不能人工诱导原生质体融合的方法是（）A.振动B.电刺激C.PEG试剂D．重压11．植物细胞表现出全能性的必要条件是（）A.给予适宜的营养和外界条件B.导入其他植物细胞的基因C.脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内12．细胞具有全能性的原因是（）A.生物体细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能B.生物体的每一个细胞都具有全能性C.生物体的每一个细胞都含有个体发育的全部基因D.生物体的每一个细胞都是由受精卵发育来的13．植物组织培养过程中的脱分化是指（）A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程14.下列植物细胞全能性最高的是（）A.形成层细胞B.韧皮部细胞C.木质部细胞D.叶肉细胞15．植物组织培养过程的顺序是（）①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织④脱分化⑤再分化⑥植物体A．①④③⑤②⑥B．①④③②⑤⑥C．①⑤④③②⑥D．⑥①④③⑤②16．（2005，上海）将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，下列条件中不需要的是（）A．具有完整细胞核的细胞B．一定的营养物质和植物激素C．离体状态 D．导入指定基因17．下列有关细胞工程的叙述不正确的是（）A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质B．在细胞器水平上定向改变遗传物质C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质D．在细胞整体水平上获得细胞产品18．下列细胞全能性最高的是（）A．植物的卵细胞B．植物的精子细胞C．被子植物的受精卵D．被子植物的的叶肉细胞19．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、细胞膜发生融合D、细胞膜发生融合20.植物体细胞杂交的目的是（）A.用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B.以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C.用植物组织培养法培养融合的原生质体得到杂种植株D.通过以上三者来完成21.下列提法正确的是：（）A、原生质专指细胞质B、人体内的水都属于原生质C、细胞核不是原生质D、一个动物细胞就是一团原生质22．（多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是（）A．组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸B．原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C．被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体D．原生质体只能用于植物细胞工程二、非选择题【创新应用训练】1．（2004，江苏）紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。