2012届高三生物一轮复习课件第三课细胞工程概述和植物细胞工程（苏教版选修3）

金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 第三课 细胞工程概述和植物细胞工程 1.细胞的全能性 (1)概念：生物体的细胞具有发育成为一个新的生物个体的潜能， 细胞的这种特性叫做细胞的全能性。 (2)表现条件 离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作 用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。 (3)全能性高低的比较： 受精卵生殖细胞(如花粉、精子)体细胞； 植物体细胞动物体细胞； 未分化的细胞分化程度低的细胞分化程度高的细胞。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 2植物组织培养与植物细胞培养的比较 项项目 植物组织组织 培养 植物细细胞培 养 原理 植物细细胞的 全能性 细细胞增殖 过过程 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 培养基 形 态态 固体液体 成 分 水、无机营营养、有 机营营养、天然附加 物和生长长物质质等 无机营营养、有 机营营养、植物 激素和一些有 机复合物等 条件 需在生物反 应应器中悬悬浮培 养 适宜的温度 、pH、充足的 氧气、无菌、 无毒操作等 目的获获得植物体 获获得次生代谢谢 产产物 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 植物组织培养过程从繁殖方式上应为无性繁殖，细胞分裂方 式为有丝分裂，包含脱分化和再分化两个阶段。 愈伤组织是脱分化、高度液泡化的细胞，故细胞内无叶绿体 ，不能进行光合作用，只能以现成有机物来提供物质和能 量；其代谢方式为异养、需氧；有细胞壁，有大液泡，故 仍可进行质壁分离。 获取细胞产品的时期应为脱分化之后再分化之前的愈伤组织 ；制作人工种子需再分化后形成的胚状体阶段。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【解析】 只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力 的胚状结构，再包上人造种皮，才能得到人工种子，而是未分 化的愈伤组织，不具有生根发芽能力，只有在分化培养基上培养 后，才能用于制造人工种子。 【答案】 D 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 1.概念：用两个来源于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞 ，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 2原理：细胞膜的流动性、细胞的全能性。 3过程 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 4意义和成果 (1)意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交 的亲本组合范围。 (2)成果：“白菜甘蓝”等。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 2(2011苏北四市调研)下图为图为 白菜与甘蓝蓝体细细胞杂杂交育成白菜甘蓝蓝 杂杂种植株的示意图图。请请据此回答： (1)图图中过过程用到的酶是_，作用的结结果是获获得_。 (2)在过过程中，常用的化学诱导剂诱导剂 是_，若在容器中放置若干a 、b，诱导诱导 完成且假设设所有细细胞发发生了融合(只考虑细虑细 胞两两融合)， 然后经经过过程，形成的d细细胞的类类型有_种，从中选选出 _进进行培养。 (3)图图中过过程是_，过过程合称_技术术。 【答案】 (1)纤维素酶和果胶酶 (具有活力)原生质体 (2)聚乙二 醇(PEG) 3 杂种细胞 (3)脱分化 植物组织培养 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 (2011泰州模拟)我国植物学家将名贵兰贵兰 花的茎尖细细胞 放在培养基中进进行培养，最终发终发 育成完整的新植株。下图图 是细细胞培养形成兰兰花植株示意图图，请请据图图分析回答： 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 (1)过过程和分别别表示_和_。 (2)在培养过过程中，除了提供水分、无机盐盐、糖类类、维维生素及 氨基酸外，还还需要在培养基中加入_。同 时时，在培养过过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条 件外，成功的另一个关键键是操作过过程必须须保证证_。 (3)从育种的角度看，植物组织组织 培养与有性生殖相比，优势优势 主 要有(列举举2条)：_。 (4)植物组织组织 培养的过过程中，可以对对_进进行化学或物 理的诱变处诱变处 理，促使其发发生突变变，再通过诱导过诱导 分化形成植 株，从中选选育出优优良品种。 (5)若将兰兰花的茎尖细细胞换换成兰兰花的花粉粒经组织经组织 培养形成植 株，这这种育种方法称为为_，其优优点是 _。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【解析】 该题主要考查了植物组织培养的过程、单倍体育 种和突变体的利用。 (1)过程为脱分化，过程为再分化，其中在过程中既有细 胞分裂，又有细胞分化。 (2)在植物组织培养过程中，不论是脱分化还是再分化，都需要 植物激素刺激，并且要求操作过程必须无菌操作。 (3)植物组织培养的实质是一种无性繁殖，与有性生殖相比具有 保持亲本的优良品质，培养周期短，繁殖效率高，能培育 无病毒植株等优点。 (4)此操作对象是愈伤组织，但是该种方法具有很大的盲目性。 (5)单倍体育种的优点表现在缩短育种年限、后代不发生性状分 离等方面。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【答案】 (1)脱分化 再分化 (2)植物激素(或植物激素类似物) 无菌 (3)能保持亲本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培育 无病毒植株 (4)愈伤组织 (5)单倍体育种 缩短育种年限，培育的品种一定是纯种 (1)微型繁殖，实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优 良性状，这项技术只运用了植物组织培养，因此该过程只涉 及有丝分裂，不涉及减数分裂。 (2)微型繁殖具有选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动 化管理等优点，有利于进行工厂化培养。 (3)作物脱毒，人工种子中的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽的 获得采用的技术还是微型繁殖。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 (2011扬州模拟)如图为植物体细胞杂交流程图，请回答 下列问题： 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 (1)制备备原生质质体时时，常用的酶是_。 (2)诱导诱导 原生质质体融合常用的化学诱导剂诱导剂 是_。 (3)杂杂种细细胞再生出细细胞壁，此过过程与细细胞内_(细细胞器 )有密切关系。在对杂对杂 种细细胞进进行植物组织组织 培养时时，通常 还还需要加入的两种植物激素是_。通过该过该 技术术得到的杂杂种植株在形态态上表现为现为 _，其根本原 因是_。 (4)通常情况下，马铃马铃 薯和番茄杂杂交是不成功的，原因是 _。该项该项 研究解决了育种过过程_的 问题问题 。 (5)通过细过细 胞工程获获得的杂杂种植株是否可育，为为什么？ _。 6)若马铃马铃 薯是四倍体，番茄是二倍体，则杂则杂 种植株是 _倍体。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【解析】 此题考查植物体细胞杂交，具体分析如下：(1)由于 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以在制备原生 质体时，常用纤维素酶和果胶酶，由于酶具有专一性，这 样既能去掉细胞壁，又不会破坏细胞的其他结构。 (2)诱导原生质体融合的方法有物理法、化学法，其中化学法中 常用PEG(聚乙二醇)作为诱导剂。 (3)高尔基体与细胞壁的形成有关，在对杂种细胞进行植物组织 培养时需加入细胞分裂素和生长素，由于杂种植株具有两 个亲本的遗传物质，往往表现出两个亲本的特性。 (4)不同物种之间存在生殖隔离，正常情况下杂交不成功，但植 物体细胞杂交可以解决远缘杂交不亲和的问题。 (5)由于马铃薯和番茄各自都是可育的，因此杂种植株可进行正 常的减数分裂，因此也是可育的。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【答案】 (1)纤维素酶、果胶酶 (2)PEG(聚乙二醇) (3)高尔基体 细胞分裂素和生长素 同时具有两个亲本的特性 具有双亲细胞的全部遗传物质 (4)存在生殖隔离 远缘杂交不亲和 (5)可育，因为马铃薯和番茄这两种植物各自都是可育的，杂种 植株也可正常进行减数分裂，产生配子并能受精形成种子 (6)六 植物原生质体融合所用的促融剂为聚乙二醇，不能用灭活 的病毒。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 1下列有关植物体细细胞杂杂交技术术的描述，不正确的是( ) A利用植物体细细胞杂杂交可以获获得某种多倍体植株 B获获得原生质质体的过过程中需要纤维纤维 素酶和果胶酶 C通常用聚乙二醇或灭灭活病毒诱导诱导 原生质质体融合 D可根据细细胞中染色体数目和形态态的差异来鉴鉴定杂杂种细细胞 【解析】 植物体细胞杂交技术诱导原生质体融合的方法是用 聚乙二醇诱导；诱导动物细胞融合的方法是用灭活的病毒 。 【答案】 C 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 2(2011淮安模拟)下面关于植物细细胞工程的叙述，错误错误 的是( ) A离体的叶肉细细胞脱分化后可形成无定形状态态的薄壁细细胞 B离体的叶肉细细胞经经再分化的过过程形成愈伤组织伤组织 C进进行植物叶肉细细胞融合时时，必须须先制备备原生质质体 D叶肉细细胞离体培养时时，在一定条件下可以表现现出全能性 【解析】 离体的叶肉细胞经脱分化后，恢复了分裂能力，可以形成 无定形状态的薄壁细胞，在进行植物体细胞杂交时，必须先制备原 生质体，因为细胞壁阻碍了细胞的融合，细胞膜具有一定的流动性 ，在促融剂的作用下，就可以实现原生质体的融合。植物的体细胞 具有全能性，在离体和供给营养物质、激素等条件下，可以发育为 一个完整的植物体，从而表现出全能性。 【答案】 B 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 3(2010北京东城一模)下图为图为 将胡萝萝卜的离体组织组织 在一定条 件下培育形成试试管苗的过过程示意图图。有关叙述正确的是( ) A利用此过过程获获得的试试管苗可能为杂为杂 合子 B过过程中都会发发生细细胞的增殖和分化 C多倍体植株的培育需经过经过 如图图所示过过程 D此过过程依据的生物学原理是细细胞膜具有流动动性 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【解析】 植物的组织培养过程是无性繁殖的过程，如果离体 的组织来自纯合子，将来得到的试管苗是纯合子，如果离 体的组织来自杂合子，将来得到的试管苗是杂合子；为 脱分化，为再分化，脱分化过程没有细胞的分化；用秋 水仙素处理萌发的种子和幼苗培养就可获得多倍体植株， 不需组织培养过程；植物组织培养技术的理论基础是细胞 的全能性而不是细胞膜的流动性。 【答案】 A 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 4(2010徐州学情分析)已知番茄的红红果(Y)对对黄果(y)为显为显 性 ，二室(M)对对多室(m)为显为显 性，控制两对对相对对性状的基因分 别别位于两对对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进进 行了如下四组实验组实验 。请请据图图回答问题问题 。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 (1)图图过过程由番茄韧韧皮部细细胞形成幼苗A的过过程要经过经过 脱分 化形成_，再分化形成幼苗，该过该过 程依据的原理是 _。 (2)植物组织组织 培养除了需要提供一定的营营养、激素、温度和光 照外，还还必须须在_的条件下培养。 (3)用红红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进进行、有关实验实验 ， 则则过过程中，从花粉形成幼苗B所进进行的细细胞分裂方式是 _。植物体C的基因型有_。 (4)图图、过过程中需要去除细细胞壁，此时时要用到的酶是 _。 (5)在图图中过过程中，通常植物体D能表现现出两个亲亲本的遗传遗传 性状，根本原因是_。 金太阳新课标资源网金太阳新课标资源网 【解析】 (1)中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤 组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体(幼苗)属于 组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。(2)组织 培养时由于营养物质丰富、外界环境条件(温度、光照、激素 )优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为 避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织培养的 用具与环境无菌且进行无菌操作。(3)中花粉经组