高中生物21植物细胞工程的基本技术导学案选修3

1、-PAGE . z.一、学习目标：1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。 2、尝试进行植物组织培养。 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则 学习难点：植物组织培养的实验学习过程(一)、细胞工程1概念：应用和的原理和方法，通过或上的操作，按照人的意愿来改变细胞的或获得的一门综合科学技术。2分类：根据操作对象不同，可分为 、。（二）、植物细胞的全能性1、植物细胞的基本结构包括、 、。2、细胞的全能性：细胞全能性的原因（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。细胞在生物体没有表现全能性的原因：在生物体细胞不表现全能性，而是为不同的组织、器官，其原因

2、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。植物细胞动物细胞（动物细胞只有细胞核具有全能性）受精卵生殖细胞（配子、精子、卵细胞）体细胞体细胞：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）。3、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：。4特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有地表达出各种，分化形成不同的细胞，从而构成生

3、物体的不同。（三）、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有，具有*种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成的潜能。2过程离体植物的 _ 组织幼根和芽或胚状体 完整植株。3细胞脱分化：已 的细胞经过诱导后，失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。4植物组织培养：在和的条件下，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、丛芽，最终形成完整植株。（四）、胡萝卜的组织培养1、实验原理生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都具有发育成完整个体的潜能。因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化

4、形成。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成。2、实验步骤将用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手。在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用溶液消毒30s后，立即用 清洗23次，再用处理30min后，立即用无菌水清洗23次。用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片，再选取有的部位，切取1 cm。左右的小块。将 接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接种日期和小组号。 将接种后的胡萝卜组织块，放在 恒温避光条件下培养。4d后，检

5、查培养材料的污染情况；14d后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。培养一段时间后，将生长良好的 转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出。然后将试管苗移栽到大田，培养成。3、注意事项外植体的选择与制备选择外植体时，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，因此，选择哪些作为外植体应该注意。一般来讲，烟草、胡萝卜，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，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。制备外植体首先要消毒，其次

6、要选取有形成层的部分，因形成层细胞易脱分化。植物组织培养注意的要点培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防杂菌污染。需在无菌条件下操作。 接种，继代培养的转移都应在接种箱进行。对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。（五）、植物体细胞杂交技术1概

7、念：不同种植物的，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新的的技术。2过程离体的细胞不同细胞原生质体原生质体融合 杂种细胞杂种植株。3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：。三、反思总结.本节学习了植物组织培养和植物体细胞杂交技术并尝试进行植物组织培养。本节课的课堂上师生主要解决植物组织培养、植物体细胞杂交技术的过程、特点、以及学生学习过程中易忘、易混点等，最后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。四、当堂检测l、有关全能性的叙述，不正确的是（ ） A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B生物体细胞由于分化，全能性不

8、能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高 D植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性2、在生物体，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为 ( )A基因的表达有选择性 B不同的细胞基因不完全相同C细胞丧失了全能性 D在个体发育的不同时期，细胞的基因发生了变化3、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细胞质发生融合 D细胞核发生融合4、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指 ( )A不同植物的精子和卵细胞的融合 B不同植物的原生质体的融合C完整的两个体细胞的融合 D植物花粉细胞的两两融合5、下列人体细胞中分化程度

9、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6、（06）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7、（06）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 课后练习与提高1、下列细胞的全能性最高的是 ( )A、植物的卵细胞 B、植物的花粉 C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞2下列属于组

10、织培养的是 ( )A花粉培育成单倍体植株 B芽发育成枝条 C根尖分生区发育成成熟区 D未受精的卵细胞发育成个体3组织培养的理论根据是 ( )A培养基中营养物质全面 B细胞的全能性 C细胞的分裂 D细胞的分化 4愈伤组织细胞在一种包含所有必需物质的培养基中培养了几个小时，其中一种化合物具有放射性(氚标记)。当这些细胞被固定后镜检利用放射自显影技术发现放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是 ( ) A。一种氨基酸 B尿嘧啶核苷酸 C胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D葡萄糖为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是F1花药叶肉细胞F2

11、Fn单倍体纯合高蔓感病植株与纯合矮蔓抗病植杂 交纯合高蔓抗病植株转基因植株加倍 筛选导入抗病基因培养A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料 C过程包括脱分化和再分化两个过程D图中筛选过程不改变抗病基因频率6植物M与N有性杂交不亲和，但科学家设法获得了两者的杂种植株。科学家最可能使用的方法是 ( )A将M嫁接到N上，或将N嫁接到M上 B利用植物体细胞杂交工程技术手段，培养成一个杂种植株C将M的花粉授给N，再将所得种子培养成植株D将M和N的花粉分别进行离体培养获得单倍体植株，再让两种单倍体植株相互授粉，将获得的种子培养成植株7在不损伤高等植物细胞部

12、结构的情况下，下列哪种物质适合于除去细胞壁 ( )A蛋白酶 B盐酸 C淀粉酶 D纤维素酶和果胶酶8、在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生细胞壁，参与这一过程的细胞器是 ( )A、叶绿体、高尔基体 B、线粒体、高尔基体 C、叶绿体、线粒体 D、线粒体、质网9植物体细胞杂交尚未解决的问题有 ( )A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B将杂种细胞培育成植株C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D尚未培育出杂种植物10、与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是 ( )A、可使两个亲本的优良性状组合到一起 B、可以克服远缘杂交不亲和的障碍C、可以培育出高产性状

13、明显的新品种 D、可以降低生成成本，提高接济效益11植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及（ ） A使用限制性切酶 B使用纤维素酶和果胶酶C诱导两种不同的细胞融合 D选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基12、由基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合，可以得到多少种基因型不同的细胞（仅考虑两个细胞融合）（ ） A、6种 B、8种 C、10种 D、12种13、下列过程中，不发生细胞融合的是（ ） ( )A、植物体细胞杂交 B、受精过程 C、氧进入细胞中的线粒体 D、制备单克隆抗体14、要将胡萝卜韧皮部细

14、胞培养成完整植株，不需要 ( )A、具有完整细胞核的细胞 B、离体状态 C、导入外源基因 D、一定的营养物质和激素15、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16、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17（04）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

15、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18、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19、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20、（多选）下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是（ ）

16、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产物D、植物体细胞杂交可以打破生殖隔离21、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、DdddYYyyRRrr22、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

17、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23、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：（1）步骤是去掉，使植物细胞成为 ，最常用的方法是。（2）步骤一般常用的化学试剂是，目的是。（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是，其中步骤相当于，步骤相当于。（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株

18、植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。（5）从理论上讲，杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现？ 理由是 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 （6）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？24.下图列举了几种植物的育种方式，请据图同答相关问题。(1)甲育种方式称为_ 。(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是_。(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是_。(4)丙方式将外源目的基因导人受体植物细胞，最常采用的方法是_。在通过丙方式获得转基因植株的过

19、程中，核心步骤是_。 (5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是_。25.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： 白菜细胞甘蓝细胞杂种植物幼苗 = 1 * GB2 在上述过程中，实现过程常用的物质为。 = 2 * GB2 过程叫做_ _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有种。 = 3 * GB2 过程是细胞壁的再生过程，与此过程密切相关的细胞器是_ _。 = 4 * GB2 已知白

20、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。 = 5 * GB2 通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是。 = 6 * GB2 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。 = 7 * GB2 植物体细胞杂交方法的优点是。专题2.1.1植物细胞工程的基本技术 参考答案当堂检测1、C 2、A 3、A 4、B 5、A 6、B 7、D课后练习与提高1、C 2.A 3.B 4.C 5.D 6.B 7.D 8.B 9.C 10.B 11.A 12.C 13.C 14.C 15、C 16、ABD 17、AD 18、B 19、B 20、ABD 21、C 22、C细胞壁 原生质体 酶解法 聚乙二醇 诱导原生质体融合 组织培养 脱分化 再分化 杂种细胞具有两个亲本的遗传物质 可育 不能 因为不同生物之间存在生殖隔离 克服远缘杂交不亲和的障碍 不遵循，因为生物在进行有性生殖过程中才遵循孟德尔的遗传定律，而植物体细胞杂交不属于有性生殖。(1)植物体细胞杂交(2)茎尖不带病毒(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条，件和外界压力的影响而产生