高中生物选修全一册细胞工程简介之植物细胞工程

第二节细胞工程简介一植物细胞工程教学目的1．细胞的全能性（C：理解）。2．植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交（A：知道）。重点和难点1．教学重点（1）植物组织培养。（2）植物体细胞杂交。2．教学难点植物体细胞杂交。教学过程【板书】细胞的全能性植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交【注解】细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养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、细胞的全能性（细胞工程的理论基础）（一）概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。（二）表达受精卵的全能性最高1．生物体内卵细胞也具有较高的潜在全能性（另：植物花粉或精子）体细胞的全能性较低（含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性难以表现。）2．生物体外：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．全能性比较（1）受精卵卵细胞（花粉、精子）体细胞（2）植物体细胞动物体细胞（3）未分化或分化程度低的细胞分化程度高的体细胞【例析】．真核多细胞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由于（C）A．在生物发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变B．在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变C．基因表达有特异性D．由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性二、植物的组织培养（一）概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏松无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。（分化程度低、全能性较高）脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。再分化：脱分产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。（二）过程离体的植物器官、组织或细胞脱分化愈伤组织再分化根、芽→植物体（形成愈伤组织之前不需光，而后一般需光；CO2也是这样）（三）植物组织培养基的成分：矿质元素（或无机盐）、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂（四）应用：提取紫草素（愈伤组织只进行传代培养，不使其再分化）、制造人工种子等【例析】．在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（C）A．消毒灭菌B．适宜的温度C．充足的光照D．适宜的养料和激素三、植物体细胞杂交（一）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。去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体分离方法：用纤维素酶和果胶酶（二）过程原生质体的融合融合物理法：离心、振动、电刺激（重压不行）方法化学法：聚乙二醇等诱发（新壁）植物组织培养：获得杂种植株。（与动物细胞融合的区别）（三）意义和成果：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。成果：“番茄马铃薯”等【例析】．植物体细胞杂交尚未解决的问题有（C）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．尚未培育出属间杂种植物．甲植物体细胞的基因型为Aa，乙植物体细胞的基因型为Bb，去壁后用PEG将这两种植物细胞融合，则得到的杂种体细胞的基因型可能为（）A．AaBbB．AAaaC．BBbbD．AABB【同类题库】细胞的全能性．有关全能性的叙述，不正确的是（C）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．生物体内细胞由于分化、全能性不能表达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全能性．在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（C）A．细胞失去了全能性B．细胞中的基因部分丢失C．细胞中的基因选择性表达D．细胞中的基因变异不同．下列植物细胞或组织的全能性在适宜条件下最易表达的是（B）A．枝条上的一个芽B．柱头上的花粉C．胚珠中的珠被细胞D．根尖的分生区细胞．（多选）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要（ABD）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植物细胞工程的主要技术——植物组织培养．下列叙述中不适合愈伤组织的概念及结构功能特点的是（A）A．胡萝卜根的切片上的组织B．细胞壁很薄，这种组织没有发生分化C．将植物体器官或组织的一部分切下放在适当的培养基上经分裂且脱分化形成D．在适当的条件下可以再分化而产生出植物的各种组织和器官，进而发育成植株．下列过程没有用到植物组织培养技术的一项是（B）A．花药离体培养获得单倍体植株B．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍体植株C．基因工程培育抗虫棉植株D．细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株．植物组织培养的过程可以归纳为：①脱分化②再分化③→④；对此叙述有错误的是（D）A．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的发生B．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段D．②包裹上人造种皮可获得人工种子．下列属于组织培养的是（A）A．花粉培养成单倍体植株B．芽发育成枝条C．根尖分生区发育成成熟区D．未受精的卵发育成植株．植物的组织培养是指（C）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、组织或细胞培育成植株D．愈伤组织形成高度液泡化的组织．下列对植物组织培养过程中脱分化的叙述正确的是（C）A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B．体内分化细胞在形态、结构和功能上发生改变的过程C．高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程D．愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程．下列可成为植物组织培养条件的是（C）①CO2②有机物③生长素④细胞分裂素⑤水⑥矿质元素（无机盐）A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥C．②③④⑤⑥D．①②⑤⑥．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，需要下列哪些条件（D）①消毒灭菌②一定浓度的植物激素③适宜的温度④充足的光照⑤充足的养料A．①③④⑤B．②③⑤C．①③⑤D．①②③⑤．愈伤组织细胞在一种包含所有必须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进行显微镜检，利用放射自显影发现放射性集中在细胞核、线粒体和叶绿体。可以有理由地肯定标记化合物是（C）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．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（B）A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B．该愈伤组织的细胞没有全能性C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构．某园艺场精心培育出一株黑牡丹，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是（B）A．嫁接B．组织培养C．扦插D．有性生殖．在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是（D）①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②利用花药离体培养得到单倍体植株③利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株④利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株⑤无子西瓜的大量繁殖A．①②③B．③④⑤C．①②④⑤D．②③④⑤．真核多细胞动物体细胞膜没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于（C）A．在生物体发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变B．在细胞增殖过程中，细胞内的基因发生了突变C．基因的表达有选择性D．不同的细胞内，基因不完全相同．有关全能性的叙述，不正确的是（C）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．生物体内细胞由于分化，所以全能性不能表达C．卵细胞与受精卵一样，细胞末分化，全能性很高D．植物细胞在离体培养在一定条件下能表现出全能性．下列属于组织培养的是（A）A．花粉培养成单倍体B．芽发育成枝条C．根尖分生区发育成成熟区D．未受精的卵发育成植株．动物细胞融合与植物细胞杂交的比较中，正确的是（D）A．诱导融合的方法完全相同B．所用的技术手段完全相同C．所采用的原理完全相同D．都能形成杂种细胞．植物组织培养是指（C）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、组织或细胞培育成植株D．愈伤组织形成高度液泡化组织．可以成为植物组织培养条件的是（C）①CO2②有机物③生长素④细胞分裂素⑤HO2⑥矿质元素A．①③⑤⑥B．②③⑤⑥C．②③④⑤⑥D．①②⑤⑥．下图表示植物组织培养的简略过程，据图回答：①脱分化②再分化③④（1）①表示，它能被培养成为④的根本原因是；（2）②表示；它与①相比分化程度，全能性。（填“高”或低）（3）若要制作人工种子，应该选用（填编号）。（4）若①是花药，则④是，继续对其使用处理可获得正常植株，这一过程被称为。（5）若①是胡萝卜根尖细胞，则培养成的④的叶片的颜色是，这说明根尖细胞。（6）利用该技术制造治疗烫伤的药物——紫草素，培养将进行到（填编号）。[（1）离体的植物器官、组织或细胞；植物细胞具有全能性（2）愈伤组织；分化程度低、全能性高（3）③（4）单倍体植株；秋水仙素；单倍体育种（5）绿色；含有能表达的与形成叶绿体有关的基因（6）②]植物细胞工程的主要技术——植物体细胞杂交．（多选）下列关于植物原生质体的叙述中，正确的是（AB）A．获得原生质体的最常用方法是酶解法B．原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交C．原生质体与细胞壁分离后，始终能保持活力D．培养原生质体时，必须加入动物血清和葡萄糖．植物体细胞杂交的目的是（C）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．植物体细胞杂交尚未解决的问题是（C）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．让杂种植株按照人们的需要表现出亲代的优良性状D．尚未培育出属间杂种植物．动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较中，正确的是（D）A．诱导融合的方法完全相同B．所用的技术手段完全相同C．所采用的原理完全相同D．都能形成杂种细胞[两者的原理不相同，动物细胞融合的原理是细胞膜有流动性，最终形成杂种细胞；植物体细胞杂交的原理是细胞膜有流动性和细胞的全能性，最终杂种细胞形成的是杂种植株。]．将A细胞和B细胞进行细胞融合，得到的融合细胞是（D）A．AA型B．BB型C．AB型D．以上均有．现有甲、乙两个烟草品种（2N=48），基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800lux时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800lux光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的细胞团能分化发育成植株。请回答下列问题：（1）甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为；（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用破除细胞壁；（3）在细胞融合技术中，常用的诱导剂是；（4）在大于800lux光照下培养，有种细胞团不能分化，而能分化的细胞团是由的原生质体融合来的（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是，基因型是；该植株的自交后代中，在800lux光照下，出现不能生长植株的概率是。[（1）aB、Ab（2）纤维素酶和果胶酶（3）聚乙二醇（灭活病毒）（4）两种：aB和Ab（或基因型不同）；48；AaBb；7/16]．下图表示“萝卜甘蓝”的形成过程，请回答（1）图中F1为倍体，是否可育？（2）F1中染色体来源是。（3）图中F2在自然界发生的可能性极低，一般人工采用方法获得，F2是否可育？。[（1）二不可育（2）一个染色