细胞工程学案.docx

1、细胞工程学案专题二 细胞工程 21 植物细胞工程2.1.1植物细胞工程的基本技术【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内的 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（1，2可回顾必修1相关内容）1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，实质是 _。3、细胞脱分化是

2、指 。4、全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。5在理论上，生物的任何一个细胞都具有 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，而是分化成各种 。这是因为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，从而构成生物体的不同 。例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出全能性例2、在生物体内，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

3、不同的细胞内基因不完全相同C细胞丧失了全能性D在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化三、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有 ，具有某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。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

4、，可以脱分化形成 。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)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒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

5、 恒温避光条件下培养。4d后，检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 。五、植物体细胞杂交技术1概念：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植物体细胞杂交步骤： (1)去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、

6、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。 (2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。化学法是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂来诱导融合。融合后再生出细胞壁。 (3)用植物组织培养方法进行培育，可得到杂种植株。如图例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细胞核发生融合例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【同步检测】1以下不能说明细胞全

7、能性的实验是()A玉米花粉粒培育出植株B转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株C烧伤病人的健康细胞培养出皮肤D核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼 2下列属于组织培养的是()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未受精卵发育成植株3设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑()A亲本细胞的生殖隔离问题 B选择具有优良性状的亲本C亲本细胞的融合技术 D杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化 4下图为“番茄马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是()A获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B诱导a、b细胞融合的化学试剂一般秋水仙素Ca、b细胞融合为

8、c细胞的原理是生物膜具有流动性Dd、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化5下列四个选项中，没有采用植物组织培养技术的一项是()A花药离体培养得到单倍体植株 B秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株C基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株 D细胞工程培育“番茄马铃薯”杂种植株6野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：(1)过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括_。(2)过程需要用到聚乙二醇(

9、PEG)，其目的是_。(3)请用文字和箭头表示出技术过程的实验流程_。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是_的表现。(4)一般在培养基上培养2448小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过_实验来鉴别细胞壁是否已经再生。(5)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处：_。【课时检测】1细胞工程技术是一门综合科学技术，下列哪项技术不属于细胞工程()A有性杂交B体细胞杂交 C组织培养 D细胞核移植2下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()A只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性C植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理

10、论基础之一D配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半3要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要(多选) ()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4植物组织培养是指()A将离体细胞培养成完整植株 B将植物的愈伤组织培养成植株C愈伤组织形成高度液泡化的组织 D将离体细胞或组织培养成愈伤组织5韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误是 ()A该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的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6下列对

11、植物组织培养过程中的脱分化，叙述正确的是()A植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B体内分化的细胞形态、结构和功能发生改变的过程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7下图为植物组织培养技术过程，有关说法不正确的是()AB试管中细胞全能性最高 BD试管中培育出的个体都是纯合子CAB的过程需要激素的刺激 DAD的细胞分裂都是有丝分裂8植物体细胞杂交所利用的原理包括()细胞膜的流动性细胞的全能性基因结构的相对独立性AB C D9在细胞工程原生质体融合育种技术中，其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去。若将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中

12、，细胞将()A皱缩 B涨破 C呈球形 D保持原状10下面关于植物体细胞杂交技术的说法，不正确的是()A必须有纤维素酶和果胶酶的存在 B要经过组织培养的过程C可以实现种间或种内杂交 D原生质体融合必须借助诱导剂11 “白菜甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜甘蓝”培育过程示意图，请完成下列有关问题：(1)由杂种细胞D培育成“白菜甘蓝”植株，采用的技术手段是_。该过程说明植物细胞具有_。(2)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是_，融合依据的原理是_。(3)要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的

13、细胞壁。现提供以下材料和用具：紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。主要实验步骤：选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖溶液_。检验细胞壁分解液除去细胞壁。第一步：用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞壁分解液，制成临时装片。得到实验组装片。第二步：_。第三步：_。结果预测和解释：_。 2.1.2植物细胞工程的实际应用 【学习目标】列举植物细胞工程

14、的实际应用。【学习重点】植物细胞工程应用的实例。【学习难点】列举植物细胞工程的实际应用。【学习过程】一、植物繁殖的新途径1植物微型繁殖(快速繁殖) (1)概念： （2）特点：保持优良品种的 。高效快速地实现种苗 。例1 某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的（ ）A、茎尖 B、子房壁 C、叶片 D、花粉粒 2作物脱毒 (1)材料：无病毒的 。 (2)脱毒苗：切取 进行 获得的。例2 组织培养技术不能直接用于 （ ）A、快速繁殖 B、培育无病毒植株C、植物产品的工厂化生产 D、培

15、养抗病菌植株3神奇的人工种子(1)特点：后代无 。不受 和地域限制。(2)结构：人工 和 或 或不定芽或 。(3)人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成，一是胚状体(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮”。(4)人工种子的优越性 固定杂种优势：天然种子是有性繁殖，往往杂种优势只能体现在第1代，第2代便参差不齐了。而人工种子在本质上属于无性繁殖，一旦获得优良品种，可以保持杂种优势。 快捷高效的繁殖方式：已有研究表明，用1个体积为12L的发酵罐在二十几天内生产的胡萝卜体细胞胚可制

16、造1000万粒人工种子，可供种植几百平方千米土地，这样也就节约了大量留种地。 可人为控制植物的生长发育与抗逆性：人工胚乳除了含有供胚状体发育成植株所必需的营养物质外，还可以在其中加入除草剂、弱病毒、杀菌剂、农药、抑制休眠的物质及对植物生长有益的细菌等，使其具备抗逆性和耐贮性等优良特性，也可添加激素类物质以调节植物的生长发育。与试管苗技术比较，人工种子技术具有成本低、贮藏运输方便、减少了移栽驯化过程和生产周期短等优点。例3、对人工种子正确的解释是 ( ) A通过科学手段人工合成的种子 B利用植物组织培养技术获得的种子C种皮能够自我生成的种子 D人工种子发芽率低例4、下列哪一项不是植物繁殖的新途径

17、 ( ) A微型繁殖 B作物脱毒 C细胞核移植 D人工种子二、作物新品种的培育 1单倍体育种 (1)方法： 。 (2)优点：后代稳定遗传，都是 。明显缩短了 。例5、下列哪一项不是单倍体育种的优点 ( ) A缩短育种年限 B得到稳定遗传的优良品种 C节约人力、物力 D操作简单、易行2突变体的利用 (1)产生： 。 (2)利用：筛选对人们 ，进而培育新品种。例6 用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是 （ ）A、基因重组 B、基因突变 C、染色体变异 D、染色体分离 3细胞产物的工厂化生产 (1)细胞产物的种类： 、 、 、 、香料、生物碱等。 (2)技术：植物 技术。特别提醒：植物组织培养

18、技术的快速繁殖属于无性生殖，产生的子代具有一个亲本的遗传特性，变异性小，容易保持亲本的优良性状，因此在一些珍遗物种的繁殖和生产实际中得到广泛的应用。植物的种子繁殖属于有性生殖。有性生殖过程中的基因重组，使产生的子代具有两个亲本的遗传特性，因此变异性大。4生物育种技术的比较：技术原理优点缺 点诱变育种杂交育种单倍体育种多倍体育种基因工程育种细胞工程育种【同步测控】1植物的微型繁殖技术，是指()A植物体细胞杂交技术B嫁接 C营养繁殖 D植物组织培养2下列育种措施，可以增加植物突变体出现的是()A采用嫁接方法培育苹果新品种B将鱼的抗冻蛋白基因导入烟草受精卵中，培育抗冻烟草C用紫外线对组织培养中的愈伤

19、组织进行照射D使用秋水仙素对棉花植株进行处理3改良缺乏某种抗病性的水稻品种，不宜采用的方法是()A诱变育种 B单倍体育种 C基因工程育种 D杂交育种4下列有关人工种子的培育过程的叙述不正确的是()A人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B胚状体是由愈伤组织分化而成的，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性C同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型D胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成5与传统育种相比，植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在()A证明杂种细胞具有全能性B克服远缘杂交不亲和的障碍C缩短育种周期，减少盲目性 D快速培育无病毒植株，保留杂种优势6下面所列

20、过程是植物组织培养的简略过程。请据此回答：脱分化再分化(1)表示_，它能被培养成完整植株的根本原因是_。(2)表示_，它的细胞特点是_，它的颜色特点是_。(3)若想制造人工种子，应该选择_。(写编号)(4)若是花药，则是_，这项技术可用在_上。(5)若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是_，这说明根尖细胞_。【课时训练】1下列属于植物的微型繁殖技术的是()A兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗B水稻种子萌发并长成新个体C扦插的葡萄枝长成新个体 D柳树芽发育成枝条2把胡萝卜单个韧皮部细胞接种到配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株，这些植株()A变异频率较高 B都是单倍体 C彼此性状极其相似 D

21、都是纯合子3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的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的() 有丝分裂分化减数分裂全能性A B C D4用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是()A基因重组 B基因突变 C染色体变异 D姐妹染色单体分开5单倍体是指体细胞中()A含有一个染色体组的个体B含有奇数条染色体的个体C含有奇数个染色体组的个体 D含有本物种配子染色体数目的个体6下列哪一项不是单倍体育种的优点 ()A缩短育种年限 B得到稳定遗传的优良品种C节约人力、物力 D突变率高7在植物组织培养过程中

22、，容易获得突变体的主要原因是()A培养的细胞一直处于不断分生的状态B培养基营养丰富，易于植物生长C纺锤丝的形成容易受抑制 DDNA复制容易受抑制8如图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物紫草素，应分别选用编号() A、B、 C、 D、9若获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织()A叶 B花粉 C根 D茎尖10用单倍体育种方法，可以明显缩短育种年限，这是因为后代不发生性状分离，下列有关其原因的说法正确的是()A通过染色体加倍的可育植株，等位基因纯合，这样的植株自交后代不发生性状分离B单倍体植株只有一套染色体，不会出现等位基因，也就不会有杂合子，后代不会发生性状分

23、离C两个单倍体植株交配后，后代都是纯合子，纯合子自交后代不会发生性状分离D以上三种说法均正确11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。用组织培养技术可以在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图中记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。(1)在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种子”，这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉细胞经过_而获得的。这项技术的理论基础是_。(2)从图中可以看出：反应器中紫草细胞的生长呈现_规律；影响紫草素产量的因素是_和_。(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_和_。12阅读材料，回答下列问

24、题：植物组织培养技术应用范围很广。科学家通过植株组织培养方法，诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状结构(胚状体)，然后将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。我国科学家利用组织培养技术已成功地在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上诱导出胚状体，世界各国正着手于将人工种子推向商品化。(1)通过试管培养植物组织，获得胚状体要经过_、_过程。(2)用于植物组织培养的培养基中除植物激素、蔗糖和维生素等有机物外，还应有_，且操作过程应在_条件下进行。(3)若胚状结构在试管中继续培养，则可培养出完整的植株幼苗，这体现了植物细胞的_。13我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养基中

25、进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株示意图，请据图分析回答：(1)过程和分别表示_和_。(2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加入_。同时，在培养过程中，除必需的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证_。(3)从育种的角度看，植物组织培养与有性生殖相比，优势主要有(列举2条)：_。(4)在植物组织培养的过程中，可以对_进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于_。(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经组织培养形成植株，这种育种方法称为_，其优点是_。2.2.1 动物细胞培养和核移植技术教学目标：理解和掌握动物细胞培养过程。 掌握核移植技术和克隆动物的过程教学重点：动物细胞培养过程。 核移植技术和克隆动物的过程及应用教学难点：动物细胞培养过程。 核移植技术和克隆动物的过程。知识梳理：一.动物细胞培养：(一)概念：1.定义：动物细胞培养就是从动物机体中取出相关的_，将它分散成_，然后，放在适宜的_中，让这些细胞_和_。2.原理：_(二)动物细胞培养的过