最新高三生物植物细胞工程 经典.docx

1、最新高三生物植物细胞工程 经典植物细胞工程南京田家柄高级中学 叶琦、陈月芳、张斌一、教学内容及考纲要求考试说明具体内容标准等级江苏省生物课程标准学习要求植物的组织培养B说出细胞全能性的含义及其在植物组织培养中的应用尝试进行植物组织培养，体验植物组织培养技术简述植物体细胞杂交技术列举植物细胞工程的实际应用二、重要的结论性语句：1、细胞工程：指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人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。2、植物细胞工程的理论基础：植物细胞的全能性。3、植物细胞工程的基本技术：植物组织培养技术，植物体细杂交技术。4、细

2、胞分化的本质：基因选择性表达的结果。5、细胞表现出全能性的条件：（1）离体（必要条件）；（2）一定的营养物质：（水、无机盐、维生素、氨基酸等）、激素（细胞分裂素、生长素）；（3）适宜的条件：（无菌、适宜的温度、pH）。6、植物组织培养过程：外植体愈伤组织根、芽植物体。7、植物体细胞杂交的原理：细胞膜的流动性、植物细胞的全能性8、植物体细胞杂交过程中的关键环节：（1）用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得有活力的原生质体；（2）原生质体间的融合：方法：物理法（离心、振动、电激） 化学法（聚乙二醇PEG）9、植物体细胞杂交的意义：能克服远缘杂交不亲和障碍，扩大杂交亲本范围，培养新品种。三、重、难点知识

3、归类、整理1、理解细胞全能性的概念，把握细胞全能性的特点。细胞全能性是指生物体的细胞具有形成完整个体的潜能。受精卵、生殖细胞和已分化的体细胞均具有全能性。根本原因是细胞内含有形成完整个体所需的全套基因。同一个体的每一个已分化的体细胞都由受精卵经有丝分裂而来，体细胞核内基因与受精卵一样，因此都具有全能性。分化的体细胞之所以没有表达出全能性，是因为基因选择性表达。在离体和适当的条件下，分化的体细胞也能表达其全能性。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； 幼嫩的细胞衰老的细胞。在体细胞中：分化程度低的分化程度高的 ，细胞分裂

4、能力强的细胞分裂能力弱的。2、植物体细胞杂交过程中杂种细胞的筛选和培养：以烟草与大豆细胞融合为例。烟草与大豆的原生质体融合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁。这时，在细胞混合物中，不仅有烟草-大豆细胞，还有烟草细胞、大豆细胞、烟草-烟草细胞、大豆-大豆细胞，因此需要对杂种细胞进行筛选。得到烟草-大豆细胞后，再通过植物组织培养技术，培育杂种植株。3、植物组织培养和植物体细胞杂交的关系植物组织培养和植物体细胞杂交的原理都有细胞的全能性。在植物杂交过程中，融合的植物细胞必须经过植物组织培养过程才能最终发育为杂种植株。也就是说，植物组织培养技术是植物体细胞杂交的基础。4、植

5、物细胞工程的实际应用：A:植物繁殖的新途径：（1）微型繁殖：是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，实际上是无性生殖的一种。在繁殖的过程中，细胞进行有丝分裂，因此亲、子代细胞内DNA相同，具有相同的基因，因此能保证亲、子代遗传特性不变。利用这种技术能高效快速实现种苗的大量繁殖。（2）作物脱毒：取植物分生区附近，如茎尖、根尖，因很少被病毒感染，甚至无病毒，而被用来培育无病毒植株。（3）制作人工种子：利用植物组织培养技术获得胚状体，在胚状体外包裹人工胚乳和人工种皮，就可制成“人工种子”。解决如下问题：繁殖能力差、结子困难、发芽率低、优良品种会发生性状分离、种子的生产受到气候、季节、地域的限制等。

6、B:作物新品种的培育：（1）单倍体育种：大大缩短了育种年限。（2）突变体的利用：（3）基因工程中的受体细胞C:细胞产物的工业化生产：从愈伤组织中可提取到人参皂干粉、紫草素、紫杉醇等。5、植物体细胞杂交和多倍体育种植物体细胞杂交 多倍体育种不同点基本原理不同细胞膜的流动性、植物细胞的全能性染色体数目的变异 方法不同原生质体融合和组织培养秋水仙素处理萌发的种子或幼苗染色体来源和数目不同一般来自不同种的生物，染色体不一定是倍数关系（2N+2N）来自同种生物，加倍的是同源染色体相同都是通过改变细胞的染色体数目来改变遗传物质，从而改变生物的性状。四、例题解析：例1：下列属于组织培养的是：A.花粉培养成单

7、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例2：基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）的花药通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团，愈伤组织形成过程中，必须从培养基中获得_等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有_和_两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是_能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）试管苗的细胞核中含_条脱氧核糖核苷酸链。（5）培育成的试管苗可能出现的基因型有_。（6）试管苗的根细胞没有叶绿素

8、，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是的结果。课堂练习一 、单选题：1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2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

9、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3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4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5A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（ ）

10、 A二倍体；基因型是DdYyRr B三倍体；基因型是DdYyRr C四倍体；基因型是DdYyRr D四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr6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7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8下列四个选项中没有采取植物组织培养技术的是 （ ）A花药离体培养得到单倍体植株 B秋水仙素处理幼苗获得多倍体植株C人工种子的培育 D“番茄马铃薯”

11、杂种植株的培育过程9两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为aabb的新品种，最简捷的方法是 （ ） A单倍体育种 B杂交育种 c人工诱变育种 D细胞工程育种二、多选题：10一杂合体植株（二倍体）的下列部分，经组织培养和秋水仙素处理后不能得到纯合体的是（）A根 B茎 C叶 D花粉11下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，正确的是（）A花药、胚不能作为组织培养的材料 B植物细胞具有全能性C外植体是指用于培养的植物组织或器官 D外植体可诱导出愈伤组织12下图为植物组织培养过程示意图，则下列叙述正确的是A植物组织培养依据的生物学原理是细胞的全能性B 过程

12、是指植物的营养生长和生殖生长阶段C将经脱分化培养成时，再植上人造种皮即可获得人工种子D 的再分化过程中，诱导生根的激素为细胞分裂素和生长素13下列叙述中，与植物体细胞杂交密切相关的是 A利用离心、振动、电刺激等诱导 B 利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导C 克服远缘杂交不亲和的障碍 D 快速繁殖、培育无病毒植物三、非选题：14下图是植物体细胞杂交示意图，请据此回答：（1）图中完成植物体细胞融合的过程是（填编号）_，在此过程中，应用酶工程产品的是_过程。（2）图中过程是_，过程是_，过程合称_。（3）图中过程用到的酶是_，作用的结果是形成_。之所以要用它们是要除去_，除去的原因是_。（4）在过程中

13、，可用的化学诱导剂是_，可用的物理方法是_。若在容器中放置若干ab结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经过程，形成的d细胞的类型有_种（这里仅考虑2个原生质体的相互融合），从中选出_进行培养。（5）c细胞的状态是_。（6）e称为_，f称为_，该植株具有_。（7）这一技术的优点是_。（8）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_。课后练习一、单选题：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植物体细胞杂交的结果是

14、（ ）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3如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是A图示“白菜甘蓝”植株不能结子 B愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程D“白菜甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果4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5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.脱离母体后给予适宜营养和外界条件 C.导入其他植物细胞的基因D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内6植物组织培养过程中的脱分化是指

15、 （ ）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7.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8植物组织培养过程的顺序是 （ ）离体的植物器官、组织或细胞 根、芽 愈伤组织 脱分化再分化 植物体A BC D9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10对人工种子正确的解释是 （

16、 ）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种皮能自我生成的种子 D人工种子发芽率低11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12马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（ ）A选择优良品种进行杂交 B进行远缘植物体细胞杂交C利有芽尖进行组织培养 D人工诱导基因突变13用植物组织培养技术，可以培养或生

17、产出 （ ）A食品添加剂 B无病毒植物 C.人工种子 D前三项都是14科学工作者把胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是 （ ）A彼此性状相似 B变异频率较高C单倍体 D都是纯合子15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16胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的 （ ）A愈伤组织 B再分化C形成完整植株 D取离体组织17运用植物组织培养技术，可以培育或生产出 （ ）A细胞产物生物碱 B无病毒植物C人工种子D以上都是18植物的微型繁殖的优点是 （ ）A取材少 B培养周期短C繁殖率高 D以上都

18、是19(07上海高考)下列有关植物细胞与组织培养的叙述中，错误的是A花药、胚不能作为组织培养的材料B植物细胞具有全能性C外植体是指用于培养的植物组织或器官D外植体可诱导出愈伤组织20（08江苏高考）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同21.（08天津）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A.过程的自交代数越多，纯合高蔓抗

19、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22.（08全国）下列关于细胞工和的叙述，错误的是A. 电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞融合B. 去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单个细胞均需酶处理C. 小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B淋巴细胞融合可制备单克隆抗体D. 某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品种杂交后代的染色体数目相同二.多选题23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

20、肉细胞离体培养时，可以表现出全能性24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： A有丝分裂 B分化 C减数分裂 D全能性25愈伤组织进行分化并产生出植物的各种组织和器官，进而发育成完整的植株，通常需要适合的 A光照 B温度 C营养物质 D激素26下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是A植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性C植物细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础D植物体内某些体细胞

21、没有表现出全能性，其原因是所含基因不同27在植物体细胞杂交实验中，如果要获得性状优良的作物新品种，必须考虑A两种高等植物间的生殖隔离 B选择具有期望的某些优良性状的亲本C亲本细胞的融合技术 D愈伤组织形成和再分化三、非选题：28紫茉莉的花色受核遗传物质控制,基因型为RR、rr的紫茉莉分别开红花与白花，而基因型为R、r同时存在开粉红色花。紫茉莉枝条的颜色是由细胞质中质体颜色决定的：绿色枝条叶肉细胞中含有叶绿体；白色枝条的叶肉细胞中只含白色体；花斑色枝条有的细胞只含叶绿体，有的只含白色体，有的既含有叶绿体又含白色体。从绿色白花紫茉莉的绿叶上取一些叶肉细胞，再从花斑色红花紫茉莉的白色枝条上取一些叶肉

22、细胞，去掉细胞壁后，用诱导剂让其融合。(1）细胞融合过程中，去掉细胞壁用 酶和 酶。（2）两两融合后，可出现 种融合细胞，若用融合细胞进行组织培养，理论上讲发育成的后代的枝条颜色是 ，控制花色的基因型依次是 。29下图是植物组织培养的简略表示。据此回答： 脱分化 再分化 （1）表示，它能被培养成为的根本原因是。（2）表示，它与相比分化程度，全能性。（3）若想制作人工种子，应该选用（填编号）。（4）若是花药，则是，继续对其使用处理可获得正常植株，该过程称为。（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。（6）若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物紫草素，培养将进行到（填编号

23、）。 30中科院上海植物生理生态研究所在“神舟四号”飞船进入太空后为一对“新人”黄花烟草原生质体和革新一号烟草原生质体举办了特殊的“婚礼”。将两个“新人”放入融合器中，当充满液体的融合器加上直流电场，两个原本相互游离的细胞一下子贴到一起，开始了“窃窃私语”。紧接着，在瞬间高压脉冲的作用下，细胞膜被击出了一个小孔，透过这微小的空间，两股细胞质展开了“心灵沟通”。渐渐地，细胞核也扭摆着“亲热”起来，20min后，它们俩已是你中有我，我中有你，一个新生命就这样诞生了。地面实验结果显示：用于融洽的两个“新人”，一个开的是粉花（标记为“一号”），一个开的是黄花（标记为“二号”）融合后的细胞再生植株开的是

24、黄花，但形状却和一号相同（称“一号形状”，另一个称“二号形状”）。这种“太空烟草”比普通烟草个子矮，株秆粗，烟叶多，是我国太空育种试验的一项重大成果。据此回答下列问题： （1）由于细胞的密度不同，因此在地面上进行细胞融合非常困难。从理论上讲，在太空中细胞更容易融合，可能的原因是 。在显微镜下观察，“新人”的细胞膜融合在一起，使细胞呈圆球状，这是因为膜具有 特性。“细胞婚礼”中用到的诱导融合技术是 。（2）两种烟草原生质体融合时， 类型是我们需要的，这样的细胞经组织培养后，再生的植株属 倍体。（3）植物体细胞融合技术与传统的有性杂交相比，其优点是 。 （4）“太空烟草”能稳定遗传吗？为什么？ 。

25、31传统农作物育种途径往往是通过杂交获得，随着生物工程技术的不断发展，新品种的培育途径逐渐被扩宽。目前至少有7种培育农作物新品种的途径被广泛应用。下图为水稻的几种不同的育种方法示意图。请据图回答：（1）图中A、D方向所示的途径表示_育种方式，ABC的途径表示_育种方式。两个亲本的基因型分别为AAbb和aaBB，这两对基因按自由组合定律遗传,要培育出基因型为AABB的新品种，最简捷的途径是_。这两种育种方式相比较，后者优越性主要表现在_。（2）B方法为_。（3）E方法原理为_。上述培育新品种的方法中原理相同的有_。（4）G所示过程可以采用花粉粒通道法，这是基因工程操作“四步曲”的_环节。检测目的

26、基因是否表达的方法有_。（5）科学家从悬浮培养的单细胞或胚囊中，通过植物组织培养技术获得胚状体，并将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外包裹上人造种皮，制成人工种子。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日等国正着手将人工种子商品化。离体细胞进行植物组织培养获得胚状体需要通过_、_过程。人工种子中包埋胚状体的胶质可看作玉米种子的_结构。（6）由人工种子萌发出的植株与天然种子萌发出的植株有何区别？_32.（08北京理综）（18分）白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可

27、得到“白菜-甘蓝”杂种幼苗。请回答问题：（1）白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在 隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过 的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜-甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有 。（2）为观察“白菜-甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的 做临时装片，用 染料染色。观察、计数染色体的最佳时期是 。（3）二倍体“白菜-甘蓝”的染色体数为 。这种植株通常不育。原因是减数分裂过程中 。为使其可育，可通过人工诱导产生四倍体“白菜-甘蓝”，这种变异属于 。33、（08海南高考）某二倍体植物是杂合体，图为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产生完整植株的过程。据图回答： X 花药中 愈伤组织 完整植株未成熟花粉 丛芽（芽） （1）图中表示的是该花粉培养过程中的 过程，表示的是 过程，X代表的是 ，表示的是 过程，表示的是诱导 过程。（2）图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条，具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比，最后获得的来源于未成熟花粉的完整植株都称为 植株（甲）。未成熟花粉经培养能形成完整植株，说明未成熟花粉具有 。（3）对植株甲进行 ，才能使其结实产生后代（乙），否则植株甲只有通过 的方式才