选修三专题二植物细胞工程的基本技术导学案.doc

专题2 细胞工程
2.1．1《植物细胞工程基础技术》学案
学习过程
(一)、 细胞工程
1．概念: 应用 和 原理和方法, 经过 或 上操作, 根据人意愿来改变细胞内 或取得 一门综合科学技术。
2．分类: 依据操作对象不一样, 可分为 、 。
（二）、 植物细胞全能性
1、 植物细胞基础结构包含 、 、 、 。
2、 植物细胞关键增殖方法是 , 细胞分化是指 , ____________原因是 。
3、 全能性是指 , 表现为全能性原因是 。
4．在理论上, 生物任何一个细胞都 , 但在生物生长发育过程中, 细胞并不表现 , 而是分化成多种 。
5．特定时间和空间条件下, 细胞中基因会有 地表示出多种 , 分化形成不一样细胞, 从而组成生物体不一样 。
（三）、 植物组织培养技术
1．原理: 植物细胞含有 , 含有某种生物全部遗传信息任何一个细胞, 都含有发育成 潜能。
2．过程: 离体植物 _ 组织幼根和芽或胚状体 完整植株。
3．细胞脱分化: 已 细胞经过诱导后, 失去其特有 而转变成未分化细胞过程。
4．植物组织培养: 在 和 条件下, 将 植物器官、 组织、 细胞, 培养在人工配制培养基上, 给予适宜培养条件, 诱导其产生 、 丛芽, 最终形成完整植株。
（四）、 胡萝卜组织培养
1、 试验原理
生物体细胞通常都是由受精卵经过有丝分裂形成, 所以都含有该生物全套遗传信息, 都含有发育成完整个体潜能。所以, 植物体根、 茎、 叶细胞都含有 , 在一定营养和激素条件下, 能够脱分化形成 。将愈伤组织转接到含有不一样激素成份培养基上, 就能够诱导其再分化生成胚状体或丛芽, 进而发育成 。
2、 试验步骤
①．将 用自来水充足洗净, 削去外皮, 并切成段。用酒精棉球擦手 。
②．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, 立刻用 清洗2～3次, 再用 处理30min后, 立刻用无菌水清洗2～3 次。
③．用 滤纸吸去胡萝卜段表面水分。然后, 在 瓷砖上, 用无菌解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚横切片, 再选择有 部位, 切取1 cm。左右小块。
④．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。
⑤．将接种后胡萝卜组织块, 放在 恒温避光条件下培养。4d后, 检验培养材料污染情况; 14d后, 观察愈伤组织生长情况。然后, 在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中, 注意定时观察和统计愈伤组织生长情况。
⑥．培养一段时间后, 将生长良好 转接到分化培养基上, 培养一段时间后, 胡萝卜愈伤组织就能够诱导出 。然后将试管苗移栽到大田, 培养成 。
3、 注意事项
⑴．外植体选择与制备
①选择外植体时, 因为外植体脱分化难易因植物种类、 器官起源及生理情况不一样而有很大差异, 所以, 选择哪些作为外植体应该注意。通常来讲, 烟草、 胡萝卜, 植物花和幼嫩组织脱分化相对较易, 而植物茎、 叶和成熟老组织则较难。
②制备外植体首先要消毒, 其次要选择有形成层部分, 因形成层细胞易脱分化。
⑵．植物组织培养注意关键点
①培养基包含全部操作工具都应进行消毒和灭菌, 谨防杂菌污染。
②需在无菌条件下操作。
③接种, 继代培养转移都应在接种箱内进行。
⑶．对于植物组织培养来说, 光照条件非常关键, 包含光照强度、 时间和波长。但在由高度分化组织形成愈伤组织诱导阶段往往要暗培养, 而在分化形成试管苗再生过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段暗培养有利于细胞脱分化产生愈伤组织, 假如在光照条件下轻易分化产生维管等组织, 不利于产生大量愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗过程中需要光照, 原因是叶中叶绿素合成需要光照条件。
（五）、 植物体细胞杂交技术
1．概念: 不一样种植物 , 在一定条件下融合成 , 并把杂种细胞培育成新 技术。
2．过程
离体细胞不一样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, 分离出有活力原生质体, 现在最常见去细胞壁方法是酶解法, 也就是在温和条件下用纤维素酶、 果胶酶去除植物细胞细胞壁。
(2)不一样植物体细胞原生质体融合, 必需经过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有: 离心、 振动、 电激等促进原生质体融合。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

在此过程中需要注意问题有: ①植物体细胞杂交过程中, 植物细胞融合所依据生物学原理是细胞膜流动性; 植物组织培养理论基础是细胞全能性。②体细胞融合成功以后, 现有AB型杂种细胞, 还能形成AA型和BB型两种融合细胞, 但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成杂种细胞, 所以在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。③现在常见去除细胞壁方法是酶解法, 确保了原生质体活性。植物体细胞杂交完成标志是新细胞壁形成。④植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提, 经过植物组织培养完成杂种植株培育过程。⑤植物体细胞杂交最大突破是克服远缘杂交不亲和障碍, 不过现在仍有很多理论和技术问题没有处理, 离推广应用仍有一定距离。
四、 当堂检测
l、 相关全能性叙述, 不正确是
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体, 所以全能性最高 B．生物体内细胞因为分化, 全能性不能表示
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、 在生物体内, 细胞没有表现出全能性, 而是分化为不一样组织、 器官, 是因为 ( )
A．基因表示有选择性 B．不一样细胞内基因不完全相同
C．细胞丧失了全能性 D．在个体发育不一样时期, 细胞内基因发生了改变
3、 植物体细胞融合完成标志是 ( )
A．产生新细胞壁 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、 用不一样种植物两个体细胞融合成一个杂种细胞过程。该过程是指 ( )
A．不一样植物精子和卵细胞融合 B．不一样植物原生质体融合 C．完整两个体细胞融合 D．植物花粉细胞两两融合
课后练习与提升
1、 下列细胞全能性最高是 ( )
A、 植物卵细胞 B、 植物花粉 C、 被子植物受精卵 D、 被子植物叶肉细胞
2．下列属于组织培养是 ( )
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．未受精卵细胞发育成个体
3．组织培养理论依据是 ( )
A．培养基中营养物质全方面 B．细胞全能性 C．细胞分裂 D．细胞分化
4．愈伤组织细胞在一个包含全部必需物质培养基中培养了多个小时, 其中一个化合物含有放射性(氚标识)。当这些细胞被固定后镜检．利用放射自显影技术发觉放射性物质集中于细胞核、 线粒体和叶绿体。能够肯定标识化合物是（ ）
A一个氨基酸 B．尿嘧啶核苷酸 C．胸腺嘧啶脱氧核苷酸 D．葡萄糖
5．为取得纯合高蔓抗病番茄植株, 采取了下图所表示方法: 图中两对相对性状独立遗传。据图分析, 不正确是
F1
花药
叶肉细胞
F2
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
①
加倍
筛选
导入
抗病基因
②
③
培养

A．过程①自交代数越多, 纯合高蔓抗病植株百分比越高 B．过程②能够取任一植株适宜花药作培养材料
C．过程③包含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, 但科学家设法取得了二者杂种植株。科学家最可能使用方法是（
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花粉授给N, 再将所得种子培养成植株
D．将M和N花粉分别进行离体培养取得单倍体植株, 再让两种单倍体植株相互授粉, 将取得种子培养成植株
7．在不损伤高等植物细胞内部结构情况下, 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、 内质网
9．植物体细胞杂交还未处理问题有 ( )
A．去掉细胞壁, 分离出有活力原生质体 B．将杂种细胞培育成植株
C．让杂种植物根据大家需要表现出亲代优良性状 D．还未培育出杂种植物
10、 与传统有性杂交法相比, 植物体细胞杂交最大优点是 ( )
A、 可使两个亲本优良性状组合到一起 B、 能够克服远缘杂交不亲和障碍
C、 能够培育出高产性状显著新品种 D、 能够降低生成成本, 提升接济效益
11．植物体细胞杂交能处理不一样种植物之间因为生殖隔离而不能进行有性杂交问题。植物体细胞杂交过程不包含
A．使用限制性内切酶 B．使用纤维素酶和果胶酶 C．诱导两种不一样细胞融合 D．选择利于杂种细胞分裂和分化培养基
12、 由基因型为Aa植株花粉和基因型为Bb植株花粉, 除去细胞壁后, 进行原生质体融合, 能够得到多少种基因型不一样细胞（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, 不发生细胞融合是（ ）
A、 植物体细胞杂交 B、 受精过程 C、 氧进入细胞中线粒体 D、 制备单克隆抗体
14、 要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株, 不需要（ ）
A、 含有完整细胞核细胞 B、 离体状态
C、 导入外源基因 D、 一定营养物质和激素
15、 如图为两个种间植物细胞融合和再生植株示意图。请据图回复: （一～八表示各关键步骤）
（1）从步骤一到步骤二是植物细胞形成 阶段, 其关键是使用酶去掉 。
（2）从步骤二到步骤三通常要用 作为促融剂。 （3）步骤四为 过程。
（4）在形成再生植株过程中与组织培养有相同之处步骤是 , 理由是 。
（5）步骤八表示选择体细胞杂种植株, 杂种植株不仅在形态上表现为 , 而且在 等方面发生了显著重组现象。
16、 下图为植物体细胞杂交过程示意图, 据图回复:

（1）步骤①是去掉 , 使植物细胞成为 , 最常见方法是 。
（2）步骤②通常常见化学试剂是 , 目是 。
（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株过程中, 利用技术手段是 , 其中步骤④相当于 , 步骤⑤相当于 。
（4）植物体细胞杂交目是取得新杂种植株, 使两株植物性状能够在新植物体上有所表现, 其根本原因是 。
（5）从理论上讲, 杂种植株育性为 。若利用传统有性杂交方法能否实现？
理由是 　　 　 。所以, 这项研究对于培养作物新品种方面重大意义在于 。 　 　
（7）利用植物体细胞杂交方法培育作物新品种过程中, 遗传物质传输是否遵照孟德尔遗传规律？为何？

生物选修三学案 专题2.1参考答案
细胞生物学 分子生物学 细胞水平 细胞器水平 遗传物质 细胞产品
植物细胞工程和动物细胞工程 细胞壁 细胞膜 细胞质 细胞核
有丝分裂 在个体发育中, 由一个或一个细胞增殖产生后代, 在形态、 结构和生理功效上发生稳定性差异过程。 在个体发育过程中, 不一样细胞中遗传信息实施情况不一样（或基因选择性表示） 含有某种生物全部遗传信息任何一个细胞, 都含有发育成完整生物体潜能。 每个细胞都含有该物种全部遗传信息 发育成完整植株潜力 全能性 组织和器官 选择性 蛋白质 组织和器官 全能性 完整生物体 器官、 组织、 细胞 愈伤 分化 结构和功效 无菌 人工控制条件 离体 愈伤组织 全能性
愈伤组织 完整植株 胡萝卜根 无菌水 次氯酸钠溶液 无菌 消毒 形成层
胡萝卜组织块 23——26℃ 愈伤组织 试管苗 正常植株 体细胞 杂种细胞、 植物体
当堂检测1、 C 2、 A 3、 A 4、 B
课后练习与提升
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
A
B
C
D
B
D
B
C
B
A
C
C
C

15、 分离原生质体 细胞壁 聚乙二醇（PEG） 原生质体融合 七 都有转移愈伤组织到分化培养基过程 杂种特征 染色体组
16、 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 杂种细胞含有两个亲本遗传物质 可育 不能 因为不一样生物之间存在生殖隔离 克服远缘杂交不亲和障碍 不遵照, 因为生物在进行有性生殖过程中才遵照孟德尔遗传定律, 而植物体细胞杂交不属于有性生殖。