高三生物017.doc

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期数： 0510 SWG3 017
学科：生物 年级：高三 编稿老师：郭彩凤
审稿老师：高毅

预 习 篇
[同步教学信息]

第四章 细胞与细胞工程
第二节 细胞工程简介(1)
【教材阅读提示】
1．植物组织培养和植物体细胞杂交的原理和过程。（知道）
2．细胞的全能性。（理解）
【学习重点】
1．植物组织培养。
2．植物体细胞杂交。
【学习难点】
植物体细胞杂交。
【学习方法导航】
1．植物细胞的全能性是植物组织培养的基础。细胞的全能性理论可以翻看复习以前所学的内容。关于植物组织培养，高中生物必修课《生物的生殖和发育》一章已作了一些介绍，选修课讲述的内容是在必修课内容基础上的深化和扩展，重点理解植物组织培养技术的基本原理，即离体培养的植物细胞脱分化和再分化的过程。
2．“植物体细胞杂交技术”是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，所以在学习过程中，要由浅入深，由理论到实践地去理解。
【基础知识精讲】
知识结构

概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能的特性，叫做细胞的全能性。从理论上讲，每个细胞都包含该物种的全部遗传物质(全部基因)，所以每个活细胞都应具有全能性
植物细胞的全能性 全能性大小：受精卵>生殖细胞>体细胞
植物细胞工程
体内细胞不表现出全能性，而是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达，形成不同的组织和器官
细胞全能性是植物细胞培养的基础
再分化
脱分化

过程：离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织 根芽 植物体
植物组织培养
植物组织培养技术的应用实例及其价值：如人工种子、快速繁殖获得无病毒植株、生产药物等
概念：用两个来自不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将其培育成新植物体的方法
植物体细胞杂交 实例：番茄与马铃薯体细胞杂交，培育出：“番茄马铃薯”杂种植株
细胞分裂
再生细胞壁

过程：去细胞壁 原生质体融合 杂种细胞 愈伤组织 杂种植株
意义：克服远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了用于杂交的亲本组合范围。
不足：性状的表达

【应用举例】
例1：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
解析：本题考察全能性的概念和不同细胞全能性的大小。首先，受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以全能性最高；第二，体内每一个细胞都是通过 有丝分裂形成，理论上讲都应该具有全能性，但由于分化，基因在不同的细胞得以选择表达，因而体内细胞并没有表现出全能性；再者，卵细胞在一定条件下，全能性表现比体细胞高，但与受精卵不同，细胞的分化程度也很高；第四，分化的植物细胞具有全能性，但要表达必须在一定条件下离体培养。
答案：C
例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 未受精的卵发育成植株
解析：首先，组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞经脱分化、再分化形成完整植物体的过程。花粉能培养成单倍体植株，是在一定条件下离体培养形成的。第二，芽发育成枝条，根尖分生区发育成成熟区，是体内分化的器官和组织形成了机体的一部分，未受精的卵发育成植株，不在离体情况下进行，而受母体的调控完成。
答案：A
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
解析：题目仅仅指植物细胞融合的完成。植物体细胞融合开始于将植物细胞脱去细胞壁，结束于杂种细胞的形成，杂种细胞的形成是在细胞壁形成之后，在这之前都是细胞发生融合的过程。
答案：A
例4：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。（04年江苏高考题）
（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_______________________________________________。
解析： 植物体细胞经脱分化形成愈伤组织，通过培养这些细胞，可以从中提取紫草素。细胞培养需要一定的环境条件。当细胞大量繁殖，细胞数量增多时，产生的紫草素最多。因为细胞进行有氧呼吸，所以应不断补充氧气。
答案：（1）脱分化（或脱分化形成愈伤组织）；细胞的全能性
（2）S型增长；细胞数量；细胞所处的生长期
（3）保证氧气供应充足；使细胞与培养液充分接触
【教材习题解答
复习题
二、1.（B）；2.（C）。
三、1.植物体细胞杂交与传统的有性杂交方法相比，在培育作物新品种方面具有较大的优越性。植物体细胞杂交能够在一定程度上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。
2.能。植物组织培养从植物体上取材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，能够在短时间内快速繁殖出大量的试管苗。如果将植物组织培养技术应用于粮食生产，将会大幅度提高粮食产量。此外，植物组织培养技术还可以用于培育无病毒植株，制备人工种子，培育转基因植物，等等，这些技术手段也有助于粮食产量的提高。
3.在图4-7所示的植物体细胞杂交过程中，除了形成AB型融合细胞外，还能形成AA型和BB型两种融合细胞。但是只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞。因为体细胞杂交的目的，是为了获得新的植物体，使植物A和植物B的特性能够在新的植物体上有所表现，而AA型细胞发育成的植物体不会表现出植物B的特性，BB型细胞发育成的植物体也不会表现出植物A的特性，AA型细胞和BB型细胞都是由同种细胞融合而成的，不是杂种细胞，应在体细胞杂交过程中被筛选出去。
旁栏思考题 
因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以用纤维素酶和果胶酶能够分解植物细胞的细胞壁。
【同步落实】(基础级)
1、植物细胞表现出全能性的必要条件是
A． 给予适当的营养和外界条件 B．导入其他细胞的基因
C．脱离母体后，给予适当的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞移植到去核的卵细胞内
2、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
3、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
4、生物体内细胞没有表现出全能性，原因是
A．细胞丧失了全能性 B．基因表达有选择性
C．基因发生了变化 D．不同细胞基因不同
5、细胞分化的实质是
A．基因组的改变 B．在不同的时间和空间基因的选择性表达
C．原癌基因的激活 D．细胞亚显微结构的变化
6、植物体细胞杂交过程的必要操作是
A．仙台病毒诱导细胞融合 B．氯化钙处理
C．酶解法去掉细胞壁 D．加入动物血清
7、用植物组织培养技术，可以培养或生产出
A．食品添加剂 B．无病毒植物 C.人工种子 D．前三项都是
同步检测(提高级)
8、植物组织培养的用途中不正确的是
A.快速繁殖 　　B.生产新品种 C．生产杀虫剂 D．生产白细胞介素－2
9、在一个多细胞生物体内，存在形态、结构和生理功能上具有稳定性差异的细胞，是因为
A.细胞失去全能性 　　　　 B．不同的细胞，基因是不同的
C.不同细胞中基因选择性表达的结果 　D．变异一般是不定向的
10、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（3H标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检查，利用放射自显影发现放射性集中于细胞核、线粒体和叶绿体，可以有理由的肯定被标记的化合物是
A．氨基酸 B．脂肪酸 C．核苷酸 D．葡萄糖
11、植物体细胞杂交过程是
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
12、植物体细胞杂交过程中，不同种之间原生质体融合，必须选用的融合诱导剂是
A．硫酸二乙脂 B．聚乙二醇 C．秋水仙素 D．仙台病毒
13、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
14、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
15、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交植株上 B．克服远源杂交不亲和的障碍
C．获得杂种植株 D．实现原生质体的融合
16、利用植物的茎尖和叶片、茎段等，在无菌的条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育新品种，可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的叙述正确的是
（1）这种技术利用了植物细胞的全能性
（2）这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体
（3） 这种技术属于细胞工程的应用领域之一
（4）这种技术属于无性繁殖的方式
A．（1） B．（1）（2） C．（1）（2）（3） D．（1）（2）（3）（4）

参考答案：
1C 2D 3C 4B 5B 6C 7D 8D 9C 10C 11D 12B 13B 14A 15D 16D