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1、高二生物植物细胞工程苏教版【本讲教育信息】一、教学内容：植物细胞工程二、良好开端本节重点：1）植物组织培养的原理和过程2）植物体细胞杂交的原理3）植物细胞工程的应用本节难点：植物组织培养三、成功之旅 【知识点1】植物组织培养技术组织培养的原理：植物细胞的全能性，即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完整生物体的潜能。因此，在理论上，生物的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜力。但是，在生物的生长发育过程中，细胞不会表现出全能性，而是分化成各种组织器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达的结果。组织培养的过程植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物
2、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，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。具体过程如下：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体（外植体）1、脱分化：就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转化成未分化细胞的过程。2、愈伤组织：排列疏松而无规则。是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞。3、再分化：就是由愈伤组织重新分化成根、芽等器官的过程。4、脱分化和再分化的比较比较内容脱分化再分化过程细胞愈伤组织愈伤组织幼苗形成体特点排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞有根、芽需要条件a. 离体b. 适宜的营养c. 生长素和细胞分裂素a. 离体b. 适
3、宜的营养c. 生长素和细胞分裂素d. 光照5、影响脱分化、再分化的因素影响脱分化、再分化的重要因素为植物激素。当细胞分裂素与生长素共同使用时，能强烈的促进愈伤组织的形成，两者不同浓度的配比在再分化过程中，分别对诱导根或芽的产生起关键作用。当细胞分裂素与生长素的浓度比高时，有利于芽的产生；浓度比低时，有利于根的产生。例题1、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不涉及细胞的A. 有丝分裂 B. 分化C. 减数分裂D. 全能性解析考查植物组织培养的原理、过程。植物组织培
4、养的原理是植物细胞的全能性。过程是：离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体。此过程是一个无性繁殖的过程，细胞数目增多的方式是有丝分裂，并且涉及细胞的分化。答案C【知识点2】植物体细胞杂交由上图可知：植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。虽然科学家们历尽艰辛，实现了马铃薯和番茄两个物种间的杂交，可惜这株同时具有两个物种遗传物质的超级植物，并没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯。尽管如此，这项研究还是在克服不同生物远缘杂交的障碍上，取得了巨大的突破。例题2、不能用于人工诱导原生质体融合的方法是 （ ）A. 振动B
5、. 电刺激 C. PEGD. 重压解析原生质体是除去细胞壁的植物细胞，它实际上就是植物细胞的原生质部分。当进行植物体细胞杂交时，先用纤维素酶、果胶酶除去细胞壁，分离出具有活力的原生质体，获得原生质体后就可以进行植物体细胞杂交了。植物体细胞杂交的过程实质是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。将不同植物体细胞放在一起培养，必须通过一定的技术手段进行人工诱导。诱导方法有物理法和化学法两大类。物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合；化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合，聚乙二醇简称为PEG。重压不能促使原生质体的融合。答案D【知识点3】植物细胞工程的应用（一）快速繁殖（
6、微型繁殖）：通过组织培养的方式，可以快速大量的繁殖种苗。（二）作物脱毒：采用茎尖（几乎无病毒）组织培养的方式来脱除植物的病毒 （三）制备人工种子：组织培养形成植物幼体，外面包上人工种皮。（四）培育作物新品种：1、单倍体育种：用植物的花药进行离体培养形成单倍体，人工诱导染色体加倍后筛选出需要的新品种；2、突变体的利用：利用组织培养过程中出现的突变体，培育新的品种。（五）细胞产物的工厂化生产：用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，这些产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱（如紫草素、人参皂甙、紫杉醇）等。四、考点分析从近几年的高考来看，本专题的内容植物细胞工程是热点内容，特别是其中的植
7、物组织培养更是高考命题的热点话题，同时该知识点又是考纲中的B层次（即理解层次）的要求，相对来说要求较高。考查的形式多以非选择题为主。学习时要重点注意植物组织培养的基本原理和过程以及植物体细胞杂交的过程，这样才能在解决实际问题时真正做到“游刃有余”。五、小结【模拟试题】（答题时间：90分钟）一、选择题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
8、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3. 植物体细胞杂交的结果是（ ）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4. 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气味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
9、草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离*5. 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6. 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7. 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. 生产生物碱 D. 生产白细胞介素2*8. A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如下图所示（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
10、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（ ） A. 二倍体；基因型是DdYyRr B. 三倍体；基因型是DdYyRrC. 四倍体；基因型是DdYyRr D. 四倍体；基因型是DdddYYyyRRrr9. 以下关于原生质的叙述，正确的是（ ）A. 原生质泛指细胞内的基质 B. 原生质就是细胞质C. 一个动物细胞就是一团原生质 D. 细胞膜、细胞核和细胞壁是原生质10. 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11. 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. 导入其他植物细
11、胞的基因C. 脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D. 将成熟的筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内12. 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13. 植物组织培养过程中的脱分化是指 （ ）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*14. 下列植物细胞全能性最高的是 （ ）A. 形成层细
12、胞 B. 韧皮部细胞 C. 木质部细胞D. 叶肉细胞15. 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. B. C. D. 16. 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，通常是采用纤维素酶和果胶酶的酶解破壁法处理。如将去掉了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中，细胞将： （ ）A. 皱缩 B. 胀破 C. 呈球形 D. 保持原状17. 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
13、水平上获得细胞产品18. 下列细胞全能性最高的是 （ ）A. 植物的卵细胞 B. 植物的精子细胞C. 被子植物的受精卵 D. 被子植物的叶肉细胞19. 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20. 植物体细胞杂交的目的是（ ）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21. 下列说法正确的是： （ ）A. 原生质专指细胞质 B. 人体内的水都属于原生质C. 细胞核不是原生质 D. 一个动物细胞就是一团原生质*22. （多选）有关原生质体的下列叙述中，正确的是 （ ） A. 组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸B. 原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质C. 被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体D. 原生质体只能用于植物细胞工程*23. （多选）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
