5、植物细胞工程.doc

卉原中学高二生物 选修3复习学案 编号：5 主备：付晓玲 审核： 审批： 班级： 姓名： 小组： 层次： 评价： 古之成大事者 ，不惟有超士之才 ，亦有坚忍不拔之志 。学 案 装 订 线 内 不 要 答 题学 案 装 订 线UGAGAACGCUCGAAG CUUACUUUC学 案 装 订 线专题二 细胞工程 A+第五讲 植物细胞工程【考纲解读】考点考纲要求考查角度植物组织培养植物组织培养的原理、过程应用以及植物体细胞杂交的原理、过程及意义 【知识点梳理】细胞工程：细胞工程是指应用 和 的原理和方法，通过 水平或 水平上的操作，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。根据操作对象的不同，可以分为 和 两大领域。一、植物细胞的全能性植物细胞工程理论基础（原理） 1、概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有 的潜能，即每个生物细胞都具有全能性的特点。2、全能性高低：一般情况下， 生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞3、表现出全能性的条件：完整的细胞核、脱离母体、无菌、一定的营养、激素；适宜的外部条件。4、在生物体的生长发育过程中，细胞并未表现出全能性，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， ，从而构成生物体的不同组织和器官。二、植物组织培养技术（1）概念：在 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，最终形成完整的植株。脱分化再分化（2）过程： 的植物器官、组织或细胞 胚状体、丛芽 植物体（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。三、植物体细胞杂交技术（1）概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并将其培育成新的 的技术（2）过程：植物细胞甲植物细胞乙（ ）（ ）新的原生质体再生出 杂种细胞（ ）愈伤组织（ ）杂种植株（3）去掉植物细胞壁的方法： 。（4）诱导融合的方法：物理法： 、 、 等。化学法：一般是用 （ ）作为诱导剂。（5）意义：克服不同生物 的障碍。四、植物细胞工程的实际应用1、植物繁殖的新途径（1）微型繁殖：用于 优良品种的 技术。特点：保持 ； 地实现种苗的大量繁殖。（2）作物脱毒：选取作物 附近的无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗。（3）人工种子：以植物组织培养得到的 、 、顶芽、 等为材料，经过 包装得到的种子。2、作物新品种的培育：（1）单倍体育种：方法： 特点：获得的后代都是 ；明显 。（2）突变体的利用：筛选对人们有利的突变体，进而培育新品种。3、细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。【课堂检测】1、 在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是 ()利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 获取大量的脱毒苗利用基因工程培养抗棉铃虫的植株 单倍体育种 无子西瓜的快速大量繁殖A B C D2、 以下各项关于植物组织培养的说法正确的是 ()A愈伤组织是一团排列疏松、无规则、高度液泡化的具有特定结构和功能的薄壁细胞B用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子C植物组织培养属于营养生殖，二者原理相同D脱分化是指高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程3、 下列对细胞全能性的理解正确的是 ()A细胞全能性是指细胞在离体情况下，具有细胞分裂的能力B生物体内细胞由于分化，全能性不能表达，植物细胞离体培养在一定条件下能表现出全能性C花粉不含有该物种全套的遗传物质，不具有发育成完整个体的能力D卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性很高4、 如图所示为人工种子的示意图，制造人工种子是在植物组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，这层膜和这些营养物质分别具有种皮和胚乳的功能。以下有关人工种子的说法中，正确的是 ()A人工种子中的“胚状体”是由愈伤组织经脱分化和再分化而成B人工种子在萌发时，其新陈代谢方式为自养需氧型C人工胚乳中还可以添加某些农药、菌肥等D用人工种子繁殖后代的过程遵循孟德尔遗传定律5、 下列有关植物体细胞杂交技术的描述，正确的是 ()A植物体细胞杂交是指通过诱导原生质体融合获得杂种细胞的过程B参与诱导细胞壁再生的细胞器有线粒体、核糖体、内质网和高尔基体C通常用聚乙二醇或灭活病毒诱导原生质体融合D可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞6、 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一种能驱蚊且对人体无害的香茅醛。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、电激等方法C驱蚊草培育过程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草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离7、 下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是 ( )A. 利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种B. 利用植物组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状C. 利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产D. 单倍体育种需要利用植物组织培养技术8、 下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。有关叙述正确的是 ()A利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B过程中都会发生细胞的增殖和分化C多倍体植株的培育需经过如图所示过程D此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性9、 科学家用植物体细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，并成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株。如图所示，其中表示过程，af表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：（1）在上述过程中，实现过程常用的物质为_。（2）过程叫做_，该过程的诱导方法有物理法和化学法两大类过程。若用化学法，所用化学试剂名称_。（3）过程过程是 ，与此过程密切相关的细胞器有 。（4）已知番茄细胞中含2M条染色体，马铃薯细胞中含有2N条染色体，则杂种植株体细胞染色体数为_。若杂种细胞培育成为“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于_倍体植株。若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含_条染色体。（5）通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是_。（6）过程df所应用的生物技术是 ，依据的原理是 。过程是 ，细胞分裂方式是_，e为_，再由 过程形成杂种植物幼苗。（7）植物体细胞杂交方法的主要优点是_。12（1）纤维素酶和果胶酶 （2）原生质体融合聚乙二醇(PEG) （3）高尔基体 （4）2M+2N M+N （5）存在生殖隔离 （6）有丝分裂 愈伤组织（7）克服远缘杂交不亲合的障碍，培育作物新品种7下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是()A在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变B植物体细胞杂交过程中，只有染色体数量变化，没有基因重组C植物组织培养中愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官D植物组织培养的培养基成分有水、矿质离子、糖、维生素、有机添加物和相关激素1、利用植物的茎尖或叶片、茎段、花粉等，在无菌条件下，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植物新品种，也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( )这种技术利用了植物的全能性 这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 这种技术属于细胞工程的应用领域之一 这种技术是一种无性繁殖的方式A B C D1科学家提出工业化培养植物细胞以提取其天然产物，下列操作与实现这一想法无关的是( ) A保证离体的植物细胞无菌 D培养过程中营养物质要丰富且氧气要充足B加入植物激素将已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C得到植物完整的植株11在植物的生长和组织培养过程中，植物激素具有极其重要的作用。实验人员利用某种植物的愈伤组织做了如下实验。请回答有关问题。(1)实验一：将含生长素的琼脂块插入到愈伤组织中，一段时间后出现的现象是_。某同学由此得出结论：生长素可以促进细胞分化，但此结论不够严谨，还需设计一组_实验加以证明。实验步骤如下：取相同的愈伤组织，_。若现象是_，则证明上述结论成立。(2)实验二：将丁香幼芽插入到愈伤组织中，实验结果如图所示。由此推测丁香幼芽可能产生了_。若要确定此物质的化学成分，可直接从丁香幼芽中_，再进一步_。(3)下表是以烟草为实验材料，探究植物激素在愈伤组织分化过程中作用的实验结果。生长素浓度：细胞分裂素浓度实验结果20.02愈伤组织分化出根20.2愈伤组织生长20.5愈伤组织分化出芽由此结果可以得出的结论是：愈伤组织的分化是_作用的结果，且_会影响愈伤组织细胞分化的方向。答案：(1)愈伤组织分化形成维管组织空白对照将不含有生长素的琼脂块插入其中愈伤组织不分化 (2)生长素提取这些物质鉴定其化学成分(3)生长素和细胞分裂素共同生长素和细胞分裂素的比例16、科学家用植物细胞杂交方法，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄马铃薯”杂种植株(如图，其中表示过程，英文字母表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)实现过程的技术是_，在此之前使用_酶处理细胞以除去细胞壁。如果将已除去壁的植物细胞放入等渗溶液中，细胞是何形状？_。过程如放在神舟六号飞船上则更易进行，这是因为_。与过程密切相关的具有单层膜结构的细胞器为_。(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，依据的原理是_，其中过程相当于_过程，涉及的分裂方式为_。(3)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞含n条染色体，则“番茄马铃薯”细胞内含_条染色体；若杂种细胞培育成为“番茄马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于_倍体植株。(4)如果形成c细胞的a、b细胞都是番茄细胞，那么更简单的得到番茄植株f的处理方法是_。5若将该方案用在SARS研究和治疗上，则从理论上讲c细胞的制备可采用_细胞和_的融合。如果分析出了所产生抗体的氨基酸序列，则可采用_方法，以_为原料合成出该SARS抗体的基因。【答案】(1)原生质体融合纤维素酶和果胶呈圆球形飞船上无重力干扰更易进行细胞的融合高尔基体(2)细胞的全能性脱分化有丝分裂(3)(mn)单(4)用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗(5)小鼠的骨髓瘤SARS患者或康复者的B淋巴细胞化学合成脱氧核苷酸17、（2012福州模拟）据图回答下列问题：（1）过程是用 处理细胞的细胞壁，后经过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会形成 种细胞团（只考虑两个细胞融合的情况）。是 的过程，与此过程密切相关的细胞器是 。（2）在过程培养中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入 。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证 。（3）若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育（假设能成功），得到的后代应含 条染色体，还必须用 来处理幼苗，才能得到可育的番茄马铃薯植株，此时体细胞中含有 条染色体。（4）若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为 倍体。【答案】（1）纤维素酶和果胶酶 3 细胞壁再生 高尔基体（2）植物激素 无菌 （3） 秋水仙素 A+B （4）六8、下列对植物组织培养过程中脱分化的叙述，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体内未分化的细胞在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程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愈伤组织分裂和分化，产生胚状体的过程5、下列有关植物组织培养的叙述，正确的是()。A愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞B二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株C用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子D植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl的培养基培养筛选而获得6植物体细胞杂交能解决不同植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及()A使用限制性核酸内切酶 B使用纤维素酶和果胶酶C诱导两种不同的细胞融合 D选择利于杂交细胞分裂和分化的培养基5.下列有关植物体细胞杂交的叙述，不正确的是()A用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体B诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞C植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物D植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍4、有关细胞全能性的叙述，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利用细胞全能性得到的个体与本物种体细胞染色体数相同4、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.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内9、人工种子是指植物离体培养中产生的胚状体，包裹在含有养分和具有保护功能的物质中，并在适宜条件下能够发芽出苗的颗粒体。下列与人工种子形成过程无关的是（ ）A细胞的脱分化和再分化 B细胞的全能性C细胞有丝分裂 D细胞减数分裂10、植物体细胞杂交能解决不同种植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及 （ ）A使用限制性内切酶 B使用纤维素酶和果胶酶C诱导两种不同的细胞融合 D选择有利于杂种细胞分裂和分化的培养基3下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是()A植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性B制备原生质体时可利用酶或植物激素去除细胞壁C愈伤组织经过细胞的增殖会形成新的植物组织器官D叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织离不开植物激素的作用14下面是“白菜甘蓝”杂种植株的培育过程示意图，在所提供的几种说法中不正确的是()A利用植物体细胞杂交技术培养“白菜甘蓝”需要进行检测和筛选B杂种细胞通过细胞增殖和细胞分化形成杂种植株C在组织培养过程中形成的愈伤组织，其代谢类型是自养需氧型D“白菜甘蓝”杂种植株表现的性状是基因选择性表达的结果5下列有关生物工程的叙述，正确的是()A同一株绿色开花植株不同部位的细胞经培养获得的植株，基因型都相同B植物茎尖细胞分裂能力强，离体培养时不需要脱分化就可直接培养成完整的植株C单克隆抗体既可通过动物细胞工程生产也可通过基因工程生产D基因工程中常用的工具酶包括限制性内切酶、DNA连接酶和RNA聚合酶14、下列有关细胞工程的叙述中，正确的是()A植物细胞工程中，融合叶肉细胞时，应先去掉细胞膜，制备原