高中生物 专题二 细胞工程精品学案 新人教版选修3.DOCVIP

专题二细胞工程第6课时植物细胞工程的基本技术目标导航1.描述植物组织培养的原理和过程。2.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。3.尝试进行植物组织培养。一、细胞工程的概念和分类1概念(1)应用原理：细胞生物学和_学。(2)操作水平：细胞水平或_水平。(3)操作目的：按照人的意愿改变细胞内的_或获得细胞产品。2分类根据操作对象的不同分为_工程和_工程。二、植物细胞的全能性1概念：具有某种生物_的任何一个细胞，都具有发育成_，也就是说，每个生物细胞都具有_的特点。2现实表现：在生物的生长发育过程中，细胞并不表现_，而是分化成各种_。3原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有_地表达出各种_，分化形成不同的细胞，从而构成生物体的不同_。三、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有_。2过程：高度_的组织_组织幼根和芽完整植株。3概念：在_和人工控制的条件下，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_组织、丛芽，最终形成完整的植株。四、植物体细胞杂交技术1概念：将不同种的植物_，在一定条件下融合成_，并把杂种细胞培育成_的技术。2过程：_不同种细胞原生质体原生质体_杂种植株。3意义：因为不同种生物之间存在_隔离，此项技术在克服不同生物_的障碍上，取得了巨大的突破。知识点一细胞的全能性和分化1下列关于细胞全能性的理解不正确的是()a高度分化的植物体细胞仍具有全能性b细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件c通过植物组织培养得到试管苗，是植物细胞具有全能性的有力证据d玉米种子发育成玉米植株是细胞全能性的表现2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知识点二胡萝卜的组织培养3下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题。(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括_和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和_两类植物激素。(2)此过程依据的原理是_。a和b阶段主要进行的分裂方式是_，b阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对_进行灭菌消毒。b阶段需要光照，原因是_。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因_的结果。4下图表示基因型为aabb的水稻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的培育过程。下列相关叙述错误的是()a愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团b在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质c为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素d试管苗可能出现的基因型有aabb或aabb或aabb或aabb知识点三植物体细胞杂交5通过细胞杂交获得一个杂种植株需要的步骤是()a分离原生质体诱导原生质体融合组织培养得到杂种植株b分离原生质体原生质体融合组织培养得到杂种植株c获取细胞原生质体融合组织培养得到杂种植株d获取细胞原生质体直接融合组织培养得到杂种植株6白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜和甘蓝进行体细胞杂交可得到“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。从杂交细胞到获得“白菜甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有_。(2)白菜和甘蓝的体细胞在融合前应先用_处理两种细胞的细胞壁获得原生质体，再用_作为促融剂诱导原生质体融合进而获得杂种细胞，杂种细胞继续培养，_(是，否)进行脱分化。(3)经筛选获得的“白菜甘蓝”杂种幼苗体细胞中的染色体是_条。基础落实1下列关于运用植物组织培养技术产生新个体的叙述，错误的是()a属于无性生殖b主要理论依据是植物细胞具有全能性c培养过程中由于人工培养基含大量营养，不需光照就能发育成完整植株d人工培养基中含植物生长发育所需的全部营养物质，包括矿质元素、糖、维生素等2将花药离体培养，形成完整的植株，通常需要经过的两个阶段是()a脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽b分化形成愈伤组织，进一步分化形成根、芽c通过减数分裂形成配子，配子再发育形成根、芽d先用秋水仙素处理花粉，再进行花药离体培养3植物组织培养中，接种前，将胡萝卜用无菌解剖刀在无菌培养皿中切成薄片后，选取部位是()a具有木质部的部分，大小约1 cm3b具有韧皮部的部分，大小约1 cm3c具有形成层的部分，大小约1 cm3d具有髓的部分，大小约1 cm34在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞器是()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5将无根的非洲菊幼苗转入无植物激素的培养基中，在适宜的温度和光照等条件下培养一段时间后，应出现的现象是()6在植物细胞工程的技术中，无需激素调节的是()a植物组织培养中促使细胞脱分化b制备植物原生质体c植物组织培养中促使细胞再分化d促使融合的植物细胞形成愈伤组织能力提升7用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下面有关培育过程的叙述，不正确的是()a原生质体的融合常用peg作为诱导剂b形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型c由杂种细胞杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化d该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍8在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的()a消毒灭菌b适宜的温度c充足的光照d适宜的养料和激素题号12345678答案9.细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技术。科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4 000 kg，但全世界紫杉醇的产量是250 kg，供求严重失衡，导致一些地区红豆杉资源遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术解决这一问题。(1)植物组织培养依据的原理是_。(2)在得到红豆杉的_后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外，_是其生长必需的，_是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从该生产的目的看，得到_就可以提取紫杉醇。10如图为a、b不同物种间体细胞杂交示意图，请回答下列问题：(1)去除细胞壁而不损伤细胞可用_、_处理。在用促融剂处理时，使用的促融剂主要有_。(2)融合细胞中可能包括_种类型，其中杂种细胞的遗传物质组成是_。(3)由杂种细胞经人工诱导培养，经_分裂增加细胞数目并不断分化，逐渐发育成c植株。该植株的性状与d亲本植物的性状区别是_ (4)整个培养过程应用了细胞工程的_和_两大技术，这种培育杂种植株的意义是_。综合拓展11转基因抗病香蕉的培育过程如图所示。质粒上有pst、sma、ecor、apa等四种限制酶切割位点。请回答：(1)构建含抗病基因的表达载体a时，应选用限制酶_，对_进行切割。(2)培养基中的卡那霉素会抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体a中含有_，作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有_，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的_。答案 知识清单一、1.(1)分子生物(2)细胞器(3)遗传物质2植物细胞动物细胞二、1.全部遗传信息完整生物体的潜能全能性2全能性组织和器官3选择性蛋白质组织和器官三、1.全能性2分化脱分化愈伤再分化3无菌离体愈伤四、1.体细胞杂种细胞新的植物体2不同种体细胞纤维素果胶融合杂种细胞3生殖远缘杂交对点训练1d细胞的全能性指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，其内在的遗传基础是细胞内仍然具有个体发育所需要的全部基因，植物组织培养形成试管苗是细胞全能性的表现，a、b、c项均正确。玉米种子发育成正常植株，是正常的生命现象，不能体现细胞的全能性。知识链接(1)细胞表现全能性的条件离体状态。一定的营养物质和植物激素(营养物质如水、矿质元素等，植物激素主要是生长素和细胞分裂素)。适宜的外界条件(如温度、ph、光照等)。(2)植物细胞的分化、脱分化、再分化分化：在特定时间和空间下基因选择性表达的过程，细胞分化后在形态和功能上出现稳定性的差异。脱分化：细胞失去特有的细胞结构和功能，形成未分化细胞的过程。再分化：由愈伤组织分化形成芽和根的过程。再分化的关键是调整生长素和细胞分裂素的比例。激素与分化：适当提高生长素/细胞分裂素的比例容易生根，适当提高细胞分裂素/生长素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈伤组织。2c在离体和适当的条件下，分化的体细胞才能表达其全能性。全能性表达的容易程度为：受精卵生殖细胞体细胞；植物细胞动物细胞，即在生物体的所有细胞中，受精卵的全能性最高；生殖细胞其次，尤其是卵细胞，虽然分化程度较高，但是仍然具有较高的潜在全能性；体细胞再次，植物细胞的全能性要高于动物细胞，高度分化的动物体细胞的全能性受限制，严格来说只有高度分化的动物细胞核才具有全能性。归纳提升全能性和分化程度关系(1)在体细胞中全能性：分化程度低的分化程度高的，细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的；(2)不同细胞全能性：受精卵生殖细胞干细胞体细胞；(3)不同生物全能性：植物细胞动物细胞。3(1)无机物生长素(2)细胞的全能性有丝分裂分化(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)选择性表达解析植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗。脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。知识链接(1)实验原理离体的植物组织、器官或细胞愈伤组织胚状体或丛芽试管苗 (3)实验关键取材：应选择含形成层的部分，易于诱导形成愈伤组织。全程无菌操作(包括接种用具、接种环境和接种材料、接种过程、培养过程)。植物激素的比例适当。条件：植物组织培养过程中光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化再生的过程中一定要有光照。愈伤组织诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化，产生愈伤组织，因为在光照条件下容易分化产生维管组织，不利于产生大量的愈伤组织。4d花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为ab或ab或ab或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。思路导引解题关键是看清组织培养的材料花药，即进行花药离体培养，然后结合组织培养的条件依次判断。归纳提升(1)植物组织培养中的脱分化、再分化过程的比较过程名称过程形成体特点条件脱分化由离体细胞成为愈伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团再分化由愈伤组织成为丛芽或胚状体有根、芽或有生根发芽的能力(2)植物激素是启动细胞分裂、细胞分化的关键因素。5a植物体细胞杂交过程中首先获得原生质体；其次是原生质体的融合，需要在人为诱导下完成。知识链接植物体细胞杂交(1)图示过程(2)该技术的目的植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两种植物的遗传特性，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。(3)该技术在育种上应用时最大的优点克服远缘杂交不亲和的障碍。(4)未解决的问题目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达亲代的优良性状，如番茄马铃薯。6(1)生殖杂交(有性生殖)全能性(2)纤维素酶、果胶酶聚乙二醇(peg)是(3)38解析(1)不同物种间存在生殖隔离，自然条件下无法进行有性生殖。从杂交细胞到杂种幼苗，进行的过程为植物组织培养，其理论基础是植物细胞的全能性。(2)若要获得原生质体，应用酶解法去除细胞壁，如纤维素酶、果胶酶。然后可用peg作为促融剂诱导原生质体融合，形成杂种细胞后，经脱分化、再分化形成杂种植株。(3)杂种植株体细胞的染色体数为白菜、甘蓝染色体数之和，即38。思路导引本题主要考查植物体细胞杂交的相关知识，解题关键是画出体细胞杂交过程流程图(如下)，然后逐项分析作答。归纳提升(1)植物体细胞杂交知识归纳：植物体细胞杂交的障碍a植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。b原生质体融合。人工诱导方法包括物理法，如离心、振动、电激；化学法，如聚乙二醇(peg)等。杂种细胞的类型有三种：aa、bb、ab，符合要求的只有ab，需要进行筛选。杂种细胞ab形成的标志：新的细胞壁的生成。杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，形成异源多倍体。植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。(2)植物体细胞杂交与植物有性杂交的不同植物体细胞杂交若两个不同品种的植物细胞a、b进行融合，a含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为aabb，b含有2y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccdd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2x2y，基因型为aabbccdd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体数、基因组数还是染色体组数都采用直接相加的方法。植物有性杂交有性杂交的结果：子代细胞中染色体数，基因型分别为“xy”、“abcd”或“abcd”或“abcd”或“abcd”，即先减半再相加。有性生殖过程符合孟德尔遗传定律，而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。课后作业1c植物组织培养是根据植物细胞具有全能性的理论，利用植物离体的器官、组织或细胞，在无菌和适宜的人工培养条件下，能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根，最后形成完整的植株，属于无性生殖。人工培养基中虽含有植物生长发育所需的全部营养物质，但仍需光照、温度等条件。2a花药离体培养应用了植物的组织培养技术，植物的组织培养包括脱分化和再分化两个过程。3c植物组织培养中，外植体经脱分化形成愈伤组织，但外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而差异很大。形成层细胞主要由分裂能力强的细胞组成，容易脱分化形成愈伤组织。4b细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。5b细胞分裂素促进细胞分裂，诱导芽的分化；生长素可以促进不定根、侧根的形成；此题中虽然培养基中没有植物激素，但是植物幼苗叶片本身可以产生生长素，而细胞分裂素的产生部位是根尖，细胞分裂素不能产生，所以植物能够在一段时间后长出少量的根而没有出芽。6b植物体细胞杂交技术中，制备原生质体用酶解法，不需激素调节，而植物组织培养技术需要激素调节。7b天竺葵与香茅草经植物体细胞杂交，产生驱蚊香草，培育过程中先用酶解法去掉细胞壁，然后诱导原生质体融合，常用的诱导剂为peg，融合后的原生质体再生细胞壁，形成杂种细胞，杂种细胞经过组织培养，形成杂种植株。组织培养形成的愈伤组织不能进行光合作用，其代谢类型为异养需氧型。8c形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行。由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。9(1)植物细胞的全能性(2)离体组织、细胞或外植体矿质元素或无机盐植物激素愈伤组织解析植物组织培养的原理是细胞的全能性；其过程是：离体组织、细胞愈伤组织根、芽植株。若要获得细胞产物，只需得到愈伤组织即可。10(1)纤维素酶果胶酶peg(或聚乙二醇)(2)3a和b植物的遗传物质之和(3)有丝具有a和b两种植物的性状(4)体细胞杂交植物组织培养克服生物远缘杂交不亲和的障碍11(1)pst、ecor含抗病基因的dna、质粒(2)抗卡那霉素基因(3)全能性脱分化、再分化解析(1)从图可看出，只有pst、ecor两种酶能保持抗病基因结构的完整性，所以构建含抗病基因的表达载体a时，应选用限制酶pst、ecor对含抗病基因的dna和质粒进行切割。(2)卡那霉素能抑制香蕉愈伤组织细胞的生长，欲利用该培养基筛选已导入抗病基因的香蕉细胞，应使基因表达载体a中含有抗卡那霉素基因，以此作为标记基因。(3)香蕉组织细胞具有全能性，因此，可以利用组织培养技术将导入抗病基因的香蕉组织细胞培育成植株。图中、依次表示组织培养过程中香蕉组织细胞的脱分化和再分化。第7课时植物细胞工程的实际应用目标导航1.掌握微型繁殖和植物组织培养的联系。2.掌握作物脱毒、人工种子的制备过程和意义。3.了解单倍体育种和突变体的利用。4.了解细胞产物的例子。一、植物繁殖的新途径1微型繁殖(1)概念：用于_优良品种的_技术。(2)特点：属于_繁殖，能够保持_的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的_。(3)实例：20世纪60年代，荷兰的科学家就成功地实现了利用_来培育兰花。2作物脱毒(1)选材部位：植物的_。(2)选材原因：_的_极少，甚至_。(3)实例：目前采用_培养技术来脱除病毒，在_、_、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获成功。3神奇的人工种子(1)概念：以植物组织培养得到的_、_、顶芽和_等为材料，经过人工_包装得到的种子。(2)特点后代_。不受_、_和_限制。(3)实例：我国已成功地把_、_、_和_的胚状体制备成了人工种子。二、作物新品种的培育1单倍体育种(1)方法：_离体培养_植株纯合子植株。(2)优点：后代是纯合子，能_。明显缩短了_。2突变体的利用(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受_和_(如_、_等)的影响而_。(2)利用：筛选出对人们有用的_，进而培育成_。三、细胞产物的工厂化生产1细胞产物种类：_、脂肪、糖类、_、香料、生物碱等。2技术：_技术。3实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产_；另外，三七、紫草和银杏的_也都已经实现了工厂化生产。知识点一植物繁殖的新途径1草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：外植体愈伤组织芽、根植株请回答：(1)微型繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取_作为外植体，其依据是_。(2)在过程中，常用的ms培养基主要成分包括大量元素、微量元素和_，在配制好的培养基中，常常需要添加_，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织，接种后25 d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是_。(3)在过程中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是_。2如图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是()a人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素b人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量地粮食c人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差，结子困难或发芽率低等问题d人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构知识点二组织培养在作物新品种培育中的应用3下图列举了几种植物的育种方式，请据图回答相关问题：(1)甲育种方式称为_。(2)通过丁种方式可以获得脱毒苗，培养过程中c常常取用茎尖的原因是_。(3)乙方式通常用射线处理植物的愈伤组织能获得较好效果，原因是_。(4)丙方式将外源目的基因导入受体植物细胞，最常采用的方法是_。(5)甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其优点是_。知识点三细胞产物的工厂化生产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。 (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_。(4)要使紫草素持续高产，紫草细胞的产量(干重)应保持在什么数值左右？_。基础落实1某优良品种水稻的基因型为aabb，其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述中，错误的是()a花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程b试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组c通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产d这些试管苗自交，后代性状不发生分离2对人工种子正确的解释是()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种皮能够自我生成的种子d人工种子发芽率低3若要获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织()a叶b花粉c根d茎尖4下列关于人工种子的叙述不正确的是()a可以克服季节、气候、地域的限制b可以节约时间c可防止性状分离d由人工种子得到的植株为纯合子5人参皂甙粉是人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取，产量极低，因而价格较贵，目前可通过下列哪项技术迅速大量获取()a基因工程b植物组织培养c植物体细胞杂交d发酵工程6明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的方法有(多选)()a设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产b大量培养愈伤组织，直接提取药用成分c大规模栽培组织培养苗，获取药用成分d利用组织培养获得胚状体，制成人工种子能力提升7下图表示某植物的培育过程，请据图判断下列说法中错误的是()aaf不能体现细胞的全能性bc中是高度液泡化的薄壁细胞c植株a和f中的染色体组数不同d植株f一般不能直接应用于生产8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中，正确的是()这种技术利用了植物细胞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细胞无性繁殖的方式abcd9下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是()a上述过程中脱分化发生在b步骤，在此过程中植物激素发挥了重要作用b再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程c从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性d人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题题号123456789答案10.如图所示为农作物新品种的育种方式：(1)图示育种方式涉及到的生物工程技术有：_、_、_。(2)过程分别为_、_。(3)过程中常用的载体是_；过程表示的基因操作步骤是_。(4)上述育种与传统杂交育种相比，突出优点是_。综合拓展11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。如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)g所示过程可以采用花粉管通道法，这是基因工程操作“四步曲”的_环节。检测目的基因是否表达的方法有_。(3)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，外包裹上人工种皮，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。(4)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？_。答案 知识清单一、1.(1)快速繁殖植物组织培养(2)无性优良品种 大量繁殖(3)组织培养技术2(1)分生区附近(2)分生区附近病毒无病毒(3)茎尖组织马铃薯草莓3(1)胚状体不定芽腋芽薄膜(2)无性状分离 季节气候地域(3)芹菜花椰菜桉树水稻二、1.(1)花药单倍体(2)稳定遗传育种年限2.(1)培养条件外界压力射线化学物质产生突变(2)突变体新品种三、1.蛋白质药物2.植物组织培养3人参皂甙干粉细胞产物对点训练1(1)茎尖(或根尖)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒(2)有机物植物激素外植体消毒不彻底(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低解析(1)因茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒，所以常用其作为外植体培育无病毒植株。(2)在植物组织培养的培养基中，除了添加植物必需的矿质元素外，还要添加有机物，添加植物激素有利于启动细胞分裂实现脱分化形成愈伤组织，并且可诱导愈伤组织细胞的再分化过程。若对外植体消毒不彻底，会造成外植体边缘局部污染。(3)在培养基中生长素与细胞分裂素的用量比值不同，诱导生根发芽的结果不同，当比值低时，有利于发芽；比值高时，有利于生根。知识链接(1)微型繁殖本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉及有丝分裂，不涉及减数分裂。优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。(2)培养无病毒植株病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。材料的选取：据检测，植物的分生组织细胞中一般是不含病毒的。如果将未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育成幼苗，用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。2d人工种子是经植物组织培养获得具有生根、发芽能力的胚状体结构后，包裹上人工种皮而形成的。在人工种子胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可以添加农药、植物激素、固氮菌等。知识链接人工种子(1)植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。(2)优点：人工胚乳中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗，提高作物产量。解决了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。种子可以工业化生产，提高农业的自动化程度。用人工种子播种可以节约粮食。例如，一个12 l的发酵罐在20 d内生产的胡萝卜胚状体，可以制成1 000万粒人工种子，满足几千公顷农田的种植需要。3(1)植物体细胞杂交(2)茎尖所含病毒较少，甚至不含病毒(3)愈伤组织细胞处于不断分裂的状态，易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变(4)农杆菌转化法(5)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍解析(1)由 a、b两种细胞通过一定的技术手段获得c，属于植物体细胞杂交，能克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。(3)由于愈伤组织一直处于不断分裂的状态，容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。(4)将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。(5)植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。归纳提升(1)单倍体育种与花药离体培养的比较花药离体培养是单倍体育种时常用的方法，但花药离体培养得到的植株一般是不可育的单倍体植株，而单倍体育种是在花药离体培养获得单倍体幼苗的基础上，用适当浓度的秋水仙素处理，获得的是纯合可育的植株，且自交后代不发生性状分离。(2)突变体育种与诱变育种的比较突变体育种的原理为突变(基因突变或染色体变异)，诱变育种的原理为基因突变，所以应注意两个概念间的区别和联系，诱变育种属于突变体育种的一种。(3)植物组织培养应用的生殖方式不能千篇一律地认为植物组织培养都是无性生殖。确切地说，如果离体培养的是体细胞，得到的植株应和亲代完全相同，为无性生殖；如果离体培养的是生殖细胞(如花药离体培养)，得到的植株是单倍体，应为有性生殖中的单性生殖。4(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(4)19 gl1左右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。当细胞大量增殖，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。知识链接细胞产物的工厂化生产(1)原理：植物细胞在代谢过程中，能够产生一些有机化合物，如人参皂甙、奎宁、紫杉醇，它们可以作为药物、杀虫剂、香料、色素等的原料。可以通过大规模培养植物细胞，从中提取这些物质。(2)技术：植物组织培养技术外植体(离体的植物器官、组织或细胞)愈伤组织细胞悬液细胞产物(3)工厂化生产人参皂甙的基本过程选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过培养选择增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为种质。将第一步选择的细胞株放在发酵罐中的适当培养液中进行液体培养，增加细胞数量。将发酵罐中培养的细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。课后作业1d试管苗为单倍体不能有性生殖产生配子。2b人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。3d要获得脱毒苗，一般选取植物体的分生区(如茎尖)，该部位的病毒极少，甚至无病毒，将其进行组织培养得到的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。4d天然种子由于在遗传上具有因减数分裂引起的重组现象，因此会造成某些遗传性状的改变，而人工种子中胚状体的遗传物质和亲本是完全相同的，故可保持亲本的遗传特性，防止性状分离；但是，由人工种子得到的植株并不一定是纯合子。5b人参皂甙粉是利用人参细胞经植物组织培养而获得的。6abcd所谓保护性开发利用是指在保持现有野生个体数量的前提下，合理利用现有资源，或通过开辟新的途径或手段以达到获取资源为目的的开发方式。a、b、c三个选项中，均是通过生物技术手段，实现了获得药用成分的目的，d项通过合成人工种子，增加了个体数量，从而获得了充足的药用资源。7a图中所示bf为花药离体培养得到单倍体幼苗，体现了生殖细胞也具有全能性。但f与a中的染色体组数不同，一般需经人工诱导染色体数目加倍后才可应用于生产。8d这种技术是植物组织培养，本质上属于无性繁殖，培育成的植株的体细胞和最初离体培养的细胞中的遗传物质完全相同，所以是离体培养的细胞克隆(无性繁殖)的过程。思路导引由“某技术”可以促使：可判断出其为组织培养。然后根据组织培养应用的原理等判断各选项。9b植物组织培养首先要取出部分细胞，这些离体的细胞称为外植体，经过脱分化后，形成一些薄壁细胞，这些细胞称为愈伤组织，经过再分化，形成具有生根和发芽能力的胚状体或直接形成根和芽，最终发育成完整植株。所以b为脱分化，c为再分化，植物组织培养的科学原理是植物细胞的全能性。10(1)基因工程植物组织培养植物体细胞杂交(细胞融合)(2)脱分化再分化(3)质粒将目的基因导入受体细胞(4)打破生殖隔离、实现遗传物质的定向改变、克服了远缘杂交不亲和的障碍，周期短解析(1)图中过程涉及到基因工程，过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持。(2)图中为脱分化的过程，可获得愈伤组织，然后经过再分化而得到胚状体。(3)基因工程中常用的载体为质粒，过程是将目的基因导入到某种植物受体细胞中。(4)不管是基因工程育种还是植物体细胞杂交育种，都会打破物种的界限生殖隔离，实现生物性状的定向改变，11(1)杂交单倍体abc能较快得到纯合子，缩短育种年限(2)目的基因导入受体细胞分子杂交技术和抗原抗体杂交等(3)脱分化再分化胚乳 (4)天然种子萌发出的植株属于有性生殖，可能因性状分离而丧失其优良特性解析(1)a、d途径是将两株植株的优良性状集中到一株植株的身上，属于杂交育种；获得纯种植物的最快捷方式是单倍体育种，该育种方式可明显缩短育种年限。(2)将目的基因导入受体细胞的方法主要有农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法，检测目的基因是否表达可用分子杂交技术和抗原抗体杂交。(3)植物组织培养时脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，人工种子中种皮中含有养分、无机盐、有机碳源等物质，相当于种子的胚乳。(4)人工种子发育成植株属于无性繁殖，天然种子发育成植株属于有性繁殖，有性繁殖可能因性状分离而丧失其优良特性。第8课时动物细胞培养和核移植技术目标导航1.简述动物细胞培养的过程、条件及应用。2.简述通过动物体细胞核移植技术克隆动物的过程和应用前景。一、动物细胞工程1常用的技术手段：_、动物细胞核移植、_、生产单克隆抗体等。2基础：_技术。二、动物细胞培养1概念：从动物机体中取出相关的组织，