植物细胞工程.doc

专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.1 植物细胞工程的基本技术 编写代码：szyzgesw 编写人：张琳江、李建林、钱丽萍 时间：2012-2-27备课组长签字：张琳江 包科领导签字：杨 燕 班级： 姓名： 小组： 学习目标1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。2、列举植物细胞工程的实际运用。3、尝试进行植物组织培养。学习重点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、植物细胞工程应用的实例学习难点植物组织培养的实验学习过程(一)、细胞工程1概念：应用 和 的原理和方法，通过 或 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。2分类：根据操作对象不同，可分为 、 。（二）、植物细胞的全能性1、植物细胞的基本结构包括 、 、 、 。2、植物细胞主要的增殖方式是 ，细胞分化是指 ，_原因是 _ 。3、全能性是指 ，表现为全能性的原因是 。4在理论上，生物的任何一个细胞都 ，但在生物的生长发育过程中，细胞并不表现 ，-而是分化成各种 。5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 。一、植物组织培养技术1原理：植物细胞具有 ，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 的潜能。2过程 离体植物的 _ 组织幼根和芽或胚状体 完整植株。3细胞脱分化：已 的细胞经过诱导后，失去其特有的 而转变成未分化细胞的过程。4植物组织培养：在 和 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 、丛芽，最终形成完整植株。胡萝卜的组织培养1、实验原理 生物体细胞一般都是由受精卵经过有丝分裂形成的，因而都含有该生物的全套的遗传信息，都具有发育成完整个体的潜能。因此，植物体的根、茎、叶细胞都具有 ，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成 。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而发育成 。3、注意事项外植体的选择与制备 选择外植体时，由于外植体的脱分化难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而有很大差异，因此，选择哪些作为外植体应该注意。一般来讲，烟草、胡萝卜，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对较易，而植物的茎、叶和成熟的老组织则较难。 制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因形成层细胞易脱分化。 植物组织培养注意的要点 培养基包括所有操作工具都应进行消毒和灭菌，谨防杂菌污染。 需在无菌条件下操作。 接种，继代培养的转移都应在接种箱内进行。对于植物组织培养来说，光照条件非常重要，包括光照强度、时间和波长。但在由高度分化的组织形成愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，而在分化形成试管苗的再生的过程中一定要有光照。诱导形成愈伤组织阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果在光照条件下容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织。由愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗的过程中需要光照，原因是叶中叶绿素的合成需要光照条件。二、植物体细胞杂交技术1概念：不同种植物的 ，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新的 的技术。2过程 离体的细胞不同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，分离出有活力的原生质体，目前最常用的去细胞壁的方法是酶解法，也就是在温和条件下用纤维素酶、果胶酶去除植物细胞的细胞壁。 (2)不同植物体细胞原生质体融合，必须通过物理法和化学法来诱导融合。物理方法有：离心、振动、电激等促使原生质体融合。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的问题有：植物体细胞杂交过程中，植物细胞融合所依据的生物学原理是细胞膜的流动性；植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。体细胞融合成功以后，既有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的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。目前常用的去除细胞壁的方法是酶解法，保证了原生质体活性。植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。植物体细胞杂交过程仍以植物组织培养为前提，通过植物组织培养完成杂种植株的培育过程。植物体细胞杂交的最大突破是克服远缘杂交不亲和的障碍，但是目前仍有许多理论和技术问题没有解决，离推广应用仍有一定距离。当堂检测1、在生物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，是因为 ( )A基因的表达有选择性 B不同的细胞内基因不完全相同C细胞丧失了全能性 D在个体发育的不同时期，细胞内的基因发生了变化2、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3、用不同种植物的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指 ( ) A不同植物的精子和卵细胞的融合 B不同植物的原生质体的融合 C完整的两个体细胞的融合 D植物花粉细胞的两两融合课后练习与提高1、下列细胞的全能性最高的是 ( )A、植物的卵细胞 B、植物的花粉 C、被子植物的受精卵 D、被子植物的叶肉细胞2下列属于组织培养的是 ( ) 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未受精的卵细胞发育成个体3组织培养的理论根据是 ( ) A培养基中营养物质全面 B细胞的全能性 C细胞的分裂 D细胞的分化 4为获得纯合高蔓抗病番茄植株，采用了下图所示的方法：图中两对相对性状独立遗传。据图分析，不正确的是F1花药叶肉细胞F2Fn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加倍 筛选导入抗病基因培养A过程的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高B过程可以取任一植株的适宜花药作培养材料 C过程包括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5植物M与N有性杂交不亲和，但科学家设法获得了两者的杂种植株。科学家最可能使用的方法是 ( ) 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的花粉授给N，再将所得种子培养成植株 D将M和N的花粉分别进行离体培养获得单倍体植株，再让两种单倍体植株相互授粉，将获得的种子培养成植株6在不损伤高等植物细胞内部结构的情况下，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7、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8植物体细胞杂交尚未解决的问题有 ( ) A去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B将杂种细胞培育成植株 C让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状 D尚未培育出杂种植物9、与传统的有性杂交法相比，植物体细胞杂交的最大优点是 ( )A、可使两个亲本的优良性状组合到一起 B、可以克服远缘杂交不亲和的障碍C、可以培育出高产性状明显的新品种 D、可以降低生成成本，提高接济效益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选择利于杂种细胞分裂和分化的培养基11、由基因型为Aa植株的花粉和基因型为Bb植株的花粉，除去细胞壁后，进行原生质体融合，可以得到多少种基因型不同的细胞（仅考虑两个细胞融合） A、6种 B、8种 C、10种 D、12种12、下列过程中，不发生细胞融合的是 ( ) A、植物体细胞杂交 B、受精过程 C、氧进入细胞中的线粒体 D、制备单克隆抗体13、要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要 ( ) A、具有完整细胞核的细胞 B、离体状态 C、导入外源基因 D、一定的营养物质和激素14、下图为植物体细胞杂交过程示意图，据图回答：（1）步骤是去掉 ，使植物细胞成为 ，最常用的方法是 。（2）步骤一般常用的化学试剂是 ，目的是 。（3）在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中，运用的技术手段是 ，其中步骤相当于 ，步骤相当于 。（4）植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使两株植物的性状能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是 。（5）从理论上讲，杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂交方法能否实现？ 理由是 。因此，这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于 _（7）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？专题2 细胞工程2.1 植物细胞工程2.1.2 植物细胞工程的实际应用编写代码：szyzgesw 编写人：张琳江、李建林、钱丽萍 时间：2012-2-27备课组长签字：张琳江 包科领导签字：杨 燕 班级： 姓名： 小组： 使用说明1、 依据学习目标、认真预习课本52页到56页内容20分钟，用红笔标注重难点2、 用准确语言完成【自主学习】和【合作探究】3、认真独立完成【自我检测】学习目标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：植物微型繁殖技术又叫 技术，是指用于 的 技术。（2）特点，能保持亲本 ；能实现 大量繁殖。（3）有点：繁殖速度 ，周期 ，不受季节、气候、自然灾害等因素的影响，并可实现 。（4）实例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等，如荷兰的兰花。2.作物脱毒（1）概念：把已被 感染的植物进行 的技术。（2）材料：植物的 （如茎尖）（3）常用方法：切取茎尖进行 获得。3.人工种子（1）概念：是以植物组织培养得到的 、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，用 包装得到的种子。（2）组成：人工种子主要由三部分组成：一是 ；二是提供营养物质的 ；三是具有保护作用的“ ”。二 作物新品种的培育1. 单倍体育种（1）过程：取亲本植株花药 获得单倍体幼苗，然后用 处理，获得纯合子。（2）优点：得到的纯合子能 ；能明显 育种年限。2.突变体的利用（1）突变体：在植物组织培养过程中，一直处于 的培养细胞，容易受到 和 的影响而发生 ，由此发育而成的个体称为突变体。（2）利用：从突变体中筛选出对 ，进行培育得到新品种，即突变体育种。三 细胞产物的工厂化生产1.原理：植物细胞在代谢过程中，能够生产一些有机化合物，如人参皂 、奎宁、紫杉醇，它们可以作为药物、杀虫剂、香料、色素等，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。3.过程：外植体（离体的植物器官、组织或细胞）脱分化愈伤组织分散开细胞悬液发酵、提取细胞产物【自我检测】1.植物的微型繁殖技术是指（ ）A.植物体细胞杂交技术 B.嫁接C.营养繁殖 D.植物组织培养2.一个离体的植物细胞给予适宜的条件后可以经过多次分裂、分化直至发育成一个性成熟的个体，这种 技术具有多种用途，但是不能（ ）A.有选择的繁殖一种无病毒花卉 B.繁殖农作物中的优秀个体C.拯救濒临绝灭的植物 D.改变植物的基因型3.人工种子的培育中应用的主要技术是（ ）A.有性杂交 B.植物体细胞杂交C.植物组织培养 D.细胞全能性4.植物组织培养出来的植株一般很少有病毒危害，其原因在于（ ）A.在组织培养过程中，细胞进行的是快速分裂和分化B.人工培养的培养基上，植物病毒无法生存C.组织培养出的植物水分太少，无机盐含量高，病毒无法生存D.组织培养过程中都是在无菌条件下进行5.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6.下列关于人工种子的叙述中，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7.人参皂 粉时人参中重要的药用成分，以前只能从人参中提取，产量低，因而价格较贵，目前可通过下列哪项技术迅速打量获取（ ）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8.利用植物组织培养技术可以进行作物新品种的培育。下列