第1节植物细胞工程学案

专题2细胞工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术

【学习目标】

1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术，

2、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则

【学习难点】

植物组织培养的实验

【教学过程】

自主学习

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、0

二、植物细胞的全能性

1、植物细胞的基本结构包括、、、o

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具有,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。

例I、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

例2、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

三、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

离体植物的脱分化＞组织—壁也今幼根和

发育

芽或胚状体一:——＞完整植株。

3.细胞脱分化：己的细胞经过诱导后，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。

四、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

纤维素酶、人工诱导

离体的细胞果胶酶~,不同细胞原生质体—"'：——＞原生质体

融合一杂种细胞一杂种植株。

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、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：等促使原生质体融合。化学法是用作为

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

植物AMI胞植物B细胞

（去壁（去壁

原生质体A原生质体B

＞植物细胞融合

融合（物理、化学法）

融合的原生质体AB

（再生细胞壁

杂种细胞AB

|脱分化

愈伤组织A植物组织培养

（再分化

杂种植株

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

例4、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

课下练习

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.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（僦标记）。当这些细胞被固定后镜检.利用放射自显影技术发现

放射性物质集中于细胞核、线粒体和叶绿体。可以肯定标记的化合物是

（）

A一种氨基酸B.尿啥陡核甘酸C.胸腺嗜喔脱氧核甘酸D.葡萄糖

3.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

A.过程①的自交代数越多，纯合高蔓抗病植株的比例越高

B.过程②可以取任一植株的适宜花药作培养材料

是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么？

2.1.2植物细胞工程的实际应用

【学习目标】列举植物细胞工程的实际应用。

【学习重点】植物细胞工程应用的实例。

【学习难点】列举植物细胞工程的实际应用。

【学习过程】

A、自主学习

一、植物繁殖的新途径

1.植物微型繁殖(快速繁殖)

(1)概念：植物的快速繁殖技术就是利用组织培养的方法将植物体某一部分的组织

小块进行培养并诱导分化成大量的小植株，从而达到快速无性繁殖的目的，也称

为试管苗繁殖或微型繁殖。

(2)微型繁殖技术：快速_____优良品种的技术。

(3)特点：①保持优良品种的,②高效快速地实现种

苗O

例1某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，

可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体

培养时不应采用该植株的()

A、茎尖B、子房壁C、叶片D、花粉粒

2.作物脱毒

(1)材料：无病毒的O

⑵脱毒苗：切取进行获得的。

例2组织培养技术不能直接用于()

A、快速繁殖B、培育无病毒植株C、植物产品的工厂化生产D、培养抗

病菌植株

3.神奇的人工种子

⑴特点：①后代无_______________。②不受_________________和地域限制。

(2)结构：人工_____________和________________回4________________________或不定芽

或___________O

⑶人工种子的制备，如图人工种子主要由三部分组成,一是胚状体森布人工种皮

(分生组织)，它相当于天然种子的胚，是有生命的物质结构；二是

供胚状体维持生命力和保证其在适宜的环境条件下生长发育的人工

胚乳；三是具有保护作用的“人工种皮二

(4)人工种子的优越性:_____________________________________________________

例3、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D.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

例4、下列哪一项不是植物繁殖的新途径()

A.微型繁殖B.作物脱毒C.细胞核移植D.人工种子

二、作物新品种的培育

1.单倍体育种

⑴方法：。

⑵优点：①后代稳定遗传，都是。②明显缩短

了O

例5、下列哪一项不是单倍体育种的优点()

A.缩短育种年限B.得到稳定遗传的优良品种

C.节约人力、物力D.操作简单、易行

2.突变体的利用

(1)产生：O

(2)利用：筛选对人们,进而培育新品种。

例6用组织培养技术繁殖植物体时，不可能发生的是()

A、基因重组B、基因突变C、染色体变异D、染色体分离

3.细胞产物的工厂化生产

(1)种类：、、、、香料、生物碱等。

(2)技术：植物技术。

4.生物育种技术的比较:

技术原理优点缺点

提高生物变异的频率，使后代变异频率

诱变育种较快稳定；可大幅度改良某些性状，缩

短育种进程

使位于不同个体的优良性状，集中于一

杂交育种

个个体

单倍体育

获得个体均为纯种，明显缩短育种年限

种

多倍体育器官大，提高产量和营养成分

种

基因工程打破物种界限，定向地改造生物遗传性

育种状

克服远缘杂交不亲和的障碍；扩大了用

细胞工程

于杂交的亲本组合范围；定向改变生物

育种

遗传性状

例7、作物育种的方法有多种。请针对图中两种方法回答问题：

方法1种子3f新基因型种子一新性状植株3U良种

方法2细胞，愈伤组织一胚状体f种苗

⑴方法1称为:方法2称为O

⑵方法1的“新性状植株”不能都作为良种保留，根本原因

是0

⑶方法2产生“愈伤组织”的过程，称为细胞的,它形成“胚状

体”的过程可称为。此方法的基本技术手段可称

为o上述过程证实了已分化的植物体细胞仍具有

性。

⑷两种方法都能获得新品种，共同原因是利用了生物能够产生变异

的特性，但一者的本质区别是方法1利用了的变异；方法2利用

了的变异。

B、反馈矫正

1.植物的微型繁殖技术，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.若获得脱毒苗，一般选取植物体的哪一部分组织（）

A.叶B.花粉C.根D.茎尖

3、将一粒花粉培育成幼苗，将它的茎尖用秋水仙素处理，长大后该植物正常开花

结果。与该植株染色体数目不相同的是（）

A、根细胞B、叶细胞C、茎细胞D、子房壁细胞

4.单倍体是指体细胞中（）

A.含有一个染色体组的个体B.含有奇数条染色体的个体

C.含有奇数个染色体组的个体D.含有本物种配子染色体数目的个体

5.马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减

产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳方法

是（）

A.选择优良品种进行杂交B.进行远缘植物体细胞杂交

C.利用芽体进行组织培养D.人工诱导基因突变

6、用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是（）

A、种植一Fi一选出不分离者一纯合子

B、种植一秋水仙素处理一纯合子

C、种植一生长素处理一纯合子

D、种植一花药离体培养一单倍体幼苗一秋水仙素处理一纯合子

7.甲植株开红花，乙植物开黄花。若培养一植株上同时开红花和黄花，理论上有

多种手段。下列各项不可能的是

（）

A.取甲乙体细胞杂交再培养B.把甲乙二植株相互嫁接

C.把甲的叶绿体移入乙细胞再培养D.把甲的细胞核移入乙再培养

8.用于组织培养的培养液和无土栽培时所用的营养液相比，最大的差别是前者

（）

A、无需含有必须的矿质元素B、必须含有机物

C、不一定含有植物激素D、浓度必须小于细胞液浓度

9.将基因型为AA和aa的两个植株杂交，得到Fi再作进一步处理，如图

自然生长

甲植株

幼苒Xf丙植株

AAXaa----*秋水仙素

乙植株

请分析回答：

（1）乙植株的基因型是,属于倍体。

（2）用乙植株的花粉直接培育成的后代属于倍体，其基因型及比例

是。

（3）丙植株的体细胞中含有