人教版選修3植物細胞工程的基本技術(shù)學(xué)案

1、專題2細胞工程2.1. 1植物細胞工程的基本技術(shù)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標1、簡述植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)。2、嘗試進行植物組織培養(yǎng)。學(xué)習(xí)重點1、植物組織培養(yǎng)的原理和過程2、植物體細胞雜交的原則學(xué)習(xí)難點植物組織培養(yǎng)的實驗二、學(xué)習(xí)過程（一）、細胞工程1 概念：應(yīng)用和的原理和方法，通過或上的操作，按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的或獲得的一門綜合科學(xué)技術(shù)。2. 分類：根據(jù)操作對象不同，可分為、。（二）、植物細胞的全能性1、植物細胞的基本結(jié)構(gòu)包括、。2 、 植物細胞主要的增殖方式是，細胞分化是指原因是。3、全能性是指，表現(xiàn)為全能性的原因是。4. 在理論上，生物的任何一個細胞都，但在生物的生長發(fā)育過程中，細胞并

2、不表現(xiàn)，-而是分化成各種。5. 特定的時間和空間條件下， 細胞中的基因會有地表達出各種，分化形成不同的細胞，從而構(gòu)成生物體的不同。（三）、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.原理：植物細胞具有，具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成的潛能。2.過程脫分化再分化發(fā)育離體植物的 植株。T組織T幼根和芽或胚狀體T 完整3. 細胞脫分化：已的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程。4. 植物組織培養(yǎng)：在和的條件下，將的植物器官、組織、細胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上,給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生、叢芽，最終形成完整植株。（四）、胡蘿卜的組織培養(yǎng)1、實驗原理生物體細胞一般都是由受精卵經(jīng)過有絲

3、分裂形成的，因而都含有該生物的全套的遺傳信息，都具有發(fā)育成完整個體的潛能。因此，植物體的根、莖、葉細胞都具有，在一定的營養(yǎng)和激素條件下，可以脫分化形成。將愈傷組織轉(zhuǎn)接到含有不同激素成分的培養(yǎng)基上，就可以誘導(dǎo)其再分 化生成胚狀體或叢芽，進而發(fā)育成。2、實驗步驟 將用自來水充分洗凈，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手。 在超凈工作臺（或接種箱）上將胡蘿卜段用酒精溶液消毒 30s后，立即用清洗23次，再用處理30min后，立即用無菌水清洗 23（）次。 用的濾紙吸去胡蘿卜段表面的水分。然后，在瓷磚上，用無菌的解剖刀將胡蘿卜段切成1 cm厚的橫切片，再選取有的部位，切取1 cm。左右的小塊。 將接種到

4、培養(yǎng)基上，用錫箔紙封蓋瓶口，并用橡皮筋扎緊。然后，在培養(yǎng)瓶上貼上標簽，寫明材料名稱、接種日期和小組號。 將接種后的胡蘿卜組織塊，放在恒溫避光條件下培養(yǎng)。4d后，檢查培養(yǎng)材料的污染情況；14d 后，觀察愈傷組織的生長狀況。然后，在恒溫箱中繼續(xù)避光培養(yǎng)。在培養(yǎng)過程中，注意定期觀察和記錄愈傷組織的生長情況。 培養(yǎng)一段時間后，將生長良好的轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上，培養(yǎng)一段時間后，胡蘿卜的愈傷組織就可以誘導(dǎo)出。然后將試管苗移栽到大田，培養(yǎng)成。3 、注意事項.外植體的選擇與制備 選擇外植體時，由于外植體的脫分化難易因植物種類、器官來源及生理狀況的不同而有很大 差異，因此，選擇哪些作為外植體應(yīng)該注意。一般來講，煙

5、草、胡蘿卜，植物的花和幼嫩的組 織脫分化相對較易，而植物的莖、葉和成熟的老組織則較難。 制備外植體首先要消毒，其次要選取有形成層的部分，因形成層細胞易脫分化。植物組織培養(yǎng)注意的要點 培養(yǎng)基包括所有操作工具都應(yīng)進行消毒和滅菌，謹防雜菌污染。 需在無菌條件下操作。 接種，繼代培養(yǎng)的轉(zhuǎn)移都應(yīng)在接種箱內(nèi)進行。對于植物組織培養(yǎng)來說，光照條件非常重要，包括光照強度、時間和波長。但在由高度分 化的組織形成愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要暗培養(yǎng)，而在分化形成試管苗的再生的過程中一定要 有光照。誘導(dǎo)形成愈傷組織階段的暗培養(yǎng)有利于細胞的脫分化產(chǎn)生愈傷組織，如果在光照條件 下容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織

6、。由愈傷組織經(jīng)細胞有絲分裂和分化 形成試管苗的過程中需要光照，原因是葉中葉綠素的合成需要光照條件。（五）、植物體細胞雜交技術(shù)1 概念：不同種植物的，在一定條件下融合成，并把雜種細胞培育成新的的技術(shù)。2過程離體的細胞纖維素酶果膠酶人工誘導(dǎo)不同細胞原生質(zhì)體 T原生質(zhì)體融合T雜種細胞T雜種植株。3. 植物體細胞雜交步驟：(1) 去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體，目前最常用的去細胞壁的方法是酶解法，也就是 在溫和條件下用纖維素酶、果膠酶去除植物細胞的細胞壁。(2) 不同植物體細胞原生質(zhì)體融合，必須通過物理法和化學(xué)法來誘導(dǎo)融合。物理方法有：離心、振動、電激等促使原生質(zhì)體融合。化學(xué)法是用聚乙二醇(PEG

7、作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)融合。融合后再生出細胞壁。用植物組織培養(yǎng)方法進行培育，可得到雜種植株。如圖植物冊胞嚴壁原生質(zhì)怵A植物B細胞 廬壁 原生質(zhì)體BA植物細胞融舍融合(物理、化學(xué)法) 融旁的原生質(zhì)體AB再生細胞壁雜種細胞AB卄脫分化愈怖組織(再分化雜種植株A植物組織培養(yǎng)C.細胞質(zhì)發(fā)生融合D.細胞核發(fā)生融合在此過程中需要注意的問題有：植物體細胞雜交過程中，植物細胞融合所依據(jù)的生物學(xué)原理是細胞膜的流動性；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細胞的全能性。體細胞融合成功以后，既有AB型雜種細胞，還能形成 AA型和BB型兩種融合細胞，但只有 AB型細胞是植物體細胞雜交所 形成的雜種細胞，因此在雜種細胞形成后還應(yīng)有一個篩選

8、過程。目前常用的去除細胞壁的方 法是酶解法，保證了原生質(zhì)體活性。植物體細胞雜交完成的標志是新細胞壁的形成。植物體 細胞雜交過程仍以植物組織培養(yǎng)為前提，通過植物組織培養(yǎng)完成雜種植株的培育過程。植物 體細胞雜交的最大突破是克服遠緣雜交不親和的障礙，但是目前仍有許多理論和技術(shù)問題沒有 解決，離推廣應(yīng)用仍有一定距離。三、反思總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)了植物組織培養(yǎng)和植物體細胞雜交技術(shù)并嘗試進行植物組織培養(yǎng)。本節(jié)課的課堂上師生主要解決植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交技術(shù)的過程、特點、以及學(xué)生學(xué) 習(xí)過程中易忘、易混點等，最后進行當堂檢測，課后進行延伸拓展，以達到提高課堂效率的目 的。四、當堂檢測I、有關(guān)全能性的敘述，不正確

9、的是A. 受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高B. 生物體內(nèi)細胞由于分化，全能性不能表達C. 卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性很高D. 植物細胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性 2、在生物體內(nèi)，細胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織、器官，是因為A .基因的表達有選擇性C.細胞喪失了全能性3、植物體細胞融合完成的標志是A.產(chǎn)生新的細胞壁B. 不同的細胞內(nèi)基因不完全相同D.在個體發(fā)育的不同時期，細胞內(nèi)的基因發(fā)生了變化 ( )B. 細胞膜發(fā)生融合4、用不同種植物的兩個體細胞融合成一個雜種細胞的過程。該過程是指（）A. 不同植物的精子和卵細胞的融合B.不同植物的原生

10、質(zhì)體的融合C. 完整的兩個體細胞的融合D. 植物花粉細胞的兩兩融合1、下列細胞的全能性最高的是A、植物的卵細胞C、被子植物的受精卵2下列屬于組織培養(yǎng)的是（）A. 花粉培育成單倍體植株 C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)3. 組織培養(yǎng)的理論根據(jù)是（）A. 培養(yǎng)基中營養(yǎng)物質(zhì)全面C.細胞的分裂課后練習(xí)與提高（ ）B、植物的花粉D、被子植物的葉肉細胞B. 芽發(fā)育成枝條D.未受精的卵細胞發(fā)育成個體B. 細胞的全能性D.細胞的分化4. 愈傷組織細胞在一種包含所有必需物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)了幾個小時，其中一種化合物具有放射性（氚標記）。當這些細胞被固定后鏡檢利用放射自顯影技術(shù)發(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)集中于細胞 核、線粒體和葉綠體

11、?？梢钥隙擞浀幕衔锸牵ǎ〤.胸腺嘧啶脫氧核苷酸D.葡萄糖采用了下圖所示的方法： 圖中兩對相對性狀獨立遺傳。據(jù)圖A 一種氨基酸B.尿嘧啶核苷酸5. 為獲得純合高蔓抗病番茄植株， 分析，不正確的是A. 過程的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高B. 過程可以取任一植株的適宜花藥作培養(yǎng)材料C. 過程包括脫分化和再分化兩個過程D. 圖中篩選過程不改變抗病基因頻率6. 植物M與N有性雜交不親和，但科學(xué)家設(shè)法獲得了兩者的雜種植株?？茖W(xué)家最可能使用的方法是（）A. 將M嫁接到N上，或?qū)?N嫁接到M上B. 利用植物體細胞雜交工程技術(shù)手段，培養(yǎng)成一個雜種植株C. 將M的花粉授給N,再將所得種子培養(yǎng)成植株

12、D. 將M和N的花粉分別進行離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再讓兩種單倍體植株相互授粉，將獲得的種子培養(yǎng)成植株7. 在不損傷高等植物細胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)的情況下，下列哪種物質(zhì)適合于除去細胞壁（）A.蛋白酶B.鹽酸C.淀粉酶D.纖維素酶和果膠酶&在植物細胞工程中，當原生質(zhì)體融合成一個細胞后，需要誘導(dǎo)產(chǎn)生細胞壁，參與這一過程的細胞器是（）A、葉綠體、高爾基體B、線粒體、高爾基體C、葉綠體、線粒體D、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)9. 植物體細胞雜交尚未解決的問題有（）A.去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B. 將雜種細胞培育成植株C. 讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出親代的優(yōu)良性狀D. 尚未培育出雜種植物10、 與傳統(tǒng)的有性雜交法

13、相比，植物體細胞雜交的最大優(yōu)點是()A、可使兩個親本的優(yōu)良性狀組合到一起B(yǎng)、可以克服遠緣雜交不親和的障礙C、可以培育出高產(chǎn)性狀明顯的新品種D、可以降低生成成本，提高接濟效益11. 植物體細胞雜交能解決不同種植物之間由于生殖隔離而不能進行有性雜交的問題。植物體細胞雜交過程不涉及()A.使用限制性內(nèi)切酶B.使用纖維素酶和果膠酶C. 誘導(dǎo)兩種不同的細胞融合D.選擇利于雜種細胞分裂和分化的培養(yǎng)基12、由基因型為Aa植株的花粉和基因型為 Bb植株的花粉， 可以得到多少種基因型不同的細胞(僅考慮兩個細胞融合)A、6種B、8種13、下列過程中，不發(fā)生細胞融合的是A、植物體細胞雜交C氧進入細胞中的線粒體除去細

14、胞壁后，進行原生質(zhì)體融合,14、A、C、15、C、10 種D、12種( )B、受精過程D、制備單克隆抗體(要將胡蘿卜韌皮部細胞培養(yǎng)成完整植株，不需要具有完整細胞核的細胞B、離體狀態(tài)導(dǎo)入外源基因D、一定的營養(yǎng)物質(zhì)和激素如圖為兩個種間植物細胞融合和再生植株示意圖。請據(jù)圖回答：D、(一八表示各主要步驟)(2)從步驟二到步驟三一般要用作為促融劑。(3)步驟四為過程。(4)在形成再生植株的過程中與組織培養(yǎng)有相似之處的步驟是,六原生質(zhì)休盤形態(tài)上表現(xiàn)為，而且在等方面發(fā)生了明顯的重組現(xiàn)象。16、下圖為植物體細胞雜交過程示意圖，據(jù)圖回答：(5)步驟八表示選擇體細胞雜種植株，雜種植株不僅在二令理由是。皆I親本植嘗

15、克親半植物B植輸細胞A(1)從步驟一到步驟二是植物細胞形成的階段，其關(guān)鍵是使用酶去掉。1E在合的雜種 鉗釦秒牡比生 魚住口原生質(zhì)捧細胞愈傷組織雜種植物 原主質(zhì)體B植鞠細（1）步驟是去掉，使植物細胞成為，最常用的方法是。（2）步驟一般常用的化學(xué)試劑是，目的是。（3） 在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術(shù)手段是_，其中步驟相當 于，步驟相當于。（4）植物體細胞雜交的目的是獲得新的雜種植株，使兩株植物的性狀能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因是 。（5）從理論上講，雜種植株的育性為。若運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？理由是。因此，這項研究對于培養(yǎng)作物新品種方面的重大意義在于（7）利用植

16、物體細胞雜交的方法培育作物新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德 爾的遺傳規(guī)律？為什么？生物選修三學(xué)案專題2.1的參考答案細胞生物學(xué)分子生物學(xué)細胞水平細胞器水平遺傳物質(zhì)細胞產(chǎn)品植物細胞工程和動物細胞工程細胞壁細胞膜細胞質(zhì)細胞核有絲分裂在個體發(fā)育中，由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生 穩(wěn)定性差異的過程。在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息執(zhí)行情況不同（或基因選擇性 表達）具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。每個細 胞都含有該物種全部遺傳信息發(fā)育成完整植株的潛力全能性組織和器官選擇性蛋白質(zhì)組織和器 官全能性完整生物體器官、組織、細胞愈傷分化結(jié)構(gòu)和功能無菌人工控制條件離體愈傷組織全 能性愈傷組織完整的植株胡蘿卜根無菌水次氯酸鈉溶液無菌消毒形成層 胡蘿卜組織塊2326C愈傷組織試管苗正常植株體細胞雜種細胞、植物體當堂檢測1、C 2、A 3