高考生物一輪復(fù)習(xí) 第十單元 植物細(xì)胞工程學(xué)案

1、第十單元 現(xiàn)代生物科技專題學(xué)案51 植物細(xì)胞工程考綱要求植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交復(fù)習(xí)要求掌握植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交的過程及應(yīng)用基礎(chǔ)自查一植物細(xì)胞工程 1.理論基礎(chǔ)（原理）： 全能性表達(dá)的難易程度： 分化過程中分裂素和生長素比例不同結(jié)果也不同： 簡記為： 2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）過程： （2）用途： 。（3）地位： 。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）過程：（2）誘導(dǎo)融合的方法： 。（3）意義： 。4.應(yīng)用：（1）植物繁殖微型繁殖：可以 作物脫毒： 人工種子： 。優(yōu)點(diǎn)： （2）作物新品種培育單倍體育種：a過程： b優(yōu)點(diǎn)： c突變體利用： （3）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)： 。課堂深化探究一植物組

2、織培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞全能性及表達(dá)的條件(1)全能性的理論依據(jù)(2)全能性的高低(大小)(通常情況下)分化程度低的細(xì)胞高于分化程度高的細(xì)胞。材料 培養(yǎng)基 外界條件 （3）植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件 （4）植物組織培養(yǎng)選取 ，這些組織最容易誘導(dǎo)脫分化。特別提醒：1生長素和細(xì)胞分裂素在植物體內(nèi)含量很低，因此植物組織培養(yǎng)中常用人工合成的生長素類似物和細(xì)胞分裂素類似物。細(xì)胞分裂素/生長素的比例適中，有利于外植體脫分化，比例升高有利于愈傷組織再分化形成叢芽，比例降低則有利于生根。2進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時應(yīng)注意的問題(1)所有實(shí)驗(yàn)用具嚴(yán)格滅菌。(2)接種過程嚴(yán)格的無菌操作。(3)愈傷組織培養(yǎng)：最初避光培養(yǎng)，后期見光培

3、養(yǎng)。(4)試管苗培養(yǎng)：要先進(jìn)行生芽培養(yǎng)，再進(jìn)行生根培養(yǎng)，試管苗培養(yǎng)要在光照條件下進(jìn)行。3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理：細(xì)胞的全能性。過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組織，愈傷組織經(jīng)過再分化形成根、芽，進(jìn)而發(fā)育成新植株個體。同一株綠色植物的體細(xì)胞與生殖細(xì)胞（精子或卵細(xì)胞）的染色體數(shù)目不同，因此基因就不相同，由它們經(jīng)有絲分裂培養(yǎng)成的愈傷組織的基因也是不同的。2.植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較技術(shù)內(nèi)容項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理 培養(yǎng)基成分 取材 培養(yǎng)過程培養(yǎng)結(jié)果 應(yīng)用 相同點(diǎn) 特別提醒植物組織培養(yǎng)需要生長素和細(xì)胞分裂素，其中生長素可誘導(dǎo)愈傷組織生根，細(xì)胞分裂素可促進(jìn)愈傷組織生芽。

4、在動物細(xì)胞的傳代培養(yǎng)中，細(xì)胞可能癌變。兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進(jìn)行了有絲分裂，都是無性繁殖，都可稱克隆，都不涉及減數(shù)分裂。植物組織培養(yǎng)最終產(chǎn)生新個體，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性；動物細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生大量細(xì)胞，不形成新個體，故不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。二植物體細(xì)胞雜交技術(shù)依據(jù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖(如圖)，完成問題：1.（1）植物體細(xì)胞雜交需用 除去細(xì)胞壁；植物細(xì)胞融合成功的標(biāo)志為 。（2）誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法有 兩類。（3）通過植物體細(xì)胞雜交所得到的雜種細(xì)胞，不管是染色體基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。（4）植物體細(xì)胞雜交區(qū)別于傳統(tǒng)植物有性雜交的優(yōu)點(diǎn)是 。2植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較特

5、別提醒：1植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是新的細(xì)胞壁的生成。2植物體細(xì)胞雜交的終點(diǎn)是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束。雜種植株特征：具備兩種植物的遺傳特征，原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。3.植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合（單克隆抗體制備）理論基礎(chǔ)融合前處理促融方法過程第一步第二步第三步第四步意義和用途特別提醒(1)在細(xì)胞融合時，可出現(xiàn)多種雜種細(xì)胞，如B細(xì)胞B細(xì)胞，骨髓瘤細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞，B細(xì)胞骨髓瘤細(xì)胞。(2)動物細(xì)胞融合和植物體細(xì)胞雜交，均需對雜種細(xì)胞進(jìn)行篩選，但篩選的方法不同，前者可用免疫法，后者可用機(jī)械方法、生理學(xué)或遺傳學(xué)方法。(3)各項(xiàng)技術(shù)在使用中

6、一般要借助于其他某種技術(shù)的協(xié)助，如動物細(xì)胞融合、單克隆抗體的制備、胚胎移植、核移植等，其中動物細(xì)胞培養(yǎng)是動物細(xì)胞工程技術(shù)的基礎(chǔ)。三、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1植物的花芽、葉芽等處的分生組織病毒極少，常被用于獲得脫毒植株。2植物組織培養(yǎng)過程中生長素和細(xì)胞分裂素是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。3植物組織培養(yǎng)過程中，要獲得細(xì)胞產(chǎn)物，只需要把外植體培養(yǎng)到愈傷組織階段即可。對應(yīng)訓(xùn)練1.利用植物的莖尖或葉片、莖段、花粉等，在無菌條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來培育植物新品種，也可以在較短時間內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的

7、敘述，正確的是( )這種技術(shù)利用了植物的全能性 這種技術(shù)叫做組織培養(yǎng)，可以克隆生物體 這種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一 這種技術(shù)是一種無性繁殖的方式A. B.C. D.2.1958年，美國科學(xué)家將胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株，請根據(jù)下面實(shí)驗(yàn)過程示意圖分析回答:（1）過程在生物技術(shù)中稱為 ，由單個細(xì)胞形成細(xì)胞團(tuán)需要經(jīng)過 過程。 （2）過程由細(xì)胞團(tuán)形成胚狀體要經(jīng)過 過程，其結(jié)果是 _ _ _ _ _ _。 (3)此實(shí)驗(yàn)成功證明了 。3.（2012太原市高三年級模擬試題）下圖所示為培育農(nóng)作物新品種的過程示意圖。請回答：（1）圖示育種過程涉及到的生物工程技術(shù)有 、 、 等。

8、（2）圖中分別表示一個已插入外源DNA片段的重組Ti質(zhì)粒載體的 、 和 。（3）圖中從愈傷組織到形成完整的新品種植株的途徑有兩條，具體通過哪條途徑主要取決于培養(yǎng)基中的 的種類及其濃度配比。（4）若僅用二倍體植物甲的未成熟花粉培養(yǎng)完整植株，稱為 植株，說明未成熟花粉具有 ；這些植株只有通過 才能結(jié)實(shí)。（5）若要從大量培養(yǎng)的紫草愈傷組織中提取紫草素，則 條件是不需要的。A消毒滅菌 B充足光照 C適宜溫度 D適宜養(yǎng)料和激素（6）用植物組織培養(yǎng)制作的人工種子，可解決有些作物品種的 等問題（至少答出2點(diǎn)）。（7）圖示育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，主要優(yōu)點(diǎn)是 。4.白菜、甘藍(lán)均為二倍體，體細(xì)胞染色體數(shù)目分別

9、為20、18。以白菜為母本、甘藍(lán)為父本，經(jīng)人工授粉后，將雌蕊離體培養(yǎng)，可得到“白菜甘藍(lán)”雜種幼苗。請回答問題:（1）白菜和甘藍(lán)是兩個不同的物種，存在 隔離。自然條件下，這兩個物種間不能通過 的方式產(chǎn)生后代。雌蕊離體培養(yǎng)獲得“白菜甘藍(lán)”雜種幼苗，所依據(jù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞具有 。 （2）為觀察“白菜甘藍(lán)”染色體的數(shù)目和形態(tài)，通常取幼苗的 做臨時裝片，用 (染料)染色。觀察、計(jì)數(shù)染色體的最佳時期是 。 (3)二倍體“白菜甘藍(lán)”的染色體數(shù)為 。這種植株通常不育，原因是減數(shù)分裂過程中 。為使其可育，可通過人工誘導(dǎo)產(chǎn)生四倍體“白菜甘藍(lán)”，這種變異屬于 。 5.細(xì)胞工程是按照人們的意愿通過某種工程手段改變

10、細(xì)胞內(nèi)遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的綜合科學(xué)技術(shù)?？茖W(xué)家從紅豆杉的體細(xì)胞中分離出具有獨(dú)特抗腫瘤的物質(zhì)紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇的需求量是4000kg，但全世界紫杉醇的產(chǎn)量是250kg，供求嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致一些地區(qū)紅豆杉資源遭到嚴(yán)重破壞。現(xiàn)在可以采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)解決這一問題。(1)植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ (2)在得到紅豆杉的 后，經(jīng)過消毒就可以在培養(yǎng)基上進(jìn)行培養(yǎng)。人工合成的培養(yǎng)基中除水、蔗糖、維生素、有機(jī)添加物外，是其生長必需的，是植物細(xì)胞脫分化及再分化不能缺少的調(diào)節(jié)物質(zhì)。從該生產(chǎn)的目的看，得到_ _ _ _ _ 就可以提取紫杉醇。實(shí)驗(yàn)探究“白菜一甘藍(lán)”是科

11、學(xué)家用植物細(xì)胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長周期短，耐熱性強(qiáng)和易儲存等優(yōu)點(diǎn)。下圖是“白菜一甘藍(lán)”培育過程示意圖，請完成下列有關(guān)問題：（1）由雜種細(xì)胞D培育成“白菜一甘藍(lán)”植株，采用的技術(shù)手段是。該過程說明植物細(xì)胞具有。（2）要制備“白菜一甘藍(lán)”的人工種子，要在d步驟選取具生根發(fā)芽能力的_ _ _ （結(jié)構(gòu)），包裹上人造種皮制得。（3）在a過程中誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合最常用的誘導(dǎo)劑是，融合依據(jù)的原理是。（4）要獲得上圖中白菜和甘藍(lán)的原生質(zhì)體，首先需要分別除去白菜和甘藍(lán)細(xì)胞的細(xì)胞壁?，F(xiàn)提供以材料和用具：紫色洋蔥磷片葉、適宜濃度的蔗糖溶液、纖維素酶和果膠酶、蒸餾水、鑷子、顯微鏡、載玻片等。請你從

12、中選擇合適的材料，完成下面檢驗(yàn)去細(xì)胞壁實(shí)驗(yàn)的方法步驟，并預(yù)測和解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果。主要實(shí)驗(yàn)步驟：選取適宜濃度的蔗糖溶液，加入適量纖維素酶和果膠酶配制成細(xì)胞壁分解液。其中選取適宜濃度的蔗糖溶液，不用理由蒸餾水的理由是：適宜濃度的蔗糖溶液_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。檢驗(yàn)細(xì)胞壁分解液除去胞壁。第一步：用鑷子撕取一塊紫色洋蔥鱗片葉放在載玻片中央，滴加適量細(xì)胞壁分解液，制成臨時裝片，得到實(shí)驗(yàn)組裝片。第二步： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。第三步： _

13、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。結(jié)果預(yù)測和解釋： _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。限時訓(xùn)練題組一植物組織培養(yǎng)1以下各項(xiàng)關(guān)于植物組織培養(yǎng)的說法錯誤的是()A.愈傷組織的細(xì)胞排列疏松無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定型狀態(tài)的薄壁細(xì)胞B.脫分化和再分化過程中都需要加入一些植物激素C.植物組織培養(yǎng)屬于營養(yǎng)生殖，二者原理相同D.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可制出

14、人工種子2下列有關(guān)植物細(xì)胞與組織培養(yǎng)的敘述中，錯誤的是()A花藥、胚不能作為組織培養(yǎng)的材料B植物細(xì)胞具有全能性C外植體是指用于培養(yǎng)的植物組織或器官D外植體可誘導(dǎo)出愈傷組織3在下列選項(xiàng)中，需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是()利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株獲取大量的脫毒苗利用基因工程培養(yǎng)抗棉鈴蟲的植株單倍體育種無子西瓜的快速大量繁殖A B C D題組二、植物體細(xì)胞雜交4下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的描述，不正確的是()A利用植物體細(xì)胞雜交可以獲得某種多倍體植株B獲得原生質(zhì)體的過程中需要纖維素酶和果膠酶C通常用聚乙二醇或滅活病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D可根據(jù)細(xì)胞中染色體數(shù)目和形態(tài)的差異來鑒定雜

15、種細(xì)胞 5.下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，不正確的是()。A用酶解法去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B誘導(dǎo)兩種植物的原生質(zhì)體融合，進(jìn)而形成雜種細(xì)胞C植物體細(xì)胞雜交的最終目的是獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物D植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服不同種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙6植物體細(xì)胞雜交能解決不同植物之間由于生殖隔離而不能進(jìn)行有性雜交的問題。植物體細(xì)胞雜交過程不涉及()A使用限制性核酸內(nèi)切酶B使用纖維素酶和果膠酶C誘導(dǎo)兩種不同的細(xì)胞融合D選擇利于雜交細(xì)胞分裂和分化的培養(yǎng)基題組三、綜合應(yīng)用7科學(xué)家利用細(xì)胞工程培育了“白菜甘藍(lán)”雜種植株，如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題：(1)由D形成F過程所依據(jù)的原理是_，從本質(zhì)上講，“白

16、菜甘藍(lán)”雜種植株具有的性狀是_的結(jié)果。(2)若“白菜甘藍(lán)”雜種植株為四倍體，則該植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株是_倍體。(3)“白菜甘藍(lán)”雜種植株的食用部分是葉，但葉又易受昆蟲危害而影響產(chǎn)量，科學(xué)家又利用基因工程培育出帶有抗蟲基因的“白菜甘藍(lán)”植株，請你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢測此植株的抗蟲基因是否表達(dá)。取昆蟲幼蟲放到帶有抗蟲基因的“白菜甘藍(lán)”植株甲上，再取等量生活狀態(tài)基本一致的昆蟲幼蟲放在_植株乙上。適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，分別觀察_的生活情況。若_，說明甲植株的抗蟲基因未得到表達(dá)；若_，說明甲植株的抗蟲基因得到表達(dá)。8.已知番茄的紅果(Y)對黃果(y)為顯性，二室(M)對多室(m)為顯性，控制兩對相

17、對性狀的基因分別位于兩對同源染色體上。育種工作者利用不同的方法進(jìn)行了如下四組實(shí)驗(yàn)。請據(jù)圖回答問題。(1)圖過程由番茄韌皮細(xì)胞形成幼苗A的過程要經(jīng)過脫分化形成_，再分化形成幼苗，該過程依據(jù)的原理是_。(2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營養(yǎng)、激素、溫度和光照外，還必須在_的條件下培養(yǎng)。(3)用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行、有關(guān)實(shí)驗(yàn)。則過程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是_。植物體C的基因型有_。(4)圖、過程中需要去除細(xì)胞壁，此時要用到的酶是_。(5)在圖過程中，通常植物體D能表現(xiàn)出兩個親本的遺傳性狀，根本原因是_。9. 香蕉原產(chǎn)熱帶地區(qū)，是我國南方重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。廣東省

18、冬季常受強(qiáng)寒潮和霜凍影響，對香蕉生長發(fā)育影響很大。由香蕉束頂病毒(BBTV，單鏈環(huán)狀DNA病毒)引起的香蕉束頂病，對香蕉生產(chǎn)的危害十分嚴(yán)重。當(dāng)前香蕉栽培品種多為三倍體，由于無性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遺傳變異性，因此利用基因工程等現(xiàn)代科技手段提高其種植水平，具有重要意義。請根據(jù)上述材料，回答下列問題：(1)簡述香蕉大規(guī)?？焖俜敝臣夹g(shù)的過程。(2)脫毒香蕉苗的獲得，可采用_的方法，此方法的依據(jù)是_和_。(3)建立可靠的BBTV檢測方法可以監(jiān)控脫毒香蕉苗的質(zhì)量，請問可用哪些方法檢測病毒的存在？(列舉兩種方法)(4)在某些深海魚中發(fā)現(xiàn)的抗凍蛋白基因 afp對提高農(nóng)作物的抗寒能力有較好的應(yīng)用價值

19、，該基因可以從這些魚的DNA中擴(kuò)增得到。試述在提取和純化DNA時影響提純效果的因素及其依據(jù)。(列舉兩點(diǎn)) (5)如何利用afp基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得抗寒能力提高的香蕉植株？在運(yùn)用轉(zhuǎn)基因香蕉的過程中，在生態(tài)安全方面可能會出現(xiàn)什么問題？(列舉兩點(diǎn))(6)從細(xì)胞工程的角度出發(fā)，簡述一種培育抗寒香蕉品種的方法及其依據(jù)。另外，抑制果膠裂解酶的活性可以延長香蕉果實(shí)儲藏期，請描述采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)降低該酶活性的一般過程。高考真題體驗(yàn)1(2012廣東高考)培育草莓脫毒苗所采用的主要技術(shù)是A組織培養(yǎng) B細(xì)胞雜交 C顯微注射 D核移植.（2012高考江蘇卷）某研究組對秈稻開展了組織培養(yǎng)及相關(guān)研究，請回答下列問題

20、：(1)2,4-D常用于秈稻愈傷組織的誘導(dǎo)，對形態(tài)的發(fā)生有一定的抑制作用。為促進(jìn)愈傷組織再分化，在配制分化培養(yǎng)基時需 （填“ 升高”、“保持”或“降低”) 2,4-D的濃度。（2）當(dāng)秈稻愈傷組織在只含有細(xì)胞分裂素的培養(yǎng)基上培養(yǎng)時，出現(xiàn)具有分生能力的綠色芽點(diǎn)，但不能繼續(xù)出芽，通常在培養(yǎng)基中添加 ，以促進(jìn)幼苗形成。（3）研究中用顯微鏡可以觀察到的現(xiàn)象是 （填下列序號）。綠色芽點(diǎn)細(xì)胞排列松散 剛?cè)诤系亩i稻和稗草雜交細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離胚狀體細(xì)胞中有葉綠體 分化的愈傷組織內(nèi)各細(xì)胞的形態(tài)大小一致（4）經(jīng)組織培養(yǎng)篩選獲得的秈稻葉綠素突變體，其葉綠素a與葉綠素b的比值顯著大于對照，葉綠素總量不變。某同學(xué)用 （填

21、序號：綠色紅色藍(lán)紫色黃色）光照射突變體和對照葉片，檢測到兩者光合放氧速率差異不大。若取等量色素提取液進(jìn)行層析，會發(fā)現(xiàn)突變體第 條色素帶（自上而下）窄于對照組。(5)胚乳(3n)由一個精子與兩個極核受精發(fā)育而成。若用秈稻種子的胚乳誘導(dǎo)愈傷組織，培育三倍體，需適時剔除胚，以免胚的存在影響愈傷組織細(xì)胞的 ，還可避免再生苗中有 。（2011江蘇16）下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是（ ）A愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞B二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)而選而獲得(2

22、011年高考天津卷)土壤農(nóng)桿菌能將自身Ti的質(zhì)粒的T-DNA整合到植物染色體DNA上，誘發(fā)植物形成腫瘤。T-DNA中含有植物生長素合成酶基因(S)和細(xì)胞分裂素合成酶基因(R)，它們的表達(dá)與否能影響相應(yīng)植物激素的含量，進(jìn)而調(diào)節(jié)腫瘤組織的生長與分化。 據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是( )A當(dāng)細(xì)胞分裂素與生長素的比值升高時，誘發(fā)腫瘤生芽B清除腫瘤組織中的土壤農(nóng)桿菌后，腫瘤不再生長與分化C圖中腫瘤組織可在不含細(xì)胞分裂素與生長素的培養(yǎng)基中生長D基因通過控制酶的合成控制代謝，進(jìn)而控制腫瘤組織生長與分化5.(2011江蘇)下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()。A愈傷組織是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞B二倍

23、體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的植株C用人工薄膜將胚狀體、愈傷組織等分別包裝可制成人工種子D植物耐鹽突變體可通過添加適量NaCl的培養(yǎng)基培養(yǎng)篩選而獲得學(xué)案51 植物細(xì)胞工程答案與解析基礎(chǔ)自查一植物細(xì)胞工程 1.理論基礎(chǔ)（原理）：細(xì)胞全能性全能性表達(dá)的難易程度：受精卵生殖細(xì)胞干細(xì)胞體細(xì)胞；植物細(xì)胞動物細(xì)胞分化過程中分裂素和生長素比例不同結(jié)果也不同：分裂素比例低側(cè)重生根，分裂素比例高側(cè)重于分化出芽，一樣多就只生長不分化。簡記為：分芽生根2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)（1）過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞 愈傷組織 試管苗 植物體（2）用途：微型繁殖、作物脫毒、制造人工種子、單倍體育種、細(xì)胞產(chǎn)物的

24、工廠化生產(chǎn)。（3）地位：是培育轉(zhuǎn)基因植物、植物體細(xì)胞雜交培育植物新品種的最后一道工序。3.植物體細(xì)胞雜交技術(shù)（1）過程：（2）誘導(dǎo)融合的方法：物理法包括離心、振動、電刺激等。化學(xué)法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導(dǎo)劑。（3）意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。4.應(yīng)用：（1）植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖作物脫毒：采用莖尖組織培養(yǎng)來除去病毒（因?yàn)橹参锓稚鷧^(qū)附近的病毒極少或沒有）人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)人工薄膜包裝得到的種子。優(yōu)點(diǎn)：完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受季節(jié)的限制；方便儲藏和運(yùn)輸（2） 作物新品種培育單倍體育種：a過程：植株

25、（AaBb）通過減數(shù)分裂得到花粉（AB、Ab、aB、ab四種類型）；對花粉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)（技術(shù)是植物組織培養(yǎng)）；得到單倍體植株；對其幼苗時期進(jìn)行秋水仙素處理；得到了正常的純合二倍體植株（AABB、AAbb、aaBB、aabb四種類型）。b 優(yōu)點(diǎn)：明顯縮短育種年限c 突變體利用：在組織培養(yǎng)中會出現(xiàn)突變體，通過從有用的突變體中選育出新品種（如篩選抗病、抗鹽、含高蛋白的突變體）（3）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：對植物細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)能夠產(chǎn)生對人們有利的產(chǎn)物。課堂深化探究一植物組織培養(yǎng)技術(shù)細(xì)胞全能性及表達(dá)的條件(1) 一般生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基

26、因。(2) 受精卵配子體細(xì)胞。植物細(xì)胞動物細(xì)胞。具有持續(xù)分裂能力的細(xì)胞高于不分裂的細(xì)胞。分化程度低的細(xì)胞高于分化程度高的細(xì)胞。材料離體的細(xì)胞、組織或器官培養(yǎng)基種類齊全、比例合適的營養(yǎng)物質(zhì)及一定的植物激素外界條件a無菌操作；b光照：愈傷組織培養(yǎng)最初避光培養(yǎng)，后期見光培養(yǎng)（3）植物細(xì)胞全能性表達(dá)所需條件 基因的選擇性表達(dá)。 離體，無菌，營養(yǎng)物質(zhì)，激素（生長素、細(xì)胞分裂素）和適宜的外界條件（適宜的溫度、PH、一定的光照（4） 根尖、莖尖、形成層部位等分生組織2.植物組織培養(yǎng)與動物細(xì)胞培養(yǎng)的比較技術(shù)內(nèi)容項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞的增殖培養(yǎng)基成分礦質(zhì)元素、蔗糖、維生素、植物激素和有

27、機(jī)添加劑(如甘氨酸、瓊脂等)，屬于固體培養(yǎng)基葡萄糖、氨基酸、無機(jī)鹽、維生素、動物血清等，屬于液體培養(yǎng)基取材較幼嫩的細(xì)胞、組織、器官動物胚胎或出生不久的幼齡動物的器官或組織培養(yǎng)結(jié)果可以獲得植株，也可以獲得大量細(xì)胞只能獲得大量細(xì)胞，不能得到生物個體應(yīng)用植物快速繁殖與脫毒植物培養(yǎng)生產(chǎn)細(xì)胞產(chǎn)品制造人工種子用于轉(zhuǎn)基因植物的培育生產(chǎn)蛋白質(zhì)生物制品培養(yǎng)皮膚移植的材料檢測有毒物質(zhì)用于生理、病理、藥理學(xué)的研究相同點(diǎn)都需人工條件下的無菌操作都是合成培養(yǎng)基都需適宜的溫度、pH等條件二植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1.（1） 纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁； 產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。物理法(離心、振動、電激)和化學(xué)法(聚乙二醇 （3）通過植

28、物體細(xì)胞雜交所得到的雜種細(xì)胞，不管是染色體基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。（4）植物體細(xì)胞雜交區(qū)別于傳統(tǒng)植物有性雜交的優(yōu)點(diǎn)是能克服生殖隔離的限制。2植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的比較 3.植物體細(xì)胞雜交與動物細(xì)胞融合的比較植物體細(xì)胞雜交動物細(xì)胞融合（單克隆抗體制備）理論基礎(chǔ)細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動性、細(xì)胞增殖融合前處理酶解法(纖維素酶、果膠酶)去除細(xì)胞壁注射特定抗原使正常小鼠產(chǎn)生免疫反應(yīng)促融方法物理法：離心、振動、電刺激等；生物法：滅活的病毒物化法：與植物細(xì)胞融合相同；化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)過程第一步原生質(zhì)體的制備(酶解法)正常小鼠免疫處理第二步原生質(zhì)體融合(物化法

29、)動物細(xì)胞融合第三步雜種細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)雜交瘤細(xì)胞的篩選與培養(yǎng)第四步雜種植株誘導(dǎo)與鑒定單克隆抗體的提純意義和用途克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，大大擴(kuò)展了可用于雜交的親本組合范圍；突破有性雜交的母系遺傳，獲得細(xì)胞質(zhì)基因的雜合子，研究細(xì)胞質(zhì)遺傳制備單克隆抗體；診斷、治療和預(yù)防疾病，例如：a.腫瘤定位診斷，放射性抗體腫瘤；b.生物導(dǎo)彈治療，抗體抗癌藥物腫瘤對應(yīng)訓(xùn)練1.【解析】植物體細(xì)胞都含有該物種全套遺傳信息，所以每個細(xì)胞理論上都具有全能性，都有發(fā)育成完整植物體的潛能。植物組織培養(yǎng)是在體外通過人工方法，讓植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性，是植物細(xì)胞工程的一個基礎(chǔ)技術(shù)手段。因?yàn)闆]有生殖細(xì)胞的結(jié)合，所以屬于無性繁殖方式

30、?！敬鸢浮緿2.【解析】本題考查植物組織培養(yǎng)過程及細(xì)胞全能性方面的知識。植物的組織培養(yǎng)的過程簡要概括為：離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化，形成愈傷組織，經(jīng)再分化形成根、莖、芽等器官，并進(jìn)一步培養(yǎng)出完整的植株。該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性?！敬鸢浮?1)細(xì)胞培養(yǎng)(脫分化) 有絲分裂(2)細(xì)胞分化(再分化) 形成不同的組織和細(xì)胞 (3)高度分化的植物細(xì)胞仍保持著細(xì)胞全能性 3. 【答案】：（1）植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 基因工程 植物組織培養(yǎng)（2）啟動子 終止子 標(biāo)記基因。（3）植物激素（4）單倍體 全能性 染色體數(shù)目加倍（5）B（6）多年不結(jié)種子、果實(shí)，雜種優(yōu)勢衰退，生產(chǎn)種子受到季節(jié)、氣候和地

31、域的影響，生產(chǎn)種子占用大量土地等(答出兩點(diǎn)即可)（7）可以克服生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙【解析】：（1）根據(jù)圖示中新細(xì)胞獲得的兩個途徑可以看出，涉及的技術(shù)有植物體細(xì)胞雜交技術(shù)和基因工程。從新細(xì)胞形成愈傷組織再到形成新品種，可以看出涉及植物組織培養(yǎng)。 （2）根據(jù)表達(dá)載體構(gòu)建需有四個組成部分，可以看出位于外源基因的兩端，應(yīng)為啟動子和終止子。為標(biāo)記基因。（3）愈傷組織再分化形成新植株的途徑，受到植物激素的調(diào)控。可以改變植物激素的種類及濃度來進(jìn)行調(diào)控。（4）花粉是減數(shù)分裂形成的，是正常體細(xì)胞染色體數(shù)的一半，經(jīng)培養(yǎng)獲得的植株為單倍體植株。這也是植物組織培養(yǎng)過程，遵循的原理是植物細(xì)胞的全能性。但是正常二倍體

32、所產(chǎn)生的單倍體植株高度不育，因?yàn)轶w細(xì)胞內(nèi)的染色體成單存在，只有通過染色體數(shù)目加倍，恢復(fù)成正常的二倍體才能正常結(jié)實(shí)。（5）培養(yǎng)紫草的愈傷組織提取紫草素，不需要光照（6）人工種子相比傳統(tǒng)的種子，可解決一些問題：多年不結(jié)種子、果實(shí)，雜種優(yōu)勢衰退，生產(chǎn)種子受到季節(jié)、氣候和地域的影響，生產(chǎn)種子占用大量土地等。（7）傳統(tǒng)的雜交育種須在同種生物之間進(jìn)行，兩個物種之間存在生殖隔離。圖示的兩種育種方法可以避免上述問題，可以克服生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。4.【解析】本題考查植物體細(xì)胞雜交的知識。(1)不同物種間存在生殖隔離，自然條件下不能通過雜交的方式產(chǎn)生后代。以白菜為母本、甘藍(lán)為父本，經(jīng)人工授粉后，將雌蕊離體培

33、養(yǎng)，得到“白菜甘藍(lán)”雜種幼苗利用了植物細(xì)胞的全能性。(2)觀察植物細(xì)胞染色體的數(shù)目和形態(tài)，通常取幼苗的根尖做臨時裝片，用堿性染料染色。觀察、計(jì)數(shù)染色體的最佳時期是有絲分裂中期。(3)由題意知，這樣得到的二倍體“白菜甘藍(lán)”的染色體數(shù)為10+9=19條。由于這樣的植株無同源染色體，故減數(shù)分裂時聯(lián)會紊亂，因此這種植株通常不育，可根據(jù)染色體變異的原理，通過人工誘導(dǎo)產(chǎn)生四倍體“白菜甘藍(lán)”使其可育?！敬鸢浮?1)生殖 雜交(有性生殖) 全能性(2)根尖(莖尖) 醋酸洋紅液(龍膽紫溶液) 有絲分裂中期(3)19 聯(lián)會紊亂 染色體變異5.【解析】植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。要解答第(2)小題，解題思

34、路就是聯(lián)系植物組織培養(yǎng)的過程圖，圍繞培養(yǎng)的各個環(huán)節(jié)。植物細(xì)胞的全能性得以表達(dá)的前提條件是離體培養(yǎng)，所以操作的對象是離體的植物器官、組織或細(xì)胞，生長條件同時需要適宜的營養(yǎng)成分、溫度和pH等，其中營養(yǎng)物質(zhì)礦質(zhì)元素或無機(jī)鹽是必需的。按照培養(yǎng)的目的，可培養(yǎng)到愈傷組織階段，利用愈傷組織就可提取紫杉醇。【答案】（1）植物細(xì)胞的全能性 （2）離體組織、細(xì)胞（或外植體） 礦質(zhì)元素或無機(jī)鹽 植物激素 愈傷組織實(shí)驗(yàn)探究【解析】（1）由雜種細(xì)胞植株，采用的技術(shù)手段是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，說明植物細(xì)胞具有全能性。（2）人工種子是具生根發(fā)芽能力的胚狀體，包裹上人造種皮制得。（3）誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合最常用的誘導(dǎo)劑是聚乙二醇(P

35、EG)，融合依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動性。（4）選取適宜濃度的蔗糖溶液，不用理由蒸餾水是為了保持原生質(zhì)體正常的形態(tài)?！敬鸢浮?1)植物組織培養(yǎng) 全能性 (2)胚狀體 (3)聚乙二醇(PEG) 細(xì)胞膜的流動性 (4)可防止原生質(zhì)體過度吸水漲破（保持原生質(zhì)體正常的形態(tài)）第二步：用適宜濃度的蔗糖溶液代替細(xì)胞壁分解液，其他操作同第一步，得到對照組裝片第三步：在顯微鏡下觀察比較實(shí)驗(yàn)組和對照組裝片洋蔥細(xì)胞的形態(tài)結(jié)果預(yù)測和解釋：實(shí)驗(yàn)組裝片的洋蔥細(xì)胞呈分散的紫色球形，表明細(xì)胞壁已被分解；對照組裝片的洋蔥細(xì)胞呈相互連接的紫色多邊形，表明細(xì)胞壁未被分解。限時訓(xùn)練題組一植物組織培養(yǎng)1C解析:植物組織培養(yǎng)屬于營養(yǎng)生殖的

36、范疇，但又有自己的特點(diǎn)，營養(yǎng)生殖過程中不需經(jīng)過脫分化和再分化等過程，而是直接生長、發(fā)育。2A植物離體的細(xì)胞與組織(包括體細(xì)胞、花藥、胚等)均可用作外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)。其中用花藥離體培養(yǎng)得到的是單倍體植株。3D屬于多倍體育種，此過程不需要植物組織培養(yǎng)。大量脫毒苗培育、轉(zhuǎn)基因植物的培育、單倍體幼苗的培養(yǎng)都需要植物組織培養(yǎng)。無子西瓜沒有種子，不能繁殖后代，若要快速培育大量無子西瓜植株可利用三倍體植株進(jìn)行組織培養(yǎng)，快速獲得大量后代。題組二、植物體細(xì)胞雜交4C解析：滅活病毒是誘導(dǎo)動物細(xì)胞融合的方法，而不能誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體融合。5.解析去除植物細(xì)胞壁可以用纖維素酶和果膠酶；原生質(zhì)體融合后再產(chǎn)生出細(xì)胞壁

37、標(biāo)志著雜種細(xì)胞的形成；植物體細(xì)胞雜交的目的是為了獲得雜種植株；植物體細(xì)胞雜交不經(jīng)過有性生殖過程，所以可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。答案C6A植物體細(xì)胞雜交首先要獲取不同植物的體細(xì)胞，然后促其融合，最后將雜種細(xì)胞培育成新植物體。限制性核酸內(nèi)切酶主要應(yīng)用于基因工程。題組三、綜合應(yīng)用7(1)植物細(xì)胞的全能性基因選擇性表達(dá)(2)單(3)長勢相似的普通“白菜甘藍(lán)”昆蟲幼蟲甲、乙植株上昆蟲幼蟲均正常生活甲植株上昆蟲幼蟲死亡，乙植株上昆蟲幼蟲正常生活(、其他答案合理也可)解析(1)DF的過程說明細(xì)胞具有全能性，雜種植物具有的性狀是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。(2)凡是由未受精的配子發(fā)育而成的個體都是單倍體。(3)

38、應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的對照原則、等量原則及單一變量原則。8.(1)愈傷組織植物細(xì)胞全能性(2)無菌(3)有絲分裂YYmm或Yymm或yymm(4)纖維素酶和果膠酶(5)具有兩個親本的遺傳物質(zhì)【解析】(1)中高度分化的植物細(xì)胞脫分化形成的是愈傷組織。而已分化的韌皮細(xì)胞再次成長為植物個體(幼苗)屬于組織培養(yǎng)。其理論基礎(chǔ)(原理)是植物細(xì)胞的全能性。組織培養(yǎng)時由于營養(yǎng)物質(zhì)豐富、外界環(huán)境條件(溫度、光照、激素)優(yōu)越，很適合生物生長，也特別適合細(xì)菌等微生物生長，為避免微生物過度繁殖對組織培養(yǎng)的影響，應(yīng)保持組織培養(yǎng)的用具與環(huán)境無菌且進(jìn)行無菌操作。中花粉經(jīng)組織培養(yǎng)直接長成的幼苗是單倍體，該過程屬于單倍體體細(xì)胞的增殖

39、，而體細(xì)胞增殖是通過有絲分裂完成的。植物C是基因型為Yymm的植株的花粉經(jīng)過花粉兩兩融合后形成的細(xì)胞A以組織培養(yǎng)方式得到的。依據(jù)基因分離定律可知，親本為Yymm的植物的花粉基因型為Ym或ym。這樣融合細(xì)胞A可能是Ym與Ym的花粉融合得到，也可能是ym與ym的花粉融合得到，還可能是Ym與ym的花粉融合得到。即融合細(xì)胞A的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。組織培養(yǎng)得到的植物體C是細(xì)胞A全能性的體現(xiàn)，故植物體C的基因型取決于細(xì)胞A。所以植物C的基因型是YYmm或yymm或Yymm。(4)植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性，要去除植物細(xì)胞壁則必定要使用纖維素酶與果膠酶。(5)是

40、植物體細(xì)胞雜交的過程。由于細(xì)胞B是番茄與馬鈴薯的體細(xì)胞融合而成，則細(xì)胞B具有番茄和馬鈴薯兩親本的遺傳物質(zhì)。植物D是由細(xì)胞B經(jīng)組織培養(yǎng)而成，細(xì)胞B的基因型決定了植物D的基因型。故植物D與細(xì)胞B一樣具有兩親本的遺傳物質(zhì)。9.【解析】香蕉是三倍體、高度不育，要大規(guī)模快速繁殖，只能通過植物組織培養(yǎng)，培育人工種子進(jìn)行繁殖；植物的莖尖、根尖不帶病毒，可通過組織培養(yǎng)的方式獲得脫毒苗；用細(xì)胞工程的方法培育抗寒香蕉品種，應(yīng)該采用體細(xì)胞雜交技術(shù)，讓不同品種的體細(xì)胞進(jìn)行融合，通過對雜種細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)獲得新個體，從中篩選出所需類型【答案】 (1)選取香蕉外植體，通過誘導(dǎo)脫分化產(chǎn)生愈傷組織，然后通過調(diào)整植物激素比 例

41、，再分化形成芽和根，獲得大量試管苗（或通過誘導(dǎo)大量形成胚狀體，制成人工種子，適宜條件下萌發(fā)長成幼苗）。(2）莖尖（分生組織）組織培養(yǎng)；莖尖不帶病毒（或病毒在植物體內(nèi)分布不均勻）；植物細(xì)胞全能性。(3)BBTV病毒基因的檢測（DNA分子雜交技術(shù)）；BBTV病毒蛋白的檢測（獲得抗血清，利用抗原一抗體的雜交反應(yīng)，判斷病毒是否存在）。(4）選擇NaCl溶液的合適濃度，利用DNA和其它雜質(zhì)在不同NaCl溶液中溶解度不同的特性，達(dá)到分離目的；加人一定量酒精，使部分蛋白質(zhì)雜質(zhì)溶解酒精，與DNA分離；加人蛋白酶，除去蛋白質(zhì)雜質(zhì)的干擾；控制DNA提取的溫度，使大多數(shù)蛋白質(zhì)雜質(zhì)變性。（5)將基因插人土壤農(nóng)桿菌的質(zhì)粒，構(gòu)建表達(dá)載體，通過農(nóng)桿菌的轉(zhuǎn)化導(dǎo)人香蕉受體細(xì)胞，成功轉(zhuǎn)化的香蕉細(xì)胞通過組織培養(yǎng)形成植株。生態(tài)安全問題包括：外源基因擴(kuò)散到其他物種（外源基因漂移）；轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散影響生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能；轉(zhuǎn)基因植株擴(kuò)散對生物多樣性的影響；轉(zhuǎn)基因植物殘?bào)w或分泌物對環(huán)境的影響。（6）體細(xì)胞雜交育種，其依據(jù)是將不同品種的香蕉體細(xì)胞利用細(xì)胞融合技術(shù)融合成 雜種細(xì)胞后培育出抗寒香蕉品種（或體細(xì)胞誘變育