1、第二节 细胞工程简介一 植物细胞工程教学目的1细胞的全能性（C：理解）。2植物细胞工程的主要技术植物组织培养和植物体细胞杂交（A：知道）。重点和难点1 教学重点（1） 植物组织培养。（2） 植物体细胞杂交。2 教学难点植物体细胞杂交。教学过程【板书】 细胞的全能性植物细胞工程 植物组织培养植物体细胞杂交【注解】细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。一、 细胞的全能性（细胞工程的理论基础）（一）概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做
2、细胞的全能性。（二）表达 受精卵的全能性最高1生物体内 卵细胞也具有较高的潜在全能性（另：植物花粉或精子） 体细胞的全能性较低（含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性难以表现。）2生物体外：离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。3全能性比较（1）受精卵卵细胞（花粉、精子）体细胞（2）植物体细胞动物体细胞（3）未分化或分化程度低的细胞分化程度高的体细胞【例析】真核多细胞生物体细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于（C）A在生物发育的不同时期，某
3、些细胞内的基因发生了改变B在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变C基因表达有特异性D由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性二、 植物的组织培养（一）概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏松无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。（分化程度低、全能性较高）脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。再分化：脱分产生的愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官，这个过程叫再分化。（二）过程离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织根、芽植物体（形成愈伤组织之前不需光，而后一般需光；CO2也是这样）（三）植物组织培养基
4、的成分：矿质元素（或无机盐）、蔗糖、维生素、植物激素和有机添加剂（四）应用：提取紫草素（愈伤组织只进行传代培养，不使其再分化）、制造人工种子等【例析】在离体的植物器官、组织或细胞分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的（C）A消毒灭菌 B适宜的温度 C充足的光照 D适宜的养料和激素三、 植物体细胞杂交（一）概念：用两个来源于不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并且把杂种细胞培育成新的植物体的方法。 去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 分离 方法：用纤维素酶和果胶酶（二）过程 原生质体的融合 融合 物理法：离心、振动、电刺激（重压不行） 方法 化学法：聚乙二醇等 诱发（新壁） 植物组织
5、培养：获得杂种植株。（与动物细胞融合的区别）（三）意义和成果：意义：克服远缘杂交不亲和的障碍、大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。成果：“番茄马铃薯”等【例析】植物体细胞杂交尚未解决的问题有（C）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尚未培育出属间杂种植物甲植物体细胞的基因型为Aa，乙植物体细胞的基因型为Bb，去壁后用PEG将这两种植物细胞融合，则得到的杂种体细胞的基因型可能为（）AAaBb BAAaa CBBbb DAABB【同类题库】细胞的全能性有关全能性的叙述，不正确的是（C）A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体
6、，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全能性在一个生物体内，细胞没有表现出全能性，原因是（C）A细胞失去了全能性 B细胞中的基因部分丢失C细胞中的基因选择性表达 D细胞中的基因变异不同下列植物细胞或组织的全能性在适宜条件下最易表达的是（B）A枝条上的一个芽 B柱头上的花粉C胚珠中的珠被细胞 D根尖的分生区细胞（多选）要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要（ABD）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植物细胞工程的主要技术植物组织培养下列叙述中不适合愈伤组织的概念
7、及结构功能特点的是（A）A胡萝卜根的切片上的组织B细胞壁很薄，这种组织没有发生分化C将植物体器官或组织的一部分切下放在适当的培养基上经分裂且脱分化形成D在适当的条件下可以再分化而产生出植物的各种组织和器官，进而发育成植株下列过程没有用到植物组织培养技术的一项是（B）A花药离体培养获得单倍体植株B秋水仙素处理萌发的种子或幼苗获得多倍体植株C基因工程培育抗虫棉植株D细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株植物组织培养的过程可以归纳为：；对此叙述有错误的是（D）A的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的发生B植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性C过程指植物的营养生长和生殖生长阶段D
8、包裹上人造种皮可获得人工种子下列属于组织培养的是（A）A花粉培养成单倍体植株 B芽发育成枝条C根尖分生区发育成成熟区 D未受精的卵发育成植株植物的组织培养是指（C）A离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织 B愈伤组织培育成植株C离体的植物器官、组织或细胞培育成植株 D愈伤组织形成高度液泡化的组织下列对植物组织培养过程中脱分化的叙述正确的是（C）A植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B体内分化细胞在形态、结构和功能上发生改变的过程C高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程D愈伤组织分裂产生大量相同细胞的过程下列可成为植物组织培养条件的是（C）CO2 有机物 生长素 细胞分裂素 水 矿
9、质元素（无机盐）A B C D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，需要下列哪些条件（D）消毒灭菌 一定浓度的植物激素 适宜的温度 充足的光照 充足的养料A B C D愈伤组织细胞在一种包含所有必须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（氚标记）。当这些细胞被固定后进行显微镜检，利用放射自显影发现放射性集中在细胞核、线粒体和叶绿体。可以有理由地肯定标记化合物是（C）A一种氨基酸 B尿嘧啶核苷酸 C胸腺嘧啶脱氧核苷酸D葡萄糖用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是（B）A该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B该愈伤组织的细
10、胞没有全能性C该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成D该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构某园艺场精心培育出一株黑牡丹，如果要保持母本的优良性状，并尽快大规模繁殖，最适合的繁殖方式是（B）A嫁接 B组织培养 C扦插 D有性生殖在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是（D）利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株 利用花药离体培养得到单倍体植株 利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株 利用细胞工程培育“番茄-马铃薯”杂种植株 无子西瓜的大量繁殖A B C D真核多细胞动物体细胞膜没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于（C）A在生物体发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变
11、B在细胞增殖过程中，细胞内的基因发生了突变 C基因的表达有选择性D不同的细胞内，基因不完全相同有关全能性的叙述，不正确的是（C）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，所以全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞末分化，全能性很高D植物细胞在离体培养在一定条件下能表现出全能性下列属于组织培养的是（A）A花粉培养成单倍体 B芽发育成枝条C根尖分生区发育成成熟区 D未受精的卵发育成植株动物细胞融合与植物细胞杂交的比较中，正确的是（D）A诱导融合的方法完全相同 B所用的技术手段完全相同C所采用的原理完全相同 D都能形成杂种细胞植物组织培养是指（C）A离体的
12、植物器官或细胞培育成愈伤组织 B愈伤组织培育成植株C离体的植物器官、组织或细胞培育成植株 D愈伤组织形成高度液泡化组织可以成为植物组织培养条件的是（C）CO2 有机物 生长素 细胞分裂素 HO2 矿质元素A B C D下图表示植物组织培养的简略过程，据图回答： （1） 表示 ，它能被培养成为的根本原因是 ；（2）表示 ；它与相比分化程度 ，全能性 。（填“高”或低）（3）若要制作人工种子，应该选用（填编号） 。（4）若是花药，则是 ，继续对其使用 处理可获得正常植株，这一过程被称为 。（5）若是胡萝卜根尖细胞，则培养成的的叶片的颜色是 ，这说明根尖细胞 。（6）利用该技术制造治疗烫伤的药物紫草
13、素，培养将进行到（填编号） 。（1）离体的植物器官、组织或细胞；植物细胞具有全能性（2）愈伤组织；分化程度低、全能性高（3） （4）单倍体植株；秋水仙素；单倍体育种（5）绿色；含有能表达的与形成叶绿体有关的基因（6）植物细胞工程的主要技术植物体细胞杂交（多选）下列关于植物原生质体的叙述中，正确的是（AB）A获得原生质体的最常用方法是酶解法 B原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交C原生质体与细胞壁分离后，始终能保持活力D培养原生质体时，必须加入动物血清和葡萄糖植物体细胞杂交的目的是（C）A用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体B以人工诱导法使两个不同植物的原生质体融合C用植物组织培养法培养
14、融合的原生质体得到杂种植株D通过以上三者来完成植物体细胞杂交尚未解决的问题是（C）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让杂种植株按照人们的需要表现出亲代的优良性状D尚未培育出属间杂种植物动物细胞融合与植物体细胞杂交的比较中，正确的是（D）A诱导融合的方法完全相同 B所用的技术手段完全相同C所采用的原理完全相同 D都能形成杂种细胞两者的原理不相同，动物细胞融合的原理是细胞膜有流动性，最终形成杂种细胞；植物体细胞杂交的原理是细胞膜有流动性和细胞的全能性，最终杂种细胞形成的是杂种植株。将A细胞和B细胞进行细胞融合，得到的融合细胞是（D）AAA型 BBB型 CAB型 D以上均有
15、现有甲、乙两个烟草品种（2N=48），基因型分别为aaBB和AAbb，这两对基因位于非同源染色体上，且在光照强度大于800lux时，都不能生长，这是由于它们中的一对隐性纯合基因（aa或bb）作用的结果。 取甲、乙两品种的花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。然后，放到大于800lux光照下培养，结果有的细胞团不能分化，有的细胞团能分化发育成植株。请回答下列问题：（1）甲、乙两烟草品种花粉的基因型分别为 ；（2）将叶肉细胞制成原生质体时，使用 破除细胞壁；（3）在细胞融合技术中，常用的诱导剂是 ；（4）在大于800lux光照下培养，有 种细胞团
16、不能分化，而能分化的细胞团是由 的原生质体融合来的（这里只考虑2个原生质体的相互融合）。由该细胞团分化发育成的植株，其染色体数是 ，基因型是 ；该植株的自交后代中，在800lux光照下，出现不能生长植株的概率是 。（1）aB、Ab（2）纤维素酶和果胶酶（3）聚乙二醇（灭活病毒）（4）两种：aB和Ab（或基因型不同）；48；AaBb；7/16下图表示“萝卜甘蓝”的形成过程，请回答（1）图中F1为 倍体，是否可育？ （2）F1中染色体来源是 。（3）图中F2在自然界发生的可能性极低，一般人工采用 方法获得，F2是否可育？ 。（1）二 不可育 （2）一个染色体组来自萝卜，另一组来自甘蓝 （3）秋水仙
17、素处理F1的种子或幼苗 可育据下图回答相关问题（1）过程应使用 处理细胞去除植物细胞的 。（2）过程叫做 技术，该过程的诱导方法有 和 两大类。（3）过程是 过程，与此过程密切相关的细胞器是 。（4）过程中进行的细胞分裂方式是 ，通过分裂形成 ，然后再分化形成杂种植物幼苗。（5）若番茄细胞内含有A个染色体，马铃薯细胞内含有B个染色体，则番茄-马铃薯细胞内含 个染色体；若采用杂交育种的方法且成功的话，得到的后代含 个染色体，必须用 来处理幼苗，才能得到可育的番茄-马铃薯，其中含有 个染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是： 。（6）事实上，用杂交育种的方法培育番茄-马铃薯是很难成功的，原
18、因是这两种植物之间存在着 。（1）纤维素酶和果胶酶；细胞壁（2）原生质体融合；物理法；化学法（3）细胞壁再生；高尔基体（4）有丝分裂；愈伤组织（5）A+B；（A+B）/2；秋水仙素；A+B；在克服远缘杂交的不亲和障碍，培育作物新品种方面有重大突破（6）生殖隔离【学科内综合】（多选）下列对植物组织培养的培养液和无土栽培的营养液比较的叙述中，正确的有（ACD）A都必须含植物必需的矿质元素 B都必须含有少量有机物C不都需要含有植物激素 D浓度都必须小于细胞液浓度在下列选项中，需要采用植物组织培养技术的是（BCD）A利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，得到染色体数目加倍的植株B利用花药离体培养得到单倍体
19、植株C利用基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株D利用细胞工程培养“番茄一马铃薯”杂种植株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（氚标记）。当这些细胞被固定后镜检，利用放射自显影技术发现这些物质集中在细胞核、线粒体和叶绿体中。可以肯定标记的化合物是（C）A一种氨基酸 B尿嘧啶核苷酸 C胸腺嘧啶脱氧核糖核苷酸 D葡萄糖基因型为AaBb的水稻（含24条染色体）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，问：（1）愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则细胞团，愈伤组织形成后，必须从培养基中获得 等营养物质。（2）要促进花粉细胞分裂生长，培养基中应有
20、两类激素。（3）愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根，再由芽发育成叶和茎。这一过程必须给予光照，其原因是 能利用光能制造有机物，供试管苗生长发育。（4）在培养过程中，除光照外，必要的外界条件还有 、 等。（5）试管苗的细胞核中含 条脱氧核糖核苷酸链。（6）培育成的试管苗可能出现的基因型有 。（1）水、无机盐和维生素等小分子有机物 （2）细胞分裂素和植物生长素 （3）叶绿体（4）无菌、适宜的温度（5）24（6）AB 、aB、Ab、ab下图为某二倍体植株的雌蕊，据图回答：(1)若该植株的基因型为AAbb，并接受了基因型为AaBb的植株的花粉，则的基因型为 。如果欲利用获得纯合的二倍体植物，则必须使用
21、的药品是 。(2)如果取处的细胞离体培养，能获得相应的植株体，这种培养植物的技术手段叫 ，它依据的理论基础是 。(3)如果选取的组织细胞进行离体培养，通常需要经过 两个重要阶段才能长成完整植株。目前，该项生物工程技术已日臻成熟，直接运用的方面有 。(4)如果一粒花粉产生的精于与结合，则发育成的新个体的基因型可能是 。(8分) (1)AABb(1分) 秋水仙素(1分) (2)植物组织培养(1+) 细胞的全能性(1分) (3)脱分化再分化(1分) 快速繁殖植物、培养无病毒植物、大规模生产药物(愈伤组织)，制造人工种子，转基因植物的培养(答出其中任意2点方可)(1分) (4)AABb或Aabb或AaBb或Aabb(全答出得2分，答出2个得1分，答出l个不得分)