植物细胞工程的基本技术学案(附答案)

专题2细胞工程

2.1.1植物细胞工程的基本技术

寄语：用最少的悔恨面对过去。用最少的浪费面对现在。用最多的梦面对未来。

【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应用。

3. 尝试进行植物组织培养。

【课题重点】1.植物组织培养的原理和过程

2.植物体细胞杂交的原则

【课题难点】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（1，2可回顾必修1相关内容）

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，实质是_____。

3、细胞脱分化是指。

4、全能性是指，表现为全能性的原因是。

5．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。这是因为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。

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

−

−→

−

再分化

幼根和芽或胚状体

−

−→

−

发育

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。

四、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。

2、实验步骤

①．将用自来水充分洗净，削去外皮，并切成段。用酒精棉球擦手。

②．在超净工作台(或接种箱)上将胡萝卜段用酒精溶液消毒30s后，立即用清洗2～3次，再用处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。

③．用的滤纸吸去胡萝卜段表面的水分。然后，在瓷砖上，用无菌的解剖刀将胡萝卜段切成1 cm厚的横切片，再选取有的部位，切取1 cm。左右的小块。

④．将接种到培养基上，用锡箔纸封盖瓶口，并用橡皮筋扎紧。然后，在培养瓶上贴上标签，写明材料名称、接

种日期和小组号。

⑤．将接种后的胡萝卜组织块，放在恒温避光条件下培养。

4d 后，检查培养材料的污染情况；14d 后，观察愈伤组织的生长状况。然后，在恒温箱中继续避光培养。在培养过程中，注意定期观察和记录愈伤组织的生长情况。 ⑥．培养一段时间后，将生长良好的转接到分化培养基上，培养一段时间后，胡萝卜的愈伤组织就可以诱导出。然后将试管苗移栽到大田，培养成。

五、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 离体的细胞果胶酶

纤维素酶−−−→−不同细胞原生质体−−−→−人工诱导原生质体融合 →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。

【习题巩固A 级】

1．以下不．

能说明细胞全能性的实验是( ) A ．玉米花粉粒培育出植株B ．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株

C ．烧伤病人的健康细胞培养出皮肤

D ．核移植获得的组装细胞培育出的鲤鲫移核鱼

2．下列属于组织培养的是( )

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 ．未受精卵发育成植株

3．设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不．

需要考虑( ) A ．亲本细胞的生殖隔离问题 B ．选择具有优良性状的亲本

C ．亲本细胞的融合技术

D ．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化

4．下图为“番茄——马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是( )

A ．获得a 、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶

B ．诱导a 、b 细胞融合的化学试剂一般秋水仙素

C ．a 、b 细胞融合为c 细胞的原理是生物膜具有流动性

D ．d 、e 、f 过程表示植物的组织培养过程，e 、f 分别为脱分化和再分化

5．下列四个选项中，没有采用植物组织培养技术的一项是( )

A ．花药离体培养得到单倍体植株

B ．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株

C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株 D．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株

6．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误是 ( ) A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的

B．该愈伤组织的细胞没有全能性 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

7．下图为植物组织培养技术过程，有关说法不．正确的是( )

A．B试管中细胞全能性最高 B．D试管中培育出的个体都是纯合子

C．A→B的过程需要激素的刺激 D．A→D的细胞分裂都是有丝分裂

8．植物体细胞杂交所利用的原理包括( )

①细胞膜的流动性②细胞的全能性③基因结构的相对独立性

A．①B．② C．①② D．①②③

9．下面关于植物体细胞杂交技术的说法，不．正确的是( )

A．必须有纤维素酶和果胶酶的存在 B．要经过组织培养的过程

C．可以实现种间或种内杂交 D．原生质体融合必须借助诱导剂

【能力提升B级】

10．要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，需要(多选) ( )

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

11．野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同做实验研究，用野生马铃薯与马铃薯的体细胞进行杂交，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答问题：

(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括________________________________________________。

(2)②过程需要用到聚乙二醇(PEG)，其目的是___________________________________。

(3)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程_____________________________。

由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是_____________________________________________________________________的表现。

(4)一般在培养基上培养24～48小时后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过