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新人教版高中生物选修三专题复习专题二 第一节:植物细胞工程


新人教版高中生物选修三专题复习专题二
【知识梳理】

第一节:植物细胞工程

一、细胞工程概念 是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法,通过细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的 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。 1.理论基础(原理):细胞全能性 (1)概念:已经高度分化的细胞也具有发育成完整个体的

的潜能。 (2)物质基础:已经高度分化的细胞具有发育成完成个体的全部的遗传信息。 (3)全能性的条件:离体 (4)全能性表达的难易程度:受精卵>生殖细胞>干细胞>体细胞;植物细胞>动物细胞 2.原理和方法:细胞生物学和分子生物学的原理和方法 3.水平:细胞水平或细胞器水平 4.目的:按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品 5.分类:根据操作对象可分为植物细胞工程和动物细胞工程 二、植物细胞工程 (一)基本技术:植物组织培养和植物细胞杂交 (二)植物组织培养 1.概念:在无菌和人工控制的条件下,将离题的植物器官、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,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整植株。 2.过程:

3.核心:脱分化和再分化 4.相关概念: (1)分化:在个体发育中,相同细胞的后代,在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程。 (2)脱分化:由高度分化的组织或细胞产生愈伤组织的过程。 (3)再分化:脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,重新分化成根或芽等器官的过程。 (4)愈伤组织:由高度分化的细胞经脱分化产生的组织;其特点是①细胞排列疏松无规则②高度液泡 化③无定型状态的④薄壁细胞。 5. 地位:是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。 6.应用: (1)植物繁殖的新途径。 ①微型繁殖: a.概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫快速繁殖技术。 b.优点:可保持优良品种的遗传特性;可以高效快速的实现种苗的大量繁殖;不受气候季节、地区、 自然灾害的限制;方便储藏和运输。 ②作物脱毒: a.选材:不含病毒或病毒含量少的茎尖(分生区) b.结果:获得脱毒苗 ③神奇的人工种子: a.人工种子的的组成=人工种皮+胚状体(或不定芽、顶芽、腋芽等) b.人工种子的优点:育种周期短;后代不会发生性状分离;不受气候季节、地区、自然灾害的限制; 节约大量土地。 (2)作物新品种的培育。 ①单倍体育种: a.过程:植株(AaBb)通过减数分裂得到花粉(AB、Ab、aB、ab 四种类型) ;对花粉进行花药离体培养 (技术是植物组织培养) ;得到单倍体植株;对其幼苗时期进行秋水仙素处理;得到了正常的纯合二倍 体植株(AABB、AAbb、aaBB、aabb 四种类型) 。 b.原理:染色体变异; c.优点:①明显缩短缩短了育种年限;②后代都是纯合子。

②突变体的利用: a.来源:在植物组织培养的过程中,由于培养细胞一直处于不断分生状态,容易受到培养条件和外界 压力(射线、化学物质)的影响而产生突变。 b.应用:筛选出有用的突变体,进而培育成新品种。 (3)细胞产物的工厂化生产:a.目的:获得细胞产物; b.方法:通过脱分化培养到愈伤组织即可。 (二)植物细胞杂交 1。概念:植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞,在一定的条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞 培育成新的植物体的技术。 2.过程:

3.优点和意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。

【强化训练】
1、细胞全能性是指 ( ) A、生物体内的细胞具有的形成完整个体的特性 B、生物体的细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核 C、生物体的细胞能完成各种生理活动的特性 D、生物体的细胞具有形成完整个体的潜能 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.细胞丧失了全能性 B.基因的表达有选择性 C.不同的细胞内基因不完全相同 D.在个体发育的不同时期,细胞内的基因发生了变化 3、 (05·上海)将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时,下列条件中不需要的是( ) A.具有完整细胞核的细胞 B.一定的营养物质和植物激素 C.离体状态 D.导入特定基因 4、与传统育种相比,植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在( ) A.证明杂种细胞具有全能性 B.克服远源杂交不亲和的障碍 C.缩短育种周期,减少盲目性 D.快速培育无病毒植株,保留杂种优势 5、用杂合种子尽快获得纯合子植株的方法是 ( ) A、种植→F1→选出不分离者→纯合子 B、种植→秋水仙素处理→纯合子 C、种植→生长素处理→纯合子 D、种植→花药离体培养→单倍体幼苗→秋水仙素处理→纯合子 6、21、胡萝卜的组织培养过程中进行无菌操作的步骤是: ( ) ①、超净工作台 ②、自来水冲洗 ③、酒精棉球擦手 ④、无菌水情洗 ⑤、次氯酸溶液冲洗 ⑥、无菌滤纸处理 ⑦、培养基灭菌 ⑧、不经灭菌的培养基 A、①②③④⑤⑥⑦ B、①③④⑤⑥⑦ C、①②④⑤⑥⑧ D、①②④⑤⑦ 7、切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分,原因是 ( ) A、形成层细胞具有分裂能力,分化程度低,易形成愈伤组织 B、形成层位置好切 C、其他部位已死亡 D、形成层细胞已高度分化 8、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 9、植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是( ) ①细胞的全能性 ②离体植物器官,组织或细胞 ③根,芽 ④生长素和细胞分裂素 ⑤生长素和乙烯 ⑥愈伤组织 ⑦再分化 ⑧脱分化 ⑨植物体 A.①②⑧⑥⑦③⑨和④B.①②⑦⑥⑧③⑨和⑤C.①⑥②⑨⑧③⑦和⑤D.①②⑨⑧⑥⑦③和④ 10、通过细胞杂交,获得一个杂种植株,需要的步骤是( ) A.分离原生质 诱导原生质融合 生出细胞壁 组织培养法 得到杂种植株 B.分离原生质 原生质自然融合 组织培养 杂种植株 C.获取细胞 原生质融合 组织培养 杂种植株 D. 获取细胞 原生质直接融合 组织培养 杂种植株

11、在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生哪些事件( ) ①细胞分化 ②细胞脱分化 ③染色体变异 ④基因重组 A.①② B.①③ C.②③ D.③④ 12、一般情况下,下列的细胞中分化程度由高到低的顺序依次是( ) ①卵细胞 ②受精卵 ③胚胎干细胞 ④造血干细胞 ⑤神经细胞 A.⑤①②③④ B.⑤③①②④ C.⑤①④②③ D.⑤①④③② 13、运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种,操作过程中能形成愈伤组织的是 ①植物细胞培养 ②植物体细胞杂 ③动物细胞培养 ④转基因植物的培养 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④ 14、作物脱毒、改善畜产品的品质、抗除草剂作物、可保存的干扰素、检测有毒物质、性别鉴定依次是 下列哪项生物技术的应用( ) ①基因工程 ②细胞工程 ③蛋白质工程 ④胚胎工程 A.①②②③④④ B.②①①③②④ C.②①②③②④ D.②①②④③② 15. 某同学在学习 “细胞工程” 时, 列表比较了动植物细胞工程的有关内容, 你认为有几处是不正确的 ( ) 植物细胞工程 动物细胞工程 技术手段 植物组织培养,植物体细胞杂交 动物细胞培养和融合,单克隆抗体的制备 特殊处理 机械法去除细胞壁 胰蛋白酶处理,制细胞悬浮液 融合方法 物理方法,化学方法 物理方法,化学方法,生物方法 典型应用 人工种子,杂种植物 单克隆抗体的制备 培养液区别 蔗糖是离体组织赖以生长的成分 动物血清不可缺少 A.0 B.1 C.2 D.3 16.下列关于细胞工程的有关叙述,不正确的是 ( ) A.利 用花药离体培养得到单倍体植株,从紫草的愈伤组织中提取紫草素,利用细胞工程培育“番茄-马 铃薯”杂种植株,都利用了植物组织培养技术,而利用秋水仙素处 理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株没有采用植物组织培养技术 B.在进行组织培养时,由根尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生细胞脱分化,染色体变异或基因 突变,而不可能发生细胞分化和基因重组 C.动物细胞融合与植物体细胞杂交相比,诱导融合的方法,所用的技术手段,所依据的原理均相同,都 能形成杂种细胞和杂种个体 D. “试管婴儿”实质上就是“体外受精”和“胚胎移植”的“产物” ,不能使不能产生精子或卵细胞的夫 妇能得到自己的孩子;单克隆抗体的制备采用了动物细胞融合技术和动物细胞培养技术 17.用纯种的高杆(D)抗锈(T)小麦与矮杆(d)易染锈病(t)小麦培育矮杆抗锈病小麦新品种的方法如下:
[来源:学,科,网 Z,X,X,K] [来源:Zxxk.Com] [来源:学.科.网 Z.X.X.K] [来源

杆抗锈病×矮杆易锈病

Fl

雄配子

幼苗

选出符合要求的品种

下列有关此种育种方法的叙述中,正确的是 ( ) A.这种育种方法叫杂交育种 B.过程④必须使用生长素处理 C.这种方法的最大优点是缩短育种年限 D.③过程必须经过受精作用 18.下列有关细胞工程的叙述,不正确的是 ( ) A.细胞工程应用的是细胞生物学和分子生物学的原理和方法 B.可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来改变细胞核内的遗传物质 C.可以通过在细胞水平或细胞器水平上的操作,按照人的意愿来获得细胞产品 D.根据操作对象的不同,可以分为植物细胞工程和动物细胞工程两大领域 19.有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法,不正确的是 ( ) A.已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程 B.已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞,进而形成植物的愈伤组织的过程 C.离体的植物组织在一定的培养条件下的分化出根和芽的过程 D.离体的植物组织在脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导 20.将烟草和大豆的原生质体混合后,将原生质体转移到适当的培养基上培养,使原生质体再生出细胞 壁,这时,在细胞混合物中,可用显微镜观察到的细胞有 ( ) ①烟草一大豆杂种细胞 ②烟草细胞 ③大豆细胞 ④烟草—烟草细胞 ⑤大豆—大豆细胞 A.① B.①②③ C.①④⑤ D.①②③④⑤
[来源:学科网 ZXXK]

21、下图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程,据图回答下列问题:

(1)过程 ① 是把幼小的花药分离出来,在无菌条件下放在人工培养基上进行离体培养,该培养基中加 入的物质应该有 。 (至少答三种) ( 2 )过程 ② 是花药在培养基所提供的特定条件下发生多次细胞分裂,形成愈伤组织,此过程叫 作 ,细胞分裂的方式是 。 ( 3 )过程 ③ 是诱导愈伤组织分化出芽和根,最后长成植株。这一过程叫 。该植株是 植 株,其特点是 ,生产上没有推广应用的价值。该过程所用培养基中应有 和 两类激素。 ( 4 )花药离体培养应用的是 技术,其理论基础是 。 (5)若图中所用是基因型为 AaBb 的水稻(24 条染色体)的花药,则通过①②③过程获得的试管苗细胞 的细胞核中含有 个 DNA 分子, 条染色体,基因型为 。⑤过程需 要使用 处理,作用是: 。 22、下图是植物细胞杂交过程示意图,请据图回答:

(1)植物体细胞杂交的第① 步是去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体。目前此步聚最常用的方法是酶解 法,也就是在温和的条件下用 等分解植物的细胞壁。 (2) ② 过程为 , 该过程的发生, 必须进行人工诱导。 人工诱导原生质体融合的物理方法是: 利用 . 等(至少写出两种)促使原质体融合;化学方法是:用 等试剂作为诱导剂诱导融合。若植物细胞 A 和 B 的基因型分别为 AaBB、ccDd,则融合后, 细胞的基因型 。 (3) ③ 表示融合后的原生质体再产生样的细胞壁, 新细胞壁的产生与细胞内__________________(细胞器) 有密切关系。 (4) 已知植物细胞 A 中含 2M 条染色体,植物细胞 B 中含有 2N 条染色体,则杂种植株体细胞染色体数 为 。若对二者采用杂交育种方法一般不能成功,原因是 ,若能成功 的话,得到的后代应含 条染色体。 (5)在④ ⑤ 过程中,细胞分裂的主要方式是有丝分裂,此种分裂方式的重要意义(或称特征)是_______ ___________________________________________________。 (6)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以 ___________________________________。

姓名: 选择题答案 01-05 11-15

行政班: 06-10 16-20

生物教学班:

(1)无机盐,蔗糖,维生素,植物激素等 (2)脱分化,有丝分裂 (3)再分化 单倍体 长势弱小,高度不育 生长素和细胞分裂素(4)组织培养,全能性 (5)12 12 ab Ab AB aB 秋水仙素 抑制纺锤体的形成,使染色体的数目加倍 (1)纤维素酶或果胶酶 (2)细胞融合 离心、振动、电刺激 聚乙二醇 AAaaBBBB、AaBBccDd、 ccccDDdd (3)高尔基体 (4)2M+2N 存在生殖隔离 M+N(5)遗传物质的精确复制和平均分配, 保证亲代和子代之间遗传性状的稳定性 (6)打破物种的界限,克服远缘杂交不亲和。


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