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1、复习 2.1 植物细胞工程,一、细胞工程的概念理解1.原理和方法：细胞生物学和_2.操作水平：_或细胞器水平3.工程目的：按照人的意愿来改变_或_4.根据操作对象的不同分类：植物细胞工程和_,分子生物学,细胞水平,细胞内的遗传物质,获得细胞产品,动物细胞工程,基础知识,二、植物细胞工程1.理论基础_(1)概念：每个生物细胞都具有发育成完整生物体的潜能。(2)原因：细胞中具有本物种_。2.植物组织培养技术(1)概念理解：培养对象：_。培养条件：无菌、_、相关激素等人工控制条件。培养结果：产生_，最终形成_。,细胞的全能性,全部遗传信息,离体的器官、组织、细胞,营养物质,愈伤组织、丛芽,完整的植株
2、,(2)操作流程：3.植物体细胞杂交技术(1)概念：将_的植物体细胞,在一定条件下融合成_,并把杂种细胞培育成_的技术。,脱分化,愈伤组织,再分化,不同种,杂种细胞,新的植物体,(2)操作流程：,细胞A,细胞B,原生质体B,原生质体A,融合的原生质体,杂种细胞,杂种植株,去壁,再生壁,植物组织培养,融合,筛选,(3)流程分析：获得原生质体的方法：_去除细胞壁。诱导原生质体融合的方法物理法：_等；化学法：用_作为诱导剂。原生质体融合的原理：_。原生质体融合完成的标志：_。(4)意义：_。,利用纤维素酶和果胶酶,离心、振动、电激,聚乙二醇,细胞膜具有一定的流动性,杂种细胞再生出细胞壁,克服了远缘杂
3、交不亲和的障碍,由于细胞分化的原因，每个具有全能性的生物体细胞在非离体情况下并不能表现全能性。两种植物杂交成功后杂种植株并不一定表现出两种植物的优良性状，其基因的表达还需要人工相关技术的进一步参与。,注意,三、植物细胞工程的实际应用,实际应用,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,细胞产物的工厂化生产:,微型繁殖,作物脱毒(常利用茎尖等分生组织),人工种子(胚状体等外包裹人工薄膜得到的种子),单倍体育种,突变体的利用,如人参皂甙干粉的生产,三、植物细胞工程的实际应用,实际应用,植物繁殖的新途径,作物新品种的培育,细胞产物的工厂化生产:,自然种子属于有性生殖方式，而人工种子属于无性生殖方式。单倍体
4、育种过程中虽然存在植物组织培养，但属于有性生殖方式繁殖后代。,注意,植物组织培养和植物体细胞杂交的比较,考点,考点一,选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化,不同植物细胞融合后形成的杂种细胞,脱分化、再分化等,除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的方法诱导细胞融合,植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂,训练1通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：,。,分析,培育过程中进行了耐盐的选择，没有进行高产的选择，需要在目的植株得出产量记录后再进行选择,物理法如离心、振动、电
5、激,(1)B的产生除用PEG诱导还有其他办法吗？,(2)D是否高产耐盐？,耐盐但不一定高产,(1)A是_酶，B是_，D是具有_优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_。,有耐盐高产和耐盐不高产两种,纤维素酶和果胶,融合的原生质体,耐盐,(2)由C形成植株的过程利用了_技术，形成愈伤组织需要经过_过程，愈伤组织形成D需要经过_过程。整个培养过程要在_条件下进行。,植物组织培养,脱分化,再分化,无菌,(3)植物体细胞融合成功的标志是_。目前植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如_ ，尽管如此，这项新技术在_ 等方面取得的重大突破还是震撼人心的。,再生出新的细胞壁,不能按照人的意愿表达两个亲
6、本的性状,克服远缘杂交不亲和的障碍,(1)微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。微型繁殖两个优点(2)作物脱毒：解决的问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积累，产量降低，品质变差。解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。,保持优良品种的遗传特性高效快速地实现种苗的大量繁殖,考点二,植物细胞工程的实际应用,1.植物繁殖的新途径,理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。,获取方法：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，用人工薄膜包装。解决
7、的问题：a.一些植物繁殖周期长,数年后才能结出种子；b.有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特性；c.常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。,1.植物繁殖的新途径,(3)人工种子：,2.单倍体育种和突变体利用的比较,染色体变异,基因突变,明显缩短育种年限,产生新基因，大幅度改良某些性状,抗花叶病毒的甘蔗抗盐碱的野生烟草等,单育1号烟草品种，11号水稻和京花1号小麦品种等,(1)细胞产物的种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。(2)成功的实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现了工厂化生产。,3.细胞产物的工厂化生产,1.利用植物组织培养生产细胞
8、产物时，有时只需将外植体培养到愈伤组织，从愈伤组织中获取产物。2.人工种子发育初期需要的营养物质由人工胚乳提供。,你清楚吗,训练2 如图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图,请据图回答：,分析,利用紫外线、X射线等处理连续进行细胞分裂的愈伤组织。,2.C过程中如何进行物理诱变或化学诱变？,二者的目的都是抑制纺锤体的形成，秋水仙素处理与低温处理都可以达到这一目的。,1.过程使用的化学试剂是什么？还有其他方法吗？,一定浓度的秋水仙素溶液，还可进行低温处理。,具有细胞周期的细胞在外界物理或化学因素的诱导下基因突变的频率才会比较高,1)图中单倍体植株通常的获取方式是_。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A
9、有4个染色体组，则过程所用化学试剂的作用是_。,花药离体培养,抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成,2)图中B和C过程的不同点是_，这种不同主要的决定因素是_。,B过程中形成的是胚状体,而C过程形成的是丛芽,细胞分裂素与生长素的比值,3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理 。,愈伤组织,4)若要获得水稻的人工种子，则应选用图中_的结构，该结构与正常受精卵形成的_有类似的结构和发育过程。,胚,胚状体,5)若D为胡萝卜羊角芹，过程常用的物理方法有_等；经融合处理后，含有的细胞类型有_种(若融合的细胞只考虑两两融合)此过程发生的变异类型是 。,染色体变异,
10、离心、振动、电激,3,的羊角芹细胞、胡萝卜-胡萝卜融合细胞、羊角芹-羊角芹融合细胞和胡萝卜-羊角芹融合细胞，而两两融合的为3种。答案：(1)花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成(2)B过程中形成的是胚状体,而C过程形成的是丛芽 细胞分裂素与生长素的比值(3)愈伤组织 (4)胚状体 胚(5)离心、振动、电激 3,1.（2012杭州模拟）植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式是 （ ）A脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；减数分裂B导入其他植物细胞的基因；有丝分裂C将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内；减数分裂D脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；有丝分裂【解析】选D。植物脱分
11、化过程中仅涉及有丝分裂，减数分裂发生在有性生殖过程中；植物的体细胞由于基因的选择性表达没有体现细胞的全能性，只有脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件，才能表达全能性。,2.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，则关于该愈伤组织的说法错误的是（ ）A是细胞经过脱分化和分裂形成的B细胞没有全能性C是由排列疏松的薄壁细胞组成的D可以形成具有生根发芽能力的胚状结构【解析】选B。愈伤组织是经脱分化形成的高度液泡化、无定形的薄壁细胞，具有全能性，可以再分化为根、芽，进而形成新植株。,3.将某二倍体植株的一粒花粉培育成幼苗，对它的茎尖用秋水仙素处理，长大后的植株中染色体数与其他各项不
12、相同的是（ ）A.根细胞 B.叶细胞C.花粉细胞 D.极核【解析】选B。茎尖用秋水仙素处理，发育成的茎和叶等部分染色体数目为2n，而根细胞因未作处理仍为n；地上部分的细胞以后形成花芽，成熟后经减数分裂产生卵细胞和极核，故花粉细胞和极核染色体都为n。,4.用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着天竺葵的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下面有关培育过程的叙述，不正确的是（ ）A.原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B.形成的愈伤组织的代谢类型是自养需氧型C.由杂种细胞杂种植株，要通过有丝分裂和细胞的分化D.该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,【
13、解析】选B。植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG；由杂种细胞杂种植株，要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织，自身不含叶绿素无法进行光合作用，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型。,5.植物组织培养的过程如图所示。请分析并回答：（1）愈伤组织是由离体的组织或器官通过A_过程获得的，B、C过程是通过细胞的_实现的。（2）胚状体根据其来源不同，可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。用花药离体培养可获得“花粉胚”，同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区别是_。,如果用_处理二倍体植物的花粉胚
14、，能获得可育的植株，该过程是_育种中不可缺少的步骤。在一定条件下培养离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株，其根本原因是每个细胞都含有_，这一过程体现了_。,【解析】（1）愈伤组织的形成是外植体脱分化的结果，再分化成植株的过程中细胞进行分裂的同时进行了细胞分化，形成不同功能的细胞，发育成植株。（2）花粉胚是单倍体育种过程中的产物，由单倍体细胞构成，需要进行染色体加倍才能得到正常的植株。而体细胞胚不需要染色体加倍可直接发育成正常植株，原因是体细胞胚的每个细胞都含有本物种的全套基因。,答案：（1）脱分化 分裂（或增殖）和分化（2）花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半秋水仙素 单倍体本物种
15、的全套基因（或“全套遗传信息”）植物细胞的全能性,6.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析回答：,（1）过程发生的化学变化是_。（2）将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，再经过和，c的细胞类型有_。（3）植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是_。,【解析】本题考查植物体细胞的杂交技术，属于考纲理解层次。（1）植物体细胞杂交亦称为原生质体融合，是以植物的体细胞为材料，经特殊的酶处理后，用去掉了细胞壁的裸细胞原生质体为亲本进行融合的一种新型的生物技术。（2）将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。（3）植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍。,答案：（1）纤维素和果胶发生水解（或者纤维素分解为葡萄糖，果胶分解为半乳糖醛酸）（2）AA、BB、AAAA、BBBB、AABB（3）克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍（或扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围）,
