【步步高】高考生物 植物细胞工程精选课件.ppt

第第4343课时课时 植物细胞工程植物细胞工程高频考点突破高频考点突破考点一考点一 植物组织培养及细胞全能性植物组织培养及细胞全能性1.1.操作流程及培养条件操作流程及培养条件 (1)(1)操作流程操作流程 (2)(2)培养条件：营养物质培养条件：营养物质( (水、无机盐、蔗糖、氨水、无机盐、蔗糖、氨 基酸和有机酸等基酸和有机酸等) )、激素、激素( (如细胞分裂素、生长素如细胞分裂素、生长素 等等) )及其他条件及其他条件( (无菌、适宜的温度和无菌、适宜的温度和pHpH等等) )。 提醒提醒 幼嫩的组织脱分化较为容易幼嫩的组织脱分化较为容易, ,如茎尖、如茎尖、 根尖、形成层细胞易脱分化根尖、形成层细胞易脱分化, ,而植物的茎、叶和成而植物的茎、叶和成 熟的组织则较难。熟的组织则较难。 对外植体要进行消毒处理对外植体要进行消毒处理, ,而对各种器械要彻底而对各种器械要彻底 灭菌。灭菌。 植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖植物组织培养中用到的有机碳源一般为蔗糖, ,用用 葡萄糖也可以葡萄糖也可以, ,但后者的成本高。但后者的成本高。 诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根诱导愈伤组织再分化形成胚状体或丛芽及生根 的过程中的过程中, ,要进行换瓶处理要进行换瓶处理, ,以改变培养基中的激以改变培养基中的激 素配比及浓度。素配比及浓度。2.2.脱分化和再分化的比较脱分化和再分化的比较比较内容比较内容脱分化脱分化再分化再分化过程过程外植体外植体愈伤组织愈伤组织愈伤组织愈伤组织幼苗幼苗形成体特点形成体特点排列疏松、高度液泡排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞化的薄壁细胞有根、芽有根、芽需要条件需要条件a.a.离体离体b.b.适宜的营养适宜的营养c.c.生长素生长素/ /细细胞分裂素的比胞分裂素的比例适中例适中d.d.不需光不需光a.a.离体离体b.b.适宜的营养适宜的营养c.c.生长素生长素/ /细细胞分裂素的比胞分裂素的比例高或低诱导例高或低诱导生芽或生根生芽或生根d.d.光照光照 提醒提醒 愈伤组织再分化形成植物幼苗时愈伤组织再分化形成植物幼苗时, ,需光照需光照 处理处理, ,以便诱导叶绿体的形成。以便诱导叶绿体的形成。 生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低, ,因此因此 植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和 细胞分裂素类似物。细胞分裂素细胞分裂素类似物。细胞分裂素/ /生长素的比例适生长素的比例适 中中, ,有利于外植体脱分化有利于外植体脱分化, ,比例升高有利于愈伤组比例升高有利于愈伤组 织再分化形成丛芽织再分化形成丛芽, ,比例降低则有利于生根。比例降低则有利于生根。3.3.原理：全能性原理：全能性 (1)(1)含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整含义：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整 个体的潜能。个体的潜能。 (2)(2)物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种物质基础：生物的每一个细胞都包含有该物种 所特有的全套遗传物质所特有的全套遗传物质, ,都有发育成完整个体所必都有发育成完整个体所必 需的全部基因。需的全部基因。 (3)(3)在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因在生物体内细胞并没有表现出全能性的原因 基因在特定的时间和空间条件下选择性表达基因在特定的时间和空间条件下选择性表达, ,细胞细胞 分化为不同的组织、器官。分化为不同的组织、器官。 (4)(4)全能性的实例全能性的实例 花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等花药的离体培养、植物的组织培养、克隆技术等。对位训练对位训练1.1.下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是（ ） 不同种植物叶肉细胞融合时，应先去掉细胞膜不同种植物叶肉细胞融合时，应先去掉细胞膜 叶肉细胞脱分化后，可形成无定形状态的薄壁叶肉细胞脱分化后，可形成无定形状态的薄壁 细胞细胞 叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织 叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞全能性叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞全能性 A.A.B.B. C. C.D.D.B2.2.下列属于植物组织培养的是下列属于植物组织培养的是（ ） A.A.花粉培养成单倍体植株花粉培养成单倍体植株 B.B.芽发育成枝条芽发育成枝条 C.C.根尖分生区发育成成熟区根尖分生区发育成成熟区 D.D.未受精的卵发育成植株未受精的卵发育成植株A考点二考点二 植物组织培养技术的应用植物组织培养技术的应用1.1.植物繁殖的新途径植物繁殖的新途径 (1)(1)微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性, , 还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。 (2)(2)作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病 毒的侵染毒的侵染, ,从而导致品种严重退化、产量降低和品从而导致品种严重退化、产量降低和品 质变差。利用植物分生组织质变差。利用植物分生组织( (如茎尖、根尖如茎尖、根尖) )进行进行 培养培养, ,可以使新长成的植株脱除病毒。可以使新长成的植株脱除病毒。 (3)(3)人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定 芽、顶芽或腋芽芽、顶芽或腋芽, ,包上人工种皮就可以形成人工种包上人工种皮就可以形成人工种 子。下图是人工种子的结构示意图。子。下图是人工种子的结构示意图。 注意注意 人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、 有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等, ,以利于胚以利于胚 状体生长发育成幼苗。状体生长发育成幼苗。2.2.作物新品种的培育作物新品种的培育 (1)(1)单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织 培养过程。培养过程。 单倍体育种的优点是后代不发生性状分离单倍体育种的优点是后代不发生性状分离, ,都是纯都是纯 合子合子, ,能够稳定遗传能够稳定遗传, ,明显缩短了育种年限。明显缩短了育种年限。 (2)(2)突变体的利用：在植物组织培养过程中突变体的利用：在植物组织培养过程中, ,由于由于 培养细胞一直处于不断的分生状态培养细胞一直处于不断的分生状态, ,因此容易受到因此容易受到 培养条件和外界压力培养条件和外界压力( (如射线、化学物质等如射线、化学物质等) )的影的影 响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛响而发生突变。从这些产生突变的个体中可以筛 选出对人们有用的突变体选出对人们有用的突变体, ,进而培育成新品种。进而培育成新品种。 (3)(3)细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培 养技术大量生产某些细胞产物养技术大量生产某些细胞产物, ,如蛋白质、脂肪、如蛋白质、脂肪、 糖类、药物、香料、生物碱等。糖类、药物、香料、生物碱等。对位训练对位训练3.3.某优良品种水稻的基因型为某优良品种水稻的基因型为AaBbAaBb，其花药通过组，其花药通过组 织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙 述，错误的是述，错误的是（ ） A.A.花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程 B.B.试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色 体组体组 C.C.通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产通过该过程培养出的试管苗还不能直接用于生产 D.D.这些试管苗自交，后代性状不发生分离这些试管苗自交，后代性状不发生分离D考点三考点三 植物体细胞杂交植物体细胞杂交1.1.技术流程技术流程2.2.考点解读考点解读 (1)(1)植物体细胞杂交的障碍植物体细胞杂交的障碍 植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理植物细胞都有细胞壁。根据酶的专一性原理, ,用用 纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 原生质体融合。人工诱导方法包括物理法原生质体融合。人工诱导方法包括物理法, ,如离如离 心、振动、电激心、振动、电激; ;化学法化学法, ,如聚乙二醇如聚乙二醇(PEG)(PEG)等。等。 (2)(2)杂种细胞的类型杂种细胞的类型 有三种：有三种：AAAA、BBBB、AB,AB,符合要求的只有符合要求的只有AB,AB,需要进需要进 行筛选。行筛选。 (3)(3)杂种细胞杂种细胞ABAB形成的标志：新的细胞壁的生成。形成的标志：新的细胞壁的生成。 (4)(4)杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色杂种植株遗传物质的变化：细胞融合属于染色 体变异体变异, ,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染 色体数目之和色体数目之和, ,形成异源多倍体。形成异源多倍体。 (5)(5)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程 利用了细胞膜的流动性利用了细胞膜的流动性, ,杂种细胞发育成杂种植株杂种细胞发育成杂种植株 利用了细胞的全能性。利用了细胞的全能性。3.3.该技术的目的该技术的目的 植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株, ,而不是而不是 形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两种形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：具备两种 植物的遗传特征植物的遗传特征, ,原因是杂种植株中含有两种植物原因是杂种植株中含有两种植物 的遗传物质。的遗传物质。4.4.该技术在育种上应用时最大的优点该技术在育种上应用时最大的优点 克服远缘杂交不亲和的障碍。克服远缘杂交不亲和的障碍。5.5.未解决的问题未解决的问题 目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达目前还不能让杂种植物完全按人们的需要去表达 亲代的优良性状亲代的优良性状, ,如番茄如番茄马铃薯。马铃薯。对位训练对位训练4.4.设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状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，不需要考虑的是优良的作物新品种，不需要考虑的是 （ ） A.A.亲本细胞的生殖隔离问题亲本细胞的生殖隔离问题 B.B.选择具有优良性状的亲本选择具有优良性状的亲本 C.C.亲本细胞的融合技术亲本细胞的融合技术 D.D.杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化A5.5.植物体细胞杂交尚未解决的问题是植物体细胞杂交尚未解决的问题是（ ） A.A.去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体 B.B.将杂种细胞培育成植株将杂种细胞培育成植株 C.C.使杂种植物完全按照人们的需要表现出亲本的使杂种植物完全按照人们的需要表现出亲本的 性状性状 D.D.培养出属间的杂种植株培养出属间的杂种植株C解题思路探究解题思路探究思维误区警示思维误区警示易错分析易错分析 对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清 (1)(1)植物体细胞杂交植物体细胞杂交 若两个不同品种的植物细胞若两个不同品种的植物细胞A A、B B进行融合进行融合,A,A含含有有2X2X条染色体条染色体,2,2个染色体组个染色体组, ,基因型为基因型为Aabb,BAabb,B含有含有2Y2Y条染色体条染色体,2,2个染色体组个染色体组, ,其基因型为其基因型为ccDd,ccDd,则新植株则新植株应为四倍体应为四倍体, ,其体细胞中染色体数为其体细胞中染色体数为2X+2Y,2X+2Y,基因型为基因型为AabbccDd,AabbccDd,从中不难看出从中不难看出, ,体细胞杂交即两个细胞融体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞合成一个细胞, ,不管染色体数、基因组还是染色体组不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。都采用直接相加的方法。 (2)(2)植物有性杂交植物有性杂交 有性杂交的结果：子代细胞中染色体数有性杂交的结果：子代细胞中染色体数, ,基因型基因型分别为分别为“X+Y”X+Y”、“AbcD”AbcD”或或“abcD”abcD”或或“Abcd”Abcd”或或“abcd”,abcd”,即先减半再相加。即先减半再相加。 (3)(3)有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律, ,而植而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。纠正训练纠正训练1.(1.(20082008全国理综全国理综,5,5) )下列关于细胞工程的叙述下列关于细胞工程的叙述, , 错误的是错误的是 ( )( ) A. A.电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞电刺激可诱导植物原生质体融合或动物细胞 融合融合 B.B.去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单去除植物细胞的细胞壁和将动物组织分散成单 个细胞均需酶处理个细胞均需酶处理 C.C.小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的小鼠骨髓瘤细胞和经抗原免疫小鼠的B B淋巴细胞淋巴细胞 融合可制备单克隆抗体融合可制备单克隆抗体 D.D.某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品某种植物甲乙两品种的体细胞杂种与甲乙两品 种杂交后代的染色体数目相同种杂交后代的染色体数目相同 解析解析 通过植物细胞工程中的植物体细胞杂交技通过植物细胞工程中的植物体细胞杂交技 术得到的甲乙两品种的体细胞杂种术得到的甲乙两品种的体细胞杂种, ,染色体数目是染色体数目是 甲乙体细胞染色体数目之和甲乙体细胞染色体数目之和, ,而通过有性杂交得到而通过有性杂交得到 的甲乙两品种杂交后代的染色体数目是甲乙两品的甲乙两品种杂交后代的染色体数目是甲乙两品 种体细胞染色体数目之和的一半。种体细胞染色体数目之和的一半。 答案答案 D2.2.关于番茄和马铃薯杂交过程关于番茄和马铃薯杂交过程, ,回答下列问题。回答下列问题。 (1)(1)若番茄细胞内含若番茄细胞内含A A条染色体条染色体, ,马铃薯细胞内含马铃薯细胞内含B B 条染色体条染色体, ,将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育 ( (假设能成功假设能成功),),得到的后代应含得到的后代应含 条染色条染色 体体, ,还必须用还必须用 来处理幼苗来处理幼苗, ,才能得到可才能得到可 育的育的“番茄番茄马铃薯马铃薯”植株植株, ,此时体细胞中含有此时体细胞中含有 条染色体。条染色体。 (2)(2)若番茄是二倍体若番茄是二倍体, ,马铃薯是四倍体马铃薯是四倍体, ,则杂种植株则杂种植株 为为 倍体。倍体。 答案答案 (1) (1) 秋水仙素秋水仙素 A+B (2)A+B (2)六六2BA 知识综合应用知识综合应用重点提示重点提示 通过通过“植物组织培养过程植物组织培养过程”的考查的考查, ,提升提升“运用运用所学知识对某些生物学问题进行解释、推理所学知识对某些生物学问题进行解释、推理, ,做出合做出合理的判断或得出正确结论理的判断或得出正确结论”的能力。的能力。典例分析典例分析 ( (20082008海南卷海南卷,25,25) )某二倍体植物是杂合子某二倍体植物是杂合子, ,下图下图 为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产为其花药中未成熟花粉在适宜的培养基上培养产 生完整植株的过程。据图回答：生完整植株的过程。据图回答： (1)(1)图中图中表示的是该花粉培养过程中的表示的是该花粉培养过程中的 过过 程程, ,表示的是表示的是 过程过程,X,X代表的是代表的是 , , 表示的是表示的是 过程过程, ,表示的是诱表示的是诱 导导 过程。过程。 (2)(2)图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条图中从愈伤组织形成完整植株的途径有两条, , 具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中具体通过哪一条途径主要取决于培养基成分中 的种类及其浓度配比的种类及其浓度配比, ,最后获得的来最后获得的来 源于未成熟花粉的完整植株都称为源于未成熟花粉的完整植株都称为 植植 株株( (甲甲) )。未成熟花粉经培养能形成完整植株。未成熟花粉经培养能形成完整植株, ,说明说明 未成熟花粉具有未成熟花粉具有 。 (3) (3)对植株甲进行对植株甲进行 , ,才能使其结实产生才能使其结实产生 后代后代( (乙乙),),否则植株甲只有通过否则植株甲只有通过 的的 方式才能产生后代方式才能产生后代( (丙丙) )。乙、丙两种植株中。乙、丙两种植株中, ,能产能产 生可育花粉的是生可育花粉的是 植株植株, ,该植株群该植株群 体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为体中每一植株产生可育花粉的基因组成种类数为 种种, ,该群体植株产生可育花粉的基因组该群体植株产生可育花粉的基因组 成种类数为成种类数为 种。花药培养在育种上种。花药培养在育种上 的特殊意义是的特殊意义是 , ,从而开辟育种从而开辟育种 新途径。新途径。 解析解析 (1)(1)分析所给图示分析所给图示, ,弄清数字和字母所代表弄清数字和字母所代表 的含义。的含义。表示脱分化过程表示脱分化过程; ;表示再分化过程。表示再分化过程。 愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚 状体方式两种状体方式两种, ,不定芽方式是在某些条件下不定芽方式是在某些条件下, ,愈伤愈伤 组织中的分生细胞发生分化组织中的分生细胞发生分化, ,形成不同的器官原基形成不同的器官原基, , 再逐渐形成芽和根再逐渐形成芽和根; ;胚状体方式是由愈伤组织细胞胚状体方式是由愈伤组织细胞 诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构诱导分化出具有胚芽、胚根、胚轴的胚状结构, ,进进 而长成完整植株。因此而长成完整植株。因此X X表示胚状体表示胚状体, ,表示生长表示生长 发育过程发育过程, ,则表示继续分化形成胚根的过程。则表示继续分化形成胚根的过程。 (2)(2)调节培养基中激素的浓度和种类可以调节细胞调节培养基中激素的浓度和种类可以调节细胞 的分化方向的分化方向, ,如植物细胞的分化常受细胞分裂素及如植物细胞的分化常受细胞分裂素及 生长素比例的调节生长素比例的调节, ,当细胞分裂素与生长素的浓度当细胞分裂素与生长素的浓度 比值高时比值高时, ,可诱导芽的形成可诱导芽的形成, ,反之则有促进生根的反之则有促进生根的 趋势。花粉离体培养长成的个体叫单倍体趋势。花粉离体培养长成的个体叫单倍体, ,说明花说明花 粉具有全能性。粉具有全能性。(3)(3)育种工作者常用花药离体培养育种工作者常用花药离体培养 的方法来获得单倍体植株的方法来获得单倍体植株, ,然后经过人工诱导使染然后经过人工诱导使染 色体数目加倍色体数目加倍, ,重新恢复到正常重新恢复到正常植株的染色体数植株的染色体数目目。 这种方法得到的植株这种方法得到的植株, ,不仅能够正常生殖不仅能够正常生殖, ,而且每而且每 对染色体上的成对基因都是纯合的对染色体上的成对基因都是纯合的, ,自交产生的后自交产生的后 代不会发生性状分离代不会发生性状分离, ,大大缩短了育种年限。大大缩短了育种年限。 答案答案 （1 1）脱分化）脱分化 再分化再分化 胚状体胚状体 分化（或分化（或 发育）发育） 生根生根 （2 2）激素）激素 单倍体单倍体 细胞的全能性细胞的全能性 （3 3）染色体加倍）染色体加倍 无性繁殖无性繁殖 乙（或经过染色体乙（或经过染色体 加倍的）加倍的） 一一 多多 缩短育种周期缩短育种周期定时检测定时检测组题说明组题说明特别推荐特别推荐 热点综合题热点综合题22；学科内综合题；学科内综合题 3 3、7 7。考点考点题号题号植物组织培养植物组织培养2 2、4 4、5 5、6 6植物体细胞杂交植物体细胞杂交1 1、3 3、7 7、8 81.1.野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫抗虫、抗抗 盐碱、抗寒能力盐碱、抗寒能力, ,但块茎不能食用。俄、德、芬兰但块茎不能食用。俄、德、芬兰 专家共同做实验研究专家共同做实验研究, ,用野生马铃薯与马铃薯的体用野生马铃薯与马铃薯的体 细胞进行杂交细胞进行杂交, ,培育出了生活能力强的杂交系马铃培育出了生活能力强的杂交系马铃 薯。据图分析回答问题：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过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解, , 其中其中“酶解酶解”所用的酶应该包括所用的酶应该包括 。 (2)(2)过程可用聚乙二醇过程可用聚乙二醇(PEG),(PEG),其目的是其目的是 。 (3)(3)请用文字和箭头表示出请用文字和箭头表示出技术过程的实验技术过程的实验 流程：流程： 。 由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可由此过程可以看出植物细胞有形成完整个体的可 能性能性, ,这是这是 的表现。的表现。 (4)(4)在培养基上培养一段时间后在培养基上培养一段时间后, ,原生质体会再生原生质体会再生 出细胞壁。可以取样出细胞壁。可以取样, ,通过通过 实实 验来鉴别细胞壁是否已经再生。验来鉴别细胞壁是否已经再生。 (5)(5)请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处：请说明运用植物体细胞杂交法的最大好处： 。 解析解析 植物细胞的细胞壁由纤维素和果胶组成植物细胞的细胞壁由纤维素和果胶组成, ,因因 此可以用纤维素酶和果胶酶将其水解得到原生质此可以用纤维素酶和果胶酶将其水解得到原生质 体体, ,然后用聚乙二醇或物理方法诱导原生质体融合然后用聚乙二醇或物理方法诱导原生质体融合, , 再生细胞壁形成杂种细胞。再生细胞壁形成杂种细胞。是杂种细胞经过是杂种细胞经过 脱分化、再分化形成幼苗的过程脱分化、再分化形成幼苗的过程, ,体现了植物细胞体现了植物细胞 的全能性。有细胞壁的植物细胞可以发生质壁分的全能性。有细胞壁的植物细胞可以发生质壁分 离与复原。离与复原。 答案答案 (1)(1)纤维素酶、果胶酶纤维素酶、果胶酶 (2)(2)诱导原生质体融合诱导原生质体融合 (3)(3) 植物细胞具有全能性植物细胞具有全能性 (4)(4)植物细胞的质壁分离与复原植物细胞的质壁分离与复原 (5)(5)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交, ,培培 养出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物养出兼有两物种品质的优良物种或克服不同生物 远缘杂交不亲和的障碍远缘杂交不亲和的障碍2.2.细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改 变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综合科学技 术。术。 (1)(1)科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗 肿瘤的物质肿瘤的物质紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇紫杉醇。由于全世界每年紫杉醇 的需求量是的需求量是4 000kg,4 000kg,但全世界紫杉醇的产量是但全世界紫杉醇的产量是 250 kg,250 kg,供求严重失衡供求严重失衡, ,导致一些地区红豆杉资源导致一些地区红豆杉资源 遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术遭到严重破坏。现在可以采用植物组织培养技术 解决这一问题。解决这一问题。 植物组织培养依据的原理是植物组织培养依据的原理是 。 在得到红豆杉的在得到红豆杉的 后后, , 经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成 的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外的培养基中除水、蔗糖、维生素、有机添加物外, , 是其生长必需的是其生长必需的, , 是植是植 物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。从 该生产的目的看该生产的目的看, , 就可以提取紫杉醇。就可以提取紫杉醇。 (2)(2)德国科学家豪森是德国科学家豪森是20082008年生理学或医学奖获奖年生理学或医学奖获奖 者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒者之一。他的研究证实宫颈癌和人乳头状瘤病毒 (HPV)(HPV)之间存在联系之间存在联系, ,为宫颈癌疫苗的研制奠定了为宫颈癌疫苗的研制奠定了 基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来基础。现在宫颈癌疫苗已经开发出来, ,使宫颈癌成使宫颈癌成 为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。为人类可以预防和根除的第一种恶性肿瘤。 理论上讲理论上讲, ,将纯化的将纯化的HPVHPV在在 中中 培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死培养、增殖。收获病毒后用灭活剂杀死, ,但要确保但要确保 灭活灭活HPVHPV的的 不被破坏不被破坏, ,并且能被人并且能被人 的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫的免疫细胞识别。这样就能得到预防宫颈癌的疫 苗了。苗了。 HPVHPV疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段疫苗的作用是使一部分淋巴细胞在反应阶段 形成形成 , ,当当 病病 毒再次入侵时毒再次入侵时, ,机体能产生更强的特异性免疫反应机体能产生更强的特异性免疫反应, , 包括包括 。 解析解析 植物组织培养的原理是细胞的全能性植物组织培养的原理是细胞的全能性; ;其过其过 程是：离体组织、细胞程是：离体组织、细胞 愈伤组织愈伤组织 根、芽根、芽 植株。若要获得细胞产物植株。若要获得细胞产物, ,只需得到愈只需得到愈 伤组织即可。病毒必须在宿主细胞内才能增殖伤组织即可。病毒必须在宿主细胞内才能增殖, , HPV HPV的宿主细胞为哺乳动物或人的活细胞。的宿主细胞为哺乳动物或人的活细胞。HPVHPV疫疫 苗可以引起机体发生免疫反应苗可以引起机体发生免疫反应, ,产生相应的记忆细产生相应的记忆细 胞和抗体胞和抗体, ,保持对该抗原的记忆。保持对该抗原的记忆。 答案答案 (1)(1)植物细胞的全能性植物细胞的全能性 离体组织、细离体组织、细 胞或外植体胞或外植体 矿质元素或无机盐矿质元素或无机盐 植物激素植物激素 愈愈 伤组织伤组织 (2)(2)哺乳动物或人的活细胞哺乳动物或人的活细胞 抗原决定簇抗原决定簇 记记 忆细胞忆细胞 HPV HPV 体液免疫和细胞免疫体液免疫和细胞免疫脱分化脱分化再分化再分化3.3.野生马铃薯的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐野生马铃薯的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐 碱及抗寒能力碱及抗寒能力, ,但块茎不能食用。俄、德、芬兰三但块茎不能食用。俄、德、芬兰三 国专家共同研究国专家共同研究, ,用野生马铃薯与栽培马铃薯的体用野生马铃薯与栽培马铃薯的体 细胞进行杂交细胞进行杂交, ,培育出了生活能力强、块茎能食用培育出了生活能力强、块茎能食用 的杂交系马铃薯。的杂交系马铃薯。 (1)(1)植物体细胞杂交技术与传统的有性杂交相比植物体细胞杂交技术与传统的有性杂交相比, , 其优越性在于其优越性在于 。 (2)(2)若在神舟七号飞船上进行原生质体融合若在神舟七号飞船上进行原生质体融合, ,则与则与 地面上进行原生质体融合相比地面上进行原生质体融合相比, ,其优越性在于其优越性在于 。 你认为神舟七号飞船上所用的诱导方法最可能是你认为神舟七号飞船上所用的诱导方法最可能是 ( (填填“物理法物理法”、“化学化学 法法”或或“灭活的病毒灭活的病毒”) )。 (3)(3)运用此植物体细胞杂交法可使本来存在着生殖运用此植物体细胞杂交法可使本来存在着生殖 隔离的物种进行杂交隔离的物种进行杂交, ,培育出兼有两种品质的优良培育出兼有两种品质的优良 品种品种, ,要大量繁殖这样的优良品种要大量繁殖这样的优良品种, ,最好用下列哪最好用下列哪 种方法种方法 ( )( ) A. A.单倍体育种法单倍体育种法 B.B.杂交育种法杂交育种法 C.C.植物组织培养法植物组织培养法 D.D.花药离体培养法花药离体培养法 (4)(4)人们种植杂交系马铃薯人们种植杂交系马铃薯, ,与种植野生马铃薯或与种植野生马铃薯或 栽培马铃薯相比有什么好处？栽培马铃薯相比有什么好处？( (要求写出两点要求写出两点) ) 。 (5)(5)如果要使马铃薯具有产生乙肝抗体的能力如果要使马铃薯具有产生乙肝抗体的能力, ,可可 采用采用 技术育种。技术育种。 解析解析 (1)(1)植物体细胞杂交可使本来存在着生殖隔植物体细胞杂交可使本来存在着生殖隔 离的物种进行杂交离的物种进行杂交, ,能克服远缘杂交不亲和的障能克服远缘杂交不亲和的障 碍。碍。(2)(2)在微重力环境下进行细胞融合在微重力环境下进行细胞融合, ,由于重力由于重力 不存在不存在, ,可减轻由细胞的不同密度引起的不同沉降可减轻由细胞的不同密度引起的不同沉降 而造成的细胞分离而造成的细胞分离, ,从而提高细胞融合率。灭活的从而提高细胞融合率。灭活的 病毒是动物细胞融合中常用的方法病毒是动物细胞融合中常用的方法, ,而在神舟七号而在神舟七号 飞船上极有可能是利用宇宙中的一些物理因素诱飞船上极有可能是利用宇宙中的一些物理因素诱 导细胞融合。导细胞融合。(3)(3)要大量繁殖由植物体细胞杂交要大量繁殖由植物体细胞杂交 获得的优良品种获得的优良品种, ,应用植物组织培养这一无性生殖应用植物组织培养这一无性生殖 的方法的方法, ,才能既保持亲本的优良性状才能既保持亲本的优良性状, ,又能快速繁又能快速繁 殖。殖。(4)(4)杂交系马铃薯具备双亲的遗传特性杂交系马铃薯具备双亲的遗传特性, ,因而因而 在生产上既能获得较高的收成在生产上既能获得较高的收成, ,又可在盐碱地区或又可在盐碱地区或 高寒地区种植高寒地区种植, ,而其具有的抗病抗虫的能力还可减而其具有的抗病抗虫的能力还可减 少农药的使用。注意题目不是要求回答杂交系马少农药的使用。注意题目不是要求回答杂交系马 铃薯植株本身的特点铃薯植株本身的特点, ,而是侧重回答种植杂交系马而是侧重回答种植杂交系马 铃薯对人类有什么好处。铃薯对人类有什么好处。(5)(5)如果使马铃薯具有产如果使马铃薯具有产 生乙肝抗体的能力生乙肝抗体的能力, ,应当将乙肝抗体基因导入马铃应当将乙肝抗体基因导入马铃 薯体内薯体内, ,应用转基因技术。应用转基因技术。 答案答案 (1)(1)克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍 (2)(2)可避免在地面上由于细胞的不同密度引起的细可避免在地面上由于细胞的不同密度引起的细 胞不同沉降而造成的细胞分离胞不同沉降而造成的细胞分离, ,从而提高细胞融合从而提高细胞融合 率率 物理法物理法 (3)C (4)(3)C (4)可获得较高的收成可获得较高的收成; ;可少施农药可少施农药; ;可在盐可在盐 碱地区或高寒地区种植等碱地区或高寒地区种植等 (5)(5)转基因转基因4.4.通过植物组织培养技术通过植物组织培养技术, ,可以快速繁殖、培育无病可以快速繁殖、培育无病 毒的植物。培养过程如下：毒的植物。培养过程如下： 离体的植物器官、组织或细胞离体的植物器官、组织或细胞 愈伤组织愈伤组织 胚状体胚状体 植物体植物体 (1)(1)紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割紫草细胞中提取的紫草素是制造治疗烫伤和割 伤的药物以及染料和化妆品的原料。若要从大量伤的药物以及染料和化妆品的原料。若要从大量 培养的紫草愈伤组织中提取紫草素培养的紫草愈伤组织中提取紫草素, ,不再需要经过不再需要经过萌发萌发 过程过程, ,且哪项条件是不需要且哪项条件是不需要 的。的。 。 A.A.消毒灭菌消毒灭菌 B.B.适宜温度适宜温度 C.C.充足光照充足光照 D.D.适宜养料和激素适宜养料和激素 (2)(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成 具有生根发芽能力的胚状体结构具有生根发芽能力的胚状体结构, ,若包裹上人造种若包裹上人造种 皮皮, ,制成人工种子制成人工种子, ,可以解决有些作物品种繁殖能可以解决有些作物品种繁殖能 力差、结子困难或发芽率低等问题。图中的力差、结子困难或发芽率低等问题。图中的相相 当于种子结构中的当于种子结构中的 , ,主要作用主要作用 是是 。 (3)(3)为了有利于幼苗茁状成长为了有利于幼苗茁状成长, ,提高农作物产量提高农作物产量, ,请请 设计两种对人工种子处理的方法。设计两种对人工种子处理的方法。 。 解析解析 植物组织培养利用细胞的全能性植物组织培养利用细胞的全能性, ,在离体的在离体的 情况下通过脱分化和再分化情况下通过脱分化和再分化, ,形成愈伤组织形成愈伤组织, ,还可还可 以再通过发酵工程等用于生产药物。以再通过发酵工程等用于生产药物。 答案答案 (1)(1)再分化再分化 C (2)C (2)胚乳胚乳 提供胚状体发育提供胚状体发育 所需的营养所需的营养 (3)(3)在人工胚乳中添加固氮细菌、防在人工胚乳中添加固氮细菌、防 病虫农药、除草剂和植物激素类似物等病虫农药、除草剂和植物激素类似物等( (答对答对2 2项项 即可即可) ) 方法点击方法点击 植物组织培养利用细胞全能性的原理植物组织培养利用细胞全能性的原理, , 通过脱分化形成愈伤组织和再分化通过脱分化形成愈伤组织和再分化，出具有根出具有根、芽芽 的胚状小体的胚状小体, ,在生产生活实际中有重要应用在生产生活实际中有重要应用, ,可以可以 制备人工种子制备人工种子, ,可以生产药物可以生产药物, ,可以进行人工繁殖可以进行人工繁殖, , 还可以通过细胞融合完成体细胞杂交后还可以通过细胞融合完成体细胞杂交后, ,再通过组再通过组 织培养织培养, ,进行新作物的育种。进行新作物的育种。 易错点：易错点：必须弄清楚必须弄清楚, ,细胞虽分化但遗传物质没细胞虽分化但遗传物质没 有发生变化有发生变化; ;在形成愈伤组织的过程中在形成愈伤组织的过程中，因为没因为没 有形成叶绿体所以不需要光照有形成叶绿体所以不需要光照; ;组织培养是无性组织培养是无性 生殖生殖, ,能保持亲本的优良性状。能保持亲本的优良性状。5.5.人工种子是人们模仿天然种子的结构造出来的生人工种子是人们模仿天然种子的结构造出来的生 命有机体命有机体, ,它能像天然种子一样萌发生长。人工它能像天然种子一样萌发生长。人工 种子的核心部分是被外层薄膜包埋的具有类似种种子的核心部分是被外层薄膜包埋的具有类似种 子胚功能的胚状体子胚功能的胚状体, ,胚状体不同于一般种子的胚胚状体不同于一般种子的胚, , 它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物, , 所以又称所以又称“体细胞胚体细胞胚”或或“花粉胚花粉胚”。胚状体可。胚状体可 从悬浮培养的单细胞中得到从悬浮培养的单细胞中得到, ,也可以通过试管培也可以通过试管培 养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体 包埋在一个能提供营养的胶质中包埋在一个能提供营养的胶质中, ,便成了所谓的便成了所谓的 “ “人工种子人工种子”。其培育过程如图所示。其培育过程如图所示, ,请根据以请根据以 上材料回答：上材料回答： (1) (1)人工种子依据的原理是人工种子依据的原理是 , , 经过经过 技术培育而成的。技术培育而成的。 (2)(2)包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分 结构？结构？ 。 (3)(3)某二倍体植物基因型有某二倍体植物基因型有DdTt,DdTt,利用这种生物技利用这种生物技 术采用花药离体培养的方法术采用花药离体培养的方法, ,可培育成可培育成“花粉胚花粉胚”, , 也可制成人工种子也可制成人工种子, ,这种种子萌发形成的个体为这种种子萌发形成的个体为 , ,基因型为基因型为 。 (4)(4)如果外植体为植物的茎尖如果外植体为植物的茎尖, ,通过通过的处理可使的处理可使 细胞彼此分离细胞彼此分离, ,可加入可加入 。 ( )( ) A.15% A.15%的盐酸的盐酸 B.B.淀粉酶淀粉酶 C.C.果胶酶果胶酶 D.D.胰蛋白酶胰蛋白酶 (5)(5)表示脱分化过程表示脱分化过程, ,其实质是其实质是 ; ; 表示再分化的过程表示再分化的过程, ,其实质是其实质是 。 (6)