高中生物人教版 (2019)选择性必修3一 植物细胞工程的基本技术导学案

选择性必修三第二章第1节　

植物细胞工程导学案

【学习目标】

1概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。

2举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。

3尝试进行植物组织培养。

【重点难点】

1植物组织培养的原理和过程。

2植物体细胞杂交技术的原理。

3植物细胞工程的应用的实例。

4植物组织培养的实验。

【预习案】

【预习指导】

1.通读教材（34页-38页）一遍，再依据导学案问题提示，进一步研读教材一遍，

并用铅笔标记和勾画问题的答案。

2.在研读课本的基础上，独立填写预习案，规范书写。

一、植物细胞的全能性

1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有         或         的潜能。

2．生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因

在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会         。

二、植物组织培养技术

1．概念：将       的植物器官、组织或细胞等，培养在         上，给予适宜的培养条件，诱导其形成         的技术。

2．全能性表达过程

(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的         ，转变成未分化细胞的过程。

(2)再分化：脱分化产生的         ，在一定的培养条件下，再分化出       ，进而形成完整的小植株。

(3)激素的作用：植物激素中         和         是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。

3．操作流程

外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用       消毒30 s，用无菌水清洗2～3次后，再用         处理30 min，用无菌水清洗2～3次。

↓

外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段。

↓

接种：在         旁，将外植体的1/3～1/2插入         的培养基中。

↓

培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22 ℃的       中培养。定期观察和记录         的生长情况。

↓

转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到         的培养基上。长出芽后，再将其转接到         的培养基上，进一步诱导形成试管苗。

↓

移栽：将试管苗移植到消过毒的         上，壮苗后再移栽入土。

三、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。

2．过程

(1)去壁：用         去除植物细胞壁，获得原生质体。

(2)诱导原生质体融合的方法

①物理法：         、         法等。

②化学法：         融合法、         融合法等。

3．意义：克服不同种生物         的不亲和性。

【我的疑问】（请把你的疑问写在下面）

【预习自测】

1．把胡萝卜的单个韧皮部的细胞放入配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株。这种繁殖方式和细胞工程技术分别属于（    ）

A．有性生殖和细胞拆合技术 B．无性生殖和组织培养

C．有性生殖和细胞融合技术 D．无性生殖和细胞培养

2．花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图，据图分析下列叙述错误的是（    ）

A．原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇，其作用是保持原生质体的完整性

B．显微镜观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志

C．原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化和再分化形成愈伤组织

D．对杂种植株进行黑腐病菌接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株

3．下图是番茄—马铃薯杂种植株的培育过程示意图，其中①～⑤表示过程，字母表示细胞、组织或植株。下列叙述正确的是（    ）

A．①表示高渗酶溶液中处理植物细胞获得原生质体

B．e是一团有特定结构、形状和功能的薄壁细胞，全能性最低

C．可根据质壁分离现象鉴别d细胞的细胞壁是否再生

D．图示育种技术与植物有性杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍

4．在菊花的组织培养操作完成了3~4 d后，观察同一温室中的外植体，发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植体死亡的原因不可能是（    ）

A．温度过高

B．接种时外植体未消毒

C．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体

D．将外植体倒插入培养基中

5．甲乙两种远缘植物体细胞融合会导致一方的染色体被排出，若甲细胞的染色体在融合前断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘型油菜进行体细胞杂交获得了抗黑胫病的甘型油菜新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是（    ）

A．④过程用到了植物组织培养技术

B．抗黑胫病的甘型油菜染色体上整合了黑芥的染色体片段

C．②紫外线照射剂量不同会导致黑芥染色体断裂程度不同

D．可利用聚乙二醇或灭活的病毒诱导两种植物原生质体融合

6．下列关于植物组织培养的表述，错误的是（　　）

A．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同

B．培养应在无菌条件下进行

C．以花粉组织培养可得到单倍体植株

D．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞

7．甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。相关叙述错误的是（　　）

A．过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗

B．过程B中常用PEG诱导原生质体融合

C．过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，可以正常生长

D．操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格的灭菌

8．下列有关植物细胞工程实际应用的叙述，正确的是（　　）

A．依据植物体细胞的全能性，可利用花药离体培养获得单倍体幼苗

B．脱毒草莓和转基因抗病毒草莓的培育都利用了植物细胞的全能性

C．依据基因突变原理，利用γ射线处理愈伤组织获得抗虫棉几率较大

D．由于愈伤组织细胞分裂能力强，包上人造种皮即可制备人工种子

9．下图①②③代表通过植物组织培养技术培育新植株的三条途径，有关叙述正确的是（    ）

A．外植体a、b、c来自同一植株的不同部位，它们的全能性表达难易程度一般相同

B．A1是愈伤组织，特点是排列疏松、有特定形态结构、高度液泡化的薄壁细胞

C．将含B1的试管放在摇床上，通过固体培养可以分散成单细胞，B3为胚状体

D．不同来源的C1可通过原生质体融合形成重组细胞后培养获得具有特定性状的新植株

10．如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是（　　）

A．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的

B．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得

C．图中的胚状体也可以是不定芽顶芽和腋芽

D．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型

参考答案

1．B

2．C

3．C

4．A

5．D

6．D

7．D

8．B

9．D

10．A