高中生物專題2細(xì)胞工程第1節(jié)(第1課時(shí))植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)專題講解解析選修3解析

1、高中生物專題高中生物專題2細(xì)胞工程第細(xì)胞工程第1節(jié)節(jié)(第第1課時(shí)課時(shí))植物細(xì)胞工植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)專題講解解程的基本技術(shù)專題講解解析選修析選修3解析解析 專題專題2 細(xì)胞工程細(xì)胞工程 第第1節(jié)節(jié) 植物細(xì)胞工程植物細(xì)胞工程 第第1課時(shí)課時(shí) 植物細(xì)胞工程的植物細(xì)胞工程的 基本技術(shù)基本技術(shù) 要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1 1 細(xì)胞的全能性細(xì)胞的全能性1 1概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物個(gè)體的潛能。概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物個(gè)體的潛能。2 2物質(zhì)基礎(chǔ)：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)物

2、質(zhì)基礎(chǔ)：生物體的每一個(gè)細(xì)胞都含有本物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個(gè)體所必需的全部基因。體所必需的全部基因。3 3細(xì)胞全能性表現(xiàn)的條件。細(xì)胞全能性表現(xiàn)的條件。(1)(1)離體狀態(tài)離體狀態(tài)( (未離體的細(xì)胞，由于細(xì)胞的分化其全能性受到限制，不能表現(xiàn)未離體的細(xì)胞，由于細(xì)胞的分化其全能性受到限制，不能表現(xiàn)) )。(2)(2)無(wú)菌操作無(wú)菌操作( (防止雜菌污染防止雜菌污染) )。(3)(3)適宜物質(zhì)的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)適宜物質(zhì)的誘導(dǎo)和調(diào)節(jié)( (植物激素主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素植物激素主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素) )。(4)(4)種類齊全、比例適合的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。種類齊全、比例適合的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。(5)(5)適

3、宜的外界條件適宜的外界條件( (如溫度、如溫度、pHpH、光照等、光照等) )。4 4各種細(xì)胞全能性的比較。各種細(xì)胞全能性的比較。(1)(1)應(yīng)注意細(xì)胞的全能性及細(xì)胞的分化程度和分裂能力三者間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的分化程度越應(yīng)注意細(xì)胞的全能性及細(xì)胞的分化程度和分裂能力三者間的關(guān)系。一般來(lái)說(shuō)，細(xì)胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表現(xiàn)出來(lái)。高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表現(xiàn)出來(lái)。(2)(2)受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞。(3)(3)體細(xì)胞中：植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞體細(xì)胞中：植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞( (只有細(xì)胞核才有全能性，分化程度低的分只有細(xì)胞核才有全能性，分化程度低的分

4、化程度高的；細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力弱的；幼嫩的細(xì)胞衰老的細(xì)化程度高的；細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的細(xì)胞分裂能力弱的；幼嫩的細(xì)胞衰老的細(xì)胞胞) )。例例1 1以下關(guān)于細(xì)胞全能性的描述錯(cuò)誤的是以下關(guān)于細(xì)胞全能性的描述錯(cuò)誤的是( () )A A利用海島煙草韌皮部細(xì)胞培育出植株體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性利用海島煙草韌皮部細(xì)胞培育出植株體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性B B受精卵的全能性最高受精卵的全能性最高C C水稻種子培育出植株表現(xiàn)了細(xì)胞的全能性水稻種子培育出植株表現(xiàn)了細(xì)胞的全能性D D只有在離體的條件下細(xì)胞的全能性才能得以體現(xiàn)只有在離體的條件下細(xì)胞的全能性才能得以體現(xiàn)解析：細(xì)胞的全能性是指高度分化的體細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)

5、體的潛能。解析：細(xì)胞的全能性是指高度分化的體細(xì)胞仍然具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能。C C選項(xiàng)中種子可看成一個(gè)個(gè)選項(xiàng)中種子可看成一個(gè)個(gè)體，利用水稻種子培育出植株是一個(gè)完整的個(gè)體發(fā)育過(guò)程，不能說(shuō)明細(xì)胞的全能性。體，利用水稻種子培育出植株是一個(gè)完整的個(gè)體發(fā)育過(guò)程，不能說(shuō)明細(xì)胞的全能性。答案：答案：C C 變式遷移變式遷移1 1細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞具有全能性的原因是( () )A A體細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能體細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能B B生物體的每個(gè)細(xì)胞都具有全能性生物體的每個(gè)細(xì)胞都具有全能性C C生物體的細(xì)胞一般都含有個(gè)體發(fā)育的全套基因生物體的細(xì)胞一般都含有個(gè)體發(fā)育的全套基因D D生物體

6、的每個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育成的生物體的每個(gè)細(xì)胞都是由受精卵發(fā)育成的解析：解析：A A項(xiàng)中指的是細(xì)胞的全能性，并非細(xì)胞全能性的原因。細(xì)胞之所以具有全能性，是由于細(xì)胞中含有發(fā)項(xiàng)中指的是細(xì)胞的全能性，并非細(xì)胞全能性的原因。細(xì)胞之所以具有全能性，是由于細(xì)胞中含有發(fā)育為完整個(gè)體所必需的遺傳物質(zhì)，所以從理論上說(shuō)，生物體的每一個(gè)正常細(xì)胞都具有全能性。育為完整個(gè)體所必需的遺傳物質(zhì)，所以從理論上說(shuō)，生物體的每一個(gè)正常細(xì)胞都具有全能性。答案：答案：C C點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：(1)(1)配子配子( (如精子、卵子如精子、卵子) )亦具細(xì)胞全能性。因?yàn)榕渥又兄辽俸幸粋€(gè)完整的染色體組，根亦具細(xì)胞全能性。因?yàn)榕渥又兄辽俸幸粋€(gè)

7、完整的染色體組，根據(jù)染色體組概念，一個(gè)染色體組就含有該物種生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳變異所需的全部遺傳物質(zhì)。據(jù)染色體組概念，一個(gè)染色體組就含有該物種生長(zhǎng)發(fā)育、遺傳變異所需的全部遺傳物質(zhì)。(2)(2)動(dòng)物體細(xì)胞雖具細(xì)胞全能性，但因其高度分化，目前其全能性還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)表達(dá)。動(dòng)物體細(xì)胞雖具細(xì)胞全能性，但因其高度分化，目前其全能性還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)表達(dá)。(3)(3)并不是每一個(gè)細(xì)胞均具全能性。如植物的篩管細(xì)胞、哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞等。并不是每一個(gè)細(xì)胞均具全能性。如植物的篩管細(xì)胞、哺乳動(dòng)物的成熟的紅細(xì)胞等。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)2 2 植物組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)1 1原理：細(xì)胞的全能性。原理：細(xì)胞的全能性。3 3植物組織培養(yǎng)過(guò)程的幾個(gè)

8、概念、條件。植物組織培養(yǎng)過(guò)程的幾個(gè)概念、條件。(1)(1)細(xì)胞分化：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。細(xì)胞分化：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。(2)(2)脫分化的條件：離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件脫分化的條件：離體、一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素和其他外界條件( (如無(wú)菌、適宜的溫度如無(wú)菌、適宜的溫度等等) )。(3)(3)影響植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是植物激素，特別是當(dāng)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素影響植物細(xì)胞脫分化、再分化的關(guān)鍵因素是植物激素，特別是當(dāng)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素共同使用時(shí)，根據(jù)誘導(dǎo)的需求，對(duì)二者要按一定比例合理使用。共同使用時(shí)，根據(jù)誘導(dǎo)的需求，對(duì)二者要按一

9、定比例合理使用。(4)(4)愈傷組織：排列疏松、無(wú)規(guī)則，高度液泡化的無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。愈傷組織：排列疏松、無(wú)規(guī)則，高度液泡化的無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞。例例2 2 圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過(guò)程，圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題：(1)(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括要促進(jìn)細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括_和小和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和_兩類植物激素。兩

10、類植物激素。(2)(2)此過(guò)程依據(jù)的原理是此過(guò)程依據(jù)的原理是_。A A和和B B階段主要進(jìn)行的分裂方式是階段主要進(jìn)行的分裂方式是_，B B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞_等。等。 (3)(3)此過(guò)程要無(wú)菌 操 作 ， 主 要 是 指 對(duì)此過(guò)程要無(wú)菌 操 作 ， 主 要 是 指 對(duì) _進(jìn) 行 滅 菌 、 消 毒 。進(jìn) 行 滅 菌 、 消 毒 。 B B階 段 需 要 光 照 ， 原 因 是階 段 需 要 光 照 ， 原 因 是_。(4)(4)試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因_的結(jié)

11、果。的結(jié)果。解析：進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)將離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒、滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中解析：進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí)將離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒、滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基中含有供組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所需要的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，還含有供調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分含有供組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所需要的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，還含有供調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂素和生長(zhǎng)素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細(xì)胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉中葉

12、綠素的合成需要光照條件。裂和分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉中葉綠素的合成需要光照條件。答案：答案：(1)(1)無(wú)機(jī)物生長(zhǎng)素?zé)o機(jī)物生長(zhǎng)素(2)(2)植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化植物細(xì)胞的全能性有絲分裂分化(3)(3)培養(yǎng)基細(xì)胞中葉綠素的合成培養(yǎng)基細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件需要光照條件(4)(4)選擇性表達(dá)選擇性表達(dá) 變式遷移變式遷移2 2下圖所示的是基因型為下圖所示的是基因型為AaBbAaBb的水稻的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管的水稻的花藥通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過(guò)程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是苗的培育過(guò)程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( () )

13、A A愈傷組織是花粉細(xì)胞通過(guò)有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)愈傷組織是花粉細(xì)胞通過(guò)有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)B B在愈傷組織的形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無(wú)機(jī)鹽和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在愈傷組織的形成過(guò)程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無(wú)機(jī)鹽和小分子有機(jī)物等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)C C為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長(zhǎng)素等激素為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長(zhǎng)素等激素D D試管苗可能出現(xiàn)的基因型有試管苗可能出現(xiàn)的基因型有AABBAABB或或AAbbAAbb或或aaBBaaBB或或aabbaabb植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交解析：花粉是通過(guò)減數(shù)分裂形成的，其基因型為解

14、析：花粉是通過(guò)減數(shù)分裂形成的，其基因型為ABAB或或AbAb或或aBaB或或abab，由花粉發(fā)育而來(lái)的個(gè)體未經(jīng)秋水仙素處，由花粉發(fā)育而來(lái)的個(gè)體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。理，是單倍體。答案：答案：D D點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：(1)(1)外植體最好選擇幼嫩部分的原因：幼嫩部分細(xì)胞全能性高。外植體最好選擇幼嫩部分的原因：幼嫩部分細(xì)胞全能性高。(2)(2)植物組織培養(yǎng)有體細(xì)胞培養(yǎng)和有性生殖細(xì)胞培養(yǎng)之分：前者屬于無(wú)性繁殖，子代可基本保持母本的優(yōu)良植物組織培養(yǎng)有體細(xì)胞培養(yǎng)和有性生殖細(xì)胞培養(yǎng)之分：前者屬于無(wú)性繁殖，子代可基本保持母本的優(yōu)良性狀。性狀。知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)3 3 植物體細(xì)胞雜交植物體細(xì)胞雜交1 1步驟。步驟。

15、2.2.原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。3 3基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。4 4成功標(biāo)志：獲得雜種植株，而不是獲得雜種細(xì)胞，但細(xì)胞融合完成的標(biāo)志則是形成新的細(xì)胞壁。成功標(biāo)志：獲得雜種植株，而不是獲得雜種細(xì)胞，但細(xì)胞融合完成的標(biāo)志則是形成新的細(xì)胞壁。5 5植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)：克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可培育作物新品種。植物體細(xì)胞雜交的優(yōu)點(diǎn)：克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，可培育作物新品種。例例3 3 白菜甘藍(lán)白菜甘藍(lán)”是用細(xì)胞工程的方法培育出來(lái)的蔬菜新品種，它具有生長(zhǎng)期短和耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)。是用細(xì)胞工程的方法培育出來(lái)

16、的蔬菜新品種，它具有生長(zhǎng)期短和耐儲(chǔ)藏等優(yōu)點(diǎn)。下圖是下圖是“白菜甘藍(lán)白菜甘藍(lán)”的培育過(guò)程示意圖，下列描述錯(cuò)誤的是的培育過(guò)程示意圖，下列描述錯(cuò)誤的是( () )A A培育過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)培育過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)過(guò)程常用的物質(zhì)為纖維素酶和果膠酶過(guò)程常用的物質(zhì)為纖維素酶和果膠酶B B過(guò)程過(guò)程的誘導(dǎo)方法有物理法和化學(xué)法兩種的誘導(dǎo)方法有物理法和化學(xué)法兩種C C過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是減數(shù)分裂，形成的雜種植物幼苗遺傳物質(zhì)發(fā)生改變過(guò)程中進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是減數(shù)分裂，形成的雜種植物幼苗遺傳物質(zhì)發(fā)生改變D D植物體細(xì)胞雜交方法的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙植物體細(xì)胞雜交方法的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙解析：根據(jù)植物體

17、細(xì)胞雜交技術(shù)可以確定解析：根據(jù)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以確定是利用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體，是原生質(zhì)體融合是利用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體，是原生質(zhì)體融合形成融合的原生質(zhì)體，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，是白菜細(xì)胞和甘藍(lán)細(xì)胞遺傳物質(zhì)的集合，通過(guò)有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目，形成融合的原生質(zhì)體，遺傳物質(zhì)發(fā)生了改變，是白菜細(xì)胞和甘藍(lán)細(xì)胞遺傳物質(zhì)的集合，通過(guò)有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目，植物體細(xì)胞雜交克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。植物體細(xì)胞雜交克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。答案：答案：C C 變式遷移變式遷移3 3有甲有甲( (基因型為基因型為aaBB)aaBB)和乙和乙( (基因型為基因型為AAbb)AA

18、bb)兩品種的植物，取其花粉分別培養(yǎng)成植株，兩品種的植物，取其花粉分別培養(yǎng)成植株，將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，該細(xì)胞的基因型是將它們的葉肉細(xì)胞制成原生質(zhì)體，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，該細(xì)胞的基因型是( () )A AAaBb BAaBb BAAaaBBbbAAaaBBbbC CAAbb DAAbb DaaaaBBBBaaaaBBBB解析：甲的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為解析：甲的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為aBaB，乙的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為，乙的花粉培養(yǎng)成的植株的基因型為AbAb，二者融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)，二者融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)胞的基因組成是胞的基因組成是AaB

19、bAaBb。答案：答案：A A點(diǎn)評(píng)：點(diǎn)評(píng)：(1)(1)區(qū)分原生質(zhì)體融合、植物細(xì)胞融合、植物體細(xì)胞雜交：三者完成的標(biāo)志依次是獲得融合的原生質(zhì)體、區(qū)分原生質(zhì)體融合、植物細(xì)胞融合、植物體細(xì)胞雜交：三者完成的標(biāo)志依次是獲得融合的原生質(zhì)體、雜種細(xì)胞、雜種植株。雜種細(xì)胞、雜種植株。(2)(2)原生質(zhì)體融合不一定是不同原生質(zhì)體間的融合，也可能是同種原生質(zhì)體間的融合，因此培養(yǎng)液中應(yīng)至少有原生質(zhì)體融合不一定是不同原生質(zhì)體間的融合，也可能是同種原生質(zhì)體間的融合，因此培養(yǎng)液中應(yīng)至少有5 5種細(xì)胞種細(xì)胞( (用用A A、B B表示兩種細(xì)胞表示兩種細(xì)胞) )：A A型、型、B B型、型、A AA A型、型、B BB B型、型、A AB B型。只有型。只有A AB B型是所需的雜種細(xì)胞，故需篩型是所需的雜種細(xì)胞，故需篩選。選。本節(jié)小結(jié)本節(jié)小結(jié)核心歸納核心歸納1 1植物細(xì)胞的全能性是指具有某種生物全部遺傳信息的任何細(xì)胞，都具有發(fā)育植物細(xì)胞的全能性是指具有某種生物全部遺傳信息的任何細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。成完整生物體的潛能。2 2植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性，主要過(guò)程包括脫分化和再分化。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性，主要過(guò)程包括脫分化和再分化。3