专题3 植物的组织培养技术
课题1 菊花的组织培养
理一理
判一判
1.未离体的植物组织或细胞也能表达全能性。(×)
2．由外植体发育成愈伤组织的过程既有脱分化，也有细胞分裂。(√)
3．脱分化过程不需要植物激素，植物激素只有在再分化过程中发挥作用。(×)
4．由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果。(×)
5．不同植物材料在组织培养过程中需要的条件都一样。(×) 6．无论脱分化还是再分化过程中均要提供光照。(×)
7．制备好的MS培养基用于植物组织培养时，大都需要加入植物激素。(√)
8．生长素与细胞分裂素的比例不同时，可使愈伤组织朝不同方向分化。(√)
悟一悟
1.在适宜的外界条件下，植物的体细胞培养比生殖细胞的培养更容易。
2．一般来说，离体后的植物细胞的全能性在一定条件下可充分实现。
3．离体后的动物细胞的全能性受限制，但其细胞核的全能
性可借助卵细胞的细胞质体现出来。
4．愈伤组织是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，细胞具有旺盛的分裂能力，这些细胞中无中央大液泡。
5．影响植物组织培养的因素：
(1)材料的选择；(2)MS培养基的配制；(3)培养基中添加植物激素的浓度、用量比例和使用的先后顺序；(4)外植体的消毒、接种和培养；(5)试管苗的移栽和幼苗的栽培；(6)培养过程中的温度、pH和光照等环境条件。
6．植物组织培养过程中的无菌技术包括培养环境、培养基、培养器械的消毒灭菌和植物材料(外植体)的消毒，对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。
感悟体会：
练一练
1.下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法，错误的是( )
A．愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的
B．愈伤组织经过脱分化过程可形成根或芽
C．培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同，愈伤组织分化的结果不同
D．愈伤组织的细胞中，能发生碱基互补配对的细胞器是线粒体和核糖体
解析：离体植物器官、组织或细胞(外植体)脱分化形成愈伤组织，A项正确；愈伤组织再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体，B项错误；生长素和细胞分裂素能促进细胞分裂分化，在再分化过程中，生长素高，促进根的分化，细胞分裂素比例高，促进芽的分化，C项正确；在愈伤组织细胞中，含有DNA的细胞器线粒体，能够进行复制和转录，所以能发生碱基互补配对；核糖体是合成蛋白质的场所，所以也发生tRNA和mRNA的碱基互补配对，D项正确。
答案：B
2．下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( )
A ．为了提供营养和调节渗透压，培养基中应添加蔗糖
B ．培养基中的生长素和细胞分裂素会影响愈伤组织的生长和分化
C ．器官、组织的细胞在离体的情况下通过再分化形成愈伤组织
D ．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的植株的基因型可能不同
解析：器官、组织的细胞在离体的情况下通过脱分化形成愈伤组织。
答案：C
3．草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微型繁殖的基本过程如下：
外植体――→①愈伤组织――→②芽根―→植株
请回答：
(1)微型繁殖培育无病毒草莓时，一般选取茎尖(或根尖)作为外植体是因为__________________________。
(2)在过程①中，常用的MS 培养基主要成分包括大量元素、微量元素和________，在配制好的培养基中，常常需要添加________，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。判断愈伤组织是否产生的依据是：看是否产生了________________________。
(3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能是__________________________________________。
解析：(1)培育无病毒植株苗，应选择不含病毒部分培养，而植物体新生部位不含病毒。(2)植物组织培养培养基成分应包含大量元素、微量元素、有机物，另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分裂、分化，外植体边缘局部污染，说明消毒不彻底。
(3)不同植物激素的比例影响植物细胞发育方向，生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。
答案：(1)茎尖(或根尖)病毒极少，甚至无病毒
(2)有机物 植物激素 排列疏松而无规则、高度液泡化的
呈无定形状态的细胞群
(3)培养基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低
考点1 实验原理
1.将植物组织培养形成的愈伤组织进行培养，可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为( )
A．脱分化 B．去分化
C．再分化 D．脱分化或去分化
脱分化愈伤组织解析：植物组织培养的具体过程：外植体――→
再分化胚状体―→新植体，因此，将植物组织培养形成的愈伤组――→
织进行培养，可以分化形成根、芽等器官，这一过程称为再分化，故C项正确。
答案：C
2．植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分化、脱分化和再分化的关键性因素。在植物组织培养过程中，如何使用这两种激素更有利于愈伤组织的形成( )
A．长素的用量比细胞分裂素用量的比值高时
B．生长素的用量比细胞分裂素用量的比值低时
C．生长素的用量比细胞分裂素用量的比值适中时
D．生长素的用量比细胞分裂素用量的比值相等时
解析：在植物组织培养过程中，当生长素的用量比细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，更有利于愈伤组织的形成。综上分析， C项正确，A、B、D三项均错误。
答案：C
考点2 实验操作
3.有关植物组织培养的基本过程如图所示，下列表述正确的是( )
解析：植物组织培养的基本过程是离体植物组织脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经再分化形成丛芽，丛芽生根，A 项正确。
答案：A
4．[2019·辽源市田家炳高级中学高二期末]如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。下列相关叙述中正确的是( )
四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株
A ．②阶段会发生减数分裂过程
B ．①阶段需生长素，而③阶段需细胞分裂素
C ．此过程体现了植物细胞具有全能性
D ．此兰花的花药经离体培养所得植株为二倍体
解析：②阶段细胞通过有丝分裂方式增殖，不能发生减数分裂，A 项错误；①和③阶段都需要生长素和细胞分裂素，只是这两种激素的比例不同，B 项错误；图解显示的是植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性，C 项正确；此兰花的花药经离体培养所得植株为单倍体，D 项错误。
答案：C
5．[2019·广西桂林十八中高二期中]在菊花的组织培养操作完成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 ．接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体
B ．接种时外植体未灭菌
C ．培养条件，比如光照、温度等不适宜
D ．将外植体倒插入培养基中
解析：接种工具灼烧后未待冷却就接种外植体，高温会导致外植体的死亡，A 项不符合题意；接种时外植体未灭菌，杂菌污染可能导致外植体死亡，B 项不符合题意；外植体脱分化阶段不需要光照，C 项符合题意；外植体存在形态学上端和形态学下端，其生长具有极性，将外植体倒插入培养基中，可能导致外植体死亡，D 项不符合题意。
答案：C
6．为了加快无子西瓜快速繁殖，科学家常采用植物组织培养的方式进行，下列与此有关的叙述正确的是( )
A ．高度分化的西瓜细胞持续分化的结果
B ．高度分化的西瓜细胞具有全能性
C ．组织细胞分裂的方式属于无丝分裂
D ．上述繁殖个体的方式属于有性生殖
解析：植物组织培养的理论基础是高度分化的西瓜细胞具有全能性，仍然具有发育成完整植株的潜能，所以利用植物组织培养技术，可以快速繁殖无子西瓜。
答案：B
7．[2019·陕西渭南市尚德中学高二期中]植物组织培养可简略表示如下：
①――→脱分化②――→再分化③→④
据此回答：
(1)①表示__________________，它能被培养成为④的根本原因是________________。
(2)②表示________，它与①相比分化程度________，全能性________。
(3)若想制作人工种子，应该选用(填编号)________。
(4)若①是花药，则④是________，继续对其使用________处理可获得________正常植株，该过程称为________________。
(5)若利用此项技术制造治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，培养将进行到(填编号)________。
解析：(1)①表示离体的植物组织或器官，它能被培养成为④完整植株的根本原因是植物细胞具有全能性。(2)②表示愈伤组织，它是由①经过脱分化而形成，因此与①相比分化程度低，
全能性高。(3)人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子，因此若想制作人工种子，应该选用③胚状体。(4)若①是花药，则④是单倍体植株，由于单倍体植株高度不育，因此需要对其使用秋水仙素处理，而秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，因此可获得纯合的正常植株，该过程称为单倍体育种。
(5)紫草素是细胞代谢产物，可以从②愈伤组织提取。
答案：(1)离体的植物器官、组织或细胞植物细胞具有全能性
(2)愈伤组织低高(3)③
(4)单倍体植株秋水仙素纯合子单倍体育种
(5)②
一、选择题
1．[2019·泉州第十六中学高二期末]在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，下列生命活动不会同时发生的是( ) A．基因的突变与重组 B．光能的吸收与转化
C．细胞的增殖与分化 D．ATP的合成与分解
解析：离体菊花茎段形成幼苗需要采用植物组织培养技术，植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的过程，脱分化和再分化过程中，细胞只进行有丝分裂，间期DNA复制时，可能会发生基因突变，但自然状况下，基因重组发生在减数分裂过程中，不会发生在有丝分裂过程中， A项符合题意；脱分化过程要避光培养，但再分化过程需要光，因为试管苗需要吸收光能进行光合作用，并将光能转化成化学能储存在有机物中，B项不符合题意；离体菊花茎段形成幼苗需要采用植物组织培养技术，植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的过程，在这两个过程中都会发生细胞增殖(有丝分裂)，在再分化的过程中发生细胞分化，形成各种组织细胞，C项不符合题意；植物组织培养过程中，细胞不断进行呼吸作用产生ATP，同时细胞生命活动也需要ATP分解提供能量，D项不符合题意。
答案：A
2．[2019·河南林州市林虑中学高二开学考试]用菊花的茎
尖植物组织培养可培育出试管苗。下面关于这一过程的说法正确的是( )
A．进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染
B．整个培养过程应在光下进行，有利于长叶
C．要根据培养过程的实际情况，及时更换培养基
D．整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染解析：在菊花的茎尖植物组织培养过程中，由于外植体无法进行光合作用，因此需要加入有机物提供营养，形成愈伤组织后原有营养物质已消耗殆尽，因此需要根据培养中出现的实际情况对培养基进行更换，一次性加足营养物质的目的并非防止污染，A项错误、C项正确；接种后可以不在光照条件下进行，直到长出愈伤组织为止，也可以每日用日光灯光照12小时，但无需整个培养过程均在光下进行，B项错误；在移栽生根的菊花试管苗之前，应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日，此时不处于密闭条件下，D项错误。
答案：C
3．某同学在进行组织培养过程中，发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是( )
A．细胞分裂素和生长素配比不对
B．培养基营养过多
C．培养时间不到
D．光照不足
解析：植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。植物组织培养时，培养基中生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成。因此，在进行组织培养过程中，若发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因应该是培养基中细胞分裂素和生长素配比不对，A项正确，B、C、D三项错误。
答案：A
4．菊花的组织培养需要进行严格的无菌操作，下列说法不正确的是( )
A．培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B．幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间
C．用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生
长，一旦污染杂菌则前功尽弃
D．接种时用镊子夹取菊花茎段插入培养基中即可
解析：植物组织培养需进行无菌操作，故外植体要消毒，培
养基及其他器械要灭菌，A、C两项正确；经组织培养获得的幼
苗需先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间，
B项正确；接种时要注意茎段的形态学上下端，不能倒插，D项
错误。
答案：D
5．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体细胞的全能性②离体的植物器官、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．①，②⑧⑥⑦③⑨，④ B．①，②⑦⑥⑧③⑨，⑤
C．①，⑥②⑨⑧③⑦，⑤ D．①，②⑨⑧⑥⑦③，④
解析：植物组织培养技术的原理是：植物细胞具有全能性，
脱分化愈即①。植物组织培养过程：离体植物器官、组织或细胞――→
再分化根、芽→植物体，即②⑧⑥⑦③⑨。决定植物脱分伤组织――→
化和再分化的关键因素是：植物激素的种类和比例，特别是生长
素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，被称为
“激素杠杆”，因此诱导的激素为生长素和细胞分裂素，即④，
故A项正确。
答案：A
二、非选择题
6．请回答下列与菊花茎段组织培养实验操作有关的问题。
(1)由于菊花茎段组织培养比较容易，故在配制MS固体培养
基时，________(必需添加、不必添加)植物激素。培养基配制完
毕后，还需进行________灭菌。
(2)应选用生理状况好的菊花嫩枝茎段作为________，这是
因为其更容易被诱导________________。
(3)菊花茎段在接种前要用适当浓度的____________溶液进
行表面消毒。
(4)接种前，工作台要用体积分数为70%的酒精擦拭一遍。
之后，所有的接种操作都必须在______________旁进行，并且每
次使用器械后，都需要用________灭菌。
(5)接种后的锥形瓶最好放在________中培养。培养期间应注意事项主要有：定期________、控制好________，并每日给予适当时间光照。
解析：(1)由于菊花的茎段的组织培养比较容易，因此在配制MS固体培养基时，不必添加植物激素。培养基配制完毕后，还需进行高压蒸汽灭菌。(2)应选用生理状况好的菊花嫩枝茎段作为外植体，这是因为其更容易被诱导脱分化和再分化。(3)接种前，外植体的消毒一般要用到70%的酒精和0.1%的氯化汞(升汞)两种药剂，(4)所有的接种操作都必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用器械后，都需要用火焰灼烧灭菌。(5)接种后的锥形瓶最好放在无菌箱中培养，培养期间应注意事项主要有：定期消毒、控制好培养温度，并每日给予适当时间光照。
答案：(1)不必添加高压蒸汽
(2)外植体脱分化、再分化
(3)酒精、氯化汞
(4)酒精灯火焰灼烧
(5)无菌箱消毒培养温度
7．某同学欲用组织培养方法快速繁殖百合，其流程如下：
请回答下列问题：
(1)配制好的培养基需经__________灭菌后才能使用。用乙醇和次氯酸钠对百合鳞茎进行__________然后在__________中用无菌水冲洗，再用无菌滤纸吸干表面水分，切割后进行接种。
(2)诱导丛状苗时，培养基中应添加的植物激素及配比是________________。
A．生长素浓度高于细胞分裂素浓度
B．生长素浓度低于细胞分裂素浓度
C．生长素浓度低于赤霉素浓度
D．生长素浓度高于赤霉素浓度
(3)诱导生根时，发现不同种类百合的生根能力差异很大，这是因为它们的________不同，将生根后的百合直接定植于土壤中，死亡率很高。改进的措施是将其移至蛭石中，用塑料布罩2～
3天后，逐步加大塑料布开口，使其生长环境中的________逐步降低，这一过程为上述图中的________。
(4)培养过程中，发现培养基上长有多种细菌，若要从中分离出某种细菌，可用接种环挑取少量细菌，在LB培养基上________，形成单________后，再进一步观察确认。
解析：(1)植物组织培养的过程要求无菌操作，故配制好的培养基要经高压蒸汽灭菌后才能使用；在植物组织培养中，对实验材料先消毒，然后在超净台中用无菌水冲洗。(2)生长素和细胞分裂素的比例及添加顺序都会影响分化结果：诱导丛状苗应选择细胞分裂素浓度较高，生长素浓度较低的培养基。(3)不同种类百合的基因型不同，故诱导生根时，其生根能力差异很大；试管苗可通过逐渐降低湿度进行锻炼，以提高苗的成活率，该过程对应图中的“锻炼”。(4)分离某种细菌，有平板划线分离法和稀释涂布分离法，其中需要用到接种环的是划线分离法；形成单菌落后，还需进一步观察确认。
答案：(1)高压蒸汽消毒超净台
(2)B (3)基因型湿度锻炼
(4)划线分离菌落
8．菊花组织培养的部分过程如图：
(1)过程①利用________(较高/较低)渗透压，使原生质体产量大幅度提高，但存活率却因此而降低，分析降低的原因可能是________________。过程②细胞壁形成后，可逐渐________渗透压。
(2)幼苗茎段带叶，就会带有________，也就有了分生组织，所以不通过________阶段就可直接形成丛状苗。过程③应在________(从具体功能角度)培养基中进行，全过程对光照要求是________。
A．早期每天24 h光照，后期每天24 h黑暗
B．每天一定时长的光照
C．早期每天24 h黑暗，后期每天24 h光照
D．每天24 h黑暗
解析：(1)过程①为菊花幼苗茎切断得到原生质体，可以利用较高的渗透压，但渗透压较高后，会导致细胞过度失水损伤/
死亡，从而使原生质体产量大幅度提高，但存活率却因此而降低。因此过程②细胞壁形成后，可逐渐降低渗透压。(2)幼苗茎段带叶，就会带有腋芽/芽，也就有了分生组织，所以不通过愈伤组织阶段就可直接形成丛状苗。过程③应在发芽培养基中进行，全过程对光照要求是每天一定时长的光照。
答案：(1)较高过度失水损伤/死亡降低
(2)腋芽/芽愈伤组织/脱分化发芽/生芽 B
9．如图表示菊花的嫩枝的离体培养过程，请回答：
菊花的组织培养
(1)对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养，其原因是_______________________________________________________ _________________。
(2)在植物组织培养中常用的培养基名称为________，从物理性质上来看属于________培养基。培养基中都要加入一定的植物激素，在培养过程中，使用激素的顺序和比例都影响细胞的发育，细胞分裂素/生长素的比值________(填“高”“低”或“相当”)有利于根的分化。
(3)两种植物组织培养都需要接种，接种前为确定培养基是否灭菌彻底，检测的方法是_______________________________________________________ _，植物组织培养无菌操作应注意_______________________________________________________ _____(两点)。
(4)图中的B过程都需要________，因为愈伤组织形成幼小植物后，植物需要合成叶绿素和进行光合作用。
解析： (1)因为生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养。(2)在植物组织培养常用的培养基名称为MS培养基，从物理性质来分为固体培养基。培养基中都要加入一定的植物激素，在培养过程中，使用激素的顺序和比例都影响细胞的发育，
细胞分裂素与生长素的比值低时有利于根的分化，该比值高时，有利于芽的分化。(3)两种植物组织培养都需要接种，接种前为确定是培养基是否灭菌彻底，检测的方法是将未接种的培养基放在37的恒温箱中培养24小时(或放在适宜温度下培养一段时间)后观察是否有菌落出现，植物组织培养无菌操作应注意外植体消毒、在酒精灯旁进行操作、操作者双手消毒等等。(4)图中的B 过程都需要光照，因为叶绿素的合成需要光，且有利于叶绿体利用光进行光合作用合成有机物。
答案：(1)生长旺盛的嫩枝生理状况好或容易诱导脱分化和再分化
(2)MS培养基固体低
(3)将未接种的培养基放在37 ℃的恒温箱中培养24小时(或放在适宜温度下培养一段时间)后观察是否有菌落出现外植体消毒、在酒精灯旁进行操作、操作者双手消毒
(4)光照
10．植物组织培养的培养基中加有激素。下表是培养基中两种植物激素在不同比例时的实验结果。请分析回答：(其中6-BA 是一种细胞分裂素，IAA是一种生长素)
_______________________________________________________ _________________。
(2)芽的分化条件是____________________________，根的分化条件是________________________。
(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验________中的激素含量关系，再分化时可用的激素组合是实验________和实验________中的激素含量关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是多种激素共同作用的结果。
(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有营养
物质，它的成分至少应该含有________、________等。
解析：从表中数据可以看出，只有靠细胞分裂素和生长素的共同作用及适当的比例，才能使组织培养过程顺利进行。当细胞分裂素(6-BA)含量等于生长素(IAA)含量，有利于愈伤组织不断生长；当细胞分裂素(6-BA)含量大于生长素(IAA)含量，有利于芽的分化生长；当细胞分裂素(6-BA)含量小于生长素(IAA)含量，有利于根的分化生长。(1)有利于愈伤组织生长的条件是细胞分裂素(6-BA)含量等于生长素(IAA)含量。(2)芽的分化条件是细胞分裂素的含量大于生长素，根的分化条件是生长素的含量大于细胞分裂素。(3)在植物组织培养中，脱分化可用的激素组合是实验2中的激素含量关系，再分化时可用的激素组合是实验1和实验3中的激素含量关系。整个实验表明，植物的生根、发芽等生命活动是多种激素共同作用的结果。(4)植物组织培养的培养基中，除激素外，还必须含有营养物质，它的成分至少应该含有无机物(矿质元素)、有机物等。
答案：(1)细胞分裂素和生长素含量相等
(2)细胞分裂素的含量大于生长素 生长素的含量大于细胞分裂素
(3)2 1 3
(4)无机物(矿质元素) 有机物
11．蓝莓中富含的花青素能有效地改善视力，下图为科学家利用植物组织培养的方法，大量培养蓝莓具体流程的文字图解。请回答下列问题：
蓝莓组织――→①愈伤组织――→②长出丛芽――→③生根――→④移栽成活
(1)用于离体培养的蓝莓组织叫做____________，植物组织培养技术的原理是______________。
(2)配制MS 培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有____________________的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是________________________________________________。
(3)图中蓝莓组织要经过消毒处理后才能进行培养。其①过程中，细胞的分化程度会________(选填“升高”、“降低”或“不变”)。
(4)愈伤组织经过②③过程重新分化成根或丛芽的过程叫______________。
(5)蓝莓花青素在60 ℃以下的热稳定性较好，将含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降低40 ℃)制成成品，采用该方法的主要原因是_______________________________________________________ _________________。
解析：(1)植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，该过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其经过脱分化产生愈伤组织，经再分化后形成完整的植株的过程。(2)配制MS培养基时，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有提供能量和维持渗透压的功能。常用的培养基有脱分化培养基、生根培养基和生芽培养基，这三种培养基的主要差异是生长素和细胞分裂素的用量及比例不同。(3)图中①过程是脱分化形成愈伤组织的过程，高度分化的细胞恢复分裂能力，则分化程度逐渐降低。(4)图中②③过程是愈伤组织经过再分化形成胚状体的过程。(5)含花青素的粗品经真空干燥(可使水的沸点降至40 ℃)制成成品，采用该方法的主要原因是避免(干燥时温度过高导致)花青素分解。
答案：(1)外植体植物细胞全能性
(2)提供能量和维持渗透压生长素和细胞分裂素的用量及比例不同
(3)降低(4)再分化(5)避免(干燥时温度过高导致)花青素分解
3.1 菊花的组织培养导学案 【学习目标】 1.说明植物组织培养的基本原理，进行菊花或其它植物组织培养。 2.学习植物组织培养的基本技术。 3.植物组织培养过程中使用的无菌技术。 【自主学习】 一．植物组织培养的基本过程 1．细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在________、_________和_________上都会出现 ___________差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。 2．过程总结： _____________ ___________ 试管苗 完整的植物体 （注意：脱分化、再分化、愈伤组织三个概念） （1）愈伤组织（callus ），原指植物在受伤之后于伤口表面形成的一团薄壁细胞．在组织培养 中，则是指在人工培养基上由外植体组织的增生细胞产生的一团排列_________而无_________，高 度________化的呈_________状态的_________细胞。 阅读材料： ①植物细胞可以摆脱原来的遗传控制和生理制约，在一定条件下，发生回复变化，从而失去分 化状态，变为分生细胞，实现脱分化过程。 ②植物细胞的全能性，可以脱分化之后再次分化为完整的植株，几乎所有高等植物的各种器官 离体后都可以脱分化。 ③脱分化后的细胞经过连续的有丝分裂，形成愈伤组织。 （2）脱分化：____________________________________________________________ (3) 再分化：_____________________________________________________________ 二．影响植物组织培养的因素 1．材料 ①不同的植物组织，培养的难度差别较大。 ②对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短也会影响实验结果。菊花的组织培养， 一般选用___________________________________。 2．营养——适宜的培养基 最常用的培养基是______培养基 成分：大量元素____________________________ 微量元素____________________________ 有机物_______________________________ 3．植物激素：_________和____________是启动_______、_______和______的关键激素。 在生长素存在的情况下，细胞分裂素的作用呈现_________的趋势。 （ ） （ ） 生芽、根 发育
高中生物选修三基因工程主要知识点（1.1、1.2） 一、基因工程：按照人们的意愿，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。 一、基因工程的三大工具：限制性核酸内切酶—“分子手术刀”；DNA连接酶—“分子缝合针”；基因进入受体细胞的载体—“分子运输车”。 二、限制性核酸内切酶的特点：能够识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列，并且是每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。 三、限制酶识别序列的特点：反向对称，重复排列。 四、限制酶在原核生物中的作用：切割外源DNA，保护细菌细胞。 五、为什么限制酶不剪切原核生物自身的DNA分子？原核生物本身不含相应特异性序列；对DNA分子进行甲基化修饰。 六、两种常见的DNA连接酶：E〃coli DNA连接酶：源自大肠杆菌，只连接黏性末端；T4DNA连接酶：提取自T4噬菌体，两种末端均可连接，连接平末端效率低。 七、DNA连接酶和DNA聚合酶的相同点：都是蛋白质；都能生成3'磷酸二酯键。不同：前者在两个片段之间形成3'磷酸二酯键，后者只能将单个核苷酸连接到已有片段上；前者不需要模版，后者需要。 八、载体需要满足的条件：有一到多个限制酶切点；对受体细胞无害；导入基因能在受体细胞内复制和表达；有某些标记基因；分子大小合适。 九、质粒：一种裸露的、结构简单、独立于细菌拟核DNA之外，并具有自我复制能力的很小的双链环状DNA分子。 十、标记基因的作用：鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。 十一、三类载体：质粒；λ噬菌体的衍生物；动植物病毒。 十二、获取目的基因的方法：说法一：从自然界已有的物种中分体（鸟枪法、反转录法）、用人工的方法合成；说法二：从基因文库中获取（鸟枪法、反转录法）、利用PCR技术合成、用化学方法人工合成。 十三、基因库：一个物种中全部个体的全部基因的总和；基因文库：将含有某种生物不同基因的许多DNA片段，导入受体菌的群体中储存，个个受体菌分别含有这种生物的不同的基因；基因组文库：含有某种生物全部基因的基因文库；部分基因文库：只含有一种生物部分基因的基因文库；cDNA文库：用某种生物发育的某个时期的mRNA反转录产生的多种互补DNA片段，与载体连接后储存在一个受体菌群中。 十四、 文库类型cDNA文库基因组文库 文库大小小大 启动子无有 内含子无有 基因多少某种生物的部分基因某种生物的全部基因 物种间基因交流可以部分基因可以 十五、人工合成目的基因的两个条件：基因比较小；核苷酸序列已知。 十六、目的基因：主要是指编码蛋白质的基因，也可以使一些具有调控作用的因
人教版高中生物选修三专题一基因工程测试题 一．选择题（共20小题，每题2分，共20分） 1．基因型为AaBbDd的二倍体生物，其体内某精原细胞减数分裂时同源染色体变化示意图如图．叙述正确的是（） A．三对等位基因的分离均发生在次级精母细胞中 B．该细胞能产生AbD、ABD、abd、aBd四种精子 C．B（b）与D（d）间发生重组，遵循基因自由组合定律 D．非姐妹染色单体发生交换导致了染色体结构变异 2．为了增加菊花花色类型，研究者从其他植物中克隆出花色基因C（图1），拟将其与质粒（图2）重组，再借助农杆菌导入菊花中． 下列操作与实验目的不符的是（） A．用限制性核酸内切酶EcoRⅠ和连接酶构建重组质粒 B．用含C基因的农杆菌侵染菊花愈伤组织，将C基因导入细胞 C．在培养基中添加卡那霉素，筛选被转化的菊花细胞 D．用分子杂交方法检测C基因是否整合到菊花染色体上 3．一对夫妇所生子女中，性状上的差异较多，这种变异主要来源于（） A．基因重组B．基因突变C．染色体丢失D．环境变化 4．不属于基因操作工具的是（） A．DNA连接酶B．限制酶C．目的基因D．基因运载体 5．下列哪一项不是基因工程工具（） A．限制性核酸内切酶B．DNA连接酶 C．运载体D．目的基因 6．下列关于基因重组和染色体畸变的叙述，正确的是（） A．不同配子的随机组合体现了基因重组 B．染色体倒位和易位不改变基因数量，对个体性状不会产生影响 C．通过诱导多倍体的方法可克服远缘杂交不育，培育出作物新类型
D．孟德尔一对相对性状杂交实验中，F1紫花植株自交后代发生性状分离的现象体现了基因重组 7．通常情况下，下列变异仅发生在减数分裂过程中的是（） A．非同源染色体之间发生自由组合，导致基因重组 B．非同源染色体之间交换一部分片段，导致染色体结构变异 C．DNA复制时发生碱基对的增添、缺失或改变，导致基因突变 D．着丝粒分开后形成的两条染色体不能移向两极，导致染色体数目变异 8．下列关于基因突变和基因重组的说法中，正确的是（） A．mRNA分子中碱基对的替换、增添、缺失现象都可称为基因突变 B．基因重组只发生有丝分裂过程中 C．非同源染色体上的非等位基因发生自由组合属于基因重组 D．基因型为DdEE的个体自交，子代中一定会出现基因突变的个体 9．基因工程的正确操作步骤是（） ①目的基因与运载体相结合②将目的基因导入受体细胞③检测目的基因的表达④提取目的基因． A．③④②①B．②④①③C．④①②③D．③④①② 10．如图为DNA分子的某一片段，其中①②③分别表示某种酶的作用部位，则相应的酶依次是（） A．DNA连接酶、限制性核酸内切酶、解旋酶 B．限制性核酸内切酶、解旋酶、DNA连接酶 C．解旋酶、限制性核酸内切酶、DNA连接酶 D．限制性核酸内切酶、DNA连接酶、解旋酶 11．科学家利用生物技术将人的生长激素基因导入小鼠受精卵的细胞核中，经培育获得一种转基因小鼠，其膀胱上皮细胞可以合成人的生长激素并分泌到尿液中，在医学研究及相关疾病治疗方面都具有重要意义．下列有关叙述错误的是（） A．选择受精卵作为外源基因的受体细胞是因为这种细胞具有全能性 B．采用DNA分子杂交技术可检测外源基因在小鼠细胞内是否成功表达 C．人的生长激素基因能在小鼠细胞表达，说明遗传密码在不同种生物中可以通用 D．将转基因小鼠体细胞进行核移植（克隆），可以获得多个具有外源基因的后代 12．用限制酶EcoRⅠ、KpnⅠ和二者的混合物分别降解一个1 000bp（1bp即1个碱基对）的DNA分子，降解产物分别进行凝胶电泳，在电场的作用下，降解产物分开，凝胶电泳结果如下图所示．该DNA分子的酶切图谱（单位：bp）正确的是（）
专题3 植物的组织培养技术 课题1 菊花的组织培养 1．下列属于组织培养的是() A．花粉培养成单倍体植株 B．芽发育成枝条 C．根尖分生区发育成成熟区 D．受精卵发育成植株 [解析]植物组织培养是指离体的植物器官、组织或细胞脱分化、再分化形成完整植物体的过程。花粉培育成单倍体植株，是在一定条件下离体完成的。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区，是植物体发育的一部分。受精卵发育成植株，也属于正常的发育过程。 [答案]A 2．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是() A．外植体可以来自植物的任何细胞 B．培养应在无菌条件下进行 C．以花粉作为外植体可得到单倍体植株 D．不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同 [解析]外植体应选择分裂旺盛的部分，如根尖、茎尖等，A错误；培养应在无菌条件下进行，这样可防止微生物消耗营养物质，产生有毒代谢产物危害培养物的生长，B正确；花粉中含有配子，以花粉作
为外植体可得到单倍体植株；C正确；不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，诱导培养物的分裂和分化，D正确。 [答案]A 3．下列关于影响植物组织培养的因素，说法正确的是() A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同 B．在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素 C．植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是互相独立的 D．pH、温度、光照等条件对植物组织培养也特别重要 [解析]不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致实验结果不同，故A错误；在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，故B错；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是互相独立的，故C错。 [答案]D 4．在菊花的组织培养操作完成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．培养条件，比如光照、温度等不适宜 B．接种时外植体未灭菌 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 [解析]同一温室提供了相同的光照和温度，但有的瓶内外植体正
专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过________________________，赋予生物以 _____________________，创造出______________________________________。基因工程是在____________上进行设计和施工的，又叫做__________________。 1. （1 （2 （3 2. (1)两种DNA ②区别：E· (2)与DNA 酸二酯键。 3. （1 （2 _____________________的双链___________DNA （3）其它载体： _________________________________ (二)基因工程的基本操作程序 第一步：__________________________ 1.目的基因是指： ______________________________________________________ 。 2.目的基因可采取_______________-获得，也可以用_____________________。人工合成目的基因的常用方 法有________________和_________________。 3.PCR技术扩增目的基因 （1）原理：_____________________ 将目的基因导入植物细胞：采用最多的方法是________________，其次还有基因枪法和花粉管通道法等。将目的基因导入动物细胞：最常用的方法是 _______________。此方法的受体细胞多是 ____________。将目的基因导入微生物细胞：★原核生物作为受体细胞的原因是繁殖快、多为单细胞、遗传物质相对较少， 最常用的原核细胞是 ____________，其转化方法是：先用 ________处理细
高中生物选修三基因工程知识点 基因工程：是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 （1）两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 （2）与DNA聚合酶作用的异同：
（2）目的：获取大量的目的基因 （3）原理：DNA双链复制 （4）过程： 第一步：加热至90～95℃DNA解链为单链； 第二步：冷却到55～60℃，引物与两条单链DNA结合； 第三步：加热至70～75℃，热稳定DNA聚合酶从引物起始进行互补链的合成。 （5）特点：指数(2^n)形式扩增 第二步：基因表达载体的构建(核心) 1.目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2.组成：目的基因＋启动子＋终止子＋标记基因 （1）启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位，能驱动基因转录出mRNA，最终获得所需的蛋白质。 （2）终止子：也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。（3）标记基因的作用：是为了鉴定受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛选出来。常用的标记基因是抗生素基因。 第三步：将目的基因导入受体细胞 1.转化的概念：是目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 2.常用的转化方法：
第Ⅱ卷非选择题 三．非选择题： 29．（7分）SARS 病毒能引起非典型肺炎，医生在治疗实践中发现，非典病人治愈后，其血清可用于治疗其他非典病人。有三位科学家分别从三个不同的方面进行了研究，其研究的方向如下图所示。请根据下图回答： SARS 病毒 [丙的研究] 抽取血清 蛋白质X [乙的研究] 注射 注射 灭活或 培养 非典病人B 治愈的病人B 非典病人D 减毒处理 动物实验 健康人C 健康人C 健康人C 治愈的病人D （1）从免疫学的角度看，SARS 病毒对于人来讲属于 ，治愈的病人A 的血清中因为含有 ，所以可用来治疗“非典”病人B 。 （2）甲的研究中，所合成或生产的蛋白质X 是 ，它可以通过化学的方法合成，也可以通过生物学方法—— 技术生产。 （3）乙的研究目的主要是制造出 以保护易感人群。图中使健康人C 获得抵抗“非典”病毒能力的过程，属于免疫学应用中的 免疫。 （4）图中丙主要研究不同国家和地区SARS 病毒的异同，再按照免疫学原理，为研究一种或多种 提供科学依据。 30．（8分）聚合酶链式反应(PCR 技术)是在实验室中以少量样品DNA 制备大量DNA 的生化技术，反应系统中包括微量样品DNA 、DNA 聚合酶、引物、足量的4种脱氧核苷酸及ATP 等。反应中新合成的DNA 又可以作为下一轮反应的模板，故DNA 数以指数方式扩增，其简要过程如右图所示。 （1）某个DNA 样品有1000个脱氧核苷酸，已知它的一条单链上碱基A:G:T:C=1:2:3:4，则经过PCR 仪五次循环后，将产生 个DNA 分子，其中需要提供胸腺嘧啶脱氧核苷酸的数量至少是 个。 （2）分别以不同生物的DNA 样品为模板合成的各个新DNA 之间存在差异，这些差异是 。 （3）请指出PCR 技术与转录过程的三个不同之处： ① 。 ② 。 循环重复 [甲的研究] 用激素等治疗 非典病人A 治愈的病人A 健康人合成或生产 其他辅助治疗 接种 提纯、
生物选修三 易考知识点背诵 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA 重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源： 主要是从原核生物（微生物）中分离纯化出来的。 （2）功能： 能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果： 经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端（中心轴线的两侧）和平末端（中心轴线） EcoRⅠ)能识别GAATTC序列，SmaI识别CCCGGG序列: 他们识别的核苷酸序列不同,但是切点都是在G↓C之间。 （4）比较有关的DNA酶 （1）DNA水解酶：能够将DNA水解成四种脱氧核苷酸，彻底水解成膦酸、脱氧核糖和含氮碱基 （2）DNA解旋酶：能够将DNA或DNA的某一段解成两条长链，作用的部位是碱基和碱基之间的氢键。注意：使DNA解成两条长链的方法除用解旋酶以外，在适当的高温（如94℃）、重金属盐的作用下，也可使DNA解旋。 （3）DNA聚合酶：能将单个的核苷酸通过磷酸二酯键连接成DNA长链。 （4）DNA连接酶：是通过磷酸二酯键连接双链DNA的缺口。注意比较DNA聚合酶和DNA连接酶的异同点。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别： E·coliDNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4D NA连接酶来自T4噬菌体，能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同： DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3.“分子运输车”——载体 （1）载体具备的条件： ①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 （2）运载体使用的目的：①是用它做运载工具，将目的基因转运到宿主细胞中去。②是利用它在受体细胞内对目
专题一基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在 DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做DNA重组技术。 （一）基因工程的基本工具 1.“分子手术刀”——限制性核酸内切酶（限制酶） （1）来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 （2）功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 （3）结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 黏性末端：当限制酶从识别序列的中心轴线两侧切开时，被限制酶切开的DNA两条单链的切口，带有几个伸出的核苷酸，他们之间正好互补配对，这样的切口叫黏性末端。 平末端：当限制酶从识别序列的中心轴线处切开时，切开的DNA两条单链的切口，是平整的，这样的切口叫平末端。 2.“分子缝合针”——DNA连接酶 (1)两种DNA连接酶（E·coli DNA连接酶和T4-DNA连接酶）的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E·coli DNA连接酶来源于大肠杆菌，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的 磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效 率较低。 (2)与DNA聚合酶作用的异同: DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。DNA连接酶是 DNA连接酶DNA聚合酶不同点连接的DNA 双链单链 模板不要模板要模板 连接的对象2个DNA片段单个脱氧核苷酸加到已存在的单链DNA片段上相同点作用实质形成磷酸二酯键 化学本质蛋白质 （1）载体具备的条件：①能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 ④对受体细胞无害。 （2）最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。 （3）其它载体：λ噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二)基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1.目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 （1）获取方法：从基因文库中获取目的基因
2021人教版高中生物选修1专题3课题1《菊花的组 织培养》word 导学案 一．植物组织培养的相关概念和差不多过程 1. 植物组织培养的相关概念 （1）细胞分化：植物的个体发育过程中，细胞在__________、__________和__________上都会显现稳固性的差异，形成这些差异的过程就叫做细胞分化。细胞分化是基因__________的结果。 （2）细胞的全能性：__________的植物细胞仍旧具有发育成为__________的潜能。细胞全能性是组织培养的差不多原理。 （3）愈伤组织：由离体的植物器官、组织或细胞在一定的培养条件下通过__________过程形成的组织，就叫愈伤组织，愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种__________的呈无定形状态的__________。 （4）脱分化：由__________的植物组织或细胞产生__________的过程，称为脱分化，又叫去分化。 （5）再分化：脱分化产生的愈伤组织连续进行培养，又能够重新分化成__________，那个过程叫做再分化。 （6）外植体：用于离体培养的植物器官或组织片段。 2. 植物组织培养的差不多过程 移植 ——→试管苗———→完整的植物体 二．阻碍植物组织培养的因素 1.内部因素：不同的植物组织，培养的难易程度差别专门大。同种植物材料，__________ ，__________ 等也会阻碍实验结果。菊花的组织培养，一样选择 __________的茎上部新萌生的侧枝。 2.外部因素：（1）营养条件 常用的是__________ 培养基，其要紧成分包括： __________，如_____________________________；__________ ，如______________________________ ；__________ 等。 （2）植物激素 植物激素中__________ 和__________ 是启动细胞分裂、脱分化和再分 化的关键性因素。____________________、____________________ 以及__________ 等，都会阻碍实验结果。 （3）环境因素 __________ 、__________ 、 __________等条件也能阻碍植物组织培养。菊花组织培养，一样PH 操纵在 __________ ；温度操纵在 __________ ；每天用日光灯照耀__________小时。 【摸索】(1)MS 培养基中，各种营养成分各有什么作用？与微生物培养基的配方相比，有什么不同? 离体的植物组织、器官或细胞 组织培养 脱分化 愈伤组织 组织培养 再分化 根、芽等人为使用植物激素操纵
【成才之路】2016高中生物专题1基因工程综合检测新人教版选 修3 时间45分钟，满分100分。 一、选择题（每小题3分，共60分） 1. 下列关于基因工程技术的叙述，正确的是 （） A. 切割质粒的限制性核酸内切酶均特异性地识别6个核苷酸序列 B. PCF反应中温度的周期性改变是为了DNA聚合酶催化不同的反应 C. 载体质粒通常采用抗生素合成基因作为筛选标记基因 D. 抗虫基因即使成功地插入到植物细胞染色体上也未必能正常表达 ［答案］D ［解析］本题考查基因工程的相关知识。不同的限制性核酸内切酶特异性地识别核苷序 列不同，A错误；酶具有专一性，PCF反应中温度的周期性改变是为了不同的酶将DNA解旋、扩增，B错误；载体质粒通常采用抗生素抗生基因作为筛选标记基因，C错误；基因成功插入也未必会表达，D正确。解答此类题目一定要准确把握基因工程的步骤、基因工程的工具。 2. 下列关于基因工程的说法中，正确的是（） A. 基因工程的设计和施工都是在细胞水平上进行的操作 B. 目前基因工程中所有的目的基因都是从供体细胞中直接分离得到的 C. 只要检测出受体细胞中含有目的基因，那么目的基因一定能成功表达 D. 基因工程能使科学家打破物种界限，定向改造生物性状 ［答案］D ［解析］基因工程是在分子水平上进行的操作，目前获取目的基因的方法有从基因文库 中获取、利用PCR技术扩增和人工合成三种。检测出受体细胞中含有目的基因，只能证明目的基因已导入受体细胞，目的基因是否翻译成蛋白质要用抗原一抗体杂交法检测。 3. 甲、乙两图表示从细菌细胞中获取目的基因的两种方法, 以下说法中错误的是（ 某细曲前DNA I Tl I I T11 liT I TT I TlTF lb 帀 A. 甲方法可建立该细菌的基因组文库 B. 乙方法可建立该细菌的cDNA文库
高二生物考前辅导选修三知识点 专题1 基因工程 基因工程的概念 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因技术，赋予生物以 新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。基因工程是在DNA分子水平上进行设计和施工的，又叫做―DNA重组技术匚 (一) 基因工程的基本工具 1?“分子手术刀”一一限制性核酸内切酶(限制酶) (1)来源：主要是从原核生物中分离纯化出来的。 (2)功能：能够识别双链DNA分子的某种特定的核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开，因此具有专一性。 (3)结果：经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式：黏性末端和平末端。 2?“分子缝合针” 一一DNA连接酶 (1) 两种DNA连接酶(E ? coliDNA连接酶和T4-DNA连接酶)的比较： ①相同点：都缝合磷酸二酯键。 ②区别：E ? coliDNA连接酶来源于T4噬菌体，只能将双链DNA片段互补的黏性末端之间的磷酸二酯键连接起来；而T4DNA连接酶能缝合两种末端，但连接平末端的之间的效率较低。 (2) 与DNA聚合酶作用的异同:DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核苷酸片段的末端，形成磷酸二酯键。 DNA连接酶是连接两个DNA片段的末端，形成磷酸二酯键。 3. “分子运输车”——载体 (1)载体具备的条件：① 能在受体细胞中复制并稳定保存。 ②具有一至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。 ③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。 (2)最常用的载体是质粒,它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌染色体之外，并具有自我复_________ 能力的双链环状DNA分子。 (3)其它载体：噬菌体的衍生物、动植物病毒 (二) 基因工程的基本操作程序 第一步：目的基因的获取 1. 目的基因是指：编码蛋白质的结构基因。 2. 原核基因采取直接分离获得，真核基因是人工合成。人工合成目的基因的常用方法有反转录法_和化学合 成法_。 3. PCR技术扩增目的基因 (1)原理：DNA复制 (2)过程：第一步：加热至90?95 C DNA解旋；第二步：冷却到55?60 C，引物结合到互补DNA链; 第三步：加热至70?75 C，热稳定DNA聚合酶从引物起始互补链的合成。 第二步：基因表达载体的构建 1. 目的：使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传至下一代，使目的基因能够表达和发挥作用。 2. 组成：目的基因+启动子+终止子+标记基因 (1)启动子：是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，是RNA 聚合酶识别和结合的部位, 能驱动基因转录出mRNA最终获得所需的蛋白质。
课题1 菊花的组织培养 学习目标：1.知道细胞分化、细胞的全能性、组织培养流程及影响组织培养的因素。(重点) 2.识记MS培养基的营养要素及功能。(重点) 3.尝试植物组织培养的实验操作过程。(难点) 1．植物组织培养的基本过程 (1)理论基础：植物细胞的全能性。 (2)细胞分化：在植物的个体发育过程中，细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。 (3)基本过程 离体的植物器官、组织或细胞――→ 脱分化愈伤 组织 ――→ 再分化 根、芽―→ 完整 植株 ①愈伤组织：由离体的植物组织或细胞经脱分化形成的一团排列疏松而无规则、高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。 ②脱分化：又叫去分化，是由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程。 ③再分化：愈伤组织继续培养，重新分化成根或芽等器官的过程。 2．影响植物组织培养的因素 (1)植物材料 ①不同的植物组织，培养的难易程度差别很大。 ②同一种植物材料，材料的年龄、保存时间的长短等也会影响实验结果。菊
花的组织培养一般选择未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。 (2)营养物质 ①大量元素，如N 、P 、K 、Ca 、Mg 、S 。 ②微量元素，如B 、Mn 、Cu 、Zn 、Fe 、Mo 、I 、Co 。 ③有机物，如甘氨酸、烟酸、肌醇、维生素，以及蔗糖等。 (3)植物激素：生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，二者的浓度、使用的顺序及用量的比例等都会影响实验结果。 (4)环境条件：如pH 、_温度、光照等，进行菊花的组织培养一般将pH 控制在5.8左右，温度控制在18～22 ℃，并且每日用日光灯照射12 h 。 3．菊花组织培养的实验操作 制备MS 固体培养基→外植体消毒 →接种→培养→移栽→栽培 (1)制备MS 固体培养基： 配制各种母液―→配制培养基―→灭菌。 (2)外植体消毒：取菊花嫩枝―→流水冲洗―→加洗衣粉刷洗―→流水冲洗20 min ――→吸干体积分数为70%的酒精消毒6～7 s ―→无菌水清洗――→吸干质量分数为0.1%的氯化汞溶液消毒1～2 min ―→无菌水清洗(至少3次)。 (3)接种：菊花茎段插入培养基时注意方向，不要倒插。每瓶接种6～8块外植体。 (4)培养：最好放在无菌箱中培养，并定期消毒。培养温度控制在18～22_℃，并且每日用日光灯照射12_h 。 (5)移栽：移栽前应先打开培养瓶的封口膜，让试管苗在培养间生长几日。然后用流水清洗根部的培养基，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境下生活一段时间，等幼苗长壮后再移栽到土壤中。 (6)栽培：将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。 1．判断对错 (1)一般来说，容易进行无性繁殖的植物，也容易进行组织培养。 ( )
第3节基因工程的应用 【本节重难点】 重点：1.基因工程在农业和医疗等方面的应用 难点：1.基因治疗 【知识精讲】 教材梳理 知识点一植物基因工程的应用 植物基因工程技术主要用于提高农作物的抗逆能力（如抗除草剂、抗虫、抗病、抗干旱和抗盐碱等）以及改良农作物的品质和利用植物生产药物等方面。 1.提高抗逆性 （1）常用抗虫基因：用于抗虫（杀虫）的基因主要是Bt毒蛋白基因、蛋白酶抑制剂基因、淀粉酶抑制剂基因、植物凝集素基因等。 （2）常用抗病基因：a.抗病毒基因有：病毒外壳蛋白基因和病毒的复制酶基因；b.抗真菌基因有：几丁质酶基因和抗毒素合成基因 （3）其他抗逆基因：环境条件对农作物的生产会造成很大影响，并且这些影响是多方面的，因此，抗逆性基因也有多种多样，如：抗盐碱和干旱的调节细胞渗透压基因、抗冻基因、抗除草剂基因等等。 2.改良植物品质 由于人们的食品含有的营养不平衡，不能满足人们对食品的要求，这样，可以通过转基因技术，使植物能够合成某些本来不能合成的物质。如科学家将必需氨基酸含量多的蛋白质编码基因导入植物中，或者改变这些氨基酸合成途径中某种关键酶的活性，以提高氨基酸的含量。 3.生产药物 基因工程不但促进了传统技术的变革，也为人类提供了传统产业难以得到的许多昂贵药品，并已形成基因工程制药业的雏形。目前诸如人胰岛素、人生长激素、人脑激素、 α－干扰素、乙肝疫苗、蛋白C、组织血纤维蛋白溶酶原激活剂等数十种基因工程药物已实现商品化。此外，还有促红细胞生成素、白细胞介素－2、肾素、心钠素等一大批珍贵药品正处于试用或临床试验阶段。 知识点二动物基因工程的应用 1.用于提高动物生长速度：由于外援生长激素基因的表达可以使转基因动物生长得更快，将这类基因导入动物体内，以提高动物的生长速率。如：转基因绵羊和转基因鲤鱼。 2.用于改善畜产品的品质：基因工程可用于改善畜产品的品质。如：有些人对牛奶中的乳糖不能完全消化或食用后会出现过敏、腹泻、恶心等不适症状，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，这样所获得的牛奶其成分不受影响，但乳糖的含量大大减低。 3.用转基因动物做器官移植的供体：目前，人体移植器官短缺是一个世界性的难题，用其它动物的器官替代，又会出现免疫排斥现象，现在，科学家正试图利用基因工程方法对一些动物的器官进行改造，培育出没有免疫排斥反应的转基因克隆器官。 知识点三基因治疗 1.概念：基因治疗是把正常基因导入病人体内，使该基因的表达产物发挥功能，从而达到治疗疾病的目的，这是治疗遗传病的最有效的手段。 2.方法：体外基因治疗和体内基因治疗 体外基因治疗：先从病人体内获得某种相关细胞，进行培养，然后在体外完成基因转移，再
课题1菊花的组织培养 一、植物组织培养的相关概念和基本过程 1、(1)细胞全能性的表达：________的植物组织或细胞，在一定的____________、________和________________的作用下，发育成完整植株的过程。 (2)细胞分化：在植物的________过程中，细胞在________、________和____________上都会出现________的差异，形成这些差异的过程叫做细胞分化。 (3)植物组织培养的基本过程 离体的植物器官、组织或细胞(又叫________)――→ 愈伤组织――→ 胚状体、丛芽等 ――→ 生长 新个体 ①愈伤组织的特点：细胞________________，是一群________________的呈________________的薄壁细胞。 ②脱分化(去分化)：由____________的植物组织或细胞产生____________的过程。 ③再分化：由________________________重新分化成根或芽等器官的过程。 (4)条件：________的植物组织或细胞，在一定的________、________和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植株。离体的植物组织或细胞叫做________。 2．影响植物组织培养的因素 (1)培养材料的影响：不同的植物组织，培养的难易程度____________。对于同一种植物材料，材料的________、________________等也会影响实验结果。因此菊花的组织培养，一般选择________________的茎________部________的侧枝。 (2)营养物质的影响：常用的________培养基，主要成分包括____________、____________、________以及蔗糖等。其中____________和____________提供植物细胞所必需的无机盐；________提供碳源，维持细胞渗透压。 (3)植物激素的影响：MS 培养基常需添加植物激素。其中________和____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素，这两种激素的________、________________以及____________等，都会影响实验结果。 (4)环境因素的影响：________、________、________等条件也能影响植物组织培养。 类、培养基的营养条件、植物激素的种类和比例以及适宜的PH 、温度等。
专题 1 基因工程 基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过___基因拼接_和_DNA重组_等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在_DNA 分子_水平上进行设计和施工的，因此又叫做_转基因技术_。科技探索之路基础理论和技术的发展催生了基因工程。 20 世纪中叶，基础理论取得了重大突破 ●DNA 是遗传物质的证明 1944 年，艾弗里等人通过不同类型肺炎双球菌的转化实验，不仅证明了生物的遗传物质是DNA，还证明了___DNA是主要遗传物质_。 ●DNA 双螺旋结构和中心法则的确立 1953 年，沃森和克里克建立了___DNA双螺旋结构___模型。 1958 年，梅塞尔松和斯塔尔用实验证明_DNA复制的方式-----半保留复制原则。随后不久确立的中心法则，解开了 DNA 复制、转录和翻译过程之谜，阐明了遗传信息流动的方向。 ●遗传密码的破译 1963 年，尼伦伯格和马太破译编码氨基酸的遗传密码。 1966 年，霍拉纳用实验证实了尼伦伯格提出的遗传密码的存在。这些成果不仅使人们认识到，自然界中从微生物到人类共用一套遗传密
码_，而且为基因的分离和合成等提供了理论依据。技术发明使基因工程的实施成为可能。 ●基因转移载体的发现 1967 年，罗思和赫林斯基发现细菌拟核 DNA 之外的质粒有_自我复制_能力，并可以在_细菌细胞间转移，这一发现为基因转移找到了一种运载工具。 ●工具酶的发现 1970 年，阿尔伯、内森斯，史密斯在细菌中发现了第一个限制性内切酶（简称限制酶）后，20 世纪 70 年代初相继发现了多种限制酶和连接酶，以及逆转录酶，这些发现为 DNA 的切割、连接以及功能基因的获得创造了条件。 ●DNA 合成和测序技术的发明 自 1965 年，桑格发明氨基酸序列分析技术后，1977 年，科学家又发明了 DNA 序列分析的方法，为基因序列图的绘制提供了可能，之后，DNA 合成仪的问世又为引物、探针和小分子DNA基因的获得提供了方便。 ●DNA 体外重组的实现 1972 年伯格首先在体外进行了 DNA 改造的研究，成功地构建了第一个体外重组 DNA 分子。重组 A DNA 表达实验的成功
选修三专题一第3节基因工程的应用 一、教学目标 1.举例说出基因工程应用及取得的丰硕成果。 2.关注基因工程的进展。 3.认同基因工程的应用促进生产力的提高。 二、教学重点和难点 1.教学重点 基因工程在农业和医疗等方面的应用。 2.教学难点 基因治疗。 三、教学过程 1、转基因生物与目的基因的关系 转基因生物目的基因目的基因从何来 抗虫棉Bt毒蛋白基因苏云金芽孢杆菌抗真菌立枯丝核菌的烟草几丁质酶基因和抗毒素合成基因 抗盐碱和干旱作物调节细胞渗透压的基因 耐寒的番茄抗冻蛋白基因鱼 抗除草剂大豆抗除草剂基因 增强甜味的水果降低乳糖的奶牛 甜味基因肠乳糖酶基因 生产胰岛素的工程菌人胰岛素基因人 讨论： 1、用动物乳腺作为反应器，生产高价值的蛋白质（如教材中列举的血清白蛋白、抗凝血酶等）比工厂化生产的优越之处有哪些？（乳腺生物反应器的优点：①产量高；②质量好； ③成本低；④易提取。） 简介：动物乳腺生物反应器 1987年美国科学家戈登（Gordon）等人首次在小鼠的奶中生产出一种医用蛋白──tPA （组织
型纤溶酶原激活物），展示了用动物乳腺生产高附加值产品的可能性。利用动物乳腺生产高价值产 品的方式称为动物乳腺反应器。 为什么要用动物乳腺作为反应器生产高价值的蛋白质产品呢？这是因为动物乳房是一种高度分化的专门化腺体，合成蛋白质的能力非常强，尤其是一些经过长期的遗传改良，专门产奶的乳用动物品种，蛋白质合成能力更是惊人。一头优质奶牛，一年可产奶10 000 kg。即便是一只奶山羊，一年也可产奶2 000 kg。 动物乳腺生物反应器归纳起来有四大优点：①产量高，且易收获目标产品，可以随乳汁分泌而排出动物体外；②目标产品的质量好。动物乳腺组织不仅具有按遗传信息流向合成蛋白质的能力，而且具备一整套对蛋白进行修饰和加工的能力，如糖基化、羧化、磷酸化以及分子组装等，而微生物和植物系统都不具备这种全面的蛋白质后加工能力；③产品成本低；④从奶牛中提取产品，操作比较简单。 正因为利用动物乳腺生物反应器生产高附加值的产品有上述优点，目前利用动物乳腺生物反应器生产医用蛋白质已成为一种风险投资产业，受到科学家、商界和医药界的高度重视。目前瞄准的目标医药产品有：①血液蛋白质，如表1-2所示，这些血液蛋白质有巨大的经济效益，其中利用奶牛生产的凝血酶Ⅲ已通过第三期临床实验，即将投放市场。②第二代医用蛋白质，主要有抗体、降钙素、人的生长激素、胰岛素等药物蛋白，乳白蛋白、乳铁蛋白等营养蛋白，疫苗，组织修复物等。③生产“人源化牛奶”，即用成人的乳蛋白基因替代牛的乳蛋白基因，使牛奶变成像人奶的一种基因工程奶。 动物乳腺生物反应器的做法与转基因动物的操作是相同的，只是为了将目标产品在乳汁中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，即在目标产品蛋白质编码框的前面加上乳腺组织中特异表达的启动子等，构建成表达载体后通过注射导入受精卵中，再将其送入母体动物内，发育成动物个体，这个转基因动物就会在奶中产生所需要的目标产品。 2、用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程是怎样的？ 用基因工程技术实现动物乳腺生物反应器的操作过程与转基因动物操作过程相同。 不同之处：为了将目标产品在奶中形成，需要使用乳腺组织中特异表达的启动子，要在编码目的蛋白质的基因序列前加上乳腺组织中特异表达的启动子构建成表达载体。 操作过程大致归纳为：获取目的基因（例如血清白蛋白基因）→构建基因表达载体（在血清白蛋白基因前加特异表达的启动子）→显微注射导入哺乳动物受精卵中→形成胚胎→将胚胎送入母体动物→发育成转基因动物（只有在产下的雌性个体中，转入的基因才能表达）。