人教版高中生物选修3 2.1.1 植物细胞工程的基本技术

ZHUAN TI ER | 专题2 细胞工程

2．1 植物细胞工程

2．1.1 植物细胞工程的基本技术

课堂知能验收

对应学生用书P025

1．下列关于细胞全能性的叙述中，错误的是( )

A．理论上，生物体的每个细胞都含有该生物的全套基因，具有全能性

B．植物细胞虽然具有全能性，但并不是所有的细胞都能表现出来

C．植物体只有生长点细胞具有全能性，而其他部位细胞没有全能性

D．植物细胞具有全能性，而其他生物细胞一般不表现出全能性

答案 C

解析 具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能，也就是说，每个细胞都具有全能性，但并不是所有的细胞都能表现出来，一般来说植物细胞的全能性较高，动物细胞的全能性较低，C错误。

2．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )

A．玉米种子萌发长成新植株

B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞

C．小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株

D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株

答案 D

解析 种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞分化，但不能体现细胞的全能性，A错误；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，不能体现细胞的全能性，B错误；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性，C错误；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株体现出体细胞的全能性，D正确。

3．植物组织培养依据的原理、方法步骤及诱导的植物激素分别是( )

①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、②⑦⑥⑧③⑨、④ B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④

C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤

答案 B

人教版高中生物选修三

1

[随堂检测]

1．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是( )

A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高

B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达

C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高

D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性

[解析]选C。受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；生物体内的每一个体细胞(除红细胞外)都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物细胞尽管具有全能性，但如果全能性要表达，植物细胞必须在一定条件下进行离体培养。

2．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是( )

A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害

B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞

C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控

D．生根时，培养基通常应含α­萘乙酸等生长素类调节剂

[解析]选B。消毒剂的使用既要杀死材料表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达；α­萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。

3．(2018·陕西西安七十中高二期末)下列关于影响植物组织培养的因素的叙述不正确的是( )

A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功

B．给外植体消毒用体积分数为70%的酒精 人教版高中生物选修三

专题2 细胞工程

2．1 植物细胞工程

2.1.1 植物细胞工程的基本技术

[学习目标] [核心素养]

1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。

2.理解植物组织培养的原理和过程，植物体细胞杂交的原理。

3.尝试进行植物组织培养。 1.科学探究：结合具体实验，与同学交流讨论，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。

2.科学思维：结合“胡萝卜的组织培养”实验，了解组织培养技术已取得的进展和尚未解决的问题，认同科学是一个不断发展的过程，激发探索科学奥秘的兴趣。

一、细胞工程的概念与分类

原理和方法 应用1细胞生物学和2分子生物学的原理和方法

操作水平 细胞水平或细胞器水平

目的 按照人的意愿来改变细胞内的3遗传物质或获得4细胞产品

分类 5植物细胞工程和6动物细胞工程

二、植物细胞的全能性

1．概念：具有某种生物全部7遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成8完整生物体的潜能。

2．原理：细胞内含有本物种的9全套遗传信息。

3．全能性表达条件：具有完整的细胞结构；处于10离体状态；11无菌操作(防止杂菌污染)；提供一定的营养、激素(主要是12生长素和细胞分裂素等)和其他适宜外界条件。 三、植物组织培养技术

1．理论基础：13植物细胞的全能性。

2．培养对象：14离体的植物器官、组织或细胞。

3．培养条件：在15无菌和人工控制条件下、人工配制的培养基上、适宜的培养条件。

4．培养结果：诱导产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。

5．实验：胡萝卜的组织培养

(1)原理

离体的植物组织、器官、细胞――――――――――→一定的营养、激素脱分化愈伤组织――――――――――→含有不同激素成分的培养基16再分化17胚状体或丛芽→试管苗。

(2)过程

取材：消毒后选取有18形成层的部位，切取1 cm3左右的小块，因为该部位容易诱导形成愈伤组织

↓

接种：将组织块接种到诱导培养基上，诱导出愈伤组织

↓

培养：在23～26 ℃恒温避光条件下培养一段时间。再将愈伤组织转接到19分化培养基上培养诱导出试管苗

- 1 - 植物细胞工程的基本技术

[基础全练]

1．不同细胞的全能性高低不同，下列有关细胞全能性大小的比较正确的是( )

A．细胞分裂能力越弱，细胞全能性越高

B．一般情况下，干细胞的全能性高于体细胞

C．韧皮部细胞的全能性高于形成层细胞

D．衰老细胞的全能性高于幼嫩细胞

解析：细胞分裂能力越强，其全能性越高，A错误；韧皮部细胞属于成熟细胞，形成层细胞为幼嫩细胞，因此，韧皮部细胞的全能性低于形成层细胞，C错误；一般情况下，干细胞的全能性高于体细胞，幼嫩细胞的全能性高于衰老细胞，B正确、D错误。

答案：B

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，下列叙述错误的是( )

A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的

B．该愈伤组织的细胞没有全能性

C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的

D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构

解析：植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体、并在一定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，再由愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体。

答案：B

3．如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图，相关叙述中正确的是( )

四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②根、芽――→③植株

A．②阶段会发生减数分裂过程

B．①阶段需要激素，②阶段不需要

C．此过程体现了植物细胞具有全能性

D．以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体

解析：②(再分化)阶段产生根、芽是有丝分裂和细胞分化的结果，A错误；①②阶段均需要植物激素的参与，但不同阶段需要的二者的比例不同，B错误；该过程经植物组织培养发育成了完整植株，体现了植物细胞的全能性，C正确；花药离体培养得到的植株为单倍体，D错误。

答案：C

4．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析错误的是( )