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第二节细胞工程简介植物细胞工程教学目的1．细胞的全能性〔C：理解〕。
2．植物细胞工程的主要技术——植物组织培养和植物体细胞杂交〔A：知道〕。
重点和难点1．教学重点（1）植物组织培养。
（2）植物体细胞杂交。
2．教学难点植物体细胞杂交。
教学过程[板书]细胞的全能性植物细胞工程植物组织培养植物体细胞杂交[注解]细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人休养的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
一、细胞的全能性〔细胞工程的理论基础〕〔一〕概念：生物体的细胞具有使后代细胞形成完整个体的潜能，细胞的这种特性叫做细胞的全能性。
〔二〕表达受精卵的全能性最高1．生物体内卵细胞也具有较高的潜在全能性〔另：植物花粉或精子〕体细胞的全能性较低〔含有该物种特有的全套遗传物质，理论上也具全能性。
但在生物体内，特定的时间、空间使体细胞只能表达特定的基因，因而全能性难以表现。
〕2．生物体外：离体的植物细胞，在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
3．全能性比较〔1〕受精卵>卵细胞〔花粉、精子〕>体细胞〔2〕植物体细胞>动物体细胞〔3〕未分化或分化程度低的细胞>分化程度高的体细胞[例析]．真核多细胞生物体细胞没有表现出全能性，而是分化为不同的组织器官是由于〔C 〕A ．在生物发育的不同时期，某些细胞内的基因发生了改变B ．在细胞增殖的过程中，细胞内的基因发生了突变C ．基因表达有特异性D ．由于环境的复杂性，使基因表达具有阶段性二、植物的组织培养〔一〕概念：愈伤组织：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间后，通过细胞分裂形成的排列疏松无规那么，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织。
〔分化程度低、全能性较高〕 脱分化：高度分化的植物器官、组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。
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由图示信息可知，曲线表示的是C3、C4植物光合速率与细胞间隙CO2浓度之间的关系，细胞间隙CO2浓度与植物自身代谢强度(光合作用、细胞有氧呼吸)和气孔开闭程度有关；光照强度也是影响光合速率的因素之一，在一定范围内增加光照强度，C3植物和C4植物的光合速率都会增强；在低浓度CO2条件下C4植物的光合速率比C3植物高，因为C4植物细胞中磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶对CO2亲合力大，能利用低浓度的CO2；由图中曲线可看出当CO2浓度达到一定程度后，C3植物比C4植物光合作用速率高。
探究影响光合作用的因素 1．概述光合作用是高等植物的一项重要生理作用，光照强度、光照时间、光质、CO2浓度、水分、矿质元素和温度等环境条件的改变都会影响其进行。
2．影响光合作用的因素探究探究点一：光照对光合作用的影响实验设计思路：实验专题探究 (1)自变量的确定——有光/无光对照； (2)实验条件控制方法——给予光照或遮光； (3)因变量的确定——淀粉的产生； (4)检测方法——碘液检测变蓝。
探究点二：CO2对光合作用的影响实验设计思路： (1)自变量的确定——有CO2/无CO2对照； (2)实验条件控制方法——用NaOH溶液吸收CO2，或使用Na2CO3/NaHCO3缓冲液来吸收或释放CO2； (3)因变量的确定——淀粉的产生； (4)检测方法——碘液检测变蓝。
设计以上两个探究实验时应注意：(1)除了自变量，其他条件的设置对照组和实验组应完全一致；(2)其他条件的设置应满足植物正常生理活动的需要，例如探究光照对光合作用的影响时，对照组和实验组都应水分充足，如果水分缺乏，尽管两组一致，但都会影响植物的正常生理，从而使对照失败。
实战演练(专项提能，小试牛刀) 有一种测定叶片光合速率的方法——半叶干重法，实验过程如下：注：①光合速率是单位面积叶片在单位时间内固定CO2的量或合成有机物的量。
(时间：30分钟，满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．(2011·南昌质检)植物体细胞杂交的最终结果是()A．产生杂种植株 B．产生杂种细胞D ．形成愈伤组织 C．原生质体融合解析：植物体细胞杂交的最终结果是产生杂种植株。
答案：A2．下列对于细胞全能性的理解，错误的是()A．大量的科学事实证明，高度分化的植物体细胞仍具有全能性B．细胞内含有个体发育所需全部基因是细胞具有全能性的内在条件C．通过植物组织培养得到的试管苗或人工种子，是植物细胞在一定条件下表现出全能性的结果D．通过动物细胞培养可以获得细胞株或细胞系，表明动物体细胞也具有全能性解析：细胞的全能性是指已分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，动物细胞培养获得细胞株或细胞系只是细胞分裂的结果，而不是得到了生物个体。
答案：D3．(2011·石家庄质检)下列现象属于植物细胞脱分化的是()A．将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤组织B．由愈伤组织形成植物的芽的过程C．通过原生质体融合培育出“番茄—马铃薯”杂种植株D．将杂种细胞培育成植株解析：由愈伤组织形成植物的芽的过程属于细胞再分化的过程；通过原生质体融合培育出“番茄—马铃薯”杂种植株是植物体细胞杂交技术的应用，在此过程中包含细胞的脱分化、再分化等植物组织细胞培养的全过程；将杂种细胞培育成植株包括细胞的脱分化和再分化过程。
答案：A再分化脱分化→④。
②―→―→③―4．植物组织培养过程可以归纳为：①――)相关叙述中错误的是(A．从理论上讲，①可以是植物体的每一个活细胞 B．将①经脱分化培养成②时，再植上人造种皮可获得人工种子．②→③的再分化过程中，细胞增殖的方式为有丝分裂C D．①→③的培养过程中，应在培养基中加入水、无机盐、蔗糖、氨基酸、植物激素等包上人造种皮即可获得人③是具有生根发芽能力的胚状体，③是愈伤组织，②解析：工种子。
答案：B5．下图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。
(时间：30分钟，满分：100分)一、选择题(每小题5分，共50分)1．不属于生物膜相互转化基础的是()A．生物膜具有选择透过性B．生物膜具有流动性C．生物膜的化学组成相似D．生物膜的基本结构大致相同解析：生物膜的选择透过性是其功能特点；而生物膜的相互转化是其结构上的特点，化学组成、基本结构及流动性是其相互转化的基础。
答案：A2．下列细胞内的反应发生在生物膜(细胞膜和细胞内的各种膜)上的是()A．DNA复制B．暗反应C．叶绿素a被激发失去电子D．氨基酸脱水缩合解析：叶绿素a被激发失去电子发生的场所是囊状结构薄膜，DNA复制主要发生在细胞核内，暗反应场所是叶绿体基质，氨基酸脱水缩合场所是核糖体。
答案：C右图所示为细胞膜的亚显微结构，与细胞膜功能无直接关系的是3.)( A．为细胞的生命活动提供相对稳定的内环境．完成细胞间信息传递B ．选择性的物质运输并伴随着能量消耗C ．合成膜蛋白②D细胞膜使每个细胞与周围环境隔离开来，维持着相对稳定的细胞内部环境，并解析：为糖被，它与细胞间的识别有密切关系，并借此来完成细胞内外①具有保护细胞的作用。
信息的跨膜传递。
选择性的物质运输属于主动运输过程，它的完成需要载体蛋白的协助和细胞代谢过程中产生的能量。
膜蛋白的合成场所是核糖体。
D答案：．用放射性同位素标记的某种氨基酸培养胰腺细胞，最后检测出细胞分泌物中有放射4) (性胰岛素，如果检测细胞的膜结构，在哪种膜结构中最先被检测出有放射性．核糖体B ．内质网 A ．高尔基体C ．溶酶体D解析：分泌蛋白由核糖体合成后，首先进入的膜结构为内质网，之后再以膜泡包被的形式进入高尔基体。
答案：A5．细胞的生物膜系统是一个在结构和功能上紧密联系的统一整体。
在活细胞中，生物膜能以“出芽”方式转变的有()A．高尔基体膜、内质网膜、核糖体膜B．核膜、高尔基体膜、线粒体膜C．内质网膜、核膜、高尔基体膜D．细胞膜、内质网膜、高尔基体膜解析：内质网膜可以出芽形式形成囊泡与高尔基体融合，而高尔基体可形成囊泡与细胞膜融合。
⑥实验现象：________________________________________________________________________。
⑦实验结论：________________________________________________________________________。
解析：(1)生物膜中蛋白质含量种类多少决定了生物膜的功能，由表中可看出A中糖类较多，在四种膜结构中，含糖类多的是细胞膜，因为细胞膜是细胞的边界，需要不断与其外界其他细胞发生信息交流和识别。
表中最可能代表线粒体内膜的是B，因线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，该过程需要大量的酶，该酶主要附着在内膜结构上。
(2)实验要求验证细胞膜含有蛋白质成分，可运用颜色反应来鉴定，利用蛋白样液作对照，实验中注意样液用量，试剂用量等无关变量的平衡，通过颜色反应证明细胞膜中含有蛋白质。
答案：(1)A 含糖类最多细胞识别 B 含蛋白质最多是有氧呼吸的主要场所 (2)①验证细胞膜中含有蛋白质成分③蛋白质与双缩脲试剂反应显紫色⑤第二步：向乙试管中滴加2 mL的蛋清稀释液第三步：向甲、乙两试管中分别先加入2 mL双缩脲试剂A液，振荡摇匀，再加入3～4滴双缩脲试剂B液，振荡摇匀，观察颜色变化⑥甲、乙两试管中液体均变为紫色⑦细胞膜中含有蛋白质成分视角 1 紧扣教材重点生物膜及生物膜系统的功能如图为高等生物细胞的亚显微结构示意图，请据图回答问题：命题视角剖析例1 (1)图示中具有膜结构的有 ________________。
(填序号) (2)①是________，其内膜上蛋白质的种类和数量比外膜上________，因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)进行光合作用光反应的场所在[]________的________上，其上有________和________________________。
(4)②是________，其功能之一是可完成细胞与细胞之间的________，如精子与卵细胞的识别与结合，这主要是由________完成的。
(5)③是________，________层膜，在植物细胞中的作用主要是______________，在动物细胞中的作用是________________________________。
(6)④是________，其上有________，是大分子物质如蛋白质、________进出的通道。
(7)生物膜系统是指图中的细胞膜、________及由膜围绕而成的________，在结构和功能上形成的有机统一整体。
【尝试解答】(1)①②③④⑤⑥⑦ (2)线粒体多内膜上有许多与有氧呼吸有关的酶 (3)⑦叶绿体囊状结构薄膜色素与光反应有关的酶 (4)细胞膜信息传递受体(糖蛋白) (5)高尔基体单与细胞壁的形成有关与分泌物的形成有关 (6)核膜核孔RNA (7)核膜细胞器【解析】 (1)图示中具有膜结构的有①线粒体、②细胞膜、③高尔基体、④核膜、⑤内质网、⑥液泡、⑦叶绿体。
(2)线粒体内膜上蛋白质的种类和数量要比外膜上多，因为内膜上有许多与有氧呼吸有关的酶。
(3)光反应的场所在叶绿体的囊状结构薄膜上，在其薄膜上有色素和与光反应有关的酶。
(4)细胞膜有多种功能，如决定物质运输(载体等)、能量交换和进行细胞间的信息传递，这主要是由细胞膜上糖蛋白受体完成的。
(5)③是高尔基体，单层膜，在植物细胞中主要与细胞壁的形成有关，在动物细胞中与分泌物的形成有关。
(6)④是核膜，其上有核孔，是大分子物质如蛋白质、RNA进出的通道，完成了细胞质与细胞核之间的物质和能量的交换。
(7)生物膜系统是指图中的细胞膜、核膜及各种由膜围绕而成的细胞器，在结构和功能上形成的有机统一整体。
互动探究(1)有氧呼吸共分三个阶段，其中第二、三阶段分别在上图中①的什么结构进行的？其反应的实质是什么？ (2)图示中的⑧结构是什么？其作用呢？你觉得在本图中的下半部分应该有此结构吗？【提示】(1)线粒体基质，线粒体内膜；第二阶段：丙酮酸彻底氧化分解成CO2；第三阶段：[H]与氧结合形成水，释放大量能量。
(2)中心体；与动物细胞的有丝分裂有关；本图下半部分是高等植物细胞，无中心体。
视角2洞察高考热点各种生物膜在结构和功能上的联系 1．与分泌蛋白合成运输有关的细胞
器有四种：线粒体(供能)、。
