1、植物細胞工程班級 姓名 學號用時:45分鐘 滿分: 100分 一、學習目標：1. 簡述植物組織培養和植物體細胞雜交技術。2. 列舉植物細胞工程的實際應用。3. 嘗試進行植物組織培養。二學習重點和難點1.教學重點（1） 植物組織培養的原理和過程。（2） 植物體細胞雜交的原理。（3） 植物細胞工程應用的實例。2.教學難點植物組織培養的實驗。三基礎知識梳理（一）.植物組織培養技術 1、原理 步驟是： 2、條件是 思考：生物體內細胞全能性的大小一樣嗎？細胞分化的過程遺傳物質有丟失嗎？（二）植物體細胞雜交技術 1.植物體細胞雜交的關鍵環節是 和 2.植物細胞去壁用的酶是 3.誘導原生質體融合的方法 思考

2、：為什么番茄馬鈴薯超級雜種植株沒有如科學家所想象的那樣，地上長番茄，地下結馬鈴薯？（三）.植物細胞工程應用的實例1.植物繁殖的新途徑2.物新品種的培育四、重難點突破、例題解析考點一 細胞的全能性分化的細胞具有全能性，可以從理論上分析細胞的來源 有絲分裂，形成的子細胞核應與受精卵的完全相同：含有該物種所特有的全套遺傳物質，都有發育成為完整個體必需的全部基因，應該具有全能性。實際上在體內分化的細胞沒有表達出全能性，原因是基因的選擇性表達。但離體培養時，脫離母體的限制，在一定條件下就能表達。考點二 植物組織培養中的脫分化及再分化植物組織中使用的外植體一般是高度分化了的細胞，在植物體中是不會再分裂繁殖

3、的，只是執行某種功能直至死亡。這些細胞在培養基上時會由原來的分化狀態變成分生狀態的細胞，分裂產生愈傷組織，這個過程稱為脫分化過程。這種轉變在細胞的形態結構和生理生化上都會產生一系列變化。組織培養的研究表明分化細胞的脫分化需要兩個條件。即創傷和外源激素。當細胞脫分化形成愈傷組織后，經過一段時期的分裂，細胞群體變成不是一種細胞類型的均一群，又會產生分化，形成分化細胞或分生細胞團，由此再生成植物有兩條途徑：一是形成體細胞胚，通過體細胞胚形成再生植株；二是走器官發生的途徑，分生組織在一定的誘導條件下重建芽的分生組織，分化出芽后再生根，成為完整的植株。考點三 .植物體細胞雜交過程中篩選雜種細胞細胞的原因

4、番茄和馬鈴薯 的原生質體融合后，將原生質體轉移到適當的培養基上培養，使原生質體再生出細胞壁。這時，在細胞混合物中不僅有番茄馬鈴薯雜種細胞，還有番茄細胞、馬鈴薯、番茄番茄細胞、馬鈴薯馬鈴薯細胞，而只有番茄馬鈴薯雜種細胞才有同時具有雙親的遺傳物質。例題:現有甲、乙兩個煙草品種（2N=48），其基因型分別為aaBB和Aabb，這兩對基因們于非同源染色體上，且在光照強度大于800勒克斯時都不能生長，這是由于它們中的一對隱性純合基因（aa或bb）作用的結果。取甲、乙兩品種的花粉分別培養成植株，將它們的葉肉細胞制成原生質體，并將兩者相混，使之融合，誘導產生細胞團。然后，放到大于800勒克斯光照下培養，結果

5、有的細胞團不能分化，有的能分化發育成植株。請回答下列問題：（1）甲、乙兩煙草品種花粉的基因型分別是 和 。（2）將葉肉細胞制成原生質體時，使用 去除細胞壁；（）在細胞融合技術中，常用的促融劑是 。（）在大于800勒克斯光照下培養，有 種細胞團不能分化；能分化的細胞團是由 的原生質體融合來的（這里只考慮2個原生質體的相互融合）。由于該細胞團發育成的植株自交后代中，在大于800勒克斯光照下出現不能生長的植株的概率是 。五、鞏固練習1、 進行植物體細胞雜交，首先需要除去細胞壁。現提供以下材料和用具：白色洋蔥鱗片葉、紫色洋蔥鱗片葉、適宜濃度的鹽酸、適宜濃度的蔗糖液、纖維素酶、果膠酶、蒸餾水和鑷子，顯微

6、鏡、載玻片、蓋玻片等。請你從中選取合適的材料配制成合理的細胞壁分解液，并設計出檢驗它除去細胞壁的方法和步驟，預測和解釋實驗的結果。 (1)實驗步驟： 配制細胞壁分解液： 選取配制成細胞壁分解液。這樣選取的理由是。 檢驗細胞壁分解液除去細胞壁的方法： 第一步： 。 第二步： 。 第三步： 。 (2)實驗結果的預測和解釋： 2、下圖是植物細胞雜交過程示意圖，請據圖回答：（1）植物體細胞雜交的第步是去掉細胞壁,分離出有活力的原生質體。目前此步聚最常用的方法是酶解法，也就是在溫和的條件下用 等分解植物的細胞壁。（2）過程的發生，必須進行人工誘導。人工誘導原生質體融合的物理方法是：利用 . 等（至少寫出

7、兩種）促使原質體融合；化學方法是：用等試劑作為誘導劑誘導融合。（3）表示融合后的原生質體再產生樣的細胞壁，新細胞壁的產生與細胞內_(細胞器)有密切關系。（4）在過程中,細胞分裂的主要方式是有絲分裂,此種分裂方式的重要意義(或稱特征)是_。（5）植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值，其突出的優點是可以 。3、下圖表示水稻（體細胞有24條染色體）的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培養過程，已知水稻的基因型為AaBb。（1）愈傷組織是花粉細胞不斷分裂后形成的不規則的細胞團，在愈傷組織形成過程中，必須從培養基中獲得和小分子有機物等營養物質（2）要促進花粉細胞分裂和生長，培

8、養基中應有和兩類激素。（3）愈傷組織分化是指愈傷組織形成芽和根，再發育成具根、莖和葉的植物體。這一過程必須給予光照，其原因是利用光能制造有機物，供試管苗生長發育。（4）試管苗的細胞中含有 條脫氧核苷酸鏈。（5）培育出的試管苗可能出現的基因型有。（6）這種利用花藥離體培養成的試管苗屬于體。要使它繁殖后代必須采取的措施是。（7）從細胞工程角度看這種育種方法叫 。4、美國科學家將分離得到的成熟的胡蘿卜根的韌皮部細胞進行培養，由單個細胞發育成了完整的新植株。過程圖解如下，回答與之有關的問題：（1）科學家所用的這種生物技術叫做 。依據的理論基礎是植物細胞具有 性。B過程稱為_，C過程稱為_（2）通過B過

9、程產生的愈傷組織的細胞與根的韌皮部細胞在染色體的數目上是否相同？ ；染色體上所含的遺傳物質是否相同？ ；細胞的形態結構是否相同？ 5、下圖是有關細胞工程的圖解。請據圖回答：（1）下圖是用蘿卜根進行組織培養的某些過程示意圖， 請把組織培養的過程按正常順序排列（以字母表示）_ 。圖D上的細胞團是_，它的特點是_ 。圖C的培養物的變化是_。從原理上講，植物細胞有形成再生植株的可能性，這是_ 的表現。 （2）下圖表示細胞融合技術的一些過程。從A細胞和B細胞到C細胞的過程中，必須用_處理。若A、B細胞為植物細胞，那么這樣的細胞已經用酶降解脫掉_。這種酶可 能是_酶，由此生成的A和B細胞稱為_。6、請回答

10、下列有關植物組織培養的幾個問題（1）離體植物組織和細胞培養常用的一種培養基是MS培養基，其主要成分中的大量礦質元素有 ，培養中常用的兩種植物激素是 和 ，兩者使用時的 、 、 等，都會影響實驗的結果；（2）植物組織培養的一般步驟為制備MS固體培養基 、外植體消毒、 、培養、移栽、栽培.（3）圖示植物組織培養的部分過程：離體的器官、組織或細胞A植物體 過程是 ，過程是 ， A是 （4）組織培養過程中還需要維持一定的外界條件，一是要有適宜的 ，二是 _。7.紫草素是紫草細胞的代謝產物，可作為生產治療燙傷藥物的原料。用組織培養技術可以在生物反應器中通過培養紫草細胞生產紫草素。圖21記錄了生物反應器中

11、紫草細胞產量、紫草素產量隨培養時間發生的變化。 （1）在生產前，需先加入紫草細胞作為反應器中的“種子”。這些“種子”是應用組織培養技術，將紫草葉肉細胞經過_而獲得的。這項技術的理論基礎是_。 （2）從圖中可以看出：反應器中紫草細胞的生長呈現_規律；影響紫草素產量的因素是_和_。 （3）在培養過程中，要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是_和_。答案與提示思考：生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的，所以馬鈴薯番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質，但這些遺傳物質的表達受到相互干擾，不能再像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質一樣有序表達，雜交植株不能地上長番茄、地下結馬鈴薯就是

12、很自然的了。例題、（1）aB Ab （2）纖維素酶和果膠酶 （）聚乙二醇 （）2 甲、乙兩品種 7/16 鞏固練習 1、(1)適宜濃度的蔗糖液，加入適量的纖維素酶和果膠酶 纖維素酶和果膠酶能高效、專一地水解細胞壁，適宜濃度的蔗糖液不會使原生質體過 度吸水而脹破 第一步：滴適量的細胞壁分解液在載玻片水中央，用鑷子撕取一小塊紫色洋蔥鱗片 葉表皮浸泡在其中。一段時間后，制得實驗組裝片 第二步：用適宜濃度的蔗糖液替代細胞壁分解液，其他操作與制作實驗組裝片相同， 制得對照組裝片 第三步：在顯微鏡下觀察比較實驗組裝片和對照組裝片 (2)實驗組裝片的洋蔥細胞呈分散的紫色球形，表明細胞壁已被分解掉。對照組裝片的洋蔥細胞呈相互連接的紫色多邊形，表明細胞壁未被分解2、（8分）（1）纖維素酶、果膠酶（答出二者之一便可得分）（2）離心、振動、電刺激（要求至少答出兩種） 聚乙二醇 （3）高爾基體 （4）將親代細胞的染色體經過復制后，精確地平均分配到兩個子細胞中去（5）克服遠緣雜交不親合的障礙 3、（10分）（1）水 無機鹽 （2）生長素 細胞分裂素（3）葉綠體（4）24（5）AB、Ab、aB、ab（6）單倍體用秋水仙素處理幼苗（7）植物的組織培養4、（6分）（1）植物組織培養 全能性 脫分化 再分化 （2）相同 相同 不同5、（1）.BDCA （2分）愈傷組織，未分化且較均一（