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高中同步新课标·生物创新方案系列丛书高中同步新课标·生物创新方案系列丛书一、细胞工程和细胞的全能性1．细胞工程概念的理解植物细胞遗传物质原理和方法生物学和生物学操作水平水平或水平目的按照人的意愿来改变细胞内的或获得.分类细胞工程和细胞工程细胞分子细胞器细胞产品动物高中同步新课标·生物创新方案系列丛书2.植物细胞的全能性(1)植物细胞的全能性：具有某种生物的任何一个细胞，都具有的潜能。(2)在生物体内细胞未表现出全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，基因表达出各种蛋白质，从而构成不同的组织和器官。(3)表达过程①脱分化：让的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，进而形成。②再分化：在一定的培养条件下，分化出幼根和芽，进而形成。全部遗传信息选择性发育成完整个体已经分化愈伤组织完整的小植株愈伤组织高中同步新课标·生物创新方案系列丛书二、植物组织培养技术1．理论基础植物细胞的。2．定义在条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生，最终形成完整的植株。3．过程图无菌和人工控制愈伤组织、丛芽全能性高中同步新课标·生物创新方案系列丛书4．实验流程制备→接种→培养→培养→试管苗移栽→正常植株三、植物体细胞杂交技术1．概念将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成，并将其培育成新的植物体的技术。2．过程脱分化杂种细胞外植体再分化高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(1)过程①去除细胞壁的方法是：用纤维素酶和果胶酶处理。(3)过程③表示杂种细胞再生出。(4)过程④和⑤分别表示和。3．意义克服不同生物的障碍。四、植物细胞工程的实际应用1．植物繁殖的新途径(1)微型繁殖①特点：保持优良品种的特性。②意义：高效快速实现的大量繁殖。远缘杂交种苗细胞壁脱分化再分化遗传高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(2)作物脱毒①选材：无病毒的植物(如茎尖)。②优点：再生植株无病毒，提高产量。(3)人工种子①概念：以植物组织培养得到的、、和.等为材料，经人工薄膜包装得到的种子。②特点：后代无；不受气候、季节和地域限制。2．作物新品种的培育(1)单倍体育种①过程胚状体不定芽分生区腋芽顶芽性状分离高中同步新课标·生物创新方案系列丛书②优点：后代是纯合子，能稳定遗传；可以明显缩短育种年限。(2)突变体及利用①产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态而易受培养条件和外界压力(如辐射、化学物质等)的影响而产生。②利用：从产生突变的个体中筛选出的突变体，进而培育成新品种。3．细胞产品的工厂化生产(1)细胞产品种类：、脂肪、糖类、、香料、生物碱等。(2)生产技术：植物组织培养。对人类有用蛋白质突变药物高中同步新课标·生物创新方案系列丛书一、植物细胞的全能性及植物组织培养阅读教材P33～35内容，结合实验操作，探讨下列问题：1．试从材料、营养物质和外界条件方面分析实现植物体细胞全能性的条件有哪些。提示：材料离体的细胞、组织或器官培养基种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素外界条件a.无菌操作；b.光照：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养高中同步新课标·生物创新方案系列丛书2.根据实验操作体会，总结植物组织培养过程中应注意哪些问题。提示：灭菌；严格控制光照；植物激素比值的控制。二、植物体细胞杂交技术阅读教材P36～37内容，观察分析图2－5，探讨下列问题：1．试总结细胞融合和植物体细胞杂交技术中的理论基础和完成标志。提示：高中同步新课标·生物创新方案系列丛书2.植物体细胞杂交和多倍体育种都能获得染色体加倍的植物，试从培育原理、方法、染色体来源及数目变化角度分析二者有哪些不同。提示：高中同步新课标·生物创新方案系列丛书三、细胞工程的实际应用阅读教材P38～41内容，探讨下列问题：1．微型繁殖属于无性生殖还是有性生殖？提示：无性生殖。2．选用植物分生组织细胞经组织培养可获得脱毒植物，试分析其原因。提示：在植物分生区附近，细胞分裂十分迅速，还没有形成输导组织，病毒来不及侵入，因此就成为植物体相对无病毒的特殊区域。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书3．分析人工种子制备与单倍体育种有哪些区别。提示：植物细胞全能性染色体数目变异无性生殖有性生殖胚状体单倍体高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(重庆高考)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高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[解析]植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对培养材料的伤害，A项正确；植物体细胞的杂交需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞，B项错误；细胞分化的实质是基因的选择性表达，C项正确；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂，D项正确。[答案]B高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(新课标全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培育技术称为________________。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指_____________。假设甲与乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是________________________。(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖，经植物组织培养得到的________________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书【研析】本题考查植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的相关知识。具体解题过程如下：[审]——提取信息信息a：由设问(1)对叶片去壁处理可知获得结构为原生质体。信息b：由设问(1)融合细胞发育为杂种植株可知先经过脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化形成完整植株。信息c：由设问(1)“这种培育技术”中的“这种”知其包括植物组织培养和细胞融合技术等。信息d：由题干信息“甲与乙均为二倍体药用植物”可推得设问(2)甲与乙有性杂交的后代之所以不育，是因为二者有性杂交的后代无同源染色体。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[析]——解读信息解读信息a、b：对甲、乙两种叶片的叶肉细胞进行去壁处理并用化学方法诱导两细胞的融合是为了获得杂种细胞，而杂合细胞的培养需脱分化和再分化等。解读信息d：甲与乙有性杂交的后代不育可理解为杂交产生的后代不能产生可育的配子，可推得甲、乙有性杂交的受精卵无同源染色体，后代进行减数分裂联会紊乱。而杂种植株则含同源染色体，联会正常即配子可育。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[联]——联系基础设问(1)可联系：植物体细胞杂交的基本过程即去壁处理―→细胞融合―→再生新细胞壁―→脱分化―→愈伤组织―→再分化―→完整的植株。设问(2)可联系：二倍体、多倍体的概念及减数分裂过程中同源染色体的行为特征如联会正常或异常等。设问(3)可联系：人工种子的主要成分即胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[答]——解题规范设问(1)：第6个空，只答“组织培养技术”不得分，因为“这种培育技术”中的“这”包含上述整个过程。设问(2)：多倍体的概念包含几个关键词“体细胞”、“三个或三个以上”、“个体”，只答“细胞”不答“体细胞”、只答“三个以上”不答“个体”而答“细胞”等均不得分。答不育的原因的关键点在“杂交的后代不育”，因此答原因时应从减数分裂的角度作答，答“存在生殖隔离”不得分。设问(3)：把人工种子的成分答成“愈伤组织”不得分。[答案](1)纤维素果胶原生质体愈伤再分化(或分化)植物体细胞杂交技术(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[网络构建]填充：①脱分化②再分化③细胞的全能性④接种⑤细胞的全能性和细胞膜的流动性⑥聚乙二醇⑦胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等⑧愈伤组织———————[课堂归纳]—————————高中同步新课标·生物创新方案系列丛书[关键语句]1．细胞全能性的大小依次是：受精卵生殖细胞体细胞。2．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。3．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。4．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。5．植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书6．人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。7．在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变。8．利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等，产物来自愈伤组织。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书1．下列属于植物组织培养的是()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：花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。答案：A高中同步新课标·生物创新方案系列丛书2．下列实例中能体现细胞全能性的是()①用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③烟草花药离体培养得到了单倍体植株A．①②B．①③C．②③D．①②③解析：用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株及烟草花药离体培养得到了单倍体植株都采用的是植物组织培养技术，体现了植物细胞的全能性。而种子是绿色开花植物的一种器官，是通过有性生殖形成的，因此，植物用种子进行繁殖没有体现植物细胞的全能性。答案：B高中同步新课标·生物创新方案系列丛书3．下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得()A．抗除草剂的白三叶草B．生产胰岛素的大肠杆菌C．高产的水稻D．蛋白质含量高的小麦解析：突变体育种可通过基因突变或染色体变异而获得高产、高抗、有机物含量丰富的品种。生产胰岛素的大肠杆菌不可能通过突变获得，一般可通过基因工程(转基因技术)获得。答案：B高中同步新课标·生物创新方案系列丛书4．如图表示植物组织培养的大体过程，请回答问题：(1)外植体是指________________________________。由外植体通过植物组织培养技术培育出完整植株，这项技术利用了________________原理。通过组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是_____________________。高中同步新课标·生物创新方案系列丛书(2)阶段A、B分别代表__________________________。过程①、②分别表示__________________。(3)将B结构用适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等(即人工种皮)加以包裹，可制成人工种子。为促进人工种子生长发育，人工种皮里还应该含有的物质是_______。(4)选择人参根作为外植体进行培养，在_____