一轮复习人教版植物细胞工程课件

第35讲植物细胞工程第十单元生物技术与工程[课程导学]内容要求4.1.植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。与旧教材对比增：①玉米单倍体育种流程图；②外植体；③初、次生代谢概念。删：①人工种子；②植物生长调节剂在组织培养中的作用。改：①细胞全能性的概念；②胡萝卜组织培养改为菊花组织培养。01考点一植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术1．细胞工程的概念2．细胞的全能性分化成其他各种细胞选择性地表达[提醒]

植物细胞具有全能性的原因一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。3．植物组织培养技术(1)条件和结果离体完整植株[提醒]

植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。愈伤组织再分化已经分化结构和功能愈伤组织芽、根[提醒]

由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。4．植物体细胞杂交技术(1)概念：将____________的植物体细胞，在一定条件下融合成____________，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。不同来源杂种细胞(2)操作流程纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(PEG)细胞壁[提醒]

植物体细胞杂交属于无性生殖。原生质体物理(3)意义植物体细胞杂交技术在打破____________，实现____________育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。生殖隔离远缘杂交(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(

)(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。(

)(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。(

)×××(4)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性。(

)(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。(

)(6)植物体细胞杂交过程要用到植物组织培养。(

)(7)植物组织培养中，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(

)×√√√1．(选择性必修3P36注意)(1)实验中使用的培养基和所有的器械都要________。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要________。(2)接种时注意外植体的方向，不要________。(3)诱导愈伤组织期间一般________光照，在后续的培养过程中，每日________给予适当时间和强度的光照。灭菌灭菌倒插不需要需要2．(选择性必修3P38拓展应用)为什么“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄、地下长马铃薯？_______________________________________________________________。提示：主要原因是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄—马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达3．(选择性必修3P116附录1)(1)诱导菊花愈伤组织的培养基：在MS培养基中加入________(苄基腺嘌呤)和________(萘乙酸)，质量浓度均为0.5mg/L。(2)诱导菊花生芽的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3mg/L和0.02～0.3mg/L。(3)诱导菊花生根的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加________或________(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1mg/L。BANAANAA

IAA1．不同细胞的全能性比较(1)体细胞全能性：分化程度低的>分化程度高的；细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。(2)不同细胞的全能性：受精卵>生殖细胞>体细胞。(3)不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。(4)全能性与细胞分化的关系：一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。2．植物激素对植物组织培养的影响(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果使用顺序实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素细胞既分裂也分化同时使用分化频率提高简记：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向生长素/细胞分裂素植物细胞的发育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤3.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。项目不同物种体细胞杂交不同物种有性杂交同一物种杂交过程项目不同物种体细胞杂交不同物种有性杂交同一物种杂交子代染色体数目2x＋2yx＋y2x(白菜)或2y(甘蓝)子代染色体组数422项目不同物种体细胞杂交不同物种有性杂交同一物种杂交子代是几倍体异源四倍体异源二倍体同源二倍体子代是否可育可育不可育可育繁殖方式无性繁殖有性繁殖有性繁殖变异类型染色体变异染色体变异—1．(2019·高考江苏卷)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是(

)突破1植物组织培养核心素养生命观念A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性√√√解析：植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，在外植体的选择上，一般选择分裂旺盛、带有分生区的部位，这样的外植体分化程度较低，容易诱导形成愈伤组织，A错误；愈伤组织是高度液泡化，无定形状态的薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织，B错误；脱分化是指已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程，②过程为再分化，其实质是基因的选择性表达，C正确；植物组织培养过程中，可能获得突变体，经过筛选可能获得有用的突变体，突变体产生的原因是在培养过程中，细胞一直处于分裂状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，D正确。3．(2022·大连高三模拟)下图为植物体细胞杂交过程，下列叙述错误的是(

)突破2植物体细胞杂交核心素养生命观念A．上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性B．若细胞膜表面只有红色荧光，则融合的原生质体至少由两个番茄细胞形成C．③过程为脱分化，过程中杂种细胞失去了其特有的结构和功能D．当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导根原基的形成解析：当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导芽原基的形成，D错误。√02考点二植物细胞工程的应用1．植物繁殖的新途径全能性优良品种分生区2．作物新品种的培育(1)单倍体育种人工诱导染色体加倍优点：①明显______育种年限；②可获得纯合子，后代不发生性状分离，能______遗传。缩短稳定(2)突变体的利用基因突变突变率少3．细胞产物的工厂化生产(1)初生代谢与次生代谢初生代谢是生物生长和生存所______的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的____________中，并在一定的环境和时间条件下才进行。必需组织或器官[提醒]

工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从培养愈伤组织细胞的培养液中就可提取细胞产物。(1)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于快速繁殖。(

)(2)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。(

)(3)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。(

)(4)突变体培育通常是对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。(

)×√××1．(2022·北京高三月考)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是(

)A．过程①需使用胰蛋白酶处理B．实现过程②依赖膜的流动性C．过程③需应用植物组织培养技术D．三倍体植株可产生无籽柑橘√解析：过程①为利用酶解法去除植物细胞壁获得原生质体，植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，故该过程所用酶为纤维素酶和果胶酶，A错误。2．紫杉醇是一种生物碱类化合物，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物。下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，据图回答下列问题：(1)该途径___________(填“体现”或“不体现”)植物细胞的全能性，原因是___________________________________________。过程①中生长素与细胞分裂素的用量比值应________(填“高”“低”或“适中”)。

不体现没有形成完整植物体或分化成其他各种细胞适中(2)过程③需使用液体培养基，其优点在于__________________________________________________________。(3)根据紫杉醇的化学本质，可以判断有关基因控制紫杉醇合成的方式是________________________________________________________________。(4)若通过诱变育种技术选育紫杉醇含量高的细胞，可对图中的________________进行诱变处理，然后进行筛选。使培养细胞与培养液充分有关基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制紫杉醇的合成愈伤组织接触，有利于营养物质的充分利用[原因分析类]1．在进行植物组织培养的实验时，要严格控制杂菌污染的原因是________________________________________________________________。杂菌在培养基上生长争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长2．若想利用植物体细胞杂交技术培育出马铃薯—草莓杂种植株以提高土地的利用率，________(填“能”或“不能”)把两物种细胞直接融合，理由是____________________________________________________________。不能植物细胞外面有一层细胞壁，阻碍了细胞间的杂交(融合)3．光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是__________________________________________________________________________________________________。在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光照进行光合作用[事实概述类]4．[2019·全国Ⅱ，T38(4)]植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是______________________________________________(用流程图表示)。5．[2019·全国Ⅱ，T38(1)]植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有___________________________________________________(答出2点即可)。能保持植物原有的遗传特性；繁殖速度快6．红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而备受关注。不同有机溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇得率的影响如下图所示。①单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最佳；②溶剂混合浸提时，乙醇—二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇的效果最好03体验等级考1．(2021·高考福建卷)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。下列叙述正确的是(

)A．愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的B．获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状C．可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生D．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体√解析：愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，B错误；可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生，C错误；由于植物细胞细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体，D正确。2．(2021·高考湖北卷)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6­-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率(%)结果如表。6­-BA/(mg·L－1)IBA/(mg·L－1)0.10.20.30.40.51.031635849412.040957669503.037756454414.025353130255.08211284√6­-BA/(mg·L－1)IBA/(mg·L－1)0.10.20.30.40.51.031635849412.040957669503.037756454414.025353130255.082112846­-BA/(mg·L－1)IBA/(mg·L－1)0.10.20.30.40.51.031635849412.040957669503.037756454414.025353130255.082112846­-BA/(mg·L－1)IBA/(mg·L－1)0.10.20.30.40.51.031635849412.040957669503.037756454414.025353130255.082112843．(不定项)(2021·江苏适应性考试模考)栽培苹果品种以二倍体为主，通过离体培养苹果成熟胚(2n)，可诱导再生获得品质改良的四倍体苹果。下列叙述正确的是(

)A．可通过低温或秋水仙素诱导处理获得四倍体B．经诱导获得的再生苗都为纯合体C．诱导获得的植株需经染色体倍性鉴定D．通过二倍体的体细胞杂交方法也可获得四倍体植株√√√解析：可通过低温或秋水仙素处理从而抑制纺锤体的形成使染色体数目加倍，进而获得四倍体，A正确；若原二倍体植株为杂合子，则经诱导获得的再生苗也是杂合子，B错误；诱导获得的植株不一定都能成为四倍体，所以需经染色体倍性鉴定，C正确；通过二倍体的体细胞杂交方法也可获得四倍体植株，D正确。4．(2021·重庆选择考模考)某研究人员设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。请回答下列问题：(1)制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是____________________。诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是____________________。原生质体融合成功的标志是_________________________。图中X是_______________。

纤维素酶和果胶酶PEG(聚乙二醇)

杂种细胞再生出细胞壁愈伤组织(2)为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是____________________。(3)若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是______________________________________________________________，且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。细胞分裂素融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性04课后达标检测A．切取的组织块中必须要带有形成层细胞否则不会成功B．诱导产生的愈伤组织，通过细胞分裂过程最终形成试管苗C．在愈伤组织中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体数目加倍的细胞D．获得试管苗时，培养基通常应含生长素和细胞分裂素类调节剂√解析：切取的组织块中要带有形成层，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织，但是不带形成层的细胞也能成功，A错误；在新的培养基上愈伤组织通过细胞的再分化过程，包括细胞分裂和细胞分化才最终形成试管苗，B错误；植物细胞有细胞壁，在愈伤组织中加入细胞融合的诱导剂，不能获得染色体数目加倍的细胞，C错误；获得试管苗时，培养基通常应含生长素和细胞分裂素类调节剂，且不同时期二者的比例不同，D正确。2．(2022·山东青岛一轮摸底)下列关于植物细胞工程实际应用的叙述，不正确的是(

)A．快速繁殖技术的原理是植物细胞的全能性B．利用茎尖组织培育的幼苗不一定全是脱毒幼苗C．利用快速繁殖技术繁殖优良品种不会出现性状分离D．未脱毒马铃薯的产量与脱毒马铃薯的产量相同解析：一般来说，未脱毒马铃薯的产量比脱毒马铃薯的产量低，D错误。√3．(2022·山东济南月考)紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工厂化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述错误的是(

)A．工厂化生产过程包括细胞的脱分化和再分化B．愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基吸收有机物C．紫草植株组织诱导形成愈伤组织过程中遗传物质发生改变D．紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破解析：紫草植株组织脱分化形成愈伤组织过程中遗传物质不会发生改变，C错误。√4．(2022·山东菏泽一模)植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的叙述错误的是(

)A．可用PEG融合法诱导植物原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志B．植物体细胞杂交技术去壁前，需对两种植物细胞进行灭菌处理，以防止杂菌污染C．植物培养基中常用的植物生长调节剂，一般可以分为生长素类、细胞分裂素类和赤霉素类D．获取植物原生质体时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行√解析：植物体细胞杂交技术去壁前，不能对两种植物细胞进行灭菌处理，因为灭菌后植物细胞会死亡而不能得到杂种细胞，B错误。5．实验小组用核辐射消除某烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的烟草细胞甲，用酶去除烟草细胞甲和无链霉素抗性的烟草细胞乙的细胞壁，然后将二者的原生质体融合，获得杂种细胞丙。下列有关该过程的叙述，错误的是(

)A．为了筛选出融合的杂种细胞，应在培养基中加入链霉素B．去核的烟草细胞甲能在含链霉素的培养基上进行增殖C．融合形成的杂种细胞丙同时具有烟草细胞甲和乙的遗传物质D．杂种细胞的形成体现了细胞膜的流动性解析：细胞核是细胞代谢和遗传的控制中心，去掉细胞核的细胞不能再增殖，B错误。√6．(2022·山东济宁期末)芦笋是雌雄异株植物，其幼茎可食用，雌株性染色体为XX，雄株为XY，雄株产量高。以下为两种培育雄株的技术路线。下列有关叙述错误的是(

)A．雄株丁的亲本性染色体组成分别为XY、XXB．幼苗乙和丙的形成均经过脱分化和再分化过程C．形成愈伤组织可通过添加植物生长调节剂进行诱导D．与雄株甲不同，雄株丁培育过程中发生了基因重组解析：雄株丁两个亲本性染色体组成分别是XX、YY，A错误。√7．为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为_____________。脱分化(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12d后下降的原因有________________________________；培养液中蔗糖的作用是________________、________________。

蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经________________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2N)经诱导处理后，观察到染色体数为8N的细胞，合理的解释是___________________________________、_____________________________________。

秋水仙素(低温)果胶经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期[素养提升]8．(不定项)下图所示为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果较好。相关叙述不正确的是(

)A．①过程所取材料病毒较少，甚至无病毒B．②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C．③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D．培养基A、B中生长素和细胞分裂素的用量比不同解析：脱分化是使已经分化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的过程，图中③诱导生芽和④诱导生根过程中存在着细胞分化而非脱分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，C错误。√9．(不定项)科学家将番茄和马铃薯细胞利用图示技术获得了“番茄—马铃薯”植株。下列有关叙述正确的是(

)A．图示技术涉及的原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等B．过程②可用电融合法、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体融合C．过程④⑤需提供无机营养成分、有机营养成分和植物激素等D．f培养基中生长素与细胞分裂素的配比与e培养基中的不同√√√解析：植物体细胞杂交过程中涉及原生质体的融合和植物组织培养，前者的原理是细胞膜的流动性，后者的原理是细胞的全能性，A正确；诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，不能用灭活的病毒处理，B错误；④(脱分化)、⑤(再分化)需要营养成分和植物激素等条件，C正确；e中发生脱分化，f中再分化出根、芽，脱分化和再分化过程所需生长素和细胞分裂素的比例不同，D正确。10．(不定项)(2022·山东青岛期末)通过植物细胞工程技术，可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株，实验流程如下图所示。下列叙述错误的是(

)A．①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理B．②到③的过程中，杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强C．由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有高产不耐盐品种D．目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育√√解析：④是筛选获得的具有耐盐特性的植株，但不能确定其是高产还是低产，故需要进一步筛选，C错误；甲、乙是二倍体植株，通过体细胞杂交技术获得的目的植株