2025届高考生物一轮总复习学生用书选择性必修3第十单元生物技术与工程第48讲植物细胞工程考点一植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术

第48讲植物细胞工程【课标要求】1.阐明植物组织培育是在确定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培育条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在确定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、作物脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。考点一植物组织培育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(1)概念：细胞经分裂和分化后，照旧具有产生完整生物体或________________________的潜能，即细胞具有全能性。(2)影响全能性表达的缘由：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会____________________________________________________。(3)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；细胞分裂实力强的>细胞分裂实力弱的。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：一般状况下，随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性________________。3．植物组织培育技术(1)前提、条件和结果。[易错提示]植物组织培育中所需的碳源一般为蔗糖。蔗糖既可供应足够的碳源，又可维持相对适中的渗透压。(2)培育过程：接种外植体eq\o(→,\s\up7(确定的养分、激素),\s\do5(脱分化))诱导______________eq\o(→,\s\up7(调整激素比例),\s\do5())诱导生芽、生根→完整植株。①脱分化：的细胞，经过脱分化，即失去其特有的而转变成未分化细胞的过程。②再分化：重新分化成等器官。（3）植物激素对植物组织培育的影响。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”愈伤注：表中比值为同时运用这两类激素时，两者用量的比例。4．植物体细胞杂交技术（1）概念：将的植物体细胞，在确定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。（2）操作流程。[易错提示]植物体细胞杂交属于无性生殖。（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。[答案自填]2.（1）分化成其他各种细胞（2）选择性地表达（3）④慢慢降低3.（1）离体完整植株（2）愈伤组织再分化①已经分化结构和功能②愈伤组织芽、根4.（1）不同来源杂种细胞（2）纤维素酶和果胶酶原生质体物理聚乙二醇（PEG）细胞壁（3）生殖隔离远缘杂交[教材命题点思索]1．在进行植物组织培育的试验时，要严格限制杂菌污染的缘由是__________________________________________________________________。提示：杂菌在培育基上生长争夺养分，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”）把两物种细胞干脆融合，理由是________________________________________________。提示：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）[模型命题点思索]3．据下图分析植物体细胞杂交过程并回答下列问题。（1）如何依据细胞膜表面荧光推断该原生质体是由番茄和马铃薯细胞融合而成的？（2）图中③④都须要光照吗？提示：（1）融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。（2）③脱分化阶段不须要赐予光照，④再分化阶段须要赐予光照，以利于叶绿素形成。1．植物组织培育与植物体细胞杂交的比较2．植物体细胞杂交和有性杂交的辨析考向1植物组织培育1．花药离体培育是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是（）A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%酒精中浸泡30minB．过程②的培育基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上解析：选C。为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为70%的酒精中浸泡30s，A项错误；过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培育基中细胞分裂素和生长素的比例适中，B项错误；进行过程③的愈伤组织经过了秋水仙素的处理，故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体，C项正确；经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株，故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素，D项错误。2．（2024·广东一模）中国航天文创（CASCI）于2024年七夕节前销售200枝太空玫瑰，1秒内售空。这些玫瑰花朵直径与大拇指宽度相当，花期特别长，最初的种子搭载神舟四号飞船进入太空，返回地球后经过多年的选育，利用植物组织培育等技术培育而成。下列叙述正确的是（）A．太空中的宇宙射线辐射、微重力和弱地磁等因素，可诱发种子发生基因重组B．接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→生成试管苗，在同一个锥形瓶内完成C．从接种外植体到诱导愈伤组织的过程，是再分化过程D．生长素和细胞分裂素是植物组织培育中影响植物细胞发育方向的关键激素解析：选D。太空中的宇宙射线辐射、微重力和弱地磁等因素可诱发种子发生基因突变或染色体变异，基因重组一般发生在有性生殖的过程中，A项错误；因为植物组织培育的不同步骤对不同植物激素的需求量不同，所以须要转入不同的培育基中完成，不能在同一个锥形瓶内完成，B项错误；接种外植体到诱导愈伤组织的过程属于脱分化，C项错误；植物组织培育中影响植物细胞发育方向的关键激素是生长素和细胞分裂素，两者比值不同可分别诱导植物生根或发芽，D项正确。考向2植物体细胞杂交3．（2024·山东枣庄模拟）科学家利用马铃薯和西红柿叶片分别原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如下图所示。下列有关分析正确的是（）A．过程①应将叶片上表皮向上，置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中B．过程②中的原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成C．④过程可用高Ca2＋—低pH融合法，目的是促进原生质体融合D．⑤进行脱分化和再分化过程，杂种植株确定具有马铃薯和西红柿的优良性状解析：选A。①过程为去除细胞壁以获得原生质体，应将叶片下表皮的一面朝下（能与溶液接触），原生质体没有细胞壁，为避开原生质体吸水裂开，将叶片置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中，A项正确；原生质层是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成的，B项错误；诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，C项错误；由于杂种细胞基因的表达会相互影响等，获得的杂种植株不愿定能表现亲本的优良性状，D项错误。4．甲品种（2n）青花菜具有由核基因限制的多种优良性状，但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交，成功地将乙品种（2n）细胞质中的可育基因引入甲中。下列相关叙述错误的是（）A．杂种细胞可以被干脆诱导出芽、根形成杂种植株，该植株可育B．流程中A处理可运用纤维素酶和果胶酶，B处理可运用聚乙二醇C．杂种细胞经过外源生长素和赤霉素的诱导，干脆再分化成为杂种植株D．杂种植株含有限制甲品种青花菜优良性状的基因，并能通过父本进行传递解析：选C。形成杂种植株时，杂种细胞可以被干脆诱导出芽、根，该植株可育，A项正确；流程中A处理可运用纤