《三维设计 新课标高考总复习 生物》课件 第1讲 植物细胞工程

整合大概念1．在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖。

(

)2．愈伤组织的形成需要光照。

(

)3．以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒的特点。

(

)4．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。

(

)5．快速繁殖技术能保持亲本的优良遗传特性。

(

)6．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理相同。

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)×××√√×系统学习(一)植物组织培养及其应用(固基点)

主干知识·记准理清1．细胞工程的概念2.植物组织培养技术(1)理论基础原理和方法细胞生物学、分子生物学和发育生物学操作水平_____________________________________________________________________________目的获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品细胞水平、细胞器水平或组织水平植物细胞的全能性概念细胞经分裂和分化后，仍然具有___________________或____________________的潜能原理细胞内含有本物种的全部遗传信息表达条件具有完整的细胞结构，处于____状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件产生完整生物体分化成其他各种细胞离体适宜的培养外植体愈伤组织(4)操作实例——菊花的组织培养3．植物组织培养技术的应用(1)植物繁殖的新途径快速繁殖①使用的技术：植物组织培养技术②原理：植物细胞的全能性③优点：高效、快速地实现种苗的大量繁殖；保持优良品种的遗传特性④特点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，适合自动化管理，有利于进行工厂化生产作物脱毒①技术手段：植物组织培养技术②材料的选取：植物顶端分生区附近(如茎尖)，此部分病毒极少，甚至无病毒③优点：脱毒作物产量高，品质好(2)作物新品种的培育项目

单倍体育种突变体的利用原理染色体变异基因突变优点明显缩短育种年限产生新基因，大幅度改良某些性状过程(3)细胞产物的工厂化生产①次生代谢物：是一类________有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。②细胞产物的工厂化生产：人们利用______________来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。③植物细胞培养：是指在_____条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其______的技术。小分子植物细胞培养离体增殖

题点考法·练全练通考法(一)植物组织培养的原理和过程1．人参是重要的药用植物，常以根入药，由于过度采挖导致人参资源枯竭，人工栽培周期长。研究表明，可采用植物组织培养的方式培养人参不定根，用以满足市场需求。下列说法错误的是

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)A．人参不定根培养中有脱分化和再分化过程B．过程①必须光照培养以增加有机物来源C．过程②所需要的生长素比例大于细胞分裂素D．需要检测获得的不定根中有效成分的含量解析：过程①脱分化要避光处理，B错误。答案：B

2．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示，下列叙述错误的是

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)A．胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗，是因为植物细胞具有全能性B．步骤③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C．步骤⑤要进行照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成D．步骤⑤和步骤⑥的培养基中所需的生长素和细胞分裂素的比例不同解析：步骤⑥为再分化过程，要进行照光培养，其作用是诱导根的形成；步骤⑤为脱分化过程，两者在培养过程中需要的生长素和细胞分裂素的比例不同，D正确，C错误。答案：C

[归纳拓展]植物激素在植物组织培养中的作用提醒：①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。②光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。生长素/细胞分裂素植物细胞的发育方向高有利于根的分化，抑制芽的形成低有利于芽的分化，抑制根的形成适中促进愈伤组织的生长简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤考法(二)考查植物组织培养的应用3．(2023·山东高考)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(

)A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量解析：有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，但可利用植物细胞培养技术得到，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；一般认为次生代谢物不是植物生命活动所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；该技术主要利用促进细胞分裂的培养条件，提高细胞的数量，从而提高次生代谢物的总含量，而不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。答案：A

4．下列有关植物细胞工程应用实例的叙述，正确的是

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)A．脱毒苗是利用茎尖进行组织培养而获得的抗病毒植株B．脱分化和再分化都需要光照C．突变体的利用是对愈伤组织进行定向诱变，进而培育新品种D．单倍体育种可获得稳定遗传的优良品种，缩短育种年限解析：植物茎尖没有病毒，脱毒苗是利用茎尖进行组织培养而获得的无病毒植株，而非抗病毒植株，A错误；脱分化形成愈伤组织过程不需要光照，B错误；诱变是不定向的，C错误；单倍体育种最终获得的是纯合子，可获得稳定遗传的优良品种，缩短育种年限，D正确。答案：D

[易错点拨]脱毒苗≠抗毒苗脱毒苗是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒苗是把某抗病基因导入到受体细胞，并通过一定的方法培育形成的或发生基因突变产生了某抗性基因的植物幼苗。

系统学习(二)植物体细胞杂交技术(固基点)

主干知识·记准理清1．概念：将不同来源的____________，在一定条件下融合成_________，并把杂种细胞培育成_________的技术。2．原理：体细胞杂交利用了细胞膜的_______，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的_______。3．操作过程4．意义：打破_________，实现_____________，培育植物新品种。新植物体杂种细胞植物体细胞流动性全能性生殖隔离远缘杂交育种———————■链教材资料·发展科学思维■————————1．(选择性必修3P38“练习与应用”下拓展)下图是利用甲、乙两种植物的各自优势，通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。(1)图中a、b、c、d分别表示什么？提示：a表示用纤维素酶和果胶酶处理；b表示诱导融合后得到的杂种细胞；c表示培养后得到的具有耐盐性状的幼芽；d表示选择时要将植株种在高盐环境中。(2)由c形成植株的过程利用了_____________技术，形成愈伤组织需要经过_______过程，愈伤组织形成c需要经过_______过程。植物组织培养脱分化再分化2．(选择性必修3P38“练习与应用”T2拓展)科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞的细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。

题点考法·练全练通考法(一)考查植物体细胞杂交的原理和过程1．(2023·江苏高考)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是(

)A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞解析：植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此，去除植物细胞细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体无细胞壁的支持和保护，若将其置于低渗溶液中，则会导致原生质体吸水涨破，B错误；改良苯酚品红染液和甲紫溶液均可使染色体着色，检测原生质体活力时可用台盼蓝染液进行染色，活的原生质体不能被染色，死的原生质体可被染色，C错误；不同种细胞的叶绿体颜色有差异，聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞，D正确。答案：D

2．(2020·山东高考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是

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)A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段解析：由图可知，①为去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体的过程，该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；由题干可知，为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状，需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂，过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体，B正确；图中过程③为两种原生质体的融合，常用的融合手段为物理法和化学法，灭活的病毒通常用来融合动物细胞，C错误；普通小麦不具有耐盐性状，中间偃麦草耐盐性强，因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。答案：C

[易错点拨]

有关植物体细胞杂交的3个易错点(1)误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。(2)误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。(3)误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。

考法(二)植物体细胞杂交与染色体倍性变化分析3．自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析不正确的是

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)A．调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化B．春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条D．通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状可能不一