2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)第十三單元細(xì)胞工程第1講植物細(xì)胞工程教師用書

第1講植物細(xì)胞工程1．在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中，不會(huì)發(fā)生細(xì)胞的增殖。(×)2．愈傷組織的形成須要光照。(×)3．以莖尖為材料通過組織培育獲得的脫毒苗具有抗病毒的特點(diǎn)。(×)4．植物體細(xì)胞雜交過程中，細(xì)胞融合勝利的標(biāo)記是再生出新的細(xì)胞壁。(√)5．快速繁殖技術(shù)能保持親本的優(yōu)良遺傳特性。(√)6．單倍體育種和突變體培育的遺傳學(xué)原理相同。(×)系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)植物組織培育及其應(yīng)用(固基點(diǎn))主干學(xué)問·記準(zhǔn)理清1．細(xì)胞工程的概念原理和方法細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)操作水平細(xì)胞水平、細(xì)胞器水平或組織水平目的獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品2．植物組織培育技術(shù)(1)理論基礎(chǔ)。植物細(xì)胞的全能性概念細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍舊具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能原理細(xì)胞內(nèi)含有本物種的全部遺傳信息表達(dá)條件具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，處于離體狀態(tài)，供應(yīng)肯定的養(yǎng)分、激素和其他相宜外界條件(2)概念：是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培育在人工配制的培育基上，賜予相宜的培育條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。(3)操作流程。eq\x(\a\al(接種,外植體))→eq\x(\a\al(誘導(dǎo)愈傷,組織))→eq\x(\a\al(誘導(dǎo),生芽))→eq\x(\a\al(誘導(dǎo),生根))→eq\x(\a\al(移栽,成活))(4)操作實(shí)例——菊花的組織培育。3．植物組織培育技術(shù)的應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑?？焖俜敝尝龠\(yùn)用的技術(shù)：植物組織培育技術(shù)②原理：植物細(xì)胞的全能性③優(yōu)點(diǎn)：高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖；保持優(yōu)良品種的遺傳特性④特點(diǎn)：運(yùn)用材料少，培育周期短，繁殖率高，適合自動(dòng)化管理，有利于進(jìn)行工廠化生產(chǎn)作物脫毒①技術(shù)手段：植物組織培育技術(shù)②材料的選?。褐参镯敹朔稚鷧^(qū)旁邊(如莖尖)，此部分病毒極少，甚至無病毒③優(yōu)點(diǎn)：脫毒作物產(chǎn)量高，品質(zhì)好(2)作物新品種的培育。單倍體育種突變體的利用原理染色體變異基因突變優(yōu)點(diǎn)明顯縮短育種年限產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀過程(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。①次生代謝物：是一類小分子有機(jī)化合物(如酚類、萜類和含氮化合物等)，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是許多藥物、香料和色素等的重要來源。②細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：人們利用植物細(xì)胞培育來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個(gè)過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。③植物細(xì)胞培育：是指在離體條件下對(duì)單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培育使其增殖的技術(shù)。題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)植物組織培育的原理和過程1．人參是重要的藥用植物，常以根入藥，由于過度采挖導(dǎo)致人參資源枯竭，人工栽培周期長(zhǎng)。探討表明，可采納植物組織培育的方式培育人參不定根，用以滿意市場(chǎng)需求。下列說法錯(cuò)誤的是()A．人參不定根培育中有脫分化和再分化過程B．過程①必需光照培育以增加有機(jī)物來源C．過程②所須要的生長(zhǎng)素比例大于細(xì)胞分裂素D．須要檢測(cè)獲得的不定根中有效成分的含量解析：選B過程①脫分化要避光處理，B錯(cuò)誤。2．培育胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．胡蘿卜根段進(jìn)行組織培育可以形成試管苗，是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有全能性B．步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，緣由是形成層簡(jiǎn)單誘導(dǎo)形成愈傷組織C．步驟⑤要進(jìn)行照光培育，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成D．步驟⑤和步驟⑥的培育基中所需的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同解析：選C步驟⑥為再分化過程，要進(jìn)行照光培育，其作用是誘導(dǎo)根的形成；步驟⑤為脫分化過程，兩者在培育過程中須要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，D正確，C錯(cuò)誤。[歸納拓展]植物激素在植物組織培育中的作用生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例植物細(xì)胞的發(fā)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，抑制根的形成適中促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)簡(jiǎn)記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷提示：①由愈傷組織進(jìn)行細(xì)胞分化時(shí)，一般要先誘導(dǎo)其生芽，然后誘導(dǎo)其生根，可通過限制培育基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例來實(shí)現(xiàn)。②光照：在愈傷組織誘導(dǎo)階段，對(duì)有些植物來說，避光培育有利于細(xì)胞脫分化形成愈傷組織。當(dāng)愈傷組織再分化出芽和葉時(shí)，肯定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成?？挤?二)考查植物組織培育的應(yīng)用3．下列關(guān)于植物組織培育應(yīng)用的說法，錯(cuò)誤的是()A．脫毒苗、人工種子的制備都應(yīng)用了植物組織培育技術(shù)B．采納植物組織培育技術(shù)培育莖尖得到的脫毒作物可提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)C．應(yīng)用植物組織培育技術(shù)得到人參、紫草等植株，然后從它們的細(xì)胞中提取細(xì)胞產(chǎn)物，可實(shí)現(xiàn)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)D．植物的組織培育過程中經(jīng)化學(xué)或物理的誘變處理可得到有用的突變體，如抗鹽堿的煙草等解析：選C細(xì)胞產(chǎn)物(如人參皂苷干粉、紫草素等)的工廠化生產(chǎn)，并未培育出完整的植株，而是將離體細(xì)胞、組織或器官培育到愈傷組織階段，利用細(xì)胞的分裂增殖擴(kuò)增細(xì)胞數(shù)量，從而獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物。4．下列有關(guān)植物細(xì)胞工程應(yīng)用實(shí)例的敘述，正確的是()A．脫毒苗是利用莖尖進(jìn)行組織培育而獲得的抗病毒植株B．脫分化和再分化都須要光照C．突變體的利用是對(duì)愈傷組織進(jìn)行定向誘變，進(jìn)而培育新品種D．單倍體育種可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，縮短育種年限解析：選D植物莖尖沒有病毒，脫毒苗是利用莖尖進(jìn)行組織培育而獲得的無病毒植株，而非抗病毒植株，A錯(cuò)誤；脫分化形成愈傷組織過程不須要光照，B錯(cuò)誤；誘變是不定向的，C錯(cuò)誤；單倍體育種最終獲得的是純合子，可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，縮短育種年限，D正確。[易錯(cuò)點(diǎn)撥]脫毒苗≠抗毒苗脫毒苗是選擇植物的莖尖(剛形成，不含有病毒)進(jìn)行組織培育而獲得的，屬于細(xì)胞工程的范疇?？苟久缡前涯晨共』?qū)氲绞荏w細(xì)胞，并通過肯定的方法培育形成的或發(fā)生基因突變產(chǎn)生了某抗性基因的植物幼苗。系統(tǒng)學(xué)習(xí)(二)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(固基點(diǎn))主干學(xué)問·記準(zhǔn)理清1．概念：將不同來源的植物體細(xì)胞，在肯定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。2．原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流淌性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。3．操作過程4．意義：打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種?！鲦溄滩馁Y料·發(fā)展科學(xué)思維■————————————1．(選擇性必修3P38“練習(xí)與應(yīng)用”T1拓展)下圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)，通過植物細(xì)胞工程技術(shù)培育高產(chǎn)、耐鹽的雜種植株的試驗(yàn)流程圖。(1)圖中a、b、c、d分別表示什么？提示：a表示用纖維素酶和果膠酶處理；b表示誘導(dǎo)融合后得到的雜種細(xì)胞；c表示培育后得到的具有耐鹽性狀的幼芽；d表示選擇時(shí)要將植株種在高鹽環(huán)境中。(2)由c形成植株的過程利用了植物組織培育技術(shù)，形成愈傷組織須要經(jīng)過脫分化過程，愈傷組織形成c須要經(jīng)過再分化過程。2．(選擇性必修3P38“練習(xí)與應(yīng)用”T2拓展)科學(xué)家在制備原生質(zhì)體時(shí)，有時(shí)運(yùn)用蝸牛消化道提取液來降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。據(jù)此分析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纖維素酶和果膠酶。因?yàn)橹参锛?xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠組成，利用酶的專一性，在降解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁時(shí)要利用纖維素酶和果膠酶。題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)考查植物體細(xì)胞雜交的原理和過程1．青枯病是馬鈴薯的常見病害之一，少數(shù)馬鈴薯野生種對(duì)青枯病有抗性，但野生種難以與馬鈴薯栽培種干脆雜交繁育。為獲得抗青枯病的馬鈴薯栽培種，探討人員進(jìn)行了植物體細(xì)胞雜交的試驗(yàn)探討，過程如圖所示。下列分析正確的是()A．常利用纖維素酶和果膠酶在低滲溶液中去除A、B的細(xì)胞壁B．過程①是人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，可采納物理法或化學(xué)法C．細(xì)胞C含有A和B的遺傳物質(zhì)，因此培育的雜種植株肯定有抗性D．過程③歷經(jīng)了脫分化和再分化，其本質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)解析：選B植物細(xì)胞去除細(xì)胞壁之后，假如處在低滲溶液中，會(huì)吸水漲破，所以去壁的過程不能放在低滲溶液中進(jìn)行，A錯(cuò)誤；雖然細(xì)胞C含有A和B的遺傳物質(zhì)，但是并不會(huì)把A、B兩種植株的優(yōu)良性狀都表達(dá)出來，而是隨機(jī)表達(dá)，C錯(cuò)誤；過程③表示從愈傷組織到胚狀體，只是經(jīng)過再分化過程，沒有脫分化，D錯(cuò)誤。2．(2024·山東高考)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會(huì)導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個(gè)細(xì)胞的染色體在融合前由于某種緣由斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會(huì)被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個(gè)細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將一般小麥與耐鹽性強(qiáng)的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．過程①需運(yùn)用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C．過程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段解析：選C由圖可知，①為去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體的過程，該過程需用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞，A正確；由題干可知，為了使一般小麥獲得中間偃麥草的耐鹽性狀，須要將中間偃麥草細(xì)胞中的染色體斷裂，過程②用不同劑量的紫外線照耀的目的是斷裂中間偃麥草的染色體，B正確；圖中過程③為兩種原生質(zhì)體的融合，常用的融合手段為物理法和化學(xué)法，滅活的病毒通常用來融合動(dòng)物細(xì)胞，C錯(cuò)誤；一般小麥不具有耐鹽性狀，中間偃麥草耐鹽性強(qiáng)，因此篩選出的耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段，D正確。[易錯(cuò)點(diǎn)撥]有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的3個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果只是形成雜種細(xì)胞。植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果最終要經(jīng)過組織培育形成雜種植株。(2)誤認(rèn)為植物體細(xì)胞雜交屬于有性生殖。植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此不屬于有性生殖，應(yīng)為無性生殖。(3)誤認(rèn)為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異?？挤?二)植物體細(xì)胞雜交與染色體倍性改變分析3．自然條件下蘭花雜交后代不易萌發(fā)。科研人員用四倍體品種綠寶石和二倍體品種春劍進(jìn)行雜交，獲得大量?jī)?yōu)質(zhì)雜交蘭，并對(duì)其進(jìn)行染色體視察與計(jì)數(shù)，培育過程如圖。下列分析不正確的是()A．調(diào)整培育基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化B．春劍和綠寶石兩個(gè)品種之間不存在生殖隔離C．所得雜交蘭植株的體細(xì)胞染色體數(shù)目為60條D．通過植物組織培育技術(shù)從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀可能不一樣解析：選B春劍為二倍體生物，綠寶石為四倍體生物，形成的雜交蘭為三倍體，不行育，說明春劍和綠寶石兩個(gè)品種之間存在生殖隔離，B錯(cuò)誤；春劍為二倍體生物，綠寶石為四倍體生物，雜交生成的雜種胚應(yīng)當(dāng)有20條染色體來自春劍，40條染色體來自綠寶石，故其體細(xì)胞一共有60條染色體，C正確；不同胚中含有不同的遺傳物質(zhì)，子代會(huì)發(fā)生基因重組，故不肯定大量性狀都相同，D錯(cuò)誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展]植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析)[課時(shí)驗(yàn)收評(píng)價(jià)]1．下列實(shí)例中能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是()①用培育基培育的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了可育的植株②植物用種子進(jìn)行繁殖③煙草花藥離體培育得到了單倍體植株A．①② B．①③C．②③ D．①②③解析：選B用培育基培育的胡蘿卜單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了可育的植株及煙草花藥離體培育得到了單倍體植株，都采納了植物組織培育技術(shù)，都體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性。而種子是綠色開花植物的一種器官，是通過有性生殖形成的，因此，植物用種子進(jìn)行繁殖沒有體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性。2．下列關(guān)于植物組織培育的敘述，錯(cuò)誤的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供應(yīng)養(yǎng)分和調(diào)整滲透壓B．培育基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化C．離體器官或組織的細(xì)胞都必需經(jīng)過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織基因組成相同解析：選D綠色開花植物的細(xì)胞有兩種，即體細(xì)胞和配子細(xì)胞，這兩種細(xì)胞所含的核型(基因)是不同的，因此同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織基因組成可能不相同。3．下列關(guān)于植物組織培育和植物體細(xì)胞雜交的敘述，正確的是()A．用于組織培育的外植體可以是植物體的任何活細(xì)胞B．單倍體育種是通過花藥離體培育獲得單倍體植株的過程C．植物體細(xì)胞雜交的最終目的是獲得雜種細(xì)胞D．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)離不開植物組織培育技術(shù)解析：選D高等植物成熟的篩管細(xì)胞沒有細(xì)胞核，不能用作組織培育的外植體，A錯(cuò)誤；單倍體育種先要經(jīng)過花藥離體培育獲得單倍體幼苗，再用相宜濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗，使其染色體數(shù)目加倍，B錯(cuò)誤；植物體細(xì)胞雜交須要先獲得雜種細(xì)胞，然后將雜種細(xì)胞培育成雜種植株，C錯(cuò)誤。4．以二倍體蘭花花藥為外植體，經(jīng)植物組織培育過程獲得蘭花植株，下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．為防止雜菌污染，①②③過程要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作B．②過程需在培育基中添加多種植物激素以利于再分化C．該育種過程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性D．經(jīng)④過程形成的植株中可篩選獲得純合的二倍體解析：選B植物組織培育的過程要求無菌無毒的環(huán)境，其中外植體要進(jìn)行消毒處理，而培育基需滅菌處理，即①②③過程要進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作，A正確；②過程需在培育基中添加多種植物激素以利于脫分化，B錯(cuò)誤；高度分化的細(xì)胞首先經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植株，整個(gè)育種過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，C正確。5．探討人員用肯定量的紫外線輻射消退某煙草細(xì)胞的細(xì)胞核，獲得保留細(xì)胞質(zhì)且具有鏈霉素抗性的煙草細(xì)胞甲，去除煙草細(xì)胞甲和煙草細(xì)胞乙(無鏈霉素抗性)的細(xì)胞壁，將二者進(jìn)行融合，獲得雜種細(xì)胞丙。下列敘述錯(cuò)誤的