高三生物一輪復習課件【知識精研】植物細胞工程及應(yīng)用

考點一植物組織培養(yǎng)技術(shù)

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)一、細胞工程的含義原理和方法細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學操作水平目的分類細胞器、細胞或組織水平獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品植物細胞工程和動物細胞工程植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細胞雜交技術(shù)動物細胞培養(yǎng)、動物細胞融合、動物體細胞核移植

是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導其形成完整植株的技術(shù)

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.概念：2.原理：植物細胞的全能性外植體(常見的有：莖尖、幼嫩的葉片、花藥)3.一般過程：接種外植體誘導愈傷組織誘導生芽誘導生根馴化移栽脫分化再分化再分化是一種無性生殖方式

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.一般過程：接種外植體誘導愈傷組織誘導生芽誘導生根馴化移栽脫分化再分化再分化未分化的細胞形成的不定型的薄壁組織團塊(細胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化)在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導下，已經(jīng)分化的細胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細胞的過程愈傷組織重新分化為芽、根等器官的過程

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗涉及的生命活動需要的條件脫分化與再分化的比較有細胞增殖(有絲分裂)，沒有細胞分化既有細胞增殖(有絲分裂)，又有細胞分化③生長素與細胞分裂素的比例適中①離體、適宜的營養(yǎng)②一般不需要光照③生長素與細胞分裂素的比例高(或低)誘導生根(或生芽)①離體、適宜的營養(yǎng)②需要光照（誘導葉綠素合成，使試管苗能夠進行光合作用）

巧記：高根低芽中愈傷

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)4.組織培養(yǎng)的條件（1）離體（最關(guān)鍵）（2）無菌操作（3）種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)（4）植物激素（主要是生長素和細胞分裂素）（5）適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）外植體一般要進行消毒處理，而培養(yǎng)基及其他的操作器具一般要進行滅菌處理，否則雜菌會競爭營養(yǎng)物質(zhì)，還可能產(chǎn)生有害物質(zhì)所需碳源一般為蔗糖，作用：提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)5.實例：菊花的組織培養(yǎng)消毒②外植體消毒：流水充分沖洗→酒精消毒30s→無菌水清洗2-3次→次氯酸鈉溶液處理30min→無菌水清洗2-3次①用酒精擦拭雙手和超凈工作臺面接種用無菌濾紙吸去外植體表面的水分，再用解剖刀將其切成0.5～1cm長的小段，在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3-1/2插入誘導愈傷組織的培養(yǎng)基中，用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標記

考點一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)5.實例：菊花的組織培養(yǎng)培養(yǎng)誘導愈傷組織生成：置于18~22℃的培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)誘導生芽：培養(yǎng)15~20d后，轉(zhuǎn)接到誘導生芽的培養(yǎng)基中誘導生根：長出芽后，轉(zhuǎn)接到誘導生根的培養(yǎng)基中煉苗和移栽移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土。每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥是一種天然無毒的礦物質(zhì)，具有強大的保水性并兼具透氣性有光時容易形成維管組織A.WOX5失活后，中層細胞會喪失干細胞特性B.WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長素的積累C.ARR5促進細胞分裂素積累或提高細胞對細胞分裂素的敏感性D.體細胞中生長素和細胞分裂素的作用可能相互抑制1.(2022·重慶，15，2分)植物體細胞通常被誘導為愈傷組織后才能表現(xiàn)全能性。研究發(fā)現(xiàn)，愈傷組織的中層細胞是根或芽再生的源頭干細胞，其在不同條件下，通過基因的特異性表達調(diào)控生長素、細胞分裂素的作用，表現(xiàn)出不同的效應(yīng)（見表）。已知生長素的生理作用大于細胞分裂素時有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推論不合理的是()C條件基因表達產(chǎn)物和相互作用效應(yīng)①

維持未分化狀態(tài)②

誘導出根③，抑制

誘導出芽A.用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒B.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內(nèi)外的氣體交換C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營養(yǎng)豐富D.不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株2.(2022·浙江6月選考卷·23，2分)下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()D考點二植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用一、植物體細胞雜交技術(shù)

是指將不同來源的植物細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術(shù)1.概念：2.原理：②雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的全能性①體細胞雜交利用了細胞膜的流動性是一種無性生殖方式3.意義：

在打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優(yōu)勢白菜+=甘藍白菜-甘藍

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(1)過程①的目的是

，用到的酶是

和

。去除細胞壁獲得原生質(zhì)體纖維素酶果膠酶植物細胞去掉細胞壁后剩余的部分【小提示】用酶解法去壁體現(xiàn)了酶的專一性

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(2)過程②為

，人工誘導的物理法包括

、

等，化學法包括

、高Ca2＋—高pH融合法等原生質(zhì)體的誘導融合電融合法離心法聚乙二醇(PEG)融合法注意：兩兩融合的雜交細胞有3種，包括AA、BB和AB，符合要求的只有AB，所以需要進行篩選

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(3)過程③為融合的原生質(zhì)體再生出

，這是融合成功的標志(4)過程④為

，過程⑤為

。細胞壁脫分化再分化需要用到的細胞器：高爾基體、線粒體（供能）植物體細胞雜交技術(shù)包括細胞融合和組織培養(yǎng)兩個階段，依據(jù)的原理不同雜交成功的標記

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用4.結(jié)果：所得雜種植株屬于異源多倍體，變異類型為染色體數(shù)目變異植物體細胞雜交和有性雜交的辨析植物體細胞雜交得到的個體一般是可育的，體細胞中的染色體數(shù)、染色體組的個數(shù)及基因型都是兩個體細胞中相應(yīng)數(shù)目的和A.過程①應(yīng)將葉片上表皮向上，置于含纖維素酶和果膠酶的等滲或略高滲溶液中B.過程②中的原生質(zhì)體由細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質(zhì)構(gòu)成C.④過程可用高Ca2＋—低pH融合法，目的是促進原生質(zhì)體融合D.⑤進行脫分化和再分化過程，雜種植株一定具有馬鈴薯和西紅柿的優(yōu)良性狀1.(2024·西工大附中調(diào)研)科學家利用馬鈴薯和西紅柿葉片分離原生質(zhì)體并進行細胞雜交，最終獲得了雜種植株，相關(guān)過程如圖所示。有關(guān)分析正確的是()A高PH防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破A.過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在30%蔗糖溶液中B.過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化C.過程③需用秋水仙素處理誘導細胞壁再生D.原生質(zhì)體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性2.(經(jīng)典高考)為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如下圖。下列敘述正確的是()D原生質(zhì)體會失水皺縮，甚至死亡降低抑制紡錘體形成，跟細胞壁再生無關(guān)

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用二、植物細胞工程的應(yīng)用植物繁殖的新途徑1高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性特點：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，適合自動化管理，有利于進行工廠化生產(chǎn)

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用植物繁殖的新途徑1植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)【特別注意】“脫毒”≠“抗毒”脫毒是指本身不帶病毒，而抗毒是指具有抵抗病毒的能力

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用作物新品種的培育2項目單倍體育種突變體的利用原理優(yōu)點過程

染色體數(shù)目變異和植物細胞的全能性明顯縮短育種年限突變和植物細胞的全能性產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀一種特殊的組織培養(yǎng)技術(shù)

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3初生代謝物次生代謝物

初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，在整個生命過程中一直進行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等

次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進行。次生代謝物是一類小分子有機化合物，如酚類、萜類和含氮化合物應(yīng)用多、產(chǎn)量低

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3解決辦法：利用植物細胞培養(yǎng)來獲得目標產(chǎn)物在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)生產(chǎn)流程：愈傷組織細胞懸液優(yōu)點：快速高效，不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制實例：人參皂苷、紫草寧和紫杉醇的工廠化生產(chǎn)

考點二

植物體細胞雜交技術(shù)及植物細胞工程的應(yīng)用制作人工種子4

人工種子又稱合成種子或體細胞種子，是指將植物離體培養(yǎng)中產(chǎn)生的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等包裹在含有養(yǎng)分和保護功能的人工胚乳和人工種皮中形成的類似種子的顆粒人工種皮：保護胚狀體中的水分免于喪失和防止外部力量沖擊，具有無毒、良好的通氣性等特性，最早采用的材料是聚氧乙烯，目前采用海藻酸鹽較多人工胚乳：含有必需的營養(yǎng)成分(如礦質(zhì)元素、糖類等)和某些植物激素A.誘導紅豆杉莖尖經(jīng)過再分化過程形成愈傷組織B.整個培養(yǎng)過程中生長素和細胞分裂素的比例固定不變C.用液體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時，通常要通入無菌空氣D.同一植株不同部位的組織細胞經(jīng)誘導培養(yǎng)獲得的植株基因型一定相同1.(2024·河南名校聯(lián)盟)為拯救珍稀植物紅豆杉，并同時獲得高抗癌活性質(zhì)——紫杉醇，科研小組設(shè)計了如圖所示的實驗流程。下列相關(guān)敘述正確的是()C脫分化A.利用該技術(shù)可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產(chǎn)物B.植物細胞體積小，故不能通過該技術(shù)進行其產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)C.次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應(yīng)選擇產(chǎn)量高的細胞進行培養(yǎng)D.該技術(shù)主要利用促進細胞生長的培養(yǎng)條件提高單個細胞中次生代謝物的含量2.(2023·山東卷·14，2分)利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是()A使細胞大量增殖，從而提高培養(yǎng)液中次生代謝物的含量3.(2023·廣東惠州高考模擬)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥對黑腐病等多種常見病害具有抗性。我國科學家將紫外線(UV)照射處理的花椰菜根原生質(zhì)體和黑芥葉肉原生質(zhì)體融合，獲得了抗黑腐病的雜合新植株。對雙親和部分雜合新植株的染色體計數(shù)，結(jié)果如下表所示。請回答下列問題。植株花椰菜黑芥雜合新植株A雜合新植株B雜合新植株C染色體數(shù)/條1816343058(1)原生質(zhì)體融合的理論依據(jù)是

。誘導原生質(zhì)體融合常用的化學物質(zhì)是

。細胞膜具有流動性聚乙二醇(PEG)(2)將花椰菜和黑芥體細胞在一定條件下融合成雜種細胞，繼而培養(yǎng)成新植物體的技術(shù)稱為