【課件】2024屆高三生物一輪復(fù)習(xí)課件第35講+植物細(xì)胞工程

第35講細(xì)胞工程

考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程1細(xì)胞工程的概念(1)原理和方法：應(yīng)用

、

和

等多學(xué)科的原理和方法。(2)操作水平：

水平、

水平或

水平。(3)目的：獲得特定的

。細(xì)胞生物學(xué)分子生物學(xué)發(fā)育生物學(xué)細(xì)胞器細(xì)胞組織細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品2植物組織培養(yǎng)技術(shù)外植體有絲分裂無性生殖細(xì)胞的全能性（1）概念：是指將離體的植物器官、組織或細(xì)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(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。（2）生殖方式：(3）分裂方式：(4)原理：思考：為什么離體的組織或細(xì)胞可以發(fā)育成一個完整的植株？原理是？①全能性概念：

細(xì)胞經(jīng)過分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。②具有全能性的原因：

生物體的每一個細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)。植物細(xì)胞均具有全能性，那么是不是每個細(xì)胞的全能性都能體現(xiàn)？基因在特定時間、空間條件下選擇性表達(dá)如何實(shí)現(xiàn)讓已經(jīng)分化的細(xì)胞重新恢復(fù)分裂、分化能力并變成完整植株？閱讀課本P35頁探究實(shí)踐內(nèi)容，找出植物組織培養(yǎng)的起點(diǎn)以及操作步驟，以及讓已分化細(xì)胞發(fā)生改變的方法。2植物組織培養(yǎng)技術(shù)（5）植物組織培養(yǎng)的流程不定形的薄壁組織團(tuán)塊脫分化再分化失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，進(jìn)而形成不定型的薄壁組織團(tuán)塊的過程。愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程。接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根移栽成活再分化菊花的組織培養(yǎng)

取材、消毒①用

充分沖洗外植體(幼嫩的莖段)；酒精擦拭雙手和超凈工作臺；②外植體的消毒：用酒精消毒30s，然后立即用無菌水清洗2～3次；再用

溶液處理30min后，立即用無菌水清洗2～3次；③用解剖刀將外植體切成0.5～1cm長的小段接種將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)

的培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)脫分化，長出愈傷組織流水次氯酸鈉愈傷組織轉(zhuǎn)接①將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到

培養(yǎng)基上；②長出芽后再轉(zhuǎn)接到

培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗移栽將試管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誘導(dǎo)生芽的誘導(dǎo)生根的探究實(shí)踐（1）原理：__________________（2）操作步驟：植物細(xì)胞的全能性注意：接種時不要倒插；誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光照給予適當(dāng)時間合強(qiáng)度的光照(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)提升使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素細(xì)胞既分裂也分化同時使用分化頻率提高簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響

當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向總結(jié)提升生長素/細(xì)胞分裂素植物細(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)愈傷組織的生長簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(yǎng)的影響1概念：

將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成

，并把雜種細(xì)胞培育成

的技術(shù)。雜種細(xì)胞新植物體細(xì)胞膜的流動性（原生質(zhì)體融合）植物細(xì)胞具有全能性（雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株）打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育新品種等2原理：3意義：5原理A細(xì)胞B細(xì)胞纖維素酶、果膠酶去壁酶解法：正在融合的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁誘導(dǎo)融合物理法：化學(xué)法：電融合法、離心法等聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法等脫分化再分化移栽植物細(xì)胞融合植物組織培養(yǎng)（基礎(chǔ)）雜種植株愈傷組織A原生質(zhì)體B原生質(zhì)體移栽后的植株去壁植物細(xì)胞融合完成的標(biāo)志植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志去壁原因：妨礙細(xì)胞間的雜交

有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的3個易錯點(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)過組織培養(yǎng)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。

易錯點(diǎn)撥植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析歸納拓展1植物繁殖的新途徑高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)作物脫毒≠能抗病毒又叫微型繁殖技術(shù)實(shí)例：甘蔗、桉樹和鐵皮石斛等的生產(chǎn)實(shí)例：馬鈴薯、香蕉、草莓等的培養(yǎng)特殊的植物組織培養(yǎng)——花藥離體培養(yǎng)生殖方式為特殊的有性生殖，培養(yǎng)過程中只涉及有絲分裂花藥試管苗脫分化再分化愈傷組織單倍體：植株矮小、高度不育秋水仙素誘導(dǎo)純合品種單倍體育種2作物新品種的培育秋水仙素的作用？單倍體育種、

的利用。突變體2作物新品種的培育容易受到培養(yǎng)條件和右邊因素的影響而發(fā)生突變實(shí)例：水稻、玉米、油菜、甘藍(lán)等作物的新品種實(shí)例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等(1)次生代謝物：是一類

有機(jī)化合物，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、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

來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。（紫草寧、紫杉醇、人參皂苷等的生產(chǎn)）(3)植物細(xì)胞培養(yǎng)：是指在

條件下對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其

的技術(shù)。小分子植物細(xì)胞培養(yǎng)離體增殖3細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)注意：細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)不需要發(fā)育成完整植株！

源于選擇性必修3P41“相關(guān)信息”：初生代謝是生物生長和生存所

的代謝活動，因此，在整個生命過程中一直進(jìn)行著；次生代謝

生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。必需不是課后測試1．在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中，不會發(fā)生細(xì)胞的增殖。

(

)2．愈傷組織的形成需要光照。

(

)3．以莖尖為材料通過組織培養(yǎng)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)胞融合成功的標(biāo)志是再生出新的細(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。

(

)7．突變體培育通常對植物的愈傷組織進(jìn)行誘變處理，而工廠化生產(chǎn)的細(xì)胞產(chǎn)物也是來自愈傷組織細(xì)胞。

(

)×××√√√×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。研究表明，可采用植物組織培養(yǎng)的方式培養(yǎng)人參不定根，用以滿足市場需求。下列說法錯誤的是

(

)A．人參不定根培養(yǎng)中有脫分化和再分化過程B．過程①必須光照培養(yǎng)以增加有機(jī)物來源C．過程②所需要的生長素比例大于細(xì)胞分裂素D．需要檢測獲得的不定根中有效成分的含量答案：B

2．(2022·菏澤二模)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是

(

)A．胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)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，原因是形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織C．步驟⑤要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成D．步驟⑤和步驟⑥的培養(yǎng)基中所需的生長素和細(xì)胞分裂素的比例不同答案：C

3．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)應(yīng)用的說法，錯誤的是

(

)A．脫毒苗、人工種子的制備都應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)B．采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)莖尖得到的脫毒作物可提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)C．應(yīng)用植物組織培養(yǎng)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．植物的組織培養(yǎng)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，如抗鹽堿的煙草等答案：C

4.(2019·北京，4)甲、乙是嚴(yán)重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到F1，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時抗甲、乙的植物新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述，錯誤的是A.將含有目的基因和標(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞B.通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定C.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1花粉再生植株D.經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體D5.(2020·山東)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強(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。下列說法錯誤的是A.過程①需使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C12.(2022·山西高三聯(lián)考)植物體細(xì)胞雜交育種的一個重要應(yīng)用是將栽培品種與相關(guān)的野生資源作為親本，經(jīng)過原生質(zhì)體融合、選擇與再生，使栽培品種獲得野生型的抗性特征。下列說法錯誤的是A.若雜種植株可育并能穩(wěn)定地遺傳，就有可能形成農(nóng)業(yè)上有用的新物種B.體細(xì)胞雜交可轉(zhuǎn)移核染色體、細(xì)胞質(zhì)DNA，在一定程度上克服遠(yuǎn)緣雜

交的不親和性C.可用電激、聚乙二醇或滅活的病毒來誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合D.由二倍體親本體細(xì)胞雜交可獲得異源四倍體，與二倍體親本回交，產(chǎn)

生不育的三倍體答案：C

7.(2019·全國Ⅱ，38)植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉栴}：(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)有____________________________________。能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作用是

。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、

和

等幾類物質(zhì)。有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用糖礦質(zhì)元素(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的

進(jìn)行組織培養(yǎng)。(4)植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細(xì)胞培養(yǎng)成一個完整植株的基本程序是________________________________________________(用流程圖表示)。莖尖含目的基因的細(xì)胞6.(2019·江蘇，20)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(shí)驗(yàn)過程如圖。下列敘述正確的是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(jìn)芽的分化C.過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生D.原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁但仍保持細(xì)胞的全能性D8．(2022·漳州模擬)青枯病是馬鈴薯的常見病害之一，少數(shù)馬鈴薯野生種對青枯病有抗性，但野生種難以與馬鈴薯栽培種直接雜交繁育。為獲得抗青枯病的馬鈴薯栽培種，研究人員進(jìn)行了植物體細(xì)胞雜交的實(shí)驗(yàn)研究，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，可采用物理法或化學(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一定有抗性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)答案：B

9.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作