2025版高考生物一輪總復(fù)習(xí)教師用書選擇性必修3第10單元生物技術(shù)與工程第3講植物細(xì)胞工程考點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)技術(shù)

第3講植物細(xì)胞工程考情研讀·備考定位課標(biāo)要求核心素養(yǎng)1.闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物器官、組織或細(xì)胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。2．概述植物體細(xì)胞雜交是將不同植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，繼而培育成新植物體的技術(shù)。3．舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝物生產(chǎn)、育種方式有效提高了生產(chǎn)效率。1.從細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能觀角度理解植物細(xì)胞工程的原理。(生命觀念)2．構(gòu)建植物細(xì)胞工程操作技術(shù)的基本流程模型。(科學(xué)思維)3．探究植物細(xì)胞工程的應(yīng)用。(科學(xué)探究)考點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)技術(shù)必備知識(shí)·夯實(shí)基礎(chǔ)知|識(shí)|鞏|固1．細(xì)胞工程的概念(1)原理和方法：應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法。(2)操作水平：細(xì)胞器水平、細(xì)胞水平或組織水平。(3)目的：獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品。2．植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)定義和流程(2)探究實(shí)踐——菊花的組織培養(yǎng)取材、消毒①用流水充分沖洗外植體(幼嫩的莖段)；酒精擦拭雙手和超凈工作臺(tái)；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；再用次氯酸鈉溶液處理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(zhǎng)的小段接種將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)脫分化，長(zhǎng)出愈傷組織轉(zhuǎn)接①將生長(zhǎng)良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上；②長(zhǎng)出芽后再轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(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(zhǎng)壯后再移栽入土思|維|辨|析易錯(cuò)整合，判斷正誤。(1)棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞全能性。(√)(2)愈傷組織是外植體經(jīng)脫分化和再分化后形成的。(×)(3)愈傷組織是一團(tuán)未分化、不定形的薄壁組織團(tuán)塊。(√)(4)培養(yǎng)基添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素后，愈傷組織一定能發(fā)育成完整的植株。(×)(5)外植體用酒精消毒后，需要用清水沖洗后再用次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒處理。(×)延|伸|探|究1．植物組織培養(yǎng)離體的細(xì)胞能表達(dá)全能性的原因是離體細(xì)胞含有本物種全部的遺傳信息，若不離體這些細(xì)胞在母體上發(fā)生基因選擇性表達(dá)而分化。2．菊花組織培養(yǎng)過程中，誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織的培養(yǎng)基，其成分中是否應(yīng)含有蔗糖等有機(jī)物？為什么？提示：含有；因?yàn)榇藭r(shí)外植體不能進(jìn)行光合作用制造有機(jī)物，需要依賴于環(huán)境中的有機(jī)物才能生存。3．菊花組織培養(yǎng)中，前后三次用到的培養(yǎng)基其功能分別是什么？提示：第一次：誘導(dǎo)外植體脫分化形成愈傷組織；第二次：誘導(dǎo)愈傷組織生芽；第三次：誘導(dǎo)愈傷組織生根。剖析難點(diǎn)·考點(diǎn)突破重|難|精|講1．植物細(xì)胞的全能性定義細(xì)胞經(jīng)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)胞的潛能原因生物體的每個(gè)細(xì)胞中都含有發(fā)育成完整個(gè)體所需的全套基因大小比較①受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞；②分化程度低的細(xì)胞＞分化程度高的細(xì)胞；③植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞體現(xiàn)利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一個(gè)細(xì)胞，都可以繁殖出新的植株未表現(xiàn)及原因在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性eq\o(→,\s\up7(原因))在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地表達(dá)表現(xiàn)條件離體、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素、適宜的溫度和pH2.生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響(1)按照不同的順序使用這兩類激素，會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先使用生長(zhǎng)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(zhǎng)素細(xì)胞既分裂也分化同時(shí)使用分化頻率提高簡(jiǎn)記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高(2)當(dāng)同時(shí)使用這兩類激素時(shí)，兩者用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向生長(zhǎng)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(zhǎng)簡(jiǎn)記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷精|準(zhǔn)|命|題考向圍繞植物組織培養(yǎng)的過程和條件，考查理解能力》例如圖為煙草植物組織培養(yǎng)過程的流程圖。下列有關(guān)敘述正確的是(B)煙草植株eq\o(→,\s\up7(①))煙草根組織塊eq\o(→,\s\up7(②))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(④),\s\do5())X細(xì)胞eq\o(→,\s\up7(③))胚狀體eq\o(→,\s\up7(⑤))幼苗A．對(duì)過程①獲取的根組織塊應(yīng)做較徹底的滅菌處理B．過程②應(yīng)根據(jù)要求使用適宜的培養(yǎng)基，在避光的環(huán)境中進(jìn)行C．過程③發(fā)生脫分化，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)D．用人工種皮包裹X細(xì)胞可獲得煙草人工種子解析：對(duì)過程①獲取的根組織塊應(yīng)進(jìn)行消毒處理，如果采用滅菌技術(shù)，會(huì)使根組織塊失去活力，無法進(jìn)行組織培養(yǎng)；過程②是脫分化形成愈傷組織的過程，需要在避光的環(huán)境中進(jìn)行；過程③發(fā)生再分化，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；用人工種皮包裹胚狀體可獲得煙草人工種子?！沧兪接?xùn)練〕(2020·天津卷)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計(jì)品種A組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，參照品種B的最佳激素配比(見下表)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)。品種B組織培養(yǎng)階段細(xì)胞分裂素濃度(μmol/L)生長(zhǎng)素濃度(μmol/L)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3據(jù)表回答：(1)Ⅰ階段時(shí)通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體，原因是細(xì)胞分化程度低，容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段中發(fā)生基因選擇性表達(dá)的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段。(3)為確定品種A的Ⅰ階段的最適細(xì)胞分裂素濃度，參照品種B的激素配比(m1>2.0)，以0.5μmol/L為梯度，設(shè)計(jì)5個(gè)濃度水平的實(shí)驗(yàn)，細(xì)胞分裂素最高濃度應(yīng)設(shè)為m1＋1.0μmol/L。(4)Ⅲ階段時(shí)，科研人員分別選用濃度低于或高于n3μmol/L的生長(zhǎng)素處理品種A幼芽都能達(dá)到最佳生根效果，原因是處理幼芽時(shí)，選用低濃度生長(zhǎng)素時(shí)的處理方法為浸泡法(長(zhǎng)時(shí)間處理)，選用高濃度生長(zhǎng)素時(shí)的處理方法為沾蘸法(短時(shí)間處理)。(5)在Ⅰ階段用秋水仙素對(duì)材料進(jìn)行處理，最易獲得由單個(gè)細(xì)胞形成的多倍體。解析：(1)在誘導(dǎo)愈傷組織形成時(shí)，通常采用莖尖、幼葉做外植體，因?yàn)檫@些部位的細(xì)胞分裂能力強(qiáng)、分化程度低，全能性容易表達(dá)，容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織。(2)Ⅰ過程愈傷組織形成是離體的植物細(xì)胞脫分化的結(jié)果，脫分化過程中細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能發(fā)生了明顯改變，成為未分化狀態(tài)；Ⅱ、Ⅲ過程形成幼芽、根的過程存在細(xì)胞的分化，分化和脫分化都存在基因的選擇性表達(dá)，故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段都存在基因的選擇性表達(dá)。(3)根據(jù)題意，表中數(shù)據(jù)為品種B的最佳激素配比，若要確定品種A的Ⅰ階段最適細(xì)胞分裂素濃度，以0.5μmol/L為梯度，可參考m1為中間值，故實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞分裂素最高濃度可設(shè)為m1＋1.0μmol/L。(4)實(shí)驗(yàn)中用生長(zhǎng)素處理插條的方法可選用浸泡法或沾