2025版高考生物一輪復(fù)習(xí)2植物細(xì)胞工程教案新人教版選修3

PAGE10-植物細(xì)胞工程考點(diǎn)一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)1.植物組織培育與植物體細(xì)胞雜交比較：名稱(chēng)植物組織培育植物體細(xì)胞雜交原理細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜具有肯定的流淌性和細(xì)胞的全能性過(guò)程離體的植物器官、組織或細(xì)胞愈傷組織根、芽或胚狀體植物體選材根尖、莖尖、形成層部位最簡(jiǎn)單誘導(dǎo)脫分化不同的植物細(xì)胞技術(shù)操作脫分化、再分化等除脫分化、再分化外，還要用酶解法去除細(xì)胞壁，用肯定的方法誘導(dǎo)細(xì)胞融合關(guān)系植物組織培育是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更困難2.脫分化與再分化的比較：比較脫分化再分化過(guò)程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗形成體的特征排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞有根、芽不同條件①生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例適中②不需光照①生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例高、低分別先誘導(dǎo)生根、生芽②需光照3.雜種植株遺傳物質(zhì)的改變：(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)，因此雜種植株具備雙親的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)。①染色體組數(shù)=兩種植物體細(xì)胞的染色體組數(shù)之和。②實(shí)例：若甲、乙兩種植物均為二倍體，則甲、乙體細(xì)胞雜交所得雜種植株的體細(xì)胞含有4個(gè)染色體組，該雜種植株應(yīng)稱(chēng)為四倍體?！靖呖季尽恐参锝M織培育的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)植物組織培育過(guò)程各階段培育對(duì)象對(duì)環(huán)境條件的需求和發(fā)生的主要改變存在著差異，如脫分化不須要光照，而再分化須要肯定的光照。(2)組織培育的目的不同，培育到的階段不同。如生產(chǎn)細(xì)胞代謝產(chǎn)物，只需培育至愈傷組織階段；生產(chǎn)人工種子，則須要培育至胚狀體階段；獲得植株就需培育至幼苗階段。(3)人工種子是通過(guò)無(wú)性生殖(植物體細(xì)胞的組織培育技術(shù))形成的，只有一個(gè)親本的性狀；自然種子是有性生殖的產(chǎn)物，具有兩個(gè)親本的性狀?！镜淅?2024·全國(guó)卷Ⅲ)培育胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培育可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培育成完整的植株，這是因?yàn)橹参锛?xì)胞具有______________________。

(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，緣由是________________________________________________________________。

(3)從步驟⑤到步驟⑥須要更換新的培育基，其緣由是_________________________________________________。在新的培育基上愈傷組織通過(guò)細(xì)胞的___________過(guò)程，最終可形成試管苗。

(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培育，其作用是________________________。

(5)經(jīng)組織培育得到的植株，一般可保持原品種的___________，這種繁殖方式屬于___________繁殖。

【解析】(1)分化的植物細(xì)胞含有該生物生長(zhǎng)發(fā)育所須要的全部遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育的全能性，在肯定條件下可以培育為完整的植株。(2)形成層屬于分生組織，細(xì)胞分裂實(shí)力較強(qiáng)，簡(jiǎn)單脫分化形成愈傷組織。(3)培育基中的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素可調(diào)控細(xì)胞的分裂和分化，誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗時(shí)，須要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，所以須要更換培育基。愈傷組織是一團(tuán)未分化的細(xì)胞，通過(guò)再分化形成具有根、芽的試管苗。(4)再分化過(guò)程中須要光照條件，以利于葉綠素的形成，葉綠素形成后，試管苗才能進(jìn)行光合作用。(5)在植物組織培育過(guò)程中，只涉及有絲分裂，不涉及有性生殖細(xì)胞的生成，該方式可以保證母細(xì)胞和子細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定，保持原品種的遺傳特性，所以這種繁殖方式屬于無(wú)性繁殖。答案：(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層簡(jiǎn)單誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗時(shí)須要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同分化(或答：再分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用(5)遺傳特性無(wú)性(2024·海南高考)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培育技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉?wèn)題：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在肯定條件下進(jìn)行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是________________。

(2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培育基中，均加入肯定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_________。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培育獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是___________(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。

(3)圖中A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由培育基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是_______。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)________形成的。

(4)若該種植物是一種雜合體的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法繁殖，在培育時(shí)，_________(填“能”或“不能”)采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，緣由是_______________。

【解析】(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在肯定條件下進(jìn)行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在肯定條件下能發(fā)育成完整的植株。(2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培育基中，均加入肯定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖，若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培育獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細(xì)胞核，因?yàn)榧?xì)胞核是遺傳信息庫(kù)，是細(xì)胞代謝和遺傳的限制中心。(3)A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由培育基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素，二者對(duì)于根和芽的形成具有重要調(diào)整作用，二者的用量比例影響根和芽的發(fā)育依次。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法繁殖，在培育時(shí)，由于對(duì)雜合體植株來(lái)說(shuō)，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培育得到的花卉的基因型不同于原植株，因此不能采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體。答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在肯定條件下能發(fā)育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細(xì)胞核(3)細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素脫分化(4)不能對(duì)雜合體植株來(lái)說(shuō)，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培育得到的花卉的基因型不同于原植株【加固訓(xùn)練】如圖是“白菜—甘藍(lán)”(均為二倍體)雜種植株培育過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列有關(guān)問(wèn)題：(1)①過(guò)程常用_________、_________去除細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。(2)③過(guò)程勝利得到雜種細(xì)胞的標(biāo)記是___________；④過(guò)程是_________。(3)同白菜和甘藍(lán)的有性雜交后代相比，上述方法得到的新植株理論上_________(填“可育”或“不行育”)，緣由是______________________。

【解析】(1)步驟①作用是去除細(xì)胞壁制備原生質(zhì)體，最常用的方法是酶解法，即用纖維素酶和果膠酶處理。(2)③過(guò)程勝利得到雜種細(xì)胞的標(biāo)記是雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁；④過(guò)程是雜種植物細(xì)胞脫分化形成愈傷組織。(3)植物體細(xì)胞雜交得到的雜種細(xì)胞中有同源染色體，能產(chǎn)生正常的配子，屬于可育植株。答案：(1)纖維素酶果膠酶(2)雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁脫分化(3)可育雜種細(xì)胞中有同源染色體，能產(chǎn)生正常的配子考點(diǎn)二植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用1.植物繁殖的新途徑：(1)微型繁殖。①概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培育技術(shù)。②微型繁殖有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。a.保持優(yōu)良品種的遺傳特性。b.高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。(2)作物脫毒。①解決的問(wèn)題：無(wú)性繁殖的作物，感染的病毒在體內(nèi)逐年積累，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。②解決方法：切取肯定大小的莖尖進(jìn)行組織培育，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。③理論基礎(chǔ)：植物分生區(qū)旁邊病毒極少，甚至無(wú)病毒。④成果：采納莖尖組織培育技術(shù)，已獲得脫毒的馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿和香蕉等。(3)人工種子。①獲得方法：以植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，用人工薄膜包裝。②解決的問(wèn)題。a.一些植物繁殖周期長(zhǎng)，數(shù)年后才能結(jié)出種子；b.有些作物優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分別而丟失其優(yōu)良特性；c.常規(guī)種子的生產(chǎn)受季節(jié)、氣候和地域的限制，并且占用大量的土地。2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：(1)細(xì)胞產(chǎn)物的種類(lèi)：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類(lèi)、藥物、香料、生物堿等。(2)勝利的實(shí)例：人參、三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)?！靖呖季尽恐参锛?xì)胞工程應(yīng)用的三個(gè)關(guān)鍵(1)制備人工種子：人工種子必需有人工胚乳，以供應(yīng)種子萌發(fā)所需的全部養(yǎng)分物質(zhì)。(2)單倍體育種：用秋水仙素處理的必需是幼苗而不是種子，因?yàn)閱伪扼w是由配子干脆發(fā)育而來(lái)的個(gè)體，一般是高度不育的，所以不能處理種子，只能處理幼苗。(3)細(xì)胞產(chǎn)物生產(chǎn)：工廠化生產(chǎn)不肯定要培育出植物體，有時(shí)在愈傷組織時(shí)就可提取細(xì)胞產(chǎn)物?！镜淅?2024·全國(guó)卷Ⅱ)植物組織培育技術(shù)在科學(xué)探討和生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣铝袉?wèn)題。(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______________________(答出2點(diǎn)即可)。

(2)通過(guò)組織培育技術(shù)，可把植物組織細(xì)胞培育成胚狀體，再通過(guò)人工種皮(人工薄膜)包裝得到人工種子(如圖所示)，這種人工種子在相宜條件下可萌發(fā)生長(zhǎng)。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(zhǎng)供應(yīng)所需的物質(zhì)，因此應(yīng)含有植物激素、___________和___________等幾類(lèi)物質(zhì)。

(3)用脫毒苗進(jìn)行繁殖，可以削減作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的________進(jìn)行組織培育。

(4)植物組織培育技術(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)胞培育成一個(gè)完整植株的基本程序是____________________________________(用流程圖表示)。

【解析】本題考查植物組織培育技術(shù)的流程、植物微型繁殖技術(shù)的特點(diǎn)、人工種子的培育、脫毒苗的培育。(1)植物微型繁殖屬于無(wú)性繁殖技術(shù)，能夠保持植物原有的遺傳特性，同時(shí)該技術(shù)還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，因此也叫快速繁殖技術(shù)。(2)人工種皮具備透氣性，有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用。人工胚乳能夠?yàn)榕郀铙w生長(zhǎng)供應(yīng)養(yǎng)分物質(zhì)，應(yīng)含有植物激素、礦質(zhì)元素和糖等物質(zhì)。(3)植物分生區(qū)旁邊(如莖尖)的病毒極少，甚至無(wú)病毒，因此，切取肯定大小的莖尖進(jìn)行組織培育，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。(4)將含目的基因的細(xì)胞培育成一個(gè)完整植株，須要將細(xì)胞培育到愈傷組織，然后再經(jīng)誘導(dǎo)分化使其生長(zhǎng)成為完整的小植株。答案：(1)能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快(2)有利于胚狀體進(jìn)行呼吸作用礦質(zhì)元素糖(3)莖尖(4)含目的基因的細(xì)胞愈傷組織小植株(2024·西安模擬)如圖是植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答：(1)植物體細(xì)胞雜交的第①步是去掉細(xì)胞壁，分別出有活力的原生質(zhì)體。目前此步驟最常用的方法是酶解法，也就是在溫柔的條件下用________________等分解植物的細(xì)胞壁。

(2)②過(guò)程的發(fā)生，必需進(jìn)行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)方法是用_________試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。動(dòng)物細(xì)胞融合還常用到_______________作為誘導(dǎo)劑。

(3)與過(guò)程③親密相關(guān)的具有單層膜結(jié)構(gòu)的細(xì)胞器為_(kāi)____________。

(4)④過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)______，⑤過(guò)程稱(chēng)為_(kāi)______。若利用此技術(shù)生產(chǎn)治療癌癥的藥物——紫杉醇，培育將進(jìn)行到_______(填字母)即可。

(5)植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以_________________________________________。

【解析】(1)植物體細(xì)胞雜交的第①步是用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，分別出有活力的原生質(zhì)體。(2)人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)方法是用聚乙二醇試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。動(dòng)物細(xì)胞融合還常用到滅活的病毒作為誘導(dǎo)劑。(3)過(guò)程③是雜種細(xì)胞生出細(xì)胞壁，高爾基體與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)。(4)④⑤過(guò)程分別為脫分化和再分化，治療癌癥的藥物——紫杉醇是從紫杉細(xì)胞中提取的，只需將植物組織培育進(jìn)行到愈傷組織階段即可。(5)植物體細(xì)胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙，大大擴(kuò)展可用于雜交的親本組合范圍。答案：(1)纖維素酶、果膠酶(2)聚乙二醇滅活的病毒(3)高爾基體(4)脫分化再分化e(5)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙【加固訓(xùn)練】1.科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)勝利獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)，其培育過(guò)程如圖所示。(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有________。(2)在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡視察，依據(jù)細(xì)胞膜表面的熒光的不同可視察到________種不同的原生質(zhì)體，當(dāng)視察到_____________時(shí)可推斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(3)過(guò)程④的實(shí)質(zhì)是_____，過(guò)程④中的培育基常添加的植物激素是___________。(4)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含_____條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于_____植株?！窘馕觥?1)植物體細(xì)胞雜交就是將不同種植物的體細(xì)胞，在肯定條件下融合成雜種細(xì)胞，再利用植物組織培育技術(shù)把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。所以植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有細(xì)胞膜的流淌性和植物細(xì)胞的全能性。(2)科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，所以融合后依據(jù)細(xì)胞膜表面的熒光的不同可視察到有3種不同類(lèi)型的原生質(zhì)體：紅色熒光標(biāo)記的番茄原生質(zhì)體及其融合后的原生質(zhì)體、綠色熒光標(biāo)記的馬鈴薯原生質(zhì)體及其融合后的原生質(zhì)體、紅色熒光和綠色熒光共同存在的番茄與馬鈴薯的原生質(zhì)體融合后所形成的原生質(zhì)體。當(dāng)視察到融合的細(xì)胞表面既有紅色熒光又有綠色熒光時(shí)，可推斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(3)過(guò)程④表示將愈傷組織培育成植物體，該過(guò)程屬于再分化，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)，培育基常添加的植物激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。

(4)雜種細(xì)胞的染色體數(shù)為融合前兩種細(xì)胞染