《三維設(shè)計(jì) 新課標(biāo)高考總復(fù)習(xí) 生物》課件 第1講 植物細(xì)胞工程

整合大概念1．在愈傷組織形成幼苗的再分化過(guò)程中，不會(huì)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(guò)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(guò)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。

(

)×××√√×系統(tǒng)學(xué)習(xí)(一)植物組織培養(yǎng)及其應(yīng)用(固基點(diǎn))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清1．細(xì)胞工程的概念2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)理論基礎(chǔ)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_____________________________________________________________________________目的獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個(gè)體或其產(chǎn)品細(xì)胞水平、細(xì)胞器水平或組織水平植物細(xì)胞的全能性概念細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有___________________或____________________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____狀態(tài)，提供一定的營(yíng)養(yǎng)、激素和其他適宜外界條件產(chǎn)生完整生物體分化成其他各種細(xì)胞離體適宜的培養(yǎng)外植體愈傷組織(4)操作實(shí)例——菊花的組織培養(yǎng)3．植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用(1)植物繁殖的新途徑快速繁殖①使用的技術(shù)：植物組織培養(yǎng)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)：使用材料少，培養(yǎng)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：植物組織培養(yǎng)技術(shù)②材料的選?。褐参镯敹朔稚鷧^(qū)附近(如莖尖)，此部分病毒極少，甚至無(wú)病毒③優(yōu)點(diǎn)：脫毒作物產(chǎn)量高，品質(zhì)好(2)作物新品種的培育項(xiàng)目

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(guò)程(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①次生代謝物：是一類________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，也是很多藥物、香料和色素等的重要來(lái)源。②細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：人們利用______________來(lái)獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個(gè)過(guò)程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。③植物細(xì)胞培養(yǎng)：是指在_____條件下對(duì)單個(gè)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

題點(diǎn)考法·練全練通考法(一)植物組織培養(yǎng)的原理和過(guò)程1．人參是重要的藥用植物，常以根入藥，由于過(guò)度采挖導(dǎo)致人參資源枯竭，人工栽培周期長(zhǎng)。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(chǎng)需求。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A．人參不定根培養(yǎng)中有脫分化和再分化過(guò)程B．過(guò)程①必須光照培養(yǎng)以增加有機(jī)物來(lái)源C．過(guò)程②所需要的生長(zhǎng)素比例大于細(xì)胞分裂素D．需要檢測(cè)獲得的不定根中有效成分的含量解析：過(guò)程①脫分化要避光處理，B錯(cuò)誤。答案：B

2．培養(yǎng)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，下列敘述錯(cuò)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(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同解析：步驟⑥為再分化過(guò)程，要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是誘導(dǎo)根的形成；步驟⑤為脫分化過(guò)程，兩者在培養(yǎng)過(guò)程中需要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同，D正確，C錯(cuò)誤。答案：C

[歸納拓展]植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用提醒：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(guò)控制培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)。②光照：在愈傷組織誘導(dǎo)階段，對(duì)有些植物來(lái)說(shuō)，避光培養(yǎng)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)，一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。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”愈傷考法(二)考查植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用3．(2023·山東高考)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細(xì)胞的某些次生代謝物。下列說(shuō)法正確的是(

)A．利用該技術(shù)可獲得某些無(wú)法通過(guò)化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物B．植物細(xì)胞體積小，故不能通過(guò)該技術(shù)進(jìn)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(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)D．該技術(shù)主要利用促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)的培養(yǎng)條件提高單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量解析：有些產(chǎn)物不能或難以通過(guò)化學(xué)合成途徑得到，但可利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)得到，A正確；利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對(duì)單個(gè)細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細(xì)胞的某些次生代謝物，故可通過(guò)該技術(shù)進(jìn)行植物細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，B錯(cuò)誤；一般認(rèn)為次生代謝物不是植物生命活動(dòng)所必需的，其含量少，可以通過(guò)增加細(xì)胞的數(shù)量來(lái)增加次生代謝物的產(chǎn)量，C錯(cuò)誤；該技術(shù)主要利用促進(jìn)細(xì)胞分裂的培養(yǎng)條件，提高細(xì)胞的數(shù)量，從而提高次生代謝物的總含量，而不能提高單個(gè)細(xì)胞中次生代謝物的含量，D錯(cuò)誤。答案：A

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)行組織培養(yǎng)而獲得的抗病毒植株B．脫分化和再分化都需要光照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：植物莖尖沒有病毒，脫毒苗是利用莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)而獲得的無(wú)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(guò)程不需要光照，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。答案：D

[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)行組織培養(yǎng)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(guò)一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))

主干知識(shí)·記準(zhǔn)理清1．概念：將不同來(lái)源的____________，在一定條件下融合成_________，并把雜種細(xì)胞培育成_________的技術(shù)。2．原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的_______，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的_______。3．操作過(guò)程4．意義：打破_________，實(shí)現(xiàn)_____________，培育植物新品種。新植物體雜種細(xì)胞植物體細(xì)胞流動(dòng)性全能性生殖隔離遠(yuǎn)緣雜交育種———————■鏈教材資料·發(fā)展科學(xué)思維■————————1．(選擇性必修3P38“練習(xí)與應(yīng)用”下拓展)下圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)，通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)培育高產(chǎn)、耐鹽的雜種植株的實(shí)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表示培養(yǎng)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(guò)程利用了_____________技術(shù)，形成愈傷組織需要經(jīng)過(guò)_______過(guò)程，愈傷組織形成c需要經(jīng)過(guò)_______過(guò)程。植物組織培養(yǎng)脫分化再分化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)使用蝸牛消化道提取液來(lái)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(guò)程1．(2023·江蘇高考)研究者通過(guò)體細(xì)胞雜交技術(shù)，探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種紫菜。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．從食用紫菜的動(dòng)物消化道內(nèi)提取蛋白酶，用于去除細(xì)胞壁B．原生質(zhì)體需在低滲溶液中長(zhǎng)期保存，以防止過(guò)度失水而死亡C．檢測(cè)原生質(zhì)體活力時(shí)可用苯酚品紅或甲紫溶液處理，活的原生質(zhì)體被染色D．聚乙二醇促進(jìn)原生質(zhì)體融合后，以葉綠體顏色等差異為標(biāo)志可識(shí)別雜種細(xì)胞解析：植物細(xì)胞細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此，去除植物細(xì)胞細(xì)胞壁需要使用纖維素酶和果膠酶，A錯(cuò)誤；原生質(zhì)體無(wú)細(xì)胞壁的支持和保護(hù)，若將其置于低滲溶液中，則會(huì)導(dǎo)致原生質(zhì)體吸水漲破，B錯(cuò)誤；改良苯酚品紅染液和甲紫溶液均可使染色體著色，檢測(cè)原生質(zhì)體活力時(shí)可用臺(tái)盼藍(lán)染液進(jìn)行染色，活的原生質(zhì)體不能被染色，死的原生質(zhì)體可被染色，C錯(cuò)誤；不同種細(xì)胞的葉綠體顏色有差異，聚乙二醇促進(jìn)原生質(zhì)體融合后，以葉綠體顏色等差異為標(biāo)志可識(shí)別雜種細(xì)胞，D正確。答案：D

2．(2020·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原因斷裂，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(guò)程如下圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A．過(guò)程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞B．過(guò)程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C．過(guò)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：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(guò)程，該過(guò)程需用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞，A正確；由題干可知，為了使普通小麥獲得中間偃麥草的耐鹽性狀，需要將中間偃麥草細(xì)胞中的染色體斷裂，過(guò)程②用不同劑量的紫外線照射的目的是斷裂中間偃麥草的染色體，B正確；圖中過(guò)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(lái)融合動(dòng)物細(xì)胞，C錯(cuò)誤；普通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。答案：C

[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(guò)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(guò)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(wú)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。

考法(二)植物體細(xì)胞雜交與染色體倍性變化分析3．自然條件下蘭花雜交后代不易萌發(fā)?？蒲腥藛T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)行染色體觀察與計(jì)數(shù)，培育過(guò)程如圖。下列分析不正確的是

(

)A．調(diào)整培養(yǎng)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(guò)植物組織培養(yǎng)技術(shù)從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀可能不一