第十單元　第58課時　植物細胞工程-2025年高中生物大一輪復(fù)習(xí)

第58課時植物細胞工程課標要求1.闡明植物組織培養(yǎng)的原理和過程。2.概述植物體細胞雜交的原理和過程。3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率。考情分析1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)2022·遼寧·T142021·江蘇·T52020·天津·T152.植物體細胞雜交技術(shù)2023·廣東·T122023·江蘇·T132023·浙江1月選考·T242021·福建·T112020·北京·T132020·山東·T133.植物細胞工程的應(yīng)用2023·山東·T14考點一植物組織培養(yǎng)技術(shù)1．細胞工程的概念2．植物細胞的全能性定義細胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有____________________或______________________的潛能原因生物體的每個細胞中都含有發(fā)育成完整個體所需的__________________體現(xiàn)利用植物的一片花瓣、一?；ǚ?，甚至一個細胞，都可以繁殖出新的植株未表現(xiàn)及原因在生物的生長發(fā)育過程中，并不是所有的細胞都表現(xiàn)出全能性eq\o(→,\s\up7(原因))在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會表現(xiàn)條件離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素、適宜的溫度和pH3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)概念：將離體的________________________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________________的技術(shù)。(2)理論基礎(chǔ)：植物細胞的____________。(3)基本過程①脫分化：在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，已經(jīng)分化的細胞失去其特有的__________，轉(zhuǎn)變成____________的細胞，進而形成愈傷組織的過程。②愈傷組織：脫分化產(chǎn)生的________________團塊。③再分化：愈傷組織重新分化成____________等器官的過程。(4)探究實踐——菊花的組織培養(yǎng)(5)植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用生長素/細胞分裂素植物細胞的發(fā)育方向高有利于________的分化、抑制______的形成低有利于______的分化，抑制______的形成適中促進________________的生長(1)實驗中除外植體需要滅菌外，使用的培養(yǎng)基和所有的器械也都要滅菌()(2)愈傷組織是外植體經(jīng)脫分化和再分化后形成的()(3)無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照()(4)植物組織培養(yǎng)過程中生長素和細胞分裂素的比例始終不變()(5)同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的植株基因型都是相同的()(6)植物組織培養(yǎng)中，培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓()長春新堿(VCR)是夾竹桃科植物長春花中提取出的一種生物堿，具有高抗腫瘤活性。如圖是科研人員利用長春花的葉柄或嫩葉作為外植體得到再生植株的方法，分析并回答下列問題：(1)選用葉柄或嫩葉作為外植體，其原因是什么？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(2)為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養(yǎng)的繁殖方式是無性繁殖？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________(3)在植物組織培養(yǎng)的過程中，為什么要求無菌操作？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向一植物組織培養(yǎng)技術(shù)1．(2023·重慶，15)某小組以擬南芥原生質(zhì)體為材料，研究了生長素(IAA)、組蛋白乙?；癛基因?qū)υ|(zhì)體形成愈傷組織的影響。野生型(WT)和R基因突變型(rr)的原生質(zhì)體分別經(jīng)下表不同條件培養(yǎng)相同時間后，檢測培養(yǎng)材料中R基因表達量，并統(tǒng)計愈傷組織形成率，結(jié)果如圖所示。據(jù)此推斷，下列敘述正確的是()編號原生質(zhì)體培養(yǎng)條件①WT培養(yǎng)基②WT培養(yǎng)基＋合適濃度的IAA③rr培養(yǎng)基④rr培養(yǎng)基＋合適濃度的IAA⑤WT培養(yǎng)基＋組蛋白乙?；种苿〢．組蛋白乙?；欣赪T原生質(zhì)體形成愈傷組織B．R基因通過促進IAA的合成提高愈傷組織形成率C．組蛋白乙?；ㄟ^改變DNA堿基序列影響R基因表達量D．若用IAA合成抑制劑處理WT原生質(zhì)體，愈傷組織形成率將升高2．(2022·遼寧，14)藍莓細胞富含花青素等多酚類化合物。在藍莓組織培養(yǎng)過程中，外植體切口處細胞被破壞，多酚類化合物被氧化成褐色醌類化合物，這一過程稱為褐變。褐變會引起細胞生長停滯甚至死亡，導(dǎo)致藍莓組織培養(yǎng)失敗。下列敘述錯誤的是()A．花青素通常存在于藍莓細胞的液泡中B．適當增加培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率以減少褐變C．在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑以減少褐變D．宜選用藍莓成熟葉片為材料制備外植體考點二植物體細胞雜交技術(shù)1．過程(1)過程①為去除__________________獲得原生質(zhì)體，用到的酶是______________________和__________。(2)過程②為____________的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括______________、______________等，化學(xué)法包括__________________________、高Ca2＋—高pH融合法等。(3)過程③為融合的原生質(zhì)體再生出____________，這是原生質(zhì)體融合成功的標志。(4)過程④為________，過程⑤為__________。2．概念植物體細胞雜交是指將________________的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成______________的技術(shù)。3．意義植物體細胞雜交技術(shù)在打破__________________，實現(xiàn)____________雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優(yōu)勢。4．實例：白菜—甘藍、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。5．局限性：目前有許多理論和技術(shù)未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出雙親的性狀。(1)利用物理法或化學(xué)法可以直接將兩個植物細胞誘導(dǎo)融合()(2)用纖維素酶和果膠酶酶解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了細胞全能性()(3)細胞融合時不只形成雜種細胞，還形成同種細胞融合的細胞()(4)雜種細胞再生出細胞壁說明植物體細胞誘導(dǎo)融合成功()(5)形成雜種細胞就完成了植物體細胞雜交過程()不同物種之間存在著天然的生殖隔離，利用傳統(tǒng)的有性雜交的方法很難得到雜種后代。科學(xué)家采用體細胞雜交的方法得到了“番茄—馬鈴薯”雜種植株。以下為植物體細胞雜交技術(shù)流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。1．植物體細胞雜交實現(xiàn)的基礎(chǔ)和植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)分別是什么？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________2．將圖中的甲和乙兩種細胞去除細胞壁后誘導(dǎo)融合，若只考慮兩兩融合，可以形成哪幾種融合細胞？符合要求的雜種細胞是哪種？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________3．二倍體番茄和二倍體馬鈴薯體細胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有多少個染色體組，是幾倍體？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________4．從結(jié)果上看雜種植株在遺傳上有什么特點？從雜種植株的染色體組成上看屬于哪種變異類型？____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向二植物體細胞雜交技術(shù)3．(2023·江蘇，13)研究者通過體細胞雜交技術(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．從食用紫菜的動物消化道內(nèi)提取蛋白酶，用于去除細胞壁B．原生質(zhì)體需在低滲溶液中長期保存，以防止過度失水而死亡C．檢測原生質(zhì)體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液處理，活的原生質(zhì)體被染色D．聚乙二醇促進原生質(zhì)體融合后，以葉綠體顏色等差異為標志可識別雜種細胞4．(2021·福建，11)科研人員利用植物體細胞雜交技術(shù)培育矮牽牛新品種，技術(shù)流程示意圖如下。下列敘述正確的是()A．愈傷組織是幼嫩葉片通過細胞分化形成的B．獲得的雜種植株都能表現(xiàn)雙親的優(yōu)良性狀C．可用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體甲和乙的融合和細胞壁再生D．用纖維素酶和果膠酶處理愈傷組織以獲得原生質(zhì)體考點三植物細胞工程的應(yīng)用1．植物繁殖的新途徑2．作物新品種的培育3．細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)提醒初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著，例如，糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和核酸等；次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進行。(1)植物微型繁殖運用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可快速繁殖良種植物()(2)葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖()(3)利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種()(4)二倍體植株的花粉經(jīng)脫分化與再分化后得到穩(wěn)定遺傳的純合子()(5)利用組織培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生突變體，可直接培育出具有優(yōu)良性狀的新品種()(6)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性()過去主要從天然植物中提取長春新堿(VCR)，但是它們在植物體中的含量極其微小，化學(xué)合成也不太理想，故VCR原料短缺、價格奇高，所以批量化生產(chǎn)迫在眉睫。(1)完善細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的流程：(2)要提取細胞產(chǎn)物應(yīng)培養(yǎng)到什么階段？______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________考向三植物細胞工程的應(yīng)用5．(2023·山東，14)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．利用該技術(shù)可獲得某些無法通過化學(xué)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6．(2024·武漢高三模擬)超低溫冷凍脫毒法是先用超低溫對細胞進行選擇性破壞，再用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒植株的方法。以馬鈴薯莖尖為材料，采用超低溫冷凍脫毒法可獲得脫毒苗。下列敘述錯誤的是()A．用莖尖能夠獲得脫毒苗的原因是植物頂端分生區(qū)病毒極少甚至無病毒B．經(jīng)超低溫冷凍脫毒培養(yǎng)的馬鈴薯比未脫毒的馬鈴薯抗病毒能力更強C．該技術(shù)利用了莖尖分生組織無成熟液泡不易形成冰晶的特性D．與傳統(tǒng)莖尖培養(yǎng)脫毒相比，該方法取材時不受莖尖長度的限制1．(選擇性必修3P34)在生物的生長發(fā)育過程中，并不是所有的細胞都表現(xiàn)出全能性，這是因為在____________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(選擇性必修3P35)植物組織培養(yǎng)是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。3．(選擇性必修3P35)脫分化：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。4．(選擇性必修3P35)再分化：_____________________________________________________________________________________________________________________。5．(選擇性必修3P38)植物體細胞雜交技術(shù)在打破________________，實現(xiàn)______________育種，培育________________等方面展示出獨特的優(yōu)勢。6．(選擇性必修3P37)人工誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合的方法基本可以分為兩大類——物理法和化學(xué)法。物理法包括________________、____________等；化學(xué)法包括__