高三生物一輪復(fù)習(xí)課件【知識精研】植物細(xì)胞工程及應(yīng)用

考點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)技術(shù)

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)一、細(xì)胞工程的含義原理和方法細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)操作水平目的分類細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品植物細(xì)胞工程和動物細(xì)胞工程植物組織培養(yǎng)技術(shù)、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)動物細(xì)胞培養(yǎng)、動物細(xì)胞融合、動物體細(xì)胞核移植

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)

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.概念：2.原理：植物細(xì)胞的全能性外植體(常見的有：莖尖、幼嫩的葉片、花藥)3.一般過程：接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根馴化移栽脫分化再分化再分化是一種無性生殖方式

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)3.一般過程：接種外植體誘導(dǎo)愈傷組織誘導(dǎo)生芽誘導(dǎo)生根馴化移栽脫分化再分化再分化未分化的細(xì)胞形成的不定型的薄壁組織團(tuán)塊(細(xì)胞排列疏松且無規(guī)則、高度液泡化)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(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程愈傷組織重新分化為芽、根等器官的過程

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→幼苗涉及的生命活動需要的條件脫分化與再分化的比較有細(xì)胞增殖(有絲分裂)，沒有細(xì)胞分化既有細(xì)胞增殖(有絲分裂)，又有細(xì)胞分化③生長素與細(xì)胞分裂素的比例適中①離體、適宜的營養(yǎng)②一般不需要光照③生長素與細(xì)胞分裂素的比例高(或低)誘導(dǎo)生根(或生芽)①離體、適宜的營養(yǎng)②需要光照（誘導(dǎo)葉綠素合成，使試管苗能夠進(jìn)行光合作用）

巧記：高根低芽中愈傷

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)4.組織培養(yǎng)的條件（1）離體（最關(guān)鍵）（2）無菌操作（3）種類齊全、比例適合的營養(yǎng)物質(zhì)（4）植物激素（主要是生長素和細(xì)胞分裂素）（5）適宜的外界條件（溫度、pH、光照等）外植體一般要進(jìn)行消毒處理，而培養(yǎng)基及其他的操作器具一般要進(jìn)行滅菌處理，否則雜菌會競爭營養(yǎng)物質(zhì)，還可能產(chǎn)生有害物質(zhì)所需碳源一般為蔗糖，作用：提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)5.實(shí)例：菊花的組織培養(yǎng)消毒②外植體消毒：流水充分沖洗→酒精消毒30s→無菌水清洗2-3次→次氯酸鈉溶液處理30min→無菌水清洗2-3次①用酒精擦拭雙手和超凈工作臺面接種用無菌濾紙吸去外植體表面的水分，再用解剖刀將其切成0.5～1cm長的小段，在酒精燈火焰旁，將外植體的1/3-1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中，用封口膜或瓶蓋封蓋瓶口，并在培養(yǎng)瓶上作好標(biāo)記

考點(diǎn)一

植物組織培養(yǎng)技術(shù)5.實(shí)例：菊花的組織培養(yǎng)培養(yǎng)誘導(dǎo)愈傷組織生成：置于18~22℃的培養(yǎng)箱中避光培養(yǎng)誘導(dǎo)生芽：培養(yǎng)15~20d后，轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基中誘導(dǎo)生根：長出芽后，轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基中煉苗和移栽移栽前先打開封口膜或瓶蓋，讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日。用流水清洗掉根部的培養(yǎng)基后，將幼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。每天觀察并記錄幼苗的生長情況，適時澆水、施肥是一種天然無毒的礦物質(zhì)，具有強(qiáng)大的保水性并兼具透氣性有光時容易形成維管組織A.WOX5失活后，中層細(xì)胞會喪失干細(xì)胞特性B.WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長素的積累C.ARR5促進(jìn)細(xì)胞分裂素積累或提高細(xì)胞對細(xì)胞分裂素的敏感性D.體細(xì)胞中生長素和細(xì)胞分裂素的作用可能相互抑制1.(2022·重慶，15，2分)植物體細(xì)胞通常被誘導(dǎo)為愈傷組織后才能表現(xiàn)全能性。研究發(fā)現(xiàn)，愈傷組織的中層細(xì)胞是根或芽再生的源頭干細(xì)胞，其在不同條件下，通過基因的特異性表達(dá)調(diào)控生長素、細(xì)胞分裂素的作用，表現(xiàn)出不同的效應(yīng)（見表）。已知生長素的生理作用大于細(xì)胞分裂素時有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推論不合理的是()C條件基因表達(dá)產(chǎn)物和相互作用效應(yīng)①

維持未分化狀態(tài)②

誘導(dǎo)出根③，抑制

誘導(dǎo)出芽A.用自然生長的莖進(jìn)行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒B.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內(nèi)外的氣體交換C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營養(yǎng)豐富D.不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株2.(2022·浙江6月選考卷·23，2分)下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述，正確的是()D考點(diǎn)二植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用一、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)

是指將不同來源的植物細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)1.概念：2.原理：②雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性①體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流動性是一種無性生殖方式3.意義：

在打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)勢白菜+=甘藍(lán)白菜-甘藍(lán)

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(1)過程①的目的是

，用到的酶是

和

。去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體纖維素酶果膠酶植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后剩余的部分【小提示】用酶解法去壁體現(xiàn)了酶的專一性

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(2)過程②為

，人工誘導(dǎo)的物理法包括

、

等，化學(xué)法包括

、高Ca2＋—高pH融合法等原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合電融合法離心法聚乙二醇(PEG)融合法注意：兩兩融合的雜交細(xì)胞有3種，包括AA、BB和AB，符合要求的只有AB，所以需要進(jìn)行篩選

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用3.操作流程：(3)過程③為融合的原生質(zhì)體再生出

，這是融合成功的標(biāo)志(4)過程④為

，過程⑤為

。細(xì)胞壁脫分化再分化需要用到的細(xì)胞器：高爾基體、線粒體（供能）植物體細(xì)胞雜交技術(shù)包括細(xì)胞融合和組織培養(yǎng)兩個階段，依據(jù)的原理不同雜交成功的標(biāo)記

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用4.結(jié)果：所得雜種植株屬于異源多倍體，變異類型為染色體數(shù)目變異植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析植物體細(xì)胞雜交得到的個體一般是可育的，體細(xì)胞中的染色體數(shù)、染色體組的個數(shù)及基因型都是兩個體細(xì)胞中相應(yīng)數(shù)目的和A.過程①應(yīng)將葉片上表皮向上，置于含纖維素酶和果膠酶的等滲或略高滲溶液中B.過程②中的原生質(zhì)體由細(xì)胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成C.④過程可用高Ca2＋—低pH融合法，目的是促進(jìn)原生質(zhì)體融合D.⑤進(jìn)行脫分化和再分化過程，雜種植株一定具有馬鈴薯和西紅柿的優(yōu)良性狀1.(2024·西工大附中調(diào)研)科學(xué)家利用馬鈴薯和西紅柿葉片分離原生質(zhì)體并進(jìn)行細(xì)胞雜交，最終獲得了雜種植株，相關(guān)過程如圖所示。有關(guān)分析正確的是()A高PH防止原生質(zhì)體吸水過多而漲破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2.(經(jīng)典高考)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)過程如下圖。下列敘述正確的是()D原生質(zhì)體會失水皺縮，甚至死亡降低抑制紡錘體形成，跟細(xì)胞壁再生無關(guān)

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用二、植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物繁殖的新途徑1高效、快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖保持優(yōu)良品種的遺傳特性特點(diǎn)：使用材料少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高，適合自動化管理，有利于進(jìn)行工廠化生產(chǎn)

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用植物繁殖的新途徑1植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)【特別注意】“脫毒”≠“抗毒”脫毒是指本身不帶病毒，而抗毒是指具有抵抗病毒的能力

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用作物新品種的培育2項(xiàng)目單倍體育種突變體的利用原理優(yōu)點(diǎn)過程

染色體數(shù)目變異和植物細(xì)胞的全能性明顯縮短育種年限突變和植物細(xì)胞的全能性產(chǎn)生新基因，大幅度改良某些性狀一種特殊的組織培養(yǎng)技術(shù)

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3初生代謝物次生代謝物

初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，在整個生命過程中一直進(jìn)行著。初生代謝物有糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸等

次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。次生代謝物是一類小分子有機(jī)化合物，如酚類、萜類和含氮化合物應(yīng)用多、產(chǎn)量低

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)3解決辦法：利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)生產(chǎn)流程：愈傷組織細(xì)胞懸液優(yōu)點(diǎn)：快速高效，不占用耕地，幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制實(shí)例：人參皂苷、紫草寧和紫杉醇的工廠化生產(chǎn)

考點(diǎn)二

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及植物細(xì)胞工程的應(yīng)用制作人工種子4

人工種子又稱合成種子或體細(xì)胞種子，是指將植物離體培養(yǎng)中產(chǎn)生的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等包裹在含有養(yǎng)分和保護(hù)功能的人工胚乳和人工種皮中形成的類似種子的顆粒人工種皮：保護(hù)胚狀體中的水分免于喪失和防止外部力量沖擊，具有無毒、良好的通氣性等特性，最早采用的材料是聚氧乙烯，目前采用海藻酸鹽較多人工胚乳：含有必需的營養(yǎng)成分(如礦質(zhì)元素、糖類等)和某些植物激素A.誘導(dǎo)紅豆杉莖尖經(jīng)過再分化過程形成愈傷組織B.整個培養(yǎng)過程中生長素和細(xì)胞分裂素的比例固定不變C.用液體培養(yǎng)基擴(kuò)大培養(yǎng)愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時，通常要通入無菌空氣D.同一植株不同部位的組織細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)培養(yǎng)獲得的植株基因型一定相同1.(2024·河南名校聯(lián)盟)為拯救珍稀植物紅豆杉，并同時獲得高抗癌活性質(zhì)——紫杉醇，科研小組設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)流程。下列相關(guān)敘述正確的是()C脫分化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(xì)胞體積小，故不能通過該技術(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)胞生長的培養(yǎng)條件提高單個細(xì)胞中次生代謝物的含量2.(2023·山東卷·14，2分)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細(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。下列說法正確的是()A使細(xì)胞大量增殖，從而提高培養(yǎng)液中次生代謝物的含量3.(2023·廣東惠州高考模擬)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥對黑腐病等多種常見病害具有抗性。我國科學(xué)家將紫外線(UV)照射處理的花椰菜根原生質(zhì)體和黑芥葉肉原生質(zhì)體融合，獲得了抗黑腐病的雜合新植株。對雙親和部分雜合新植株的染色體計(jì)數(shù)，結(jié)果如下表所示。請回答下列問題。植株花椰菜黑芥雜合新植株A雜合新植株B雜合新植株C染色體數(shù)/條1816343058(1)原生質(zhì)體融合的理論依據(jù)是

。誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的化學(xué)物質(zhì)是

。細(xì)胞膜具有流動性聚乙二醇(PEG)(2)將花椰菜和黑芥體細(xì)胞在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，繼而培養(yǎng)成新植物體的技術(shù)稱為