知識(shí)清單34 植物細(xì)胞工程-2025年高考生物一輪復(fù)習(xí)知識(shí)清單

知識(shí)清單34植物細(xì)胞工程內(nèi)容概覽知識(shí)導(dǎo)圖：感知全局，了解知識(shí)要點(diǎn)考點(diǎn)清單：3大考點(diǎn)總結(jié)，梳理必背知識(shí)、歸納重點(diǎn)易混易錯(cuò)：4個(gè)錯(cuò)混點(diǎn)梳理，高效查漏補(bǔ)缺真題賞析：感知真題、知識(shí)鏈接、知己知彼考點(diǎn)1植物組織培養(yǎng)技術(shù)1．植物組織培養(yǎng)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)。2．植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性(具有某種植物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整植株的潛力)。3．過程(1)外植體：離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞(2)脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過誘導(dǎo)，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。(3)愈傷組織：植物細(xì)胞脫分化形成的不定形的薄壁組織團(tuán)塊(4)再分化：愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程。(5)生長發(fā)育：脫分化和再分化都是在含有營養(yǎng)物質(zhì)和外源激素的試管中完成的。再分化之后，要將試管苗移到大田中栽培或進(jìn)行無土栽培，使之進(jìn)一步生長發(fā)育為具有根、莖、葉且能開花、結(jié)果的完整植株。4．操作實(shí)例——菊花的組織培養(yǎng)注意說明：生長素與細(xì)胞分裂在植物組織培養(yǎng)中是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素。因二者比值不同而效果不同。當(dāng)比值高時(shí)，有利于根的分化而抑制芽的形成；當(dāng)比值低時(shí)，有利于芽的分化而抑制根的形成：當(dāng)比值適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的形成?？键c(diǎn)2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)是指：將不同來源的植物體細(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)。2．原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性(原生質(zhì)體融合)、植物細(xì)胞具有全能性(雜種細(xì)胞培養(yǎng)成雜種植株)。3．過程(1)原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。(2)植物體細(xì)胞雜交成功的標(biāo)志：形成雜種植株。4．意義：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)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)勢教材拾遺：番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所想象的那樣的主要原因是生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的。考點(diǎn)3植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1．植物繁殖的新途徑(1)快速繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。2．作物新品種的培育3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)植物代謝物(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)①植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)：在離體條件下，對單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖。②實(shí)例：從紫草細(xì)胞中提取紫草寧；從高產(chǎn)紫杉醇的細(xì)胞中提取紫杉醇；利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂苷。教材拾遺：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動(dòng)，因此，在整個(gè)生命過程中一直進(jìn)行著；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(shí)間條件下才進(jìn)行。易錯(cuò)點(diǎn)1植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵(1)條件：離體，一定的營養(yǎng)物質(zhì)，激素(生長素、細(xì)胞分裂素)等。(2)培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(需再分化生根培養(yǎng)基及生芽培養(yǎng)基)。(3)體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的表達(dá)具有選擇性。(4)光照的應(yīng)用：脫分化階段不需要給予光照，再分化階段需要給予光照，以利于葉綠素的形成。易錯(cuò)點(diǎn)2有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的易錯(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。易錯(cuò)點(diǎn)3雜種植物遺傳物質(zhì)的變化(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。(2)染色體組數(shù)①染色體組數(shù)＝兩種植物體細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。②植物體細(xì)胞雜交形成的雜種植株，有幾個(gè)染色體組就稱為幾倍體，屬于異源多倍體，變異類型屬于染色體變異。③若一植物細(xì)胞含有2x條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2y條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為異源四倍體，其體細(xì)胞中染色體為(2x＋2y)條，4個(gè)染色體組，基因型為AabbccDd。易錯(cuò)點(diǎn)4植物體細(xì)胞雜交和有性雜交的辨析1．(2024·江蘇·高考真題)圖示植物原生質(zhì)體制備、分離和檢測的流程。下列相關(guān)敘述正確的是(

)A．步驟①添加鹽酸以去除細(xì)胞壁B．步驟②吸取原生質(zhì)體放入無菌水中清洗C．原生質(zhì)體密度介于圖中甘露醇和蔗糖溶液密度之間D．臺(tái)盼藍(lán)檢測后應(yīng)選擇藍(lán)色的原生質(zhì)體繼續(xù)培養(yǎng)[答案]C．[解析]A、步驟①添加纖維素酶或果膠酶去除細(xì)胞，其原理是酶的專一性，A錯(cuò)誤；B、步驟②吸取原生質(zhì)體放入等滲液中清洗，否則會(huì)導(dǎo)致原生質(zhì)體吸水漲破，B錯(cuò)誤；C、結(jié)合圖示可知原生質(zhì)體處于甘露醇和蔗糖溶液之間，因而可推測原生質(zhì)體的密度介于圖中甘露醇和蔗糖溶液密度之間，C正確；D、臺(tái)盼藍(lán)檢測后應(yīng)選擇無色的原生質(zhì)體繼續(xù)培養(yǎng)，染成藍(lán)色的原生質(zhì)體活性差或死亡，D錯(cuò)誤。故選C。知識(shí)鏈接：植物的體細(xì)胞雜交是將不同植物的細(xì)胞通過細(xì)胞融合技術(shù)形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而利用植物的組織培養(yǎng)將雜種細(xì)胞培育成多倍體的雜種植株。植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性。2．(2024·甘肅·高考真題)蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質(zhì)退化。某研究小組嘗試通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗，操作流程如下圖。下列敘述正確的是(

)A．①為脫分化過程，1號(hào)培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列規(guī)則的薄壁組織團(tuán)塊B．②為再分化過程，愈傷組織細(xì)胞分化時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變或基因重組C．3號(hào)培養(yǎng)基用于誘導(dǎo)生根，其細(xì)胞分裂素濃度與生長素濃度的比值大于1D．百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體[答案]D．[解析]A、在脫分化過程中，1號(hào)培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列不規(guī)則的薄壁組織團(tuán)塊，A錯(cuò)誤；B、愈傷組織細(xì)胞分化時(shí)可能會(huì)發(fā)生基因突變，但基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，而愈傷組織細(xì)胞的分化過程是有絲分裂，所以不會(huì)發(fā)生基因重組，B錯(cuò)誤。C、3號(hào)培養(yǎng)基用于誘導(dǎo)生根，其細(xì)胞分裂素濃度與生長素濃度的比值應(yīng)該小于1，C錯(cuò)誤；D、百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，因此可以作為該研究中的外植體，D正確；故選D。知識(shí)鏈接：植物組織培養(yǎng)過程是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，然后再分化生成根、芽，最終形成植物體。植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。3．(2024·湖北·高考真題)植物甲抗旱、抗病性強(qiáng)，植物乙分蘗能力強(qiáng)、結(jié)實(shí)性好。科研人員通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出兼有甲、乙優(yōu)良性狀的植物丙，過程如下圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．過程①中酶處理的時(shí)間差異，原因可能是兩種親本的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有差異B．過程②中常采用滅活的仙臺(tái)病毒或PEG誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C．過程④和⑤的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細(xì)胞分裂素D．可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株[答案]B．[解析]A、酶解是為了去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，過程①中酶處理的時(shí)間不同，說明兩種親本的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有差異，A正確；B、過程②為原生質(zhì)體的融合，常用PEG誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，滅活的仙臺(tái)病毒可誘導(dǎo)動(dòng)物細(xì)胞融合，不能用于植物，B錯(cuò)誤；C、過程④脫分化和⑤再分化的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細(xì)胞分裂素，但在兩個(gè)過程中比例不同，C正確；D、植物丙是植物甲和植物乙體細(xì)胞雜交形成的個(gè)體，應(yīng)具備兩者的遺傳物質(zhì)，因此可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。故選B。知識(shí)鏈接：雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁是體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志，細(xì)胞壁的形成與細(xì)胞內(nèi)高爾基體有重要的關(guān)系。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服遠(yuǎn)源雜交不親和的障礙、培育作物新品種方面所取得的重大突破。4．(2024·吉林·高考真題)迷迭香酸具有多種藥理活性。進(jìn)行工廠化生產(chǎn)時(shí)，先誘導(dǎo)外植體形成愈傷組織，再進(jìn)行細(xì)胞懸浮培養(yǎng)獲得迷迭香酸，加入誘導(dǎo)劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量。下列敘述錯(cuò)誤的是(

)A．迷迭香頂端幼嫩的莖段適合用作外植體B．誘導(dǎo)愈傷組織時(shí)需加入NAA和脫落酸C．懸浮培養(yǎng)時(shí)需將愈傷組織打散成單個(gè)細(xì)胞或較小的細(xì)胞團(tuán)D．茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物的合成速率[答案]B．[解析]A、迷迭香頂端幼嫩的莖段適合用作外植體，生長旺盛，分裂能力較強(qiáng)，A正確；B、誘導(dǎo)愈傷組織時(shí)需加入NAA和細(xì)胞分裂素，B錯(cuò)誤；C、懸浮培養(yǎng)時(shí)需將愈傷組織打散成單個(gè)細(xì)胞或較小的細(xì)胞團(tuán)，獲得更多的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，使得其可以進(jìn)一步分裂，C正確；D、加入誘導(dǎo)劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量，推測茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物(不是植物生長所必須的)的合成速率，D正確。故選B。知識(shí)鏈接：細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)：在離體條件下，對單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖。實(shí)例：從紫草細(xì)胞中提取紫草寧；從高產(chǎn)紫杉醇的細(xì)胞中提取紫杉醇；利用人參細(xì)胞生產(chǎn)人參皂苷。5．(2024·浙江·高考真題)山藥在生長過程中易受病毒侵害導(dǎo)致品質(zhì)和產(chǎn)量下降。采用組織培養(yǎng)技術(shù)得到脫毒苗，可恢復(fù)其原有的優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)特性，流程如圖。下列操作不可行的是(

)外植體→愈傷組織→叢生芽→試管苗A．選擇芽尖作為外植體可減少病毒感染B．培養(yǎng)基中加入抗生素可降低雜菌的污染C．將叢生芽切割后進(jìn)行繼代培養(yǎng)可實(shí)現(xiàn)快速繁殖D．提高生長素和細(xì)胞分裂素的比值可促進(jìn)愈傷組織形成叢生芽[答案]D．[解析]A、芽尖等分生組織分裂旺盛，且含病毒少，取材時(shí)常選用其作為外植體，A正確；B、培養(yǎng)基中有大量的營養(yǎng)物質(zhì)容易被細(xì)菌污染，加入抗生素可降低雜菌的污染，B正確；C、將叢生芽切割后轉(zhuǎn)移到新的培養(yǎng)基上繼續(xù)進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)稱為繼代培養(yǎng)，其又可分為第二代培養(yǎng)、第三代培養(yǎng)等。大多數(shù)植物每隔4~6周進(jìn)行一次繼代培養(yǎng)，每進(jìn)行一次繼代培養(yǎng)，培養(yǎng)物一般能增殖3~4倍。正因?yàn)榕囵B(yǎng)物可以不斷繼代培養(yǎng)，所以離體繁殖速度比常規(guī)方法通常要快數(shù)萬倍，可實(shí)現(xiàn)快速繁殖，C正確；D、提高生長素和細(xì)胞分裂素的比值可促進(jìn)愈傷組織形成根而不是芽，D錯(cuò)誤。故選D。知識(shí)鏈接：植物組織培養(yǎng)技術(shù)：1、過程：離體的植物組織，器官或細(xì)胞(外植體)→愈傷組織→胚狀體→植株(新植體)。2、原理：植物細(xì)胞的全能性。3、條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件(如適宜溫度、適時(shí)的光照、pH和無菌環(huán)境等)；②一定的營養(yǎng)(無機(jī)、有機(jī)成分)和植物激素(生長素和細(xì)胞分裂素)。6．(2024·安徽·高考真題)植物細(xì)胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中已得到應(yīng)用。某興趣小組嘗試?yán)迷摷夹g(shù)培養(yǎng)胡蘿卜細(xì)胞并獲取番茄紅素，設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)流程和培養(yǎng)裝置(如圖)，請同學(xué)們進(jìn)行評議。下列評議不合理的是(

)A．實(shí)驗(yàn)流程中應(yīng)該用果膠酶等處理愈傷組織，制備懸浮細(xì)胞B．裝置中的充氣管應(yīng)置于液面上方，該管可同時(shí)作為排氣管C．裝置充氣口需要增設(shè)無菌濾器，用于防止雜菌污染培養(yǎng)液D．細(xì)胞培養(yǎng)需要適宜的溫度，裝置需增設(shè)溫度監(jiān)測和控制設(shè)備[答案]B．[解析]A、植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，欲利用愈傷組織制備懸浮細(xì)胞，可用纖維素酶和果膠酶進(jìn)行處理愈傷組織，A正確；B、裝置中的充氣管應(yīng)置于液面下方，以利于培養(yǎng)液中的溶氧量的增加，該管不能同時(shí)作為排氣管，B錯(cuò)誤；C、為了防止雜菌污染培養(yǎng)液，裝置充氣口需要增設(shè)無菌濾器，C正確；D、細(xì)胞培養(yǎng)時(shí)需要保證適宜的溫度，因此裝置需增設(shè)溫度監(jiān)測和控制設(shè)備，D正確。故選B。知識(shí)鏈接：植物細(xì)胞培養(yǎng)是指在離體條件下對單個(gè)植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)7．[多選](2024·江蘇·高考真題)圖示普通韭菜(2n=16)的花藥結(jié)構(gòu)。為了快速獲得普通韭菜的純系，科研人員利用其花藥進(jìn)行單倍體育種。下列相關(guān)敘述正確的有(

)A．花粉細(xì)胞和花藥壁細(xì)胞均具有全能性B．培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素的比例影響愈傷組織再分化C．鏡檢根尖分生區(qū)細(xì)胞的染色體，可鑒定出單倍體幼苗D．秋水仙素處理單倍體幼苗，所得植株的細(xì)胞中染色體數(shù)都是16[答案]ABC．[解析]A、花粉細(xì)胞含有一個(gè)完整的染色體組，花藥壁細(xì)胞含有2個(gè)染色體組，都含有該生物生長發(fā)育繁殖的全部遺傳信息，均具有全能性，A正確；B、愈傷組織再分化過程中，如果細(xì)胞分裂素和生長素同時(shí)使用，且生長素用量較高，有利于根的分化、抑制芽的形成，如果同時(shí)使用，且細(xì)胞分裂素用量較高，有利于芽的分化、抑制根的形成，所以培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比例將影響愈傷組織分化的方向，B正確；C、單倍體幼苗細(xì)胞含有的染色體數(shù)目減半，因此可鏡檢根尖分生區(qū)細(xì)胞的染色體，鑒定出單倍體幼苗，C正確；D、秋水仙素處理單倍體幼苗，可能有些細(xì)胞染色體數(shù)目沒有加倍，只含有8條，D錯(cuò)誤。故選ABC。知識(shí)鏈接：生長素與細(xì)胞分裂素的用量比值高，有利于根的分化，抑制芽的形成；用量比值低，有利于芽的分化，抑制根的形成；用量比值適中，促進(jìn)愈傷組織的形成。8．(2024·山東·高考真題)下列關(guān)于植物愈傷組織的說法正確的是()A．用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體B．融合的原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁后才能形成愈傷組織C．體細(xì)胞雜交獲得的雜種植株細(xì)胞中具有來自親本的2個(gè)細(xì)胞核D．通過愈傷組織再生出多個(gè)完整植株的過程屬于無性繁殖[答案]BD．[解析]A、植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，故用果膠酶和纖維素酶去除愈傷組織的細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，A錯(cuò)誤；B、用纖維素酶和果膠酶分