高三生物一轮复习课件第50讲植物细胞工程

细胞工程是指应用细胞生物学、和分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器水平、细胞水平或组织水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合科学技术。细胞工程植物细胞工程动物细胞工程植物的组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合动物体细胞核移植单克隆抗体的制备细胞工程的概念新教材新高考高三一轮复习第50讲植物细胞工程考点要求考题统计考情分析植物细胞工程的基本技术2023，浙江、江苏、湖北辽宁、广东，选择2022，重庆、辽宁浙江（2道）本专题知识难度较高，要求基础要扎实。考查学生对相关植物细胞工程的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。植物细胞工程的应用2023，山东，选择2023，辽宁，填空植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术考点一1

选取多肉上健康、饱满的叶片。2

用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。3

平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。4

叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干5

待叶片晾干后移至半阴处养护。6

约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。7

叶插成功多肉进行叶插繁殖有心栽花花不开，无心插柳柳成荫为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？一.植物细胞的全能性（1）概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。（2）细胞具有全能性的原因：细胞内含有形成完整个体所需的全套遗传信息。（3）体现细胞的全能性的标志：细胞→

完整个体或其他各种细胞（4）细胞的全能性大小：①受精卵＞生殖细胞（卵细胞＞精子）＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞；③幼嫩的细胞＞衰老的细胞；④分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；⑤分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞。(5)生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因：

在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官）。（6）全能性表现的条件①离体的细胞、组织或器官（无菌、温度，湿度，光照等）②适宜的外界环境条件③培养基（一定的营养物质、激素）外植体（消毒）脱分化愈伤组织再分化胚状体试管苗移栽完整植株1.概念：3.一般过程：指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。移栽成活2.理论基础（原理）：植物细胞的全能性生殖方式：无性生殖二、植物组织培养技术外植体失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织。不定形的薄壁组织团块特点：排列疏松、无规则、高度液泡化、薄壁细胞愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。黑暗适当光照芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照。4.条件：①无菌②培养基：③激素：④温度、PH、光照状态：成分：

固态（琼脂）水、无机盐、蔗糖、氨基酸、维生素等生长素、细胞分裂素生长素/细胞分裂素植物细胞的发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、抑制根的形成适中促进愈伤组织的生长简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤不同时期培养基不同菊花的组织培养取材、消毒①用

充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用

溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段接种将外植体的1/3～1/2插入诱导

的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织流水次氯酸钠愈伤组织转接①将生长良好的愈伤组织转接到

培养基上；②长出芽后再转接到

培养基上，进一步诱导形成试管苗移栽将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土诱导生芽的诱导生根的探究实践真题体验(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有_______________。(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是___________________。全能性形成层容易诱导形成愈伤组织(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是____________________________________________________。

在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。诱导愈伤组织形成和诱导形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同

再分化(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是______________________________________________________。诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖遗传特性无性1.(高考江苏卷)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如图。下列叙述正确的是(

)

D大书P335（2023·辽宁）用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽，研究结果如下表。下列叙述错误的是（

）A．培养基中NAA/6-BA比例过高，不利于不定芽的诱导B．推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂C．该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产D．相同条件下，NAA诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于2，4-DD2.生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶（子叶尚未完全展开且颜色为淡绿色）为外植体进行相关研究,得到如下图所示实验结果。相关叙述错误的是(

)

A大书P335（1）Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体,原因是____________________________________。

细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织4.(2020·高考天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比（如表）进行预实验。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度

<m></m>

生长素浓度

<m></m>

Ⅰ诱导形成愈伤组织

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<m></m>

Ⅱ诱导形成幼芽

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<m></m>

Ⅲ诱导生根

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<m></m>

据表回答:大书P339（2）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是____________阶段。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

浸泡法（长时间处理）沾蘸法（短时间处理）（5）在____阶段用秋水仙素对材料进行处理,最易获得由单个细胞形成的多倍体。Ⅰ品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度

<m></m>

生长素浓度

<m></m>

Ⅰ诱导形成愈伤组织

<m></m>

<m></m>

Ⅱ诱导形成幼芽

<m></m>

<m></m>

Ⅲ诱导生根

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<m></m>

因为不同种生物之间存在着生殖隔离不能利用传统有性杂交方法能实现吗？三．植物体细胞杂交1概念：

将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成

，并把杂种细胞培育成

的技术。杂种细胞新植物体思考1：不同植物的体细胞发生融合，遇到的第一个障碍是什么？如何去掉细胞壁呢？酶解法果胶酶纤维素酶原生质体A细胞B细胞纤维素酶果胶酶去壁酶解法正在融合的原生质体杂种细胞再生出细胞壁诱导方法物理法：化学法：电融合法、离心法等聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋‾高pH融合法等脱分化再分化移栽植物细胞融合植物组织培养杂种植株愈伤组织A原生质体B原生质体移栽后的植株去壁植物细胞融合完成的标志植物体细胞杂交完成的标志体现了细胞膜的流动性体现了植物细胞的全能性2.过程3.原理无性生殖4.生殖方式：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种5.意义或优点：①技术复杂、操作繁琐、工作量大②不一定按人们需要表达优良性状6.局限性：重组细胞类型培养基的细胞类型AAABBBAB（大书P350）深挖教材2.（选择性必修3P38拓展应用）：“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯的主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以番茄—马铃薯杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达（大书P339）3．(2021·高考福建卷)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。下列叙述正确的是(

)A．愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的B．获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状C．可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生D．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体D（大书P336）3.(2023⋅江门模拟)科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。有关分析正确的是(

)

A植物细胞工程的应用植物繁殖新途径作物新品种的培育细胞工厂化生产快速繁殖作物脱毒单倍体育种突变体育种1植物繁殖的新途径高效、快速地实现种苗的大量繁殖保持优良品种的遗传特性植物顶端分生区附近(如茎尖)方法:通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。后代都是纯合体，稳定遗传；明显缩短育种年限.优点：优良品种花药花粉离体培养单倍体纯合二倍体染色体加倍选择2作物新品种的培育(1)单倍体育种配子DTDtdTdtDTDtdTdt低温或秋水仙素诱导DDTTDDttddTTddtt原理:细胞全能性和染色体变异(2)突变体的利用产生突变体的原因：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。过程:外植体新品种筛选培育愈伤组织脱分化

多种突变体

诱导分化诱变处理2作物新品种的培育原理:优点：细胞全能性和基因突变提高突变频率，加速育种进程(1)次生代谢物：是一类

有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。(2)细胞产物的工厂化生产：人们利用

来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。(3)植物细胞培养：是指在

条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其

的技术。小分子植物细胞培养离体增殖3细胞产物的工厂化生产（2023·山东）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（

）A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量A（大书P353）1．(2020⋅北京等级考)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是(

)A．过程①需使用胰