高三生物学一轮复习讲义74 选择性必修3 第九单元 第52讲　植物细胞工程

第52讲植物细胞工程1．阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2．概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3．举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。考点1植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、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____________________或分化成其他各种细胞的潜能。2．在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会__________________________。三、植物组织培养技术1．概念：将离体的____________、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。2．原理：____________________。3．过程4．探究·实践——菊花的组织培养5．生长素与细胞分裂素的使用比例对植物组织培养的影响生长素/细胞分裂素植物细胞的发育方向比值高有利于根的分化、抑制芽的形成比值低有利于芽的分化、抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成(人教版选择性必修3P35－37探究·实践)菊花组织培养的再分化过程中，若愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化成了芽，其可能的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。四、植物体细胞杂交技术1．概念：将不同来源的______________，在一定条件下融合成____________，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2．原理：体细胞杂交利用了细胞膜的__________，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的__________。3．操作过程4．意义植物体细胞杂交技术在打破____________，实现________杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。[深化拓展]1．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较2．植物体细胞杂交和有性杂交的辨析1．在蓝莓组织培养过程中，宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体。 ()2．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根。 ()3．研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁。 ()4．植物组织培养中，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。 ()在拟南芥愈伤组织生芽过程中，细胞分裂素(CK)通过影响ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高CK)培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。如图中，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是。分析图示结果可得出的结论是在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为与野生型相比，。植物组织培养技术1．(链接人教版选择性必修3P34从社会中来)兰花人工种子由人工种皮、原球茎和人工胚乳构成。原球茎是由胚性细胞组成、形态类似球茎的结构，可发育成完整植株。人工胚乳(即MS培养基)可调控原球茎的休眠，并为原球茎的发育提供营养成分和激素。不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同，椰子水中含有脱落酸。下列有关叙述错误的是()A．从盆栽兰花获取茎尖，对其进行植物组织培养形成完整植株，体现了植物细胞的全能性B．不同成熟度椰子的椰子水对原球茎生长的促进效果不同，可能是其中营养物质和激素的含量存在差异C．对人工胚乳中的MS培养基浓度和椰子水的添加比例进行调整，可延长人工种子的保存时间D．人工胚乳中添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水，使原球茎的休眠时间变长2．(2025·内蒙古适应性考试)下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是()A．诱导愈伤组织形成和后续培养过程中均需提供适宜的温度和光照B．诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例C．获得的试管苗通常直接移栽大田D．获得的脱毒苗具有抗病毒能力植物体细胞杂交技术3．(链接人教版选择性必修3P37正文、P38图2-4)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是()A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株4．(不定项)(链接人教版选择性必修3P38概念检测T1)为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合(基本过程与植物体细胞杂交一致)。菌株甲抗利福平(Rifr)但对链霉素敏感(StrS)，菌株乙抗链霉素(Strr)但对利福平敏感(RifS)。下列叙述正确的是()A．过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙B．为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中C．融合后的融合子有3种，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选D．过程②体现了细胞膜的流动性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合考点2植物细胞工程的应用一、植物繁殖的新途径二、作物新品种的培育1．(人教版选择性必修3P40正文)单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料，其原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2．(人教版选择性必修3P41正文)结合诱变育种，从细胞工程的角度出发，简述一种培养抗寒香蕉品种的方法及步骤：_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。三、细胞产物的工厂化生产1．初生代谢与次生代谢初生代谢是生物生长和生存所________的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的______________中，并在一定的环境和时间条件下才进行。2．过程外植体脱分化愈伤组织分散开工厂化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从培养愈伤组织细胞的培养液中就可提取细胞产物。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。1．葡萄的扦插、石榴的压条繁殖方式属于微型繁殖。 ()2．单倍体育种和突变体育种的原理相同。 ()3．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。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。 ()4．利用植物细胞培养生产的紫草宁是世界首例药用植物细胞工程产品。 ()甲植株(2n＝18)具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植株乙(4n＝32)的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯(IOA)处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂。(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体，利用的生物学原理是。(2)③④分别表示的生理过程是、。(3)在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是什么？杂种植株丙抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染，原因是什么？。植物细胞工程在生产实践中的应用1．(链接人教版选择性必修3P40图2-6、正文)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是()A．①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块B．②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组C．3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1D．百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体2．(链接人教版选择性必修3P41正文)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是()A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢物的合成速率1．(2024·浙江1月卷)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是()外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗A．选择芽尖作为外植体可减少病毒感染B．培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染C．将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖D．提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽2．(2024·江苏卷)下图为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是()A．步骤①添加盐酸以去除细胞壁B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养3．(2024·安徽卷)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议