2023届高考生物一轮专题复习课件：植物细胞工程

这是一份2023届高考生物一轮专题复习课件：植物细胞工程，共26页。PPT课件主要包含了强化模拟限时训练，真题演练等内容，欢迎下载使用。
考法一　植物细胞工程的基本技术
1．关于植物体细胞杂交(1)植物体细胞杂交的原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。(2)杂种细胞形成的标志：新细胞壁的生成。(3)植物体细胞杂交的终点：培育成杂种植株。(4)杂种植株特征：理论上具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。(5)植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
2．植物体细胞杂交和有性杂交的比较结果不同：若两个不同来源的植物细胞A、B进行融合，A含有2a条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2b条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则植物体细胞杂交的结果应为异源四倍体，其体细胞中染色体数为2a＋2b，基因型为AabbccDd，即杂交后的细胞不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法得到。而植物有性杂交的结果是子代细胞中染色体数为a＋b，基因型为AbcD、abcD、Abcd或abcd，即先减半再相加。在减数分裂过程中，亲本染色体联会正常，子代由于染色体联会异常导致不能产生配子。
3．两组概念辨析(1)细胞分化、脱分化和再分化的辨析①细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。例如由种子发育成植株的过程中要经过细胞分化，以形成不同的组织和器官。②脱分化：在一定激素和营养等条件的诱导下，植物已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成薄壁组织团块(愈伤组织)的过程。③再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
(2)原生质体、原生质层、原生质滴的辨析①原生质体：除去细胞壁后的植物细胞、真菌细胞或细菌细胞。②原生质层：包括植物细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细胞液。③原生质滴：动物精子形成过程中，细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体演变为线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩为球状，叫作原生质滴。原生质滴随着精子的成熟向后移动，最后脱落。
1 [北京2021·7，2分]研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现两个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(　　)A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
【答案】C【解析】本题考查染色体变异与植物组织培养。由题意可知，簇毛麦和普通小麦的染色体数目不同，为两个不同的物种，两者之间存在生殖隔离，A正确；杂种幼胚形成杂种植株的过程为植物组织培养，需经过脱分化和再分化，B正确；由于杂种植株为异源二倍体，减数分裂时染色体不能正常联会，C错误；杂种植株为异源二倍体，不可育，其染色体数目加倍后能产生可育植株，D正确。
题型一 植物细胞工程的基本技术
1．花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是(　　)
A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30 minB．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
【答案】C　【解析】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，过程①所用的花药需用70%乙醇消毒30 s，后用无菌水冲洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min，立即用无菌水冲洗2～3次，A错误；过程②的培养基中需添加比例适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是二倍体的花药经过花药离体培养和秋水仙素处理后发育而来的，因此可从中筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。
2．[福建三明2021月考]实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是(　　)A．获得该杂种植株打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种B．可利用电融合法、离心法诱导原生质体融合C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条
【答案】D　【解析】获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电融合法、离心法等)和化学方法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察染色体数目，筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目可能为28条、96条和62条，D错误。
考法二　植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径(1)快速繁殖：不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。(2)作物脱毒①培育脱毒植株的原因：生产上，许多无性繁殖作物感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低和品质变差。②培育方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。③原理：植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒(病毒在植物体内分布不均匀)；植物细胞的全能性。
2．作物新品种的培育(1)单倍体育种花药(或花粉)离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。(2)突变体的利用：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(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。3．细胞产物的工厂化生产(1)方法：利用植物组织培养技术大量生产目标产物(一般只需要培养到愈伤组织阶段)。(2)产物种类：次生代谢物(如酚类、萜类和含氮化合物等)、药物、香料、色素等。
题型二 植物细胞工程的应用
3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是(　　)
A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同B．过程②的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活C．过程③④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同D．图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
【答案】A　【解析】带叶原基的芽是茎尖，植物的茎尖或根尖不带病毒或病毒极少，其他部位带的病毒较多，A错误；过程②的作用是使组织中的病毒在题图处理温度下部分或全部失活，B正确；过程③是诱导生芽，过程④是诱导生根，两个过程所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C正确；题图过程是离体的带叶原基的芽脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼苗，体现了植物细胞的全能性，D正确。
4．甲、乙两种濒危植物(二倍体)因有性繁殖率低、易感染病毒等原因，常采用组织培养的方法繁殖。请回答下列问题：(1)以植物甲叶片为材料，通过组织培养获得了再生植株，表明植物细胞具有________________________________________________________________________。在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的________或从愈伤组织上分化出________。(2)为培养脱毒的植物乙，从植物乙根的________(填“分生区”或“成熟区”)附近取材进行组织培养，植物乙的根细胞中常会积累一些橙黄色的脂溶性色素颗粒，可用__________(填“有机溶剂”或“水”)提取。(3)如取甲的叶肉细胞与乙的上述细胞用____________酶去除细胞壁，获得具有活力的______________，再用化学诱导剂诱导二者融合，在光学显微镜下，如看到某个细胞中同时出现________________________，则说明融合成功。
【答案】(1)全能性　分裂　不定芽　(2)分生区　有机溶剂(3)纤维素酶和果胶　原生质体　绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒【解析】(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。在培养基中添加细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织上分化出不定芽。(2)分生区细胞几乎不含病毒，因此为培养脱毒的植物乙，需从植物乙根的分生区附近取材进行组织培养；该色素颗粒为脂溶性的，因此可用有机溶剂提取。(3)去除植物细胞壁应该用纤维素酶和果胶酶，这样可以获得有活力的原生质体；将甲的叶肉细胞(含有绿色的叶绿体)与乙的细胞(含有橙黄色的色素颗粒)融合，在光学显微镜下，如看到某个细胞中同时出现绿色的叶绿体和橙黄色的色素颗粒，则说明融合成功。
1．[浙江2022年6月·23，2分]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　)A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
【答案】D　【解析】本题考查植物组织培养的知识用自然生长的茎进行组培时需先用70%乙醇浸泡，再用5%次氯酸钠溶液浸泡消毒，A错误；培养瓶使用专用封口膜能保证外部的细菌等微生物不进入培养瓶内部，又能保证培养瓶内部氧气的供应，故不会阻止瓶内外的气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用的蛭石除了含有一些矿质元素，几乎不含其他营养成分，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段经诱导后可以直接形成根与芽，通过器官发生途径形成完整的菊花植株，D正确。
2．[江苏2021·5，2分]植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是(　　)A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素与细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
【答案】D　【解析】本题考查植物组织培养技术的相关知识。植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过消毒处理后才能进行培养，A正确；组织培养过程中也可不产生明显愈伤组织，直接形成胚状体等结构，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化，C正确；变异具有普遍性且是不定向的，用同一植株体细胞离体培养获得再生苗的过程中，细胞要进行有丝分裂，这一过程中可能会发生基因突变或染色体变异等，D错误。
7．[浙江2022年6月·29(二)，8分]回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：(1)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的________检测。(2)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的______________，分析染色体组型是否改变进行判断。(3)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为________时全能性表达能力最高。
【答案】(1)农杆菌　 过低　敏感性(2)再生　细胞核　形态特征和数量(3)培养时间　受精卵【解析】本题考查基因工程与植物组织培养。(1)抗生素具有抑制细菌生长繁殖的作用。根据题中信息“在用农杆菌侵染的方法进行……使用抗生素”分析，使用抗生素的目的之一是抑制农杆菌的生长繁殖。选择培养基中抗生素起到选择作用，当浓度过低时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的敏感性检测。(2)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较高的全能性，其再生能力较强、遗传稳定性高。根据“分析染色体组型是否改变进行判断”可知，对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内细胞核形态是否改变进行判断，也可以通过观察分裂期染色体形态特征和数量来判断。(3)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和培养时间长短(细胞分裂次数有限)等有关。同时也与受体的取材有关，不同受体的全能性表达能力不同，其中受体为受精卵时全能性表达能力最高。