【备考2026】高考生物一轮复习资源：第10单元 第51课时 植物细胞工程（课件）

这是一份【备考2026】高考生物一轮复习资源：第10单元 第51课时 植物细胞工程（课件），共84页。PPT课件主要包含了细胞工程的概念，植物细胞的全能性，产生完整生物体，分化成，其他各种细胞，全套基因，性地表达，组织或细胞，完整植株，全能性等内容，欢迎下载使用。
1.阐明植物组织培养的原理和过程。2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
考点一　植物组织培养技术及其应用
考点二　植物体细胞杂交技术
植物组织培养技术及其应用
3.植物组织培养技术(1)概念：将离体的 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 的技术。(2)理论基础：植物细胞的 。
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的 ，转变成 的细胞，进而形成愈伤组织的过程。②愈伤组织：脱分化产生的 团块。③再分化：愈伤组织重新分化成 等器官的过程。
(4)探究实践——菊花的组织培养
(5)植物激素在植物组织培养中的作用
①诱导愈伤组织分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。②光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。③植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。
4.植物细胞工程的应用(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
(2)作物新品种的培育
(3)细胞产物的工厂化生产
初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着，例如，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，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
分析植物组织培养技术及其应用长春新碱(VCR)是夹竹桃科植物长春花中提取出的一种生物碱，具有高抗肿瘤活性。如图为长春新碱(VCR)工厂化生产流程：
回答下列问题：(1)获得高产细胞时，选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是什么？
提示　茎尖、幼叶部位的细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。
(2)植物细胞培养时，需要用酶解法将愈伤组织分离成 ，加入培养液制成细胞悬液进行培养。(3)植物细胞培养要在无菌条件下进行的原因是什么？
提示　培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对植物细胞有害的物质，导致细胞死亡。
考向一　植物组织培养技术及其应用1.(2024·甘肃，15)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.(2023·山东，14)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
(1)过程①为去除 获得原生质体，用到的酶是 和 。(2)过程②为 的融合，人工诱导的物理法包括 、______等，化学法包括 、高Ca2＋—高pH融合法等。
聚乙二醇(PEG)融合法
(3)过程③为融合的原生质体再生出 ，这是原生质体融合成功的标志。(4)过程④为 ，过程⑤为 。
2.概念植物体细胞杂交是指将 的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成 的技术。3.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。4.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。5.局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
分析植物体细胞杂交技术不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。
1.植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？
提示　分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
2.将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
提示　可以形成3种融合细胞：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3.二倍体番茄和二倍体马铃薯体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？
提示　有四个染色体组，是四倍体。
考向二　植物体细胞杂交技术及其应用3.(2024·江苏，13)图示植物原生质体制备、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
4.(2024·湖北，11)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
A.需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液对外植体进行消毒B.过程①表示脱分化，脱分化后外植体细胞失去其特有的结构和功能C.过程②表示再分化，再分化过程应先诱导愈伤组织生根，后再诱导其 生芽D.过程①需提供充足光照，过程②需在黑暗条件中进行
一、过教材1.如图为植物组织培养的流程图，下列相关叙述正确的是
E.过程①②与细胞中基因的选择性表达有关F.培养基中需添加一定量的葡萄糖以利于调节渗透压和提供营养物质G.提高培养基中细胞分裂素与生长素间含量的比值可促进愈伤组织分化 出根H.组培苗移植前需用流水清洗掉根部的培养基，经炼苗后再移栽大田
2.下列有关植物体细胞杂交的说法，正确的是A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体B.可以利用灭活的病毒对原生质体进行诱导融合C.融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关D.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核E.植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁F.可据细胞内染色体的数目、形态来鉴定杂种细胞G.植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状H.利用植物体细胞杂交技术培育出白菜—甘蓝，说明两物种间不存在生 殖隔离
3.下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是A.利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状B.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种C.次生代谢物是植物生命活动必需的营养物质D.细胞工厂化生产是为了提高单个细胞中次生代谢物的含量E.植物细胞培养技术的原理是植物细胞的全能性F.植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制G.用二倍体植株的配子与体细胞杂交能缩短三倍体无子果实培育年限
二、过高考(经典高考题)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：
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_______。步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是___________________________________________。
层细胞分化程度低，容易
从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是________________________________________________________________________________。
诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同
步骤⑥要进行照光培养，其作用是____________________________________________。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。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。
诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进
(1)纤维素酶和果胶　离心法、电融合法、PEG融合法、高Ca2＋－高pH融合法　(2)使中间偃麦草的染色体断裂(3)植物激素　提供营养物质和调节渗透压　(4)1、2、4　它们同时具有普通小麦和中间偃麦草的DNA片段
一、选择题1.(2024·荆州一模)近年来多肉植物备受青睐，但由于其繁育周期长，难以适应产品商业化需求。为了缓解多肉植株生长量和需求量的供求问题，可使用组织培养技术进行迅速繁育。下列有关多肉植物组织培养的叙述，正确的是A.选取任何部位作为外植体，都能获得与原植株性状完全相同的个体B.为了提高外植体的消毒效果，应将外植体置于高压蒸汽灭菌锅中灭菌C.配制的培养基，应含有水、无机盐、蔗糖和适量植物激素等D.在组织培养的不同阶段，培养基中加入的植物激素种类和含量应完全 一致
注：褐化是指培养材料在组培过程中向培养基中释放褐色物质，并变褐死亡的现象。
2.某科学小组探索长寿花组织培养过程中外植体的消毒条件，实验结果如表。下列分析错误的是
A.消毒处理时间越长，组织培养成功率越高B.消毒处理时间越长，外植体的污染率越低C.诱导培养外植体脱分化为愈伤组织的过程中一般不需要光照D.组织培养过程中提高生长素与细胞分裂素的比例有助于生根
3.(2024·安庆模拟)植物组织培养过程中，需要用到①诱导愈伤组织培养基、②诱导生根培养基和③诱导生芽培养基。下列有关这三种培养基以及菊花组织培养的叙述，正确的是A.菊花的幼茎茎段在离体培养过程中，最后用到的培养基是③B.若接种的外植体是花药，则离体培养得到的植株都是单倍体C.培养基中含有营养物，故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照D.单倍体育种、转基因植物培育、植物体细胞杂交都离不开植物组织培养
4.(2024·黑吉辽，6)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产物的合成速率
5.(2025·厦门月考)下列关于菊花组织培养的说法，正确的是A.实验所用器皿、培养基使用干热灭菌法进行灭菌B.依次用无菌水、酒精、次氯酸钠溶液处理外植体C.外植体经过脱分化、诱导生芽、诱导生根形成试管苗D.为保证试管苗的成活率，应尽快转移至大田种植
6.将优质、耐贮藏的巨大口蘑(甲)和高产、适应性强的双孢蘑菇(乙)作为亲本菌株，进行原生质体融合育种，以得到具有新生理特性的融合菌株。如图为育种过程，以下说法错误的是A.利用酶解法对甲和乙 的菌丝去壁B.使用适宜浓度的PEG诱导原生质体融合C.融合时间和温度不会影响原生质体融合率D.原生质体融合育种可以实现远缘杂交的目的
7.(2024·天津河西一模)科研人员欲将百脉根(2n＝12，可合成单宁)的细胞和紫花苜蓿(2n＝32)的细胞进行融合、培养，以获得可合成单宁的紫花苜蓿新品种。若只考虑细胞的两两融合，下列说法正确的是A.目的细胞在细胞分裂过程中最多可以含有88条染色体B.促进两种细胞融合通常在低渗溶液中采用PEG融合法诱导C.该过程在有光照的条件下进行，培养基中不需要添加有机物成分D.紫花苜蓿新品种可合成单宁，说明百脉根和紫花苜蓿不存在生殖隔离
A.利用纤维素酶和果胶酶进行去壁处理获得原生质体B.原生质体密度过高或过低均不利于原生质体的融合C.融合后的原生质体经过脱分化即可发育成杂种植株D.对杂种植株需进行生长速度和人参皂苷含量的检测
8.(2024·北京朝阳一模)为培育繁殖周期短、高产人参皂苷的杂种植物，研究人员将人参和胡萝卜的原生质体进行融合，并检测了原生质体密度对融合率的影响，结果如表。下列相关叙述不正确的是
9.(2024·日照模拟)花椰菜(2n＝18)易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥(2n＝16)对黑腐病等多种常见病害具有抗性。科研人员用射线照射处理黑芥叶肉原生质体后与花椰菜根原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株甲、乙、丙，它们均含有花椰菜的全部染色体。下列叙述错误的是
A.可以利用是否含有叶绿体作为初步筛选融合原生质体的依据B.杂合新植株甲的单倍体的细胞中有2个染色体组，因而可育C.杂合新植株丙可能是由多个原生质体经PEG诱导融合而成D.获得的杂种细胞需要经过脱分化和再分化才能培育成新植株
10.束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是A.感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育B.培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素C.超低温保存感病植株茎 尖可提高其脱毒率，降 低成活率D.茎尖脱分化形成的愈伤 组织是一团呈正方形的 薄壁组织团块
11.(2024·黔南模拟)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
12.(2024·海南儋州一模)我国科学家结合单倍体育种技术成功培育出玉米新品种，部分育种过程如图。下列相关叙述错误的是A.过程①包含脱分化和再分化，不同阶段激素含量及光照条件不同B.过程②需用秋水仙素或低温诱导处理单倍体的种子以获得二倍体C.过程③可从个体水平上进行筛选，从而获得稳定遗传的优良品种D.该培育过程涉及的生物学原理有植物细胞的全能性和染色体变异
13.(2024·保定一模)植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用。下列相关叙述正确的是A.玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株自交后性状能稳定遗传B.植物体细胞杂交属于无性生殖，其结果是获得杂种植株C.由无毒茎尖组织培养获得的无毒幼苗可抵抗病毒的侵染D.组织培养时外植体用化学试剂消毒后需经自来水冲洗才可用于接种
14.(2024·聊城调研)紫草宁是从紫草愈伤组织细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁是世界上首例药用植物细胞工程产品。下列关于植物细胞工程的说法，正确的是A.植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢物B.植物组织培养时，应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织污染C.在培养愈伤组织时加入细胞融合的诱导剂，可直接获得染色体加倍的细胞D.叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低，故培育脱毒植物适宜选茎尖而不 选叶片
二、非选择题15.(2024·昆明模拟)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存
在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图1所示。请回答下列问题：
(3)过程④培养基中需添加_________、无机盐、蔗糖等物质才能诱导愈伤组织形成，其中蔗糖的作用是____
_____________________(至少答出一点)。
(1)过程①需要使用_______________酶去除细胞壁。③要用到的方法有_________________________________________________(物理法和化学法各举一例)。(2)过程②紫外线的作用是_________________________。
离心法、电融合法、PEG融合法、高Ca2＋－高pH融合法
使中间偃麦草的染色体断裂