第30讲 植物细胞工程（知识清单）-2026年高考生物一轮复习讲练（上海专用）

这是一份第30讲 植物细胞工程（知识清单）-2026年高考生物一轮复习讲练（上海专用），共7页。试卷主要包含了细胞工程概念，分类等内容，欢迎下载使用。

1.细胞工程概念：以细胞生物学和分子生物学为基础，结合现代工程技术手段，在细胞或亚细胞水平、组织水平上进行设计与操作，是构建优良细胞、组织、器官以及生物体的综合性生物工程。
2.分类：
①植物细胞工程：植物组织培养技术、植物细胞培养、植物体细胞杂交技术
②动物细胞工程：动物细胞培养技术、动物细胞融合技术、核移植技术、干细胞技术
③胚胎工程
考点1 植物组织培养技术★★★☆☆
（1）植物组织培养定义：将离体的植物细胞、组织或器官（外植体）在适宜的培养条件下经脱分化形成愈伤组织，然后经过再分化，形成芽、根并最终发育成完整植株，这一过程称为植物组织培养。
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原理：植物细胞的全能性\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(基础：所有细胞均来自同一受精卵，含有相同的遗传信息,原因：特定的时间和空间条件下，基因会选择性表达,条件\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(含有全套遗传信息的活细胞,处于离体状态,植物激素诱导和调节,提供适宜的营养和环境条件)))),过程：外植体→脱分化→愈伤组织→再分化→芽、根→植物体,具体操作\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(取材与消毒\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(将外植体用自来水冲洗干净，分装到烧杯中，放在超净工作台上,加入75%酒精，预消毒0.5~1 min,弃酒精，加入9%~10%的次氯酸钙，消毒
10min,弃次氯酸钙溶液，加入无菌水清洗4~5次，用无菌滤纸吸尽多余水分备用)),接种\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(外植体剪成1~2cm带腋芽的茎段，镊子夹取插入MS培养基中,（插入时应注意方向，不要倒插）,每瓶接种6~8块外植体，接种后用封口膜重新将培养瓶封口)),培养\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(诱导芽分化\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(长出腋芽后，将其转至芽分化培养基（MS培养基+6-BA+NAA）,诱导芽分化（12h光照+12h黑暗+20℃，湿度85%以上）,每周更换培养基，约5~6周后，形成许多丛生芽)),诱导生根\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(丛生芽接种于生根培养基（1/2MS培养基+0.05 mg/LNAA）上,置于培养间培养（培养条件同上）,每周更换培养基，约3周后长出数条根，形成幼苗)))),移栽\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(幼苗出瓶前炼苗（即采取放风、降温、适当控水等措施对幼苗进行锻炼）2~3天,出瓶后洗去黏附的培养基，栽植至营养土中,置于温度20℃、湿度85%以上、适当遮阴且通风的环境中种植,定期用0.1%的多菌灵喷雾保苗))))))
补充：注意事项
1.实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。
2.接种时注意外植体的方向，不要倒插。
3.诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
4.植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向：
①生长素的浓度＞细胞分裂素，有利于诱导植物根的生成；
②生长素的浓度＜细胞分裂素，有利于诱导植物芽的生成；
③生长素的浓度≈细胞分裂素且都较高时，有利于愈伤组织的形成。
（5）植物组织培养的应用：
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(植物快速繁殖\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原理：植物细胞的全能性,概念/优点\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a.将优良植株的茎尖或叶片等器官进行离体培养,b.短时间内可以获得大量遗传性状一致的植株)))),植物脱毒\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(材料的选取\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(种子植物胚珠中央的珠心组织,或离体培养分裂旺盛的茎尖)),取材原因\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(绝大多数的病毒通过植物体内的维管组织传播,珠心组织与周围其他组织没有维管联系)),优点：明显提高农作物的产量和品质)),单倍体育种\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原理：细胞的全能性和染色体变异,过程：花药（或花粉）eq \(―→,\s\up7(离体培养))单倍体植株,eq \(―→,\s\up11(人工诱导),\s\d4(染色体加倍))纯合二倍体植株eq \(―→,\s\up7(选择))优良品种,优点：极大缩短了育种周期，提高了纯合率（必修二）))))
（6）植物细胞培养的应用：植物细胞除了能诱导形成完整植株外，还能像微生物一样在生物反应器里进行大规模的悬浮培养，用于生产重要的植物次生代谢产物。
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(次生代谢产物\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念：一类细胞生命活动非必需的小分子有机化合物,产生和分布：有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性)),技术手段：植物细胞培养技术,优点：生产速度快，满足市场的大量需求，减少对自然资源的破坏,实例：紫杉醇、药物、食品、调料、香精和颜料等))
【初生代谢和次生代谢】
初生代谢：生物生长和生存所必需的代谢活动。初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。
次生代谢：不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
补充：植物组织培养和植物细胞培养的比较
考点2 植物体细胞杂交技术★★★☆☆
（1）植物体细胞杂交概念：指将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞，并使之分化再生，最终形成新植物体的技术。
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(概念\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(将不同来源的植物细胞在一定条件下融合形成杂合细胞,并使之分化再生，最终形成新植物体的技术)),原理：细胞膜具有一定的流动性（体细胞杂交）、植物细胞的全能性（组织培养）,过程\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(①原生质体的制备\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(机械分裂,酶解分离：纤维素酶和果胶酶来酶解细胞壁)),②原生质体诱导融合\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(物理法：电融合法,化学法：聚乙二醇（PEG）、高Ca2＋—高pH融合法等)),③筛选和鉴定\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(发生融合的杂合细胞筛选出来，对其进行细胞学和生化分析鉴定,植物体细胞杂交成功的标志：杂种细胞再生细胞壁)),组织培养：过程④脱分化，过程⑤再分化)),意义：避开生殖受精实现遗传物质的融合，创造出新物种,局限性\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(没有建立起体细胞杂交的融合体系,获得兼有双亲优良性状的杂合细胞还是非常困难的))))
学习评价：杂交成功后获得的薯番茄，既不产马铃薯也不产番茄，请你分析造成这种结果的可能原因？
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，所以马铃薯-番茄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。
预警类别一 植物组织培养技术
陷阱1 实验中除外植体需要灭菌外，使用的培养基和所有的器械也都要灭菌
正确理解：外植体需要消毒处理，不能灭菌处理。
陷阱2 愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的
正确理解：愈伤组织是外植体经脱分化过程形成的。
陷阱3 无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照
正确理解：在脱分化阶段一般需要避光处理，再分化阶段需要光照处理。
陷阱4 植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比例始终不变
正确理解：植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，植物组织培养过程中应根据需要调整生长素和细胞分裂素的比例。
预警类别二 植物体细胞杂交技术
陷阱1 利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合
正确理解：诱导植物细胞融合前应先用酶解法去除细胞壁。
陷阱2 用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性
正确理解：用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的原生质体仍含有全套的遗传信息，仍具有全能性。
陷阱3 形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程
正确理解：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
一、植物组织培养技术
水曲柳（Fraxinus mandshurica），作为我国东北地区“三大硬阔”名贵用材树种之一，兼具极高的经济价值和生态价值。然而，由于其成熟的组织培养与遗传转化体系长期未能建立，利用现代基因工程手段对其进行遗传改良一直面临着巨大挑战。
2025年8月26日，BMC Plant Bilgy在线发表了沈阳农业大学及晓宇、吴月亮团队的最新研究进展：“Establishment f a CRISPR/Cas9 gene editing system based n grwth pints transfrmatin methd in Fraxinus mandshurica”。该研究巧妙地绕开了传统组织培养的瓶颈，首创了一套基于“生长点”（Grwth pints）直接转化的CRISPR/Cas9基因编辑新体系，并成功利用该体系获得了纯合的水曲柳基因编辑植株，验证了关键基因的功能。
考点预测： 植物组织培养和植物体细胞杂交两种植物细胞工程技术，同学们应掌握两种技术的原理过程和应用。本节记忆性的知识较多，高考考查难度不大。
（2022·上海·高考真题）地钱具有重要的药用价值，若要利用叶片快速人工繁育，可用的技术是（ ）
A．单倍体育种技术B．干细胞技术
C．细胞核移植技术D．植物组织培养技
【答案】D
【详解】用叶片快速人工繁育，可用的技术是植物组织培养，该技术的原理是植物细胞的全能性，D正确，
故选D。
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知识主脉络：可视化思维导图，建立知识框架
核心知识库：重难考点总结，梳理必背知识、归纳重点
考点1 植物组织培养技术★★★☆☆
考点2 植物体细胞杂交技术★★★☆☆
（星级越高，重要程度越高）
陷阱预警台：识别高频错误，提供防错策略（2大陷阱预警）
素养加油站：前沿科研成果或热点问题分析、聚焦考点预测
真题挑战场：感知真题，检验成果，考点追溯
比较项目
植物组织培养
植物细胞培养
目的
获得植物体
获得细胞产物
原理
植物细胞的全能性
细胞增殖
过程
应用
快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等
细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等