高中生物2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第10单元 第3课时　植物细胞工程课件PPT

这是一份高中生物2023年高考生物一轮复习（新人教新高考） 第10单元 第3课时　植物细胞工程课件PPT，共60页。PPT课件主要包含了植物组织培养技术，考点一，细胞生物学，分子生物学，发育生物学，细胞器，植物细胞的全能性，次氯酸钠，愈伤组织，诱导生芽的等内容，欢迎下载使用。
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
考点二　植物体细胞杂交技术
考点三　植物细胞工程的应用
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1.细胞工程的概念(1)原理和方法：应用　　　　　、　　　　　和　　　　　等多学科的原理和方法。(2)操作水平：　　　水平、　　水平或　　水平。(3)目的：获得特定的　　　　　　　　　　　　　　　。
梳理归纳 夯实必备知识
细胞、组织、器官、个体或其产品
生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
3.植物组织培养技术(1)定义和流程
离体的植物器官、组织或细胞
(2)探究实践——菊花的组织培养
源于选择性必修3 P116“附录1”：(1)诱导菊花　　　　的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。(2)诱导菊花　　的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。(3)诱导菊花　　的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果
生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响
(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
考向　植物组织培养1.某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是A.取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施C.接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基
考向突破 强化关键能力
2.(2019·全国Ⅲ，38)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。
①　　　　　②　　　　　 ③
④　　　　 ⑤　　　　　　⑥
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_____________________________________。
全能性(或形成完整植株所
(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_____________________________。
(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。
和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
(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
(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。
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。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　　　　　　　　。
(1)科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？
提示　纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
(2)两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？
提示　不一定，融合的细胞类型有三种AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。
(3)上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？
提示　线粒体和高尔基体。
(4)若一植物细胞A含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则：①上述所获得杂种植株遗传特性有何特点？
提示　杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
②上述所获得杂种植株应为　　　　　，其体细胞中染色体数为_______条， 个染色体组，基因型为 。③上述所获得杂种植株的花粉经离体培养得到的植株属于　　　植株。④上述植物体细胞杂交的过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律吗？
4.意义：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。5.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。6.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。
打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种
　　源于选择性必修3 P36“正文”：“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
考向　植物体细胞杂交技术3.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧
失再生能力。再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如右图。下列相关叙述错误的是
A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的30%的蔗糖溶液中B.细胞融合成功的标志是再生出细胞壁，此时细胞内高尔基体和线粒体　活动明显增强C.可通过观察叶绿体的有无来初步筛选杂种细胞D.用此方法获得新品种的育种原理是染色体变异
4.下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是A.图中过程②表示再分化的过程B.植物体细胞融合完成的标志是　原生质体融合C.已知番茄、马铃薯分别为四倍　体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体D.该过程体现了植物细胞的全能性
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：单倍体育种、　　　的利用。
3.细胞产物的工厂化生产(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。
　　源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所　　的代谢活动，因此，在整个生命过程中一直进行着；次生代谢　　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。
考向　植物细胞工程的应用5.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的过程示意图，下列有关叙述错误的是A.花粉植株培育的原理是花粉粒细　胞具有全能性，其技术是植物组　织培养B.过程③是细胞再分化，其根本原　因是基因的选择性表达C.四种培养基中所含植物激素的种类和比例相同D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9条染色体
6.(2022·山西高三联考)植物体细胞杂交育种的一个重要应用是将栽培品种与相关的野生资源作为亲本，经过原生质体融合、选择与再生，使栽培品种获得野生型的抗性特征。下列说法错误的是A.若杂种植株可育并能稳定地遗传，就有可能形成农业上有用的新物种B.体细胞杂交可转移核染色体、细胞质DNA，在一定程度上克服远缘杂　交的不亲和性C.可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒来诱导原生质体的融合D.由二倍体亲本体细胞杂交可获得异源四倍体，与二倍体亲本回交，产　生不育的三倍体
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1.(2020·山东，13)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，过程如下图所示。下列说法错误的是
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
2.(2019·北京，4)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种。以下对相关操作及结果的叙述，错误的是A.将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B.通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C.调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D.经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体
3.(2019·江苏，20)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
A.过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
4.(2019·全国Ⅱ，38)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题：(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有____________________________________(答出2点即可)。
能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、___ 和 等几类物质。
有利于胚状体进行呼吸作用
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是________________________________________________(用流程图表示)。
一、易错辨析1.棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞的全能性(　　)2.植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性(　　)3.在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化(　　)4.用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性(　　)5.再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志(　　)
二、填空默写1.(选择性必修3 P31)细胞工程：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(选择性必修3 P34)全能性：_____________________________________________________________________。3.(选择性必修3 P35)脱分化：___________________________________________________________________________________________________。
指应用细胞生物学、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、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程
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
在一定的激素和营养等条件的诱导下，使已
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的过程
4.(选择性必修3 P35)再分化：____________________________________。5.(选择性必修3 P34)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，这是因为在___________________________________________ 。6.(选择性必修3 P35)植物组织培养是________________________________________________________________________________________________________。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程
特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择
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
7.(选择性必修3 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用____________　　去除细胞壁。8.(选择性必修3 P38)植物体细胞杂交技术在打破　　　　，实现________育种，培育　　　　　等方面展示出独特的优势。
一、选择题1.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。下列相关叙述正确的是A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞　全能性B.培育的脱毒苗具有抗病毒的能力C.实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低D.根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60 mm
2.菊花的组织培养需要严格的无菌操作，下列说法不正确的是A.外植体首先在诱导愈伤组织的培养基上生长，一段时间后转接到诱导　生根的培养基上，长出根后再将其转接到诱导生芽的培养基上，进一　步形成试管苗B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间C.材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果D.将菊花茎段插入时应注意方向，不应倒插
3.下列有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是A.已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程B.已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成愈伤组　织的过程C.愈伤组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程D.离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的　诱导
4.(2022·临沂高三期末)用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下列有关培养过程的叙述，错误的是A.原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B.形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型C.由杂种细胞→杂种植株，要经过有丝分裂和细胞的分化D.该项技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
5.草莓营养价值较高，但草莓是无性繁殖，感染的病毒很容易传给后代，导致品质变差。科研人员通过热处理结合茎尖培养法，取得了较好的脱毒效果，实验结果如下表(S代表成活率，D代表脱毒率)。下列相关叙述错误的是
A.茎尖培养利用的原理是细胞的全能性B.热处理的目的可能是阻止病毒进入茎尖C.脱分化时应给予光照促进愈伤组织的形成D.一般情况下，脱毒率与茎尖大小呈负相关
6.(2022·菏泽高三一模)植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的描述错误的是A.可用PEG诱导植物原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志B.植物体细胞杂交技术去壁前，需对两种植物细胞进行灭菌处理，以防　止杂菌污染C.植物培养基中常用的植物生长调节剂，一般可以分为生长素类、细胞　分裂素类和赤霉素类D.获取植物原生质体时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行
7.亚麻籽油富含α－亚麻酸，可以在人体内合成有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术，即将用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体，与未经辐射处理的受体原生质体融合，将亚麻的有益基因转入普通小麦，获得具有受体整套染色体组，仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析错误的是A.亚麻和小麦的原生质体融合常用PEG、灭活病毒等人工方法诱导实现B.改良小麦杂种植株的形成需要经过脱分化和再分化等培养过程C.不对称体细胞杂交可打破供体不良与优良性状的基因连锁，排除不良　性状干扰D.改良小麦杂种的染色体上可能整合了含亚麻有益基因的染色体片段
8.白菜和甘蓝均为二倍体生物，科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了白菜—甘蓝。它具有生长周期短，耐热性强和易储存等优点。下列叙述错误的是A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性B.白菜—甘蓝的产生用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术C.植物体细胞杂交的目的是克服远缘杂交不亲和的障碍获得杂种细胞D.利用植物体细胞杂交技术培育四倍体白菜—甘蓝的过程中不会发生同　源染色体联会现象
9.下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程，下列叙述错误的是A.该育种过程所依据的原理有基因突　变和植物细胞的全能性B.培养白三叶草组织细胞的培养基为　固体培养基C.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同D.过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂
10.紫杉醇是一种抗癌药物，主要从红豆杉树皮中分离提取。目前采用物理或化学方法将红豆杉愈伤组织固定在一定空间内，实现紫杉醇的规模化生产是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源红豆杉、解决紫杉醇药源紧缺的一种有效方法。下列相关叙述正确的是A.通过植物组织培养诱导红豆杉再分化形成愈伤组织时，需生长素和细胞分裂　素配合使用B.采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时，应选用以糖类作碳源的液体培　养基C.大规模培养红豆杉愈伤组织时需要以牛肉膏、蛋白胨等含氮有机物充当氮源D.用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，不需要通入　无菌空气
11.某二倍体药用植物甲(染色体组成为MM)含有有效成分A，二倍体药用植物乙(染色体组成为NN)含有有效成分B。科研小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物，设计了如下实验流程。据图分析，下列说法不正确的是A.过程①通常用纤维素酶和果胶　酶处理B.过程②常使用聚乙二醇(PEG)　作为诱导剂C.融合细胞c的染色体组成都是MMNND.过程④⑤分别涉及细胞的脱分化和再分化
12.科研人员通过人工授粉实现白菜(2n＝20)和紫甘蓝(2n＝18)的种间杂交，将获得的幼胚经离体培养得到幼苗甲，用秋水仙素处理甲的顶芽获得幼苗乙。下列叙述正确的是A.本育种方法的理论基础是染色体结构变异B.白菜和紫甘蓝间存在生殖隔离，属于不同物种C.幼苗甲细胞中含有19条染色体，属于单倍体D.幼苗乙所有体细胞中的染色体数目和种类相同
二、非选择题13.植物体细胞杂交技术可将不同种植物的优势集中在一个个体上，培育人们生产所需的优良杂种植株。如图为利用某种耐酸植物甲(4n)和高产植物乙(2n)，培育高产耐酸植物丙的过程。回答下列问题：
(1)①过程为酶解法去壁，该过程所需的酶是 　　　 ，进行该操作前需对甲、乙植物细胞进行 处理，以防止杂菌污染。(2)“甲′＋乙′”的名称为______________________________________________，杂种细胞形成的标志是_________________。
融合的原生质体(或融合的甲、乙细胞的原
(3)②过程表示 。植物丙′的体细胞中有 个染色体组，若已确定植物丙′有耐酸的特性，则③过程“选择”的目的是______________________________。
(4)植物细胞工程可作为植物繁殖的新途径，例如植物微型繁殖技术。请说明与常规的种子繁殖方法相比，植物微型繁殖技术具有的优点：____________________________________________________________________(写出两点)。
持植物原有的遗传特性、繁殖速度快、不受季节、气候和地域的限制等
14.(2022·青岛高三期中)青蒿素是被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出了突出贡献而获2015年诺贝尔生理学或医学奖。下图为组织培养获得含青蒿素较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：
(1)建立无菌体系时，需要用到 的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失绿，所以浸泡时间要短，而且酒精处理后马上要用___ 冲洗。获得愈伤组织属于植物组织培养技术过程中的 阶段。(2)题中④培养基与③培养基是否一致，并请说明理由：_________________________。
(3)组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是_________________________________________________________，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因是___________________________。步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是 。
较为旺盛，分裂能力强，分化程度低，容易得到愈伤组织
相关基因没有在愈伤组织表达