备考2024届高考生物一轮复习讲义第十一章生物技术与工程课时3植物细胞工程考点1植物细胞工程的基本技术

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考点1 植物细胞工程的基本技术
1.细胞工程的概念分析
2.植物组织培养技术
（1）植物组织培养
提醒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，又能更好地调节培养基的渗透压，而相同质量分数的蔗糖和葡萄糖溶液，后者形成的渗透压可能过高。
（2）植物激素对植物组织培养的影响
①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。
②同时使用这两种激素，两者用量比例的影响
适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根，适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈伤组织（如图所示）。
提醒由愈伤组织进行细胞分化时，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。
3.植物体细胞杂交技术
提醒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的成分是纤维素酶、果胶酶。
基础自测
1.植物组织培养的目的都是获得完整的植株。（× ）
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.在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质会发生改变。（× ）
4.脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（ √ ）
5.利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。（× ）
6.植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异。（ √ ）
7.植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选。（ √ ）
情境应用
“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，原因是什么？
提示 生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，因此“番茄—马铃薯”杂种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。
深度思考
1.与体细胞相比，生殖细胞的遗传物质减少了一半，为什么仍具有全能性？
提示 生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但仍具有控制生物体生长发育的全套基因，因此生殖细胞仍具有全能性。
2.愈伤组织形成杂种植株的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照的原因是什么？
提示 光照能诱导叶绿素形成，使杂种植株进行光合作用。
3.从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？
提示 无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有两性生殖细胞的参与，所以是无性繁殖。
研透高考 明确方向
命题点1 植物组织培养的过程分析
1.[2021江苏]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（D ）
A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可以接种培养
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和细胞分裂素的比值，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
解析 植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；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，胚状体若包裹上人工种皮，可制作成人工种子，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此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，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得再生苗的过程中可能会发生基因突变、染色体变异，D错误。
2.[2022浙江6月]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（D ）
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
解析 用自然生长的茎段进行组织培养，可取一茎段经流水冲洗后，用体积分数为70％的酒精消毒30s，用无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理30min，最后再用无菌水冲洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入，但不能阻止瓶内外的气体交换，B错误；蛭石不能为组培苗提供营养物质，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段可以经脱分化后再分化成芽、根等器官，最终形成完整的菊花植株，该途径为器官发生途径，D正确。
命题点2 植物体细胞杂交技术分析
3.[2023江苏]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。下列相关叙述正确的是（D ）
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
解析 植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此，去除植物细胞细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体无细胞壁的支持和保护，若将其置于低渗溶液中，则会导致原生质体吸水涨破，B错误；苯酚品红和甲紫溶液均可使染色体着色，检测原生质体活力时可用台盼蓝染液进行染色，活的原生质体不能被染色，死的原生质体可被染色，C错误；不同种细胞的叶绿体颜色有差异，聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞，D正确。
4.[2021福建]科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如图。
下列叙述正确的是（D ）
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
解析 愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应等，获得的杂种植株不一定都能表现出双亲的优良性状，B错误；聚乙二醇可诱导原生质体甲和乙的融合，细胞壁再生不需要聚乙二醇诱导，C错误。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
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
植物细胞工程的基本技术
2023：辽宁T14、江苏T13、浙江6月T13、广东T12、浙江1月T24；
2022：浙江6月T23、重庆T15、辽宁T14、浙江1月T7；
2021：江苏T5、福建T11；
2020：天津T15、山东T13；
2019：北京T4、全国ⅡT38、江苏T20
1.生命观念——深入理解植物组织培养的原理，理解生命的发生、发展过程。
2.科学思维——分析植物组织培养的原理及影响因素，形成科学思维的习惯。
3.科学探究——通过植物组织培养的实际操作，培养科学探究能力
植物细胞工程的应用
2023：辽宁T24（4）、山东T14、湖北T1B；
2022：重庆T26（1）；
2020：浙江7月T29（二）（3）
命题分析预测
1.高考对本部分的考查主要有植物组织培养、植物体细胞杂交和植物细胞工程的应用，常以试管苗的培养等科研实践为情境，综合考查相关知识，既有选择题，也有非选择题。
2.预计2025年高考仍会注重情境创设和创新应用，结合生产或科研实践进行考查