专题02 植物细胞工程（讲案）-2020-2021学年高二生物下学期期末复习考点大串讲

专题02　植物细胞工程 知识网络 知能突破 知能点一 植物细胞工程的基本技术 1．细胞工程的理解 （1）原理和方法：细胞生物学和分子生物学。 （2）操作水平：细胞水平或细胞器水平。 （3）改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品。 2．植物组织培养 （1）理论基础：植物细胞的全能性。即具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 （2）流程简图 　　 ①脱分化：让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 ②再分化：愈伤组织细胞内基因选择性表达，形成具有不同功能的细胞。 （3）实例：胡萝卜的组织培养。 （4）优势：只进行有丝分裂，子代与亲代的遗传物质相同，不出现性状分离。 3．植物体细胞杂交技术 （1）理论基础：植物体细胞融合利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 （2）基本过程：制备原生质体→原生质体融合→杂种细胞→愈伤组织→杂种植株。 （3）获得原生质体的方法：酶解法。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。人工诱导原生质体融合的方法：基本可以分为两大类物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+－高pH融合法等。 （4）杂种细胞形成的标志：再生出新的细胞壁。 （5）植物体细胞杂交的结果：产生杂种植株。 （6）植物体细胞杂交育种的优点和局限性： ①优点：打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍。 ②局限性：目前许多理论和技术问题未解决，还不能让杂种植株按照人们的需求表现出双亲的杂合性状。 【特别提醒】植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化 设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。 项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交 过程 子代染色体数目 2x＋2y x＋y 2x（白菜）或2y（甘蓝） 子代染色体组数 4 2 2 子代是几倍体 异源四倍体 异源二倍体 同源二倍体 子代是否可育 可育 不可育 可育 繁殖方式 无性繁殖 有性繁殖 有性繁殖 变异类型 染色体变异 染色体变异 — 典例1　以下植物组织培养相关知识的叙述，错误的是（　　） A．植物组织培养的全过程体现了植物细胞的全能性 B．植物组织培养技术可应用于细胞产物的工厂化生产 C．植物组织培养过程中愈伤组织的代谢类型是自养需氧型 D．植物组织培养过程中离体培养的植物器官、组织或细胞被称作外植体 【答案】C 【解析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，A正确；植物组织培养可用于快速繁殖、人工种子、可应用于细胞产物的工厂化生产，B正确；愈伤组织是由外植体通过脱分化形成的，没有叶绿体，代谢类型异养需氧型，C错误；植物组织培养过程中离体培养植物器官、组织或细胞被称作外植体，D正确。 变式训练1　某研究人员设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。 请回答下列问题： （1）制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是__________________。诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是________________。原生质体融合成功的标志是_____________。图中X是_________________，除了被直接诱导出芽生根外，还可以通过形成人工种子获得再生植株。 （2）为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是____________。 （3）若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是____________________，且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。 【答案】（1）纤维素酶和果胶酶 PEG（聚乙二醇） 杂种细胞再生成细胞壁 愈伤组织 （2）细胞分裂素 （3）具有分裂分化能力，突变频率高，融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性 【解析】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除，诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是PEG（聚乙二醇）。原生质体融合成功的标志是杂种细胞再次生成细胞壁；图中X经过离体培养，可以形成试管苗，所以X是愈伤组织。 （2）植物组织培养中常加入植物激素，主要是细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。 （3）由于融合的原生质体具有分裂分化能力，突变频率高，而且融合的原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性，所以可选用融合原生质体作为人工诱变的材料。 知能点二 植物细胞工程的应用 1．植物繁殖的新途径 （1）快速繁殖：又叫做