精品解析：第39讲 植物细胞工程

第39讲 植物细胞工程 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 （一）植物细胞工程的基本技术 1．细胞工程的理论基础——细胞的全能性 （1）细胞全能性的概念：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，即细胞具有全能性。 （2）在生物体内全能性不能表达的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质，从而构成生物体的不同组织和器官。 2．植物组织培养技术 （1）概念理解 ①培养对象：离体的植物器官、组织或细胞。 ②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等。 ③培养结果：形成完整的植株。 （2）原理：植物细胞具有全能性。 （3）操作流程 （4）操作实例——菊花的组织培养 1. 下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是（　　） A. 乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高 B. 细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质 C. 离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性 D. 植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性 （2023·山东菏泽高三期末） 2. SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成HO，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是（ ） A. ①过程中最常用的方法是采用感受态细胞法将SOD基因导入植物细胞 B. ②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成 C. ③表示再分化过程，无需严格的无菌操作 D. 该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性 1．植物组织培养的关键 （1）条件：离体，一定的营养物质，激素（生长素、细胞分裂素）等。 （2）培养基状态：固体培养基（需再分化生根培养基及生芽培养基）。 （3）体内细胞未表现全能性的原因：基因的表达具有选择性。 （4）光照的应用：脱分化阶段不需要给予光照，再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素的形成。 2．在植物组织培养过程中激素比例与细胞分裂、细胞分化的关系 （1）适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。 （2）适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。 （3）比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示： 考点二 植物体细胞杂交技术 植物体细胞杂交技术 （1）概念：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。 （2）原理：体细胞杂交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。 （3）操作过程 （4））意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 （2020·南通模拟） 3. 以二倍体兰花花药为外植体，经植物组织培养过程获得兰花植株。下列相关叙述不正确的是（ ） A. 为防止杂菌污染，①②③过程要进行严格的无菌操作 B. ②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化 C. 该育种过程体现了植物细胞的全能性 D. 经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体 （2020·日照模拟） 4. 甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物。某研究小组拟采用植物体细胞杂交技术培育同时含有甲、乙药用成分的新型药用植物。下列有关分析错误的是（ ） A. 需用纤维素酶和果胶酶除去甲、乙叶肉细胞的细胞壁 B. 杂种细胞形成的标志是融合后再生出新的细胞壁 C. 杂种细胞经再分化培养可形成杂种植株 D. 形成的杂种植株属于异源四倍体 [易错提醒] 有关植物体细胞杂交的3个易错点 ①误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。 ②误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。 植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。 ③误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。 杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体，所以变异类型为染色体变异。 1.杂种植物遗传物质的变化 （1）遗传特性：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）染色体组数 ①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。 ②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体，属于异源多倍体，变异类型属于染色体变异。 ③若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为