第2章 重难加强课(2) 植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（浙科版2019）

重难加强课(二)　植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 重难疑突破练(2) 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 章末质量检测(二) 返回导航 生物学 选择性必修3 Z 第二章 植物细胞工程 谢谢观看！ eq \a\vs4\al(一、植物组织培养技术) [典例体验1]　下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是(　　) eq \x(\a\al(紫杉,外植体)) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up17(①),\s\do5(　))) eq \x(\a\al(愈伤,组织)) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up17(②),\s\do5(　))) eq \x(\a\al(单个,细胞)) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up17(③),\s\do5(　))) eq \x(\a\al(高产,细胞群)) eq \x(\a\al(细胞,分泌物)) eq \a\vs4\al(\o(――→,\s\up17(提取),\s\do5(　　))) eq \a\vs4\al(紫杉醇) A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性 B．过程①需控制好培养基中植物激素的比例 C．经过程①后细胞的形态和结构发生了变化 D．过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖 A　[该过程是为了得到细胞群及细胞产物，没有体现细胞的全能性，A项错误；过程①为脱分化，在培养基中应加入适量的生长素和细胞分裂素，B项正确；愈伤组织是无定形的薄壁细胞，所以经过程①后细胞的形态和结构发生了明显变化，C项正确；过程③是细胞大量增殖的过程，需要液体培养基，D项正确。] [归纳总结] 1．植物细胞的全能性 (1)概念：植物体的每个生活细胞都具有该植物所包含的全部遗传信息，因而具有发育成完整植株的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 2．植物组织培养技术 (1)原理：植物细胞具有全能性。 (2)过程 (3)植物组织培养的关键 ①条件：离体，一定营养物质，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)植物激素在植物组织培养中的作用 生长素/细胞分裂素的比值 作用效果 比值高时 促进根分化、抑制芽形成 比值低时 促进芽分化、抑制根形成 比值适中 促进愈伤组织形成 [对点集训1]　关于植物组织培养，以下说法错误的是(　　) A．培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和维持渗透压 B．对菊花茎段进行组织培养，不加植物激素也能成功 C．接种后的锥形瓶放入无菌箱中，给予适宜的温度和光照即可 D．移栽生根的试管苗之前，先打开瓶口，让试管苗在培养间生长几日 C　[培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和维持渗透压，A项正确；对菊花茎段进行组织培养时，本身具有内源性激素，故不需要添加植物激素也能成功，B项正确；在植物组织培养过程中，脱分化形成愈伤组织时要避光处理，C项错误；移栽生根的试管苗之前，先打开瓶口，让试管苗在培养间生长几日，目的是提高适应能力，D项正确。] [对点集训2]　在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪项条件一般是不需要的(　　) A．消毒灭菌　　　 B．适宜的温度 C．充足的光照 D．适宜的养料和激素 C　[植物组织培养过程需要在无菌的条件下进行，A项不符合题意；该阶段要进行细胞的增殖和细胞的脱分化，这就必须要有适宜的养料和激素，必须要有适宜的温度，这样，才能保证细胞进行正常的新陈代谢，B项、D项不符合题意；当植物还在脱分化形成愈伤组织的时候不能进行光合作用，所以自然也就不需要光照，如果有光不容易形成愈伤组织，而是形成维管组织，C项符合题意。] [对点集训3]　下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法正确的是(　　) A．愈伤组织经过脱分化过程形成根或芽 B．植物体的根茎叶细胞形成愈伤组织需要适宜的温度和光照等条件 C．愈伤组织是经分化后一种高度液泡化且具有一定形态的薄壁细胞 D．愈伤组织的细胞中，能发生碱基互补配对的细胞器是线粒体和核糖体 D　[愈伤组织经过再分化过程形成根或芽，A项错误；植物体的根茎叶细胞形成愈伤组织需要适宜的温度和激素调节，但是不需要光照，B项错误；愈伤组织是经过脱分化后形成的一种高度液泡化、无定形状态的薄壁细胞，C项错误；在愈伤组织细胞中，含有DNA的细胞器是线粒体，能够进行复制和转录，所以能发生碱基互补配对；核糖体是合成蛋白质的场所，所以也发生tRNA和mRNA的碱基互补配对，D项正确。] [对点集训4]　如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析不正确的是(　　) A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理 B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D．④过程需用适宜浓度的生长素和细胞分裂素处理 B　[①表示去壁过程，需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理，A项正确；②过程是对原生质体进行诱变处理，促使其发生基因突变，由此产生的变异是不定向的，需要经过筛选才可能获得具有优良性状的突变体，B项错误；③过程是脱分化，就是让已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程，C项正确；④表示再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要，D项正确。] eq \a\vs4\al(二、植物体细胞杂交技术) [典例体验2]　下面是“白菜—甘蓝”杂种植株培育过程示意图。下列叙述中正确的是(　　) A．如将纯种的白菜和甘蓝的卵细胞分别制成原生质体，按相同的方法操作也可得到与图示相同基因型的杂种植株 B．可以通过在0.3 g/mL蔗糖溶液中是否发生质壁分离来判断白菜原生质体的死活 C．该培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异或基因突变，一般不会发生基因重组 D．植物组织培养时利用的培养基和无土栽培时利用的营养液成分完全相同 C　[卵细胞是经减数分裂形成的，基因减半，用卵细胞杂交得到的植株的细胞的基因是体细胞杂交的一半因此其基因型与图示得到的杂种植株基因型不同，A项错误；白菜的原生质体已经去掉了细胞壁，不会发生质壁分离，B项错误；植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂，只能发生细胞分化、染色体变异或基因突变，不会发生基因重组，C项正确；植物组织培养时细胞要离体，最初一段时间不能进行光合作用，因此植物组织培养利用的培养基中需要添加有机物，还需要添加琼脂作为凝固剂，D项错误。] [归纳总结]　植物体细胞杂交获取的杂种植株的特性分析 (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。 ③若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。 [对点集训5]　驱蚊草(又名蚊净香草)含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是(　　) A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍 B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、聚乙二醇等试剂或电刺激等方法 C．驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成 D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 C　[驱蚊草培育利用的是植物体细胞杂交技术，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A项正确；驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶去掉细胞壁，还需要利用聚乙二醇等试剂或电刺激等方法诱导原生质体融合，B项正确；驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术，因此也有愈伤组织和试管苗的形成，C项错误；不同物种间存在生殖隔离，所以驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，D项正确。] [对点集训6]　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．人工种子是由发育到f过程的结构包裹上人工种皮制备而成的 D　[据图分析可知，②表示人工诱导原生质体融合的过程，A项错误；植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，B项错误；由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”属于异源多倍体中的异源六倍体，C项错误；人工种子是用胚状体包上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段，D项正确。] [对点集训7]　在应用植物体细胞杂交技术获得白菜—甘蓝的操作步骤中，不正确的是(　　) A．用盐酸和酒精的混合液解离以获得原生质体 B．用离心、振荡或电刺激诱导白菜和甘蓝的原生质体融合 C．用植物组织培养技术把杂种细胞培养成植株 D．该过程克服了远缘杂交不亲和障碍 A　[用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，A项错误；物理方法如离心、振荡或电刺激诱导可使白菜和甘蓝的原生质体融合，B项正确；用植物组织培养技术把杂种细胞培养成植株，C项正确；该过程克服了远缘杂交不亲和障碍，可以使不同物种间的细胞融合，D项正确。] [对点集训8]　通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题： (1)A是________________酶，B是____________。D是具有耐盐优良性状的幼芽，D长成的幼苗需要选择的原因是______________________________。 (2)由C形成植株的过程利用了____________技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织再分化形成幼苗，整个培养过程要在________的条件下进行。 (3)植物体细胞融合成功的标志是____________。目前，植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如___________________________________，尽管如此，这项新技术在克服________________障碍等方面取得的重大突破还是震撼人心的。 (4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。 解析　(1)植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此A过程用到纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；B是甲、乙两个原生质体经过融合产生的，所以B是融合的原生质体；D是具有耐盐优良性状的幼芽，D长成后有耐盐高产和耐盐不高产两种，所以要进行选择。 (2)由杂种细胞形成植株的过程利用植物组织培养技术；形成愈伤组织需要经过脱分化过程，再经过再分化过程；整个过程都要在无菌条件下进行。 (3)再生细胞壁的形成标志着细胞融合的成功，这意味着两个融合的原生质体重新构成了一个植物细胞；植物体细胞杂交的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍；不足之处是不能按照人的意愿表达两个亲本的性状。 (4)由于该项技术仅仅是对两个原生质体进行了融合，那么原来的两个细胞中的染色体组便进行了简单的加和过程，即有6个染色体组，所以形成的植株为六倍体。 答案　(1)纤维素酶和果胶　融合的原生质体　D长成后有耐盐高产和耐盐不高产两种，所以要进行选择　(2)植物组织培养　脱分化　无菌　(3)再生出新的细胞壁　不能按照人的意愿表达两个亲本的性状　远缘杂交不亲和　(4)六 [对点集训9]　植物细胞工程在植物的脱毒及育种等方面有重要应用。回答下列问题。 (1)培育脱毒植株时，外植体宜选用________(填“茎尖”或“叶片”)，其原因是_________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (2)某种马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性，利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种品质的思路是_________________________________________________ ____________________________________________________________________。 (3)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从________________________________________________________ __________________________________等方面制定措施，减少污染；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制________________________________________等培养条件。 (4)培养某一种杂合体名贵花卉时，若要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用植物组织培养方法来繁殖，在培养时，________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是________________ ________________________。 解析　(1)培育脱毒马铃薯时，外植体宜选用茎尖，不选叶片，理由是茎尖细胞全能性高，且其中几乎不含病毒；而叶肉细胞带病毒(病毒载量大)，细胞的全能性低。 (2)马铃薯栽培种的抗病性和抗逆性较差，野生马铃薯种的抗病性和抗逆性较好，但二者存在杂交不亲和性，但可采用植物体细胞杂交技术，因此利用野生马铃薯种，通过细胞工程改进马铃薯栽培种品质的思路是将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培育成植株。 (3)避免微生物污染、优化培养条件可提高植物组织培养的成功率。在植物组织培养时，应从外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作等方面制定措施，减少污染；在培养室中培养时，注意优化培养环境，控制温度、光照、湿度、气体环境(O2、CO2)等培养条件。 (4)培养某一种杂合体名贵花卉时，若要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用植物组织培养方法来繁殖，在培养时，不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株。 答案　(1)茎尖　茎尖细胞不携带病毒(或携带病毒数量极少)，细胞全能性高[或叶肉细胞携带病毒(或病毒数量多)，细胞的全能性低]　(2)将野生马铃薯种细胞与马铃薯栽培种细胞融合，经植物组织培养培育成植株　(3)外植体消毒、培养基及器械灭菌、实验人员无菌操作　温度、光照、湿度，气体环境(O2、CO2)　(4)不能　对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株 $$