2026届高三一轮复习生物：植物细胞工程课件

高中生物一轮复习——细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学、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。 (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　　　　　　　　　　　　　　　。 细胞生物学 分子生物学 发育生物学 细胞器 细胞 组织 细胞、组织、器官、个体或其产品 1、细胞工程的概念 高中生物一轮复习 细胞工程 第51讲 植物细胞工程 高中生物一轮复习 课标要求 核心素养要求 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种细胞,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 4.利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培 ①结合生活或生产实例,举例说出细胞工程及相关技术的基本原理(生命观念) ②针对人类生产或生活的某一需求,在细胞工程中选取恰当的技术和方法,尝试提出初步的工程学构想,进行简单的设计和制作(生命观念、科学探究) 植物细胞工程 一轮复习✸选择性必修三：生物技术与工程 考点1 植物组织培养技术 1．在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖。 ( ) 2．愈伤组织的形成需要光照。 ( ) 3．以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒的特点。 ( ) 4．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。 ( ) 5．快速繁殖技术能保持亲本的优良遗传特性。 ( ) 6．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理相同。 ( ) 7．突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞。 ( ) × × × √ √ √ × 课前热身 考点1 植物组织培养技术 产生完 整生物体 分化成其他各种细胞 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 所有的细胞都 表现出全能性 选择性地表达 2、植物细胞的全能性 考点1 植物组织培养技术 3、植物组织培养技术 （1）概念： 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。 （2）理论基础： 植物细胞的全能性 外植体 （3）生殖方式：无性生殖 （4）分裂方式：有丝分裂 植物的茎尖、幼嫩的叶片、花药是常用的外植体。 外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。 考点1 植物组织培养技术 3、植物组织培养技术 （5）植物组织培养的流程 外植体 愈伤组织 芽、根 植株 脱分化 再分化 脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。 愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、高度未分化、呈无定形状态的薄壁细胞团。 再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。 （1）植物组培常见的几种途径： ①胚胎发生途径：外植体→愈伤组织→胚状体→幼苗 ②器官发生途径：外植体→愈伤组织→（发芽）丛状苗→生根 ③不经过愈伤组织途径：腋芽（含分生组织）→（发芽）丛状苗→生根 考点1 植物组织培养技术 3、植物组织培养技术 菊花的组织培养过程 流水冲洗→酒精→无菌水→次氯酸钠溶液→无菌水 外植体的制备 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 移栽 幼嫩的菊花茎段 30s 30min 消毒 切段 无菌 →用无菌滤纸吸去表面的水分 →用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。 选择 一般选用形成层细胞或组织块 形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织 考点1 植物组织培养技术 3、植物组织培养技术 菊花的组织培养过程 接种时注意外植体的方向， 不要倒插！ （将“形态学上端”朝上，下端朝下） 外植体的制备 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 移栽 一般不需要光： 有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。 培养条件及培养基： ①培养温度：18-220C ②一般不需要光照 ③激素比例1：1 ④提供有机碳源（蔗糖） 提供营养、调节渗透压 考点1 植物组织培养技术 3、植物组织培养技术 菊花的组织培养过程 注意：先诱导生芽，再诱导生根！ 生芽： 生根： 生长素比例少 生长素比例多 外植体的制备 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽生根 移栽 移栽前，先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日 该过程每日需要给予适当时间和强度的光照！ 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土 考点1 植物组织培养技术 习题巩固 例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 D 考点1 植物组织培养技术 习题巩固 例2.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 D 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 （1）概念： 将不同来源的植物细胞，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： ①细胞膜的流动性（原生质体融合） ②植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株） 1、植物体细胞杂交技术 无性生殖 有丝分裂 染色体数目变异 （3）生殖方式： （4）分裂方式： （5）可遗传变异类型： （6）意义： 打破生殖隔离，实现远远杂交育种，培育植物新品种 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 1、植物体细胞杂交技术 （7）过程： ①去除细胞壁 ②原生质体间的融合 纤维素酶和果胶酶 物理：电融合法、离心法 化学：聚乙二醇（PEG）、高Ca2+-高pH 融合成功的标志： 参与的主要细胞器： 再生出新的细胞壁 高尔基体 纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？ 使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，等渗溶液，保持原生质体正常形态 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 　　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 源于选择性必修3 P38“练习与应用”2题拓展: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，在降解植物细胞的细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 习题巩固 例3.(2022·漳州模拟)青枯病是马铃薯的常见病害之一，少数马铃薯野生种对青枯病有抗性，但野生种难以与马铃薯栽培种直接杂交繁育。为获得抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如图所示。下列分析正确的是 (　 ) A．常利用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中去除A、B的细胞壁 B．过程①是人工诱导原生质体融合，可采用物理法或化学法 C．细胞C含有A和B的遗传物质，因此培育的杂种植株一定有抗性 D．过程③历经了脱分化和再分化，其本质是基因的选择性表达 答案：B　 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 习题巩固 例4.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 答案：A　 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 　 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。　 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2.植物细胞工程的应用 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 茎尖) 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2.植物细胞工程的应用 单倍体育种、　　　的利用 突变体 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2.植物细胞工程的应用 (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。 小分子 植物细胞培养 离体 增殖 细胞产物的工厂化生产 外植体 细胞悬液 脱分化 细胞产物 愈伤组织 分散开 培养提取 (4）过程 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2.植物细胞工程的应用 根尖、茎尖的分生区（几乎不含病毒） 作物脱毒 +人工胚乳 +人工种皮 人工种子 保持优良性状 快速大量繁殖 微型繁殖 植物繁育新途径 选择花粉培养 单倍体 加倍 纯合子 单倍体育种 物理、化学因素诱导产生突变并进行筛选 突变体利用 作物新品种的培育 细胞产物的工厂化生产 细胞悬液 提取细胞次生代谢产物 （小分子有机物） 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 例5.(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____________________________________。 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 糖 矿质元素 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 (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)。 茎尖 含目的基因的细胞 考点2 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 例6.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 C 愈伤组织小植株 $$