第十单元 小单元2 第1课时 植物细胞工程-【金版教程】2026年高考生物一轮复习解决方案全书word（经典版 多选版）

学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 小单元2细胞工程 第①课时 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。4菊花 的组织培养。 知识自主梳理 细胞工程的概念 1.原理和方法：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。 2.操作水平：supl(01)细胞器、细胞或组织水平。 3,目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。 4.分类：根据操作对象的不同，分为sup1(O2)植物细胞工程和动物细胞工程。 二细胞的全能性 1.含义：细胞经分裂和分化后，仍然具有sup1(O1)产生完整生物体或分化成其他各种细胞 的潜能。 2.原因：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。 3,不是所有细胞都表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 sup1(O2)选择性地表达。 三植物组织培养技术 1.概念：指将supl(O1)离体的植物器宫、组织或细胞等，培养在supl(O2)人工配制的培养 基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成supl(O3)完整植株的技术。 2.原理：sup1(04)植物细胞的全能性。 3.条件：处于supl(05)离体状态：提供一定的sup1(06营养、微素和其他适宜的外界条件。 4.基本过程 1 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 1b.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 外植体（离体培 养的☑植物器官 脱分化网愈伤再分化芽、完整 组织 根 植株 组织或细胞) 愈伤组织 一不定形的四薄壁组织团块 让已经分化的细胞，经过诱导后，失去 脱分化一其特有的@结构和功能，转变成未分化 的细胞的过程 再分化 愈伤组织团重新分化成芽、根等器官的 过程 5,实验：菊花的组织培养 (1)实验原理 ①植物细胞一般具有supI(12)全能性。 一一一脱分化一定激素和营养等条件组织一一一再分化xaaK含特定缴素的培养)芽、根等器官)》 ③植物激素中sup1(13)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sup1(14)浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。 (2)操作步骤— 菊花的组织培养 ①用酒精擦拭双手和超净工作台台面； ②外植体的消毒 取 外植体→x(supI(15)流水冲洗→x(s\upl16)洒精消毒30s→x(s\upl(17)无菌水 材、消 清洗23次一 毒 x(s\upl(18)次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2~3次 ③将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分 将外植体切成sup1(19)0.5一1cm长的小段 接种 将外植体的supl(20)13~12插入诱导supl(21)愈伤组织的培养基中 用supl(22)封口膜或瓶盖封盖瓶口，并做好标记 培养 s\upl(23 的培养箱中培养一→15~20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导sup1(24)生 2 学科网书城围 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 芽的培养基上→长出芽后，再转接到诱导supl(25)生根的培养基上，进一步诱导形 成试管苗 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，用流水清洗掉根部的 移栽 supl(26培养基后，将试管苗移植到supl(27)逍过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待 其长壮后再移栽入土 将幼苗移栽后，每天观察并记录幼苗的sup1(28)生长情况，适时浇水、施肥，直至 栽培 开花 (3)注意事项 ①实验中使用的培养基和所有的器械都要supl(29)灭菌。接种操作必须在supl(30)酒精灯火 焰旁进行，并且每次使用后的器械都要sup1(31)灭菌。 ②接种时注意外植体的方向，不要supl(32)倒插。 ③诱导愈伤组织期间一般sup1(33)不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时 间和强度的supl(34)光照。 ④当同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向 生长素/细胞分裂素 植物细胞的发有方向 比值高 有利于supl(35)根的分化 比值低 有利于sup1(36芽的分化 比值适中 促进supl(37)愈伤组织的形成 简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 四植物体细胞杂交技术 1.概念：将supl(01)不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成supl1(O2)杂种细胞，并 把杂种细胞培育成supl(O3)新植物体的技术。 2,原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性。 3.操作流程 3 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 ① 2 (o 0 ①sup1(04)两种植物细胞 ②supl(05)去除组胞壁 ③supl1(06)两种原生质体 ④supl(O7)原生质体融合 ⑤supl(O8)正在融合的原生质体 ©趴supl(O9)再生出细胞壁 ⑦supl(10)脱分化⑧supl(I1)愈伤组织 ⑨supl(12)再分化@supl(13)杂种植株 所用酶：sup1(14)纤维素酶和果胶醇。 诱导融合方法：su即l(IS)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C+一高pH融合法篷。 4.意义：在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 5.局限性：目前有许多理论和技术问愚未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双 亲的性状。 五植物细胞工程的应用 1.植物繁殖的新途径 使用的技术：植物组织培养技术 速繁 原理：植物细胞的全能性 优∫①圆高效、快速地实现种苗的大量繁殖 点②风保持优良品种的遗传特性 技术手段：植物组织培养技术 物脱 材料的选取：☒植物顶端分生区附近（如茎 尖)，此部分病毒极少，甚至无病毒 优点：脱毒作物产量高，品质好 2.作物新品种的培育 (1)单倍体育种（一般用于二倍体） ①过程 花药（或花粉）离体培养→supl(O4)单倍体植株一一→人工诱导染色体加倍正常植株。 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 ②原理：s1up1(05)染色体变是。 ③优点：当年就能培育出遗传性状supl(O6)相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地supl(O7) 缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。 (2)突变体的利用 ①过程：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断sup1(O8)增殖的状态，因此它 们容易受到supl(O9)培养条件和supl(10)诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而发生突变。 从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培有成新品种。 外植体脱分化 伤组织一一突变体一一筛选选育新品种 诱变处理 ②原理：supl(11)基因突变。 3.细胞产物的工厂化生产 (1)次生代谢物 ①定义：植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。 ②本质：小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。 ③作用：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)生产技术手段 ①植物细胞培养：指在supl1(12)离体条件下对sup1(13)单个植物细胞或supl(14)细胞团进行 培养使其增殖的技术。 ②优点：它不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具 有重要意义。 ③实例：紫草宁（世界上首例药用植物细胞工程产品）、紫杉醇、人参皂苷、三七等。 《易错判断) 1,实验中除外植体需要灭南外，使用的培养基和所有的器械也都要灭菌。(×) 2.无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照。(×) 3.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。（√） 4.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型都是相同的。(×) 5.植物组织培养中，培养基中添加薰糖的目的是提供营养和调节渗透压。（√） 5 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 6.细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞。（√） 7.形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程。(×) 8。植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氣酸钠的混合液消毒。(×) 9.常用灭活的病毒诱导植物原生质体融合。(×) 10.植物组织培养繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性。（√） 11.急伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的。(×) 12.培养草莓脱毒苗所采用的主要技术是植物体细胞杂交。(×) 13.植物组织培养和植物体细胞杂交过程染色体的种类和数目都不会发生改变。(×) 14.初生代谢和次生代谢在生物整个的生命过程中始终进行。(×) 经典考题训练 考向一围绕植物组织培养，考查科学思维 [例1]（多选）花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图 ,下列叙述不正确的是( 秋水仙素， 花 愈伤 愈伤 药 组织 组织 A.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%酒精中浸泡30mn B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化 C,过程③逐步分化的植株中可箭选获得纯合的二倍体 D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上 答案：ABD 解析：为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为70%的酒精中浸泡30s,A 错误：过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例适中， B错误；进行过程③的愈伤组织经过了秋水仙素的处理，故其分化后的植株中可筛选获得纯 合的二倍体，C正确。 [例2](2020天津等级考)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时， 参照品种B的最佳激素配比（见下表）进行预实验。 品种B组织培养阶段 细胞分裂素浓度(mol/L) 生长素浓度(umol/L) 学科网书城面 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 【诱导形成愈伤组织 mi ni Ⅱ诱导形成幼芽 m2 n2 Ⅲ诱导生根 m3 n: 据表回答： ()I阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是 (2)在I、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是 阶段。 (3)为确定品种A的I阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m>2.0),以0.5 umoL为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为 mol/L。 (4山阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于μmolL的生长素处理品种A幼芽都能达 到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为 ，选用高 浓度生长素时的处理方法为 (5)在 阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。 答案：(1)细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织 (2)1、Ⅱ、Ⅲ(3)m1+1.0 (4)浸泡法（长时间处理）沾蘸法（短时间处理）（⑤1 解析：(2)1过程愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果，脱分化过程中细胞的结构和 功能发生明显改变，成为未分化状态：Ⅱ、Ⅲ过程形成幼芽、根的过程存在细胞的分化，分 化和脱分化都存在基因的选择性表达，故I、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。 (③)根据题意，表中数据为品种B的最佳激素配比，若要确定品种A的I阶段最佳细胞分裂 素浓度，以0.5moL为梯度，可参考m1为中间值，故实验中细胞分裂素最高浓度可设为 m1+1.0 umol/L. (④)实验中用生长素处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法，浸泡法时间长，所需浓度低，而 沾蘸法处理时间短、所需浓度高：因此Ⅲ过程中，选用低浓度生长素时的处理方法为浸泡法， 时间长：而选用高浓度生长素时的处理方法为沾蘸法，时间短，都能达到最佳生根效果。 (⑤)秋水仙素可抑制纺锤体形成，导致染色体加倍形成多倍体，愈伤组织分裂旺盛，故在【阶 段用秋水仙素处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。 考向二围绕植物体细胞杂交，考查科学思维能力 [例3)(2025·八省联考四川)科学家用蜗牛提取液处理烟草叶片和拟南芥根得到原生质体，两 7 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZXxk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 种原生质体经PEG处理后筛选出杂种细胞，其分裂产生的愈伤组织经诱导形成再生植株。经 鉴定，再生植株同时表现出烟草和拟南芥的部分性状。下列叙述错误的是( A.蜗牛提取液具有纤维素酶和果胶酶活性，可去除细胞壁获得原生质体 B.利用PEG处理可以促进两种原生质体的融合 C.用较高浓度的细胞分裂素处理杂种细胞产生的愈伤组织，有利于根的分化 D.杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株是基因选择性表达的结果 答案：C 解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，分析题意，科学家用蜗牛提取液处理烟草叶 片和拟南芥根得到原生质体，由此可知，蜗牛提取液具有纤维素晦和果胶酶活性，可去除细 胞壁获得原生质体，A正确；诱导生根时生长素与细胞分裂素的比例较高，而诱导芽分化时 两者比例较低，C错误：杂种细胞诱导形成具有双亲部分性状的再生植株（发生了细胞分化过 程等)是基因选择性表达的结果，D正确。 [例4)科学家用植物体细胞杂交技术，将月季（二倍体，2=14）的红色花瓣细胞与枸杞（四倍 体，4=48)的叶肉细胞，制备成杂种细胞，并筛选、培养获得杂种植株。下列叙述正确的是 () A.获得原生质体可在0.9%NaCI溶液环境下用纤维素酶和果胶酶处理 B.若只考虑两两融合，则融合后的细胞中染色体均为62条 C.显微镜下观察到细胞中同时含有叶绿体和红色液泡可做为筛选杂种细胞的标志 D.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结构变异 答案：C 解析：获得植物的原生质体的操作一般在等渗溶液中进行，等渗溶液可维持去除细胞壁后的 原生质体的正常形态，去除细胞壁可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，0.9%NaCI溶液不 是植物细胞的等渗溶液，A错误；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即月季细 胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目 为28条或96条或62条，B错误：枸杞的叶肉细胞有叶绿体，月季的红色花瓣细胞有红色液 泡，故显微镜下观察到细胞中同时含有叶绿体和红色液泡可做为筛选杂种细胞的标志，C正 确：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数目变异，D错误。 题后归纳 学科网书城 团 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.ZxXk.c0m○ 您身边的互联网+教辅专家 植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 植物细胞A含有2x条 植物细胞B含有2)条 来色体，2个染色体 染色体，2个染色体 组，基因型为Aahh 组，基因型为ccDl 两个不同品种的植物细胞A,B 植物体细胞杂交 楂物有性杂交 无性生殖 《 (生殊方式> 有性生殖 染色体变异《（变异类型》基因重组 不遵循《（孟德尔遗传定律>遵循 (2x+2y条 杂交后细胞 中染色体数 (r+)条 AhcD或abcD或 AabbeeDd 《 基因型> Ahcd或abed 植物体细胞杂交脚两个细胞融合成一个细胞，不管 是染色体数、染色体组数还是基因型都采用直接相 加的方法，而植物有性杂交则为先减半再相加 考向三围绕植物细胞工程的应用，考查社会责任 [例5](2024黑吉辽，6迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形 成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。 下列叙述错误的是() A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C,悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 答案：B 解析：迷迭香项端幼嫩的茎段适合用作外植体，生长旺盛，分裂能力较强，A正确；诱导愈 伤组织时需加入NAA和细胞分裂素，B错误：悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或 较小的细胞团，方便细胞获得更多的营养物质和氧气，C正确；加入诱导剂茉莉酸甲酯可大 9 学科网书城 品牌书店·知名教辅·正版资源 b.2 zxxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物（不是植物生长所必需的）的合成速 率，D正确。 [例6]（多选）辣椒中的辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，辣椒素 的获得途径如图所示。下列叙述错误的是( 脱毒苗 果实 御胞分离 提取 辣椒素 单细胞 高产细胞系 细胞培养物 A.。外植体要消毒处理后才可接种培养 B.。①和②分别表示植物组织培养中脱分化、再分化过程 C.辣椒素是植物生命活动所必需的次生代谢物 D.选择植物的茎尖部位进行培养，得到的脱毒苗具有抗病毒能力 答案：CD 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，A正确：①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再 分化过程，B正确；次生代谢物不是植物生长所必需的，C错误；选择植物的茎尖进行培养 获得的脱毒苗含病毒极少甚至无病毒，不具有抗病毒能力，D错误。 课时作业 题 2 5 6 > 10 11 12 13 14 15 号 难 ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ 度 ★ ★ ★ ★ 菊 植 植 相 植 植 植 植 植 植 植 植 植 植 植 花 物 物 物 物 物 物 物 物 物 物 物 物 物 的 愈 体 细 体 对 组 组 组 组 伤 细 胞 细 胞 胞 细 点 织 织 织 织 组 培 胞 胞 胞 胞 工 胞 胞 工 胞 培 培 织 杂 杂 杂 程 杂 杂 程 工程 养 养 养 综 交 交 交 交 应 交 交 应 的 交 10