2026届高三生物一轮复习课件 植物细胞工程

植物细胞工程 1 课标要求 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.教学活动: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 课标要求 2 考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术 （固本·识记类） 3 1.细胞工程的概念分析 （1）原理和方法的来源:细胞生物学、分子生物学和____________等。 （2）操作水平:细胞器水平、细胞水平或______水平。 （3）目的:获得特定的______、组织、器官、______或其产品。 （4）分类:______________和______________。 发育生物学 组织 细胞 个体 植物细胞工程 动物细胞工程 必备知识·精梳理 4 2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性 定义 细胞经分裂和分化后，仍然具有________________或______ _______________的潜能 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 大小 比较 ①受精卵 生殖细胞 体细胞；②分化程度低的细胞 分 化程度高的细胞；③植物细胞 动物细胞 体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁 殖出新的植株 产生完整生物体 分化成其他各种细胞 必备知识·精梳理 5 未表现 及原因 在生物的生长发育过程中，并不是______________________ _____ 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 ______________ 表现条 件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和 所有的细胞都表现出全能性 选择性地表达 （续表） 必备知识·精梳理 6 3.植物组织培养的基本过程 （1）细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代， 在______、______和__________上发生________差异的过程。 （2）植物组织培养的基本过程 形态 结构 生理功能 稳定性 ①愈伤组织的形态：不定形的薄壁组织团块。 ②脱分化：由__________________的植物组织或细胞产生__________ ________的过程。 ③再分化：__________________重新分化成__________等器官的过程。 外植体 脱分化 再分化 高度分化 愈伤组织 愈伤组织 芽、根 必备知识·精梳理 7 （3）条件：______的植物器官、组织或细胞等，在一定的______、 ______和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植 株。这些离体培养的植物器官、组织或细胞叫作________。 离体 营养 激素 外植体 必备知识·精梳理 8 4.探究实践——菊花的组织培养 无菌水 次氯酸钠 无菌水 必备知识·精梳理 9 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜 必备知识·精梳理 10 【考点易错】（明辨析） （1）在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是 复 制容易受到抑制。( ) × [解析] 在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖 不断复制 的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的 影响而产生突变，容易获得突变体。 必备知识·精梳理 11 （2）植物种子萌发形成幼苗体现了植物细胞的全能性。( ) × [解析] 植物离体的器官、组织或细胞在适宜条件下培育成完整植株 体现了植物细胞的全能性，而植物种子属于个体发育的早期阶段， 其萌发形成幼苗未体现植物细胞的全能性。 （3）[2022·辽宁卷] 宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体进行植物 组织培养。( ) × [解析] 一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外 植体。 必备知识·精梳理 12 （4）无论脱分化还是再分化过程中均需提供光照。( ) × [解析] 脱分化过程不需要提供光照。 （5）菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要，所用到的材料、仪 器均需灭菌处理。( ) × [解析] 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，不能进行灭菌处理， 否则茎段细胞会死亡，而用到的培养瓶等均需灭菌。 必备知识·精梳理 13 【长句拓展】（练思维） 1.植物细胞具有全能性的原因是_________________________________ ______________________。 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 2.菊花外植体在培养过程中需要始终见光培养吗？________，原因是_ ____________________________________________________________ ___________________________________________________________。 不需要 在愈伤组织诱导阶段不存在光合作用，无须光照；当愈伤组织再分化出芽和叶时，每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用 必备知识·精梳理 14 3.在植物组织培养过程中，要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无 菌操作，原因是______________________________________________ _____________________。 避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长 必备知识·精梳理 15 1.[2025·湖北武汉月考] 薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王” “芳香药草之后”等，但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如 图是利用植物组织培养技术克隆薰衣草的流程。下列叙述正确的是 ( ) 典型例题·提能力 16 A.取自同一株薰衣草的细胞经组织培养获得的植株基因型相同 B.选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是因其分裂旺盛且抗病毒 C.在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养，不需要遮光 D.为了充分利用营养物质，形成的丛芽在原培养基中继续培养并诱导 生根 √ 典型例题·提能力 17 [解析] 同一植株不同部位的细胞 经组织培养获得的植株基因型不 一定相同，如花粉粒培养获得的 愈伤组织细胞内染色体数目是植 物正常体细胞的一半，A错误；选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是 因其分裂旺盛且携带的病毒少，但其不能抗病毒，B错误；由于植物 不同发育时期，对营养和激素的需求不同，形成的丛芽需要转移到 新的培养基中才能诱导生根，D错误。 典型例题·提能力 18 2.[2024·山东烟台三模] 细胞摇摆式间歇浸没生物反应器是通过摆动架 的倾斜摆动，使培养液周期性间歇浸没组培苗，实现组培苗的快速生 长。下列叙述正确的是( ) A.获得组培苗的培养基含有水、无机盐、蔗糖、琼脂等多种营养物质 B.间歇摆动提高培养液溶氧量，有利于组培苗进行有氧呼吸 C.获得组培苗的步骤：外植体 脱分化形成胚状体 再分化形成试 管苗 D.经过间歇浸没培养获得的植株需要消毒后炼苗再移栽到土壤中 √ 典型例题·提能力 19 [解析] 琼脂是凝固剂，不提供营养，A错误；外植体脱分化可以形 成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，C错误；植物组织培养是 在无菌条件下进行的，经过间歇浸没培养获得的植株不需要消毒处 理，D错误。 典型例题·提能力 20 植物激素在植物组织培养中的作用 生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向 高 有利于根的分化、抑制芽的形成 低 有利于芽的分化，抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的生长 [题后归纳] 典型例题·提能力 21 考点二 植物体细胞杂交技术（固本·识记类） 22 1.概念 植物体细胞杂交是指将__________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__________的技术。 不同来源 新植物体 必备知识·精梳理 23 2.过程 纤维素酶和果胶 原生质体 离心法 聚乙二醇 原生质体 再生出细胞壁 愈伤组织 必备知识·精梳理 24 3.意义 植物体细胞杂交技术在打破__________，实现______杂交育种，培育 植物新品种等方面展示出独特的优势。 生殖隔离 远缘 4.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间 的杂种植株等。 5.局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人 们的需要表现出双亲的性状。 必备知识·精梳理 25 【考点易错】（明辨析） （1）植物体细胞杂交过程中原生质体融合过程最好置于低渗溶液中 进行。( ) × [解析] 植株细胞用纤维素酶和果胶酶处理后得到原生质体，由于失 去了细胞壁的保护作用，需将原生质体放在等渗或略高渗溶液中， 若置于低渗溶液中，原生质体会大量吸水而涨破。 （2）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。( ) × [解析] 植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株。 （3）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。( ) √ 必备知识·精梳理 26 （4）从杂种植株的染色体组成上看，植物体细胞杂交的变异类型属 于染色体数目变异。( ) √ （5）[2023·广东卷] 人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员分别诱 导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的 产率。融合的细胞即为杂种细胞。( ) × [解析] 只考虑细胞的两两融合，融合的细胞中有人参根—人参根细 胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞,只有人参 根—胡萝卜根细胞才是杂种细胞。 必备知识·精梳理 27 （6）[2024·山东卷] 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本 的2个细胞核。( ) × [解析] 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自两个亲本的遗传物质，但只有1个细胞核。 必备知识·精梳理 28 【长句拓展】（练思维） 1.“番茄—马铃薯”是否如预期那样实现地上结番茄，地下长马铃薯？ ______，原因是______________________________________________ __________。 没有 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 2.平菇具有味道鲜美、抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮、生长 旺盛的优势。为获得同时具有二者优良性状的新菌株,研究者利用原生 质体融合技术培育杂种新菌株，该技术的典型优势是______________ ____________________。 能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 必备知识·精梳理 29 1.[2024·河北衡水模拟] 科研人员利用植物体细胞杂交技术，将二倍体 粉蓝烟草和二倍体朗氏烟草的体细胞进行融合来获得杂种植株。下列 叙述正确的是( ) 典型例题·提能力 30 A.植物体细胞杂交技术指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合 成杂种细胞的技术 B.融合后的杂种细胞诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照，后续培 养过程需要适当光照 C.可在同一培养基上将生长良好的愈伤组织先诱导生芽，再诱导生根 形成试管苗 D.融合形成的异源二倍体烟草细胞中，同时含有粉蓝烟草和朗氏烟草 的遗传物质 √ 典型例题·提能力 31 [解析] 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件 下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新植物体的技术，A错误； 融合后的杂种细胞需要经过植物组织培养过程培育成杂种植株，其 中脱分化诱导形成愈伤组织的过程中一般不需要光照，后期再分化 过程中需要适当光照，B正确；需要在不同的培养基上诱导生芽和生 根，C错误；融合形成的杂种植株是异源四倍体，D错误。 典型例题·提能力 32 2.[2024·湖北卷] 植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性 好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的 植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是( ) 典型例题·提能力 33 A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异 B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或 诱导原生质体融合 C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素 D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株 √ 典型例题·提能力 34 [解析] 过程②为原生质体的融合，常用 诱导原生质体融合，灭 活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融 合，B错误。 典型例题·提能力 35 植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 [题后归纳] 典型例题·提能力 36 考点三 植物细胞工程的应用（固本·识记类） 37 1.植物繁殖的新途径 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 必备知识·精梳理 38 植物顶端分生区附近（如茎尖） 必备知识·精梳理 39 2.作物新品种的培育 染色体变异 单倍体 纯合二倍体 稳定遗传 育种的年限 体细胞诱变 遗传突变 必备知识·精梳理 40 基因突变 必备知识·精梳理 41 3.细胞产物的工厂化生产 必需 植物细胞培养 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义 必备知识·精梳理 42 【考点易错】（明辨析） （1）获得细胞产物只需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可。( ) √ （2）利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种。( ) × [解析] 利用植物组织培养技术培育的脱毒苗，含有病毒极少或者不 含有病毒，但不具有抗病毒能力。 （3）植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。 ( ) √ 必备知识·精梳理 43 （4）紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然初 生代谢物，有抗肿瘤作用。( ) × [解析] 紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然 次生代谢物，具有高抗癌活性。 （5）切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株一定不带病毒。 ( ) × [解析] 切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带 病毒，从而获得脱毒苗。 必备知识·精梳理 44 （6）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。( ) √ 必备知识·精梳理 45 【长句拓展】（练思维） 1.单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料的原因是_ ____________________________________________________________ ______________________。 大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现 2.用物理或化学因素处理愈伤组织，诱发突变,产生的变异一定符合需 要吗？为什么？______________________________________________ ___。 由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求 必备知识·精梳理 46 1.[2024· 黑吉辽卷] 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 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 [解析] 诱导愈伤组织时需加入 和细胞分裂素，B错误。 √ 典型例题·提能力 47 2.[2024·江西上饶模拟] 研究人员利用离体培养的红豆杉细胞生产紫杉 醇（易溶于丙酮等有机溶剂，是一种抗癌药）的流程如下图所示。下 列相关叙述错误的是( ) 外植体愈伤组织液体培养基中悬浮振荡培养 细胞悬浮培养与继代 提取、检测紫杉醇 A.生产紫杉醇利用了植物细胞培养，该技术几乎不受季节、天气限制 B.用诱变的方法处理愈伤组织，再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞 C.过程①②中植物细胞发育的方向受激素调控，与环境条件无关 D.可用双层磷脂分子构建的脂质体运送紫杉醇至靶细胞，治疗某些癌症 √ 典型例题·提能力 48 [解析] 过程①②分别为脱分化和再分化过程，细胞发育的方向受激 素调控和环境条件的影响，C错误。 典型例题·提能力 49 $$