内容正文:
小专题3 植物细胞工程
保分点专攻 知识整合·融会贯通
01
2
C
高考引领
1.(2025·江苏选择考)图示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是( )
A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂
B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞
C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同
D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关
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解析:过程①是由组织块形成愈伤组织,属于脱分化过程,脱分化过程中细胞通过有丝分裂增殖,A正确;
过程②是愈伤组织形成胚状体,属于再分化过程,再分化会形成不同种类的细胞,进而发育成不同组织、器官,B正确;
过程②(再分化形成胚状体)和过程③(胚状体发育成试管苗)所用培养基成分、浓度不完全相同,C错误;
培养基中糖类可作为碳源,为植物细胞提供碳元素用于合成有机物等,同时糖类能影响培养基渗透压,维持细胞正常形态,D正确。
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2.(2025·四川选择考)研究人员用花椰菜(BB,2n=18)根与黑芥(CC,2n=16)叶片分别制备原生质体,经PEG诱导融合形成杂种细胞,进一步培养获得再生植株,其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是( )
A.两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B.再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C.花椰菜和黑芥的原生质体能融合,证明两种植物间不存在生殖隔离
D.植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对,无法产生可育配子
B
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3.(2025·湖北选择考)水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是( )
B
转速(r/min) 55 65 75 85
相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25
细胞干重(g/L) 7.50 9.70 11.4 9.50
黄酮产量(g/L) 0.20 0.27 0.32 0.25
A.黄酮产量与细胞干重呈正相关
B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的
D.转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
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解析:由题表数据可知,随着细胞干重增加,黄酮产量升高,细胞干重减少,黄酮产量也减少,A 正确;
由题意可知,黄酮是水母雪莲的次生代谢物,次生代谢物不是生物生长所必需的,B错误;
水母雪莲的细胞生长、分裂和代谢都需要细胞有氧呼吸提供能量,C正确;
比较题表中的数据,当转速为75 r/min 时,细胞相对生长速率最大,黄酮产量最高,D正确。
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知识整合
1.植物细胞工程的两大技术
全能性
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(1)条件:________,一定营养物质,植物激素(生长素、细胞分裂素)等。
(3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。
离体
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(4)植物激素的使用
生长素与细胞分裂素的比值 作用效果
高
低
适中
促进根分化、抑制______形成
促进芽分化、抑制根形成
促进____________形成
芽
愈伤组织
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3.植物体细胞杂交的关键
(1)酶解法——用________和__________去除细胞壁。
(3)杂种细胞形成的标志——____________的形成。
(4)培养杂种植株的技术——植物组织培养。
(5)杂种植株培育成功的原理——细胞具有全能性。
纤维素酶
果胶酶
新细胞壁
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[正误判断]
(1)(2025·河北T13)利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持。( )
(2)(2023·北京T13)对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染。( )
(3)(2023·广东T12)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,融合的细胞即为杂交细胞。( )
(4)(2022·辽宁T14)宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体。( )
×
√
×
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(5)(2022·浙江1月T7)农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的琼脂+蔗糖。( )
(6)(2021·江苏T5)植物组织培养过程中,用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异。( )
×
√
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B
[强基训练]
1.(2025·江苏苏锡高三一模)关于植物组织培养技术,下列叙述正确的是( )
A.韧皮部的筛管细胞分化程度低,适宜用于开展组织培养
B.用解剖刀将外植体切成小段后,需将其形态学下端插入脱分化培养基中培养
C.向脱分化的培养基中添加适量生长素,以用于生根培养
D.试管苗诱导形成后,需用5%的次氯酸钠对其进行消毒后再移栽
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解析:韧皮部的筛管细胞是成熟的细胞,已经高度分化,不适宜用于开展组织培养,A 错误;
外植体需将形态学下端插入培养基,B 正确;
生根培养是在再分化阶段,将组织转移到生根培养基上,C 错误;
试管苗诱导形成后,需用流水清洗掉根部的培养基后,再移栽到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,不需要用 5%的次氯酸钠对其进行消毒,D 错误。
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C
2.(2025·湖南高三二模)我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育新品种耐钠盐植株的过程如下图所示,序号代表过程或结构。下列分析正确的是( )
A.①过程用灭活病毒诱导原生质体甲和乙的融合
B.②过程表示脱分化,原理是植物细胞的全能性
C.③过程所用的培养基中添加了较高浓度的钠盐
D.获得的杂种植株一定能表现出双亲的优良性状
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解析:灭活病毒诱导细胞融合用于动物细胞融合,而甲、乙细胞属于植物细胞,A错误;
②过程表示脱分化,是指将高度分化的细胞经过诱导转变为未分化的状态,并未体现细胞的全能性,B错误;
要筛选出耐钠盐植株,需要在含较高浓度的钠盐培养基中培养,C正确;
基因的表达会相互影响,故获得的杂种植株不一定能同时表现双亲的优良性状,D错误。
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3.(多选)(2025·河北高三联考)蚬壳花椒是我国南方重要的珍稀木本药用植物,其产生的中性亲脂性成分对金黄色葡萄球菌和沙门氏菌具有明显的抑制作用,但其种子萌发周期长且自然萌发率低,可通过植物组织培养技术生产无病毒、健康、高产的脱毒苗。下列相关叙述正确的是( )
A.蚬壳花椒分生区含病毒极少,从此处取材易获得脱毒苗
B.诱导形成愈伤组织的过程中需要提供植物激素
C.可尝试大量培养蚬壳花椒的细胞,实现其药用代谢物的工厂化生产
D.植物组织培养技术提高了蚬壳花椒的繁殖速率和抑菌效果
解析:植物组织培养技术提高了蚬壳花椒的繁殖速率,但没有改变中性亲脂性成分的抑菌效果,D错误。
ABC
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2.植物组织培养的关键
添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
加入的琼脂不能被利用
(2)培养基状态:固体培养基。
不能采用灭活病毒诱导法
(2)融合的方法——电融合法、离心法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
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