2027届高三生物一轮复习课件第3讲第1部分：植物细胞工程

第十三单元　细胞工程 第1讲　植物细胞工程 植物细胞工程的应用 植物细胞工程 知识网络 ①植物繁殖的新途径（快速繁殖、作物脱毒）②作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）③细胞产物的工厂化生产。 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。 ( ) × × × √ √ × 判断正误 脱分化 再分化 再分化 一、植物细胞工程及应用（主干知识） （一）植物组织培养技术 1、培养对象： ； 离体的植物器官、组织或细胞（外植体） 2、培养条件： ； 无菌环境；固体培养基（基础营养、植物激素）； 环境条件（温度、光照、湿度、pH等） 3、培养结果： ； 形成完整植株 4、原理： ； 植物细胞的全能性 愈伤组织：具有较强的分裂分化能力 5、过程： 生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向 比值高 有利于根的分化、抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 （二）植物组织培养技术的应用 应用 植物繁殖的新途径 作物新品种的培育 1、快速繁殖： ①使用的技术： ； ②原理： 。 ③优点： ； 2、作物脱毒： 植物组织培养技术 植物细胞的全能性 保持亲本优良的遗传特性 ①使用的技术： ； ②材料的选取： 。 ③优点： ； 植物组织培养技术 植物顶端分生区附近(如茎尖) 脱毒作物产量高，品质好 1.单倍体育种 2.突变体的利用 细胞产物的工厂化生产 原理： ； 优点： ； 关键步骤： ； 花药离体培养、人工诱导染色体数加倍 原理： ； 优点： ； 染色体（数目）变异 明显缩短育种年限 ①基因突变 ②染色体变异 提高突变率，加快育种进程 利用 来获得植物细胞的 的过程。 1.概念： 2.次生代谢物的特点： 。 ①小分子有机化合物；②不是植物生长所必需 ③含量很低；④在一定的生长发育时期产生。 植物细胞培养 次生代谢物 5 单倍体育种 突变体的利用 注意诱变时期 （并不是对植株进行诱变处理） 单倍体的特点 植株弱小、高度不育 例1.(2024·甘肃高考)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染,造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗,操作流程如下图。下列叙述正确的 (　 ) A.①为脱分化过程,1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块 B.②为再分化过程,愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组 C.3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1 D.百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,可以作为该研究中的外植体 D 解析:在脱分化过程中,1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的、不定形的薄壁组织团块,A错误;愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变,而基因重组一般发生在减数分裂过程中,愈伤组织细胞的分化过程进行的是有丝分裂,所以不会发生基因重组,B错误;3号培养基用于诱导生根,其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1,C错误;百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此可以作为该研究中的外植体,D正确。 7 例2、 C 愈伤组织： 课堂篇探究学习 【解析】细胞全能性以细胞发育成完整生物体(或分化成其他各种细胞)为标志，而图中只是形成愈伤组织，并没有形成完整生物体(或分化成其他各种细胞)，A错误；图中①是脱分化过程，需要避光处理，B错误；图中①是脱分化过程，经该过程细胞的形态和结构发生了变化，成为高度液泡化的薄壁细胞，C正确；过程③是细胞大量增殖的过程，使用液体培养基，不需要添加琼脂，D错误。 8 植物组织培养 移栽 1、概念：指将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成 的技术。 2、流程 ①去壁 ②诱导融合 物理法： 化学法： 电融合法、离心法 聚乙二醇（PEG）融合法、 高Ca2+ —高PH融合法等 融合成功的标志： 3、原理： ①细胞膜的流动性 ②植物细胞的全能性 4、意义： 克服远缘杂交不亲和的障碍 杂种细胞再生出细胞壁 二、植物体细胞杂交技术（主干知识） 不同来源 杂种细胞 新植物体 筛选 ① 原生质体：是指植物细胞去除细胞壁后剩余的部分，包括细胞膜、细胞质和细胞核。 ② 原生质层：是指成熟植物细胞的细胞膜、液泡膜和介于这两层膜之间的细胞质，包括细胞膜、细胞质、液泡膜。 9 “植物体细胞杂交”和“有性杂交”的辨析 几个染色体组？几倍体？异源还是同源？ 为什么“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？ 基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的。 植物体细胞杂交的结果是形成杂种细胞吗？ 形成杂种植株 杂交细胞 重组细胞 受体细胞 植物体细胞杂交属于有性生殖吗？ 属于无性生殖 属于染色体变异 植物体细胞杂交变异类型属于基因重组还是染色体变异？ 4个染色体组，异源四 10 形成具有原来两个或多个细胞遗传信息的单核细胞，称为________。 杂交细胞 动物细胞融合：使两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的技术。 植物体细胞杂交：指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。 杂种细胞 转化：目的基因进入受体细胞内，并且在受体细胞内维持稳定和表达的过程。 核移植技术：动物细胞核移植技术是将动物的细胞核移入一个去核的卵母细胞中，并使重组细胞发育成新胚胎，继而发育成动物个体的技术。 [不对称融合（杂交）]　 A．不对称体细胞杂交技术可用于细胞质基因的转移 B．可用高Ca2+—高pH融合法诱导原生质体间的相互融合 C．获得的不对称杂交种含4个染色体组，属于四倍体 D．细胞融合时，可将原生质体置于等渗溶液中进行 例．不对称体细胞杂交是指融合前钝化一方亲本原生质体的细胞核，使大部分染色体被破坏，再与另一方亲本的原生质体融合，这一融合方式只允许钝化细胞的部分遗传物质进入杂种细胞。科研人员将钝化欧芹（2n=22）原生质体和烟草（2n=48）原生质体融合得到了首例不对称杂交种。下列叙述错误的是（       ） C 重要 步骤 融合 培养 脱分化 再分化 花药离体培养 人工诱导染色体数目加倍 筛选有利的突变体 优点 举例 培育“番茄－马铃薯”杂种植株 微型繁殖、脱毒苗培育 单育1号烟草 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草 方式 植物体细胞杂交 植物组织培养 单倍体育种 突变体的利用 原理 几种方法的比较 细胞膜的流动性、 植物细胞的全能性 植物细胞的全能性 染色体变异 基因突变，染色体变异 克服远缘杂交不亲和的障碍 保持优良品种的遗传特性 明显缩短育种年限 提高突变率，加快育种进程 课堂篇探究学习 例1．自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析不正确的是 (　 ) A．调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化 B．春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离 C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条 D．通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状可能不一致 B 解析：春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，形成的杂交兰为三倍体，不可育，说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离，B错误；春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故其体细胞一共有60条染色体，C正确；不同胚中含有不同的遗传物质，子代会发生基因重组，故不一定大量性状都相同，D正确。 14 例2.(2024·湖北高考)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 (　 ) 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PEG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 B 课堂篇探究学习 解析:利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁时,可能因植物细胞壁结构差异而调整酶处理的时间,A正确;灭活的仙台病毒不能诱导(植物)原生质体融合,B错误;植物组织培养过程中的脱分化(④)和再分化(⑤)过程均需要添加生长素和细胞分裂素,但过程④和⑤中两者比例不同,C正确;可对植物丙的染色体进行分析,来鉴定其是否为杂种植株,D正确。 15 谢谢 4．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述正确的是 (　　) eq \x(\a\al( 紫杉,外植体)) eq \o(——→,\s\up16(①)) eq \x(\a\al(愈伤,组织)) eq \o(——→,\s\up16(②)) eq \x(\a\al(单个,细胞)) eq \o(——→,\s\up16(③)) eq \x(\a\al(高产,细胞群))―→eq \x(\a\al(细胞,分泌物)) eq \o(——→,\s\up16(提取))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应根据要求使用适宜的培养基，并且给予适宜光照诱导基因表达 C．经过程①细胞的形态和结构发生了变化 D．过程①③的培养基中均需添加琼脂，以配制固体培养基 $