资源简介 (共50张PPT)植物细胞工程选择性必修三<第三课时>高考生物焦聚高考考点 高考考情具体分析植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物细胞工程的应用(2024北京卷)(2024甘肃卷)(2024湖北卷)(2023河北卷)(2023辽宁卷)(2023浙江卷)(2022重庆卷)(2024北京卷)(2024江苏卷)(2024湖北卷)(2023湖北卷)(2023江苏卷)(2023广东卷)(2024江苏卷)(2024安徽卷)(2024山东卷)(2024吉林卷)(2024浙江卷)(2023辽宁卷)(2023山东卷)内容索引考点一植物组织培养技术考点一植物体细胞杂交技术考点一植物细胞工程的应用(1)原理和方法应用 、 和 等多学科的原理和方法。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。 水平、 水平或 水平。(2)操作水平获得特定的 。(3)目的(4)分类动物细胞工程植物组织培养技术植物体细胞杂交技术植物细胞工程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.概念:考点一 植物组织培养技术细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。一、植物细胞的全能性2.全能性的原因:生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需要的全套基因。3.全能性大小比较:①受精卵>生殖细胞>体细胞②植物细胞>动物细胞③幼嫩的细胞>衰老的细胞④分化程度低的细胞>分化程度高的细胞⑤分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞4.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因:(不离体的细胞无法表现出全能性的原因)考点一 植物组织培养技术因为在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达。5.全能性表现条件:离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH6.体现细胞的全能性的标志:细胞→完整个体或其他各种细胞实例:胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株受精卵发育成个体(动植物)蜜蜂受精卵发育成工蜂,卵细胞发育成雄峰用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株1.概念:考点一 植物组织培养技术指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)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。一、植物组织培养技术植物细胞的全能性。2.原理:3.生殖方式:4.分裂方式:无性生殖(注意如果外植体是生殖细胞属于有性生殖)有丝分裂考点一 植物组织培养技术(1)外植体:用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。脱分化5.基本过程外植体愈伤组织再分化幼根和芽或胚状体发育完整植株(2)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。(3)愈伤组织:排列疏松、无规则,高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。(4)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。(5)胚状体:离体培养条件下,没有经过受精过程,但是经过了胚胎发育过程所形成的胚状类似物,因而统称为体细胞胚或胚状体。考点一 植物组织培养技术脱分化与再分化的比较脱分化 再分化过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗分裂、分化 有分裂,无分化 有分裂,无分化结果 形成愈伤组织 形成根、芽需要条件 a.离体、适宜的营养 c.生长素与细胞分裂素的比例适中 d.一般不需光 a.离体、适宜的营养c.生长素与细胞分裂素的比例高或低诱导生根或生芽d.光照(诱导叶绿素的合成,使试管苗能够进行光合作用。)考点一 植物组织培养技术6、操作实例——菊花的组织培养①外植体消毒幼嫩的菊花茎段材料:消毒:次氯酸钠溶液处30min酒精消毒30s流水冲洗无菌水清洗2~3次无菌水清洗2~3次选用菊花的外植体时,一般选用形成层细胞或组织块,其原因是什么?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,其他部分如叶、花全能性低,不易培养成完整植株。考点一 植物组织培养技术②接种切割与接种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。用解剖刀将外植体切成0.5~1cm长的小段。在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口,并在培养瓶上作好标记。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)培养条件及培养基:①培养温度:18-220C②一般不需要光照③激素比例1:1④提供有机碳源(蔗糖)提供营养、调节渗透压考点一 植物组织培养技术③培养培养15~20d后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。注意顺序,先诱导生芽,再诱导生根;该过程一定要有光照,有利于叶绿素合成!考点一 植物组织培养技术④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。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的虹石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土。试管苗非常幼嫩的植株。有叶绿体但光合作用差。经过炼苗,逐渐适应自然环境。⑤栽培每天观察并记录幼苗的生长情况,适时浇水、施肥,直至开花。考点一 植物组织培养技术植物组织培养的条件(1)离体(最关键)(2)无菌操作(3)种类齐全、比例适合的营养物质(4)植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)(5)适宜的外界条件(温度、pH、光照等)外植体一般要进行消毒处理,而培养基及其他的操作器具一般要进行灭菌处理,否则杂菌会竞争营养物质,还可能产生有害物质如:蔗糖(提供营养和调节渗透压)脱分化无光、再分化有光(促进叶绿素合成)考点一 植物组织培养技术植物激素对植物组织培养的影响使用顺序 实验结果先使用生长素,后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂,但细胞不分化先使用细胞分裂素,后使用生长素 细胞既分裂也分化同时使用 分化频率提高简记为:先“生”分裂不分化,后“生”分裂又分化,同“使”分化频率高 (1)使用顺序不同实验结果不同考点一 植物组织培养技术(2)植物激素的比值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简记为:“高”根,“低”芽,“中”愈伤对点练习C1.(2024·甘肃兰州·一模)利用百合脱毒苗通过组织培养技术能生产出无病毒、健康、高产的百合植株。脱毒苗在商业种植、科研育种和园艺观赏等方面具有广泛应用,为百合产业的发展提供了有力支持。制备百合脱毒苗的实验操作流程如图所示。下列叙述错误的是( )A.取材于百合的分生区,是因为该部位所含的病毒极少,甚至无病毒B.过程①需要在培养基中加入细胞分裂素和生长素C.过程②不需要更换培养基,但需要增加光照D.培养基中的脱毒苗在移栽前需要去除封口膜,并在培养箱中生长几日对点练习2.(2024·广东·一模)广东盛产的粉葛是国家农业部和卫健委共同认定的药食两用植物,素有“北参南葛”“亚洲人参”之美誉。实验小组欲利用植物组织培养技术大量培养粉葛,下列操作不恰当的是( )选项 步骤 具体操作A 材料选择 选择粉葛幼嫩的芽叶作为外植体B 外植体消毒 酒精消毒冲洗后,用次氯酸钠再次消毒C 获得愈伤组织 遮光处理并提供适宜的营养物质D 诱导生根 降低培养基中生长素/细胞分裂素的比值A.A B.B C.C D.DD对点练习3.(2024·全国·二模)菊花的组织培养过程如下图,下列有关叙述错误的是( )BA.该过程的原理是植物细胞的全能性B.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的C.生芽与生根的过程需要植物激素的诱导D.试管苗需要经过一定的炼苗处理后才能移栽入土考点二 植物体细胞杂交技术细胞A原生质体A原生质体B去除细胞壁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.过程:去除细胞壁细胞B诱导融合融合原生质体细胞壁再生脱分化再分化杂合细胞AB愈伤组织杂合植株植物细胞融合植物组织培养考点二 植物体细胞杂交技术纤维素酶果胶酶酶解法①去除细胞壁,获得原生质体:细胞壁阻碍着细胞间的杂交(阻碍了原生质体间的融合)原因:去除细胞壁的植物细胞是否需要保证渗透压稳定?注意:需要,可以加入山梨醇和甘露醇来稳定渗透压!防止细胞吸水涨破或失水皱缩。考点二 植物体细胞杂交技术②原生质体间的融合:细胞膜具有流动性原理:物理方法:电融合法、离心法化学方法:聚乙二醇(PEG)法高Ca2+-高pH融合法与此过程中相关的主要细胞器是?高尔基体、线粒体筛选AAABBBABAB物理方法&化学方法方法:③植物体融合成功的标志:④两两融合的细胞一定是杂种细胞吗?不一定注意:融合后杂种细胞需要经过筛选才能获得所需要的杂种细胞!再生出新的细胞壁考点二 植物体细胞杂交技术⑤植物组织培养——脱分化、再分化无性生殖有丝分裂染色体(数目)变异打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种。植物细胞的全能性原理:培育出杂种植株植物体细胞杂交完成的标志:3.生殖方式:4.分裂方式:5.可遗传变异的类型:6.意义:考点二 植物体细胞杂交技术植物组织培养 植物体细胞杂交技术原理过程意义联系 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性植物细胞的全能性离体的植物器官、组织或细胞愈伤组织再分化根、芽或胚状体植物体生长发育保持优良性状,繁殖速度快、大规模生产提高经济效益植物体细胞杂交技术应用了植物组织培养技术克服不同种生物远缘杂交的障碍植物组织培养与植物体细胞杂交技术的比较脱分化植物细胞A植物细胞B原生质体A去壁原生质体B去壁人工诱导融合的原生质体AB杂种细胞AB愈伤组织脱分化再生细胞壁杂种植株再分化考点二 植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交和有性杂交的比较考点二 植物体细胞杂交技术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最终结果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生殖细胞的结合,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数目变异。对点练习4.(2024·云南保山·三模)作为野生植物的后代,许多栽培植物与它们的祖先产生了生殖隔离。野生型油菜抗病能力强,但出油率低,栽培油菜品种出油率高,但抗病能力低。科学家利用植物体细胞杂交技术培育具有较强抗病能力的油菜新品种,培育过程如图所示。下列叙述错误的是( )A.进行①处理时能用纤维素酶和果胶酶B.需要在低渗溶液环境下进行①处理C.②过程中经PEG 处理可诱导原生质体融合D.细胞融合后,显微镜观察选用体积大、含叶绿体的细胞用于继续培养B对点练习5.(2024·广东深圳·二模)三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产如下图。下列叙述正确是( )A.①过程可以利用盐酸和酒精1:1混合配制的解离液来完成B.②过程通常在等渗的培养液中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合C.④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根D.图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性B对点练习6.(2024·陕西·一模)某研究人员将甲(基因型为eeGg)、乙(基因型为EEgg)两个品种的玉米花粉除去细胞壁,然后诱导两个品种的花粉原生质体融合,再将融合细胞进行脱分化和再分化培养,获得玉米新品种植株。E/e、G/g两对等位基因分别位于两对同源染色体上。下列相关叙述正确的是( )A.可用灭活的病毒诱导甲、乙玉米花粉的原生质体融合B.甲、乙花粉原生质体融合完成的标志是两个细胞核融合成一个核C.融合细胞经脱分化后,细胞分化程度增大、细胞全能性也随之降低D.若只考虑甲与乙两种花粉的融合,则基因型为EeGg的融合细胞占1/2D考点三 植物细胞工程的应用植物细胞工程的应用植物繁殖的新途径作物新品种的培育细胞产物的工厂化生产快速繁殖作物脱毒单倍体育种突变体的利用考点三 植物细胞工程的应用一、植物繁殖的新途径1.快速繁殖(微型繁殖)①概念利用组织培养技术,将优良植物的器官、组织和细胞进行离体培养,在短期内获得大量遗传性一致优良品种的技术,也称为植物快速繁殖技术。②生殖方式③原理一般为无性生殖植物细胞的全能性考点三 植物细胞工程的应用①高效、快速地实现种苗的大量繁殖;②保持优良品种的遗传特性。③不受自然生长季节的限制,培养周期短④选材少,繁殖率高,便于自动化管理④优点:⑤实例:一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。考点三 植物细胞工程的应用2.作物脱毒①原因:无性繁殖的作物,容易将病毒传染给后代。病毒积累,导致作物产量降低、品质变差。②选材部位:③方法:植物顶端分生区附近切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。(即:茎尖组织培养技术)④优点:脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物选材原因:该部位的病毒极少,甚至无病毒。分生区细胞分化程度低,分裂能力强,全能性更高。考点三 植物细胞工程的应用脱毒苗与抗毒苗的区别(1)脱毒苗是选择植物的分生区如茎尖(病毒极少,甚至无病毒)进行组织培养而获得的,属于细胞工程的范畴。(2)抗毒苗是把某抗病毒基因导入受体细胞中,并通过一定的方法培养形成的,属于基因工程的范畴。考点三 植物细胞工程的应用二、作物新品种的培育1.单倍体育种①方法花药的离体培养获得单倍体植株,染色体加倍,选择稳定遗传优良品种。②过程③生殖方式有性生殖染色体数目变异、植物细胞的全能性。人工诱导染色体加倍有性杂交选择亲本F1代花粉离体培养单倍体植株④原理选择所需正常植株类型考点三 植物细胞工程的应用⑤优点后代都是纯合子,能稳定遗传;明显缩短育种年限,加速育种进程。考点三 植物细胞工程的应用2.突变体的利用①产生组织培养时,由于培养的细胞一直处于不断的分生状态,易受培养条件和外界压力(如射线,化学物质等)的影响而产生突变。②过程对植物组织培养过程中得愈伤组织进行诱变处理,促其发生突变,诱导分化成植株,筛选对人们有利突变体,进而培育新品种脱分化外植体愈伤组织诱导分化多种突变体 筛选培育新品种诱变处理考点三 植物细胞工程的应用③原理基因突变、植物细胞的全能性。④优点提高变异的频率,加速育种进程。大幅度地改良某些性状。⑤缺点难以控制突变方向,有利性状比较少,需要大量处理实验材料。考点三 植物细胞工程的应用三、细胞产物的工厂化生产1.细胞产物的种类①初生代谢物:初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动,在整个生命过程中一直进行。初生代谢物包括蛋白质、脂肪、糖类和核酸等①次生代谢物:次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定组织或器官和特定条件下进行。次生代谢物包括酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机化合物次生代谢物含量低,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注意:考点三 植物细胞工程的应用增殖2.细胞产物的工厂化生产的目标产物 。次生代谢产物3.技术—— ,在 条件下对 或 进行培养使其 的技术;植物细胞培养离体细胞团单个植物细胞4.细胞产物的工厂化生产的一般过程考点三 植物细胞工程的应用5.优点不占用耕地,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6.实例紫草宁、紫杉醇、人参皂苷等对点练习7.(2024·吉林长春·一模)《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。研究人员利用组织培养技术繁育樱桃优良品种,满足人们食用和药用需要。下列相关叙述错误的是( )A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗B.可选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体C.外植体形成完整植株需经过脱分化和再分化过程D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素D对点练习8.(2024·广西百色·一模)玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一,几种生物育种方式如图所示。下列叙述错误的是( )A.方法I可用秋水仙素处理单倍体幼苗B.方法I中获得单倍体hR的过程体现了植物细胞的全能性C.方法Ⅱ和方法I的育种原理相同D.方法Ⅲ盲目性强、可能达不到育种目的C真题演练1.(2024·江苏·高考真题)图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )A.步骤①添加盐酸以去除细胞壁 B.步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗C.原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间D.台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养C真题演练2.(2024·北京·高考真题)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后,可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是( )A.制备时需用纤维素酶和果胶酶B.膜具有选择透过性C.可再生出细胞壁D.失去细胞全能性D真题演练3.(2024·甘肃·高考真题)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。下列叙述正确的是( )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1D.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真题演练4.(2024·湖北·高考真题)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,过程如下图所示。下列叙述错误的是( )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真题演练5.(2024·浙江·高考真题)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如图。下列操作不可行的是( )A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽D外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗真题演练6.(2024·江苏·高考真题)图示普通韭菜(2n=16)的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系,科研人员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有( )A.花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化C.镜检根尖分生区细胞的染色体,可鉴定出单倍体幼苗D.秋水仙素处理单倍体幼苗,所得植株的细胞中染色体数都是16ABC真题演练7.(2024·山东·高考真题)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )A.用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织C.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D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖BD【注意】字体安装之后必须要重启PPT,字体(适用于字体种类较少的情况) 才能显示出来。找到压缩包中 鼠标左键双击 双击后,选择左上角的“安装”的字体文件夹 字体文件【注意】字体安装之后也必须重启PPT。(适用于字体种类较多的情况)找到压缩包中 打开后有较多字体安装包,Ctrl+A全选 将字体文件包粘贴到:C盘 >的字体文件夹 windows文件夹 > fonts文件夹(Mac系统的安装与windows系统类似,仅提供路径)找到压缩包中的字体文件夹 应用窗口中打开“字体册”鼠标左键双击字体文件 界面左上方点击“+”双击后,选择左上角的“安装” 选中要安装的字体,点击“打开”【注意】Mac系统与Windows系统一样,都需要重启PPT,字体才能显示出来。“明明自己电脑上安装成功了,播放也正常的,但拿去教室电脑上播放,字体又变得乱七八糟!”老师们自己电脑上安装成功了,代表安装在自己电脑上的C盘(一般情况下),但如果教室电脑上没有安装过PPT内所用的特殊字体,在打开PPT时,会出现字体不一或缺失的情况。把字体文件复制粘贴到教室电脑上的 C盘> windows > fonts文件夹里即可。在教室电脑上找到压 打开后框选中字体 将字体文件包粘贴到:C盘 >缩包中的字体文件夹 包,Ctrl+C复制 windows文件夹 > fonts文件夹【注意】转图片后,图片会自动对齐页面正中在自己的电脑上将有特殊字体的可编辑文字转化成图片即可。 心,需自己移动到原位选中含有特殊字体的可编 Ctrl+V粘贴,点击右下角 点击“粘贴选项” 下右边辑文字框,Ctrl+X剪切 图标 的图标,选择粘贴为图片“下载了字体,安装也成功了,电脑也重启了,但PPT内却找不到这款字体了?!”一般这种情况出现在有多种字重的情况(例:阿里巴巴普惠体),部分字体隐藏了。字重:可以理解为改款字体的不同粗细呈现最直接的方法是 完毕后,打开PPT,直接搜索字体+字重。前提是确保完成一下操作:①字体安装后重启PPT; ②把这款字体整个系列(全部字重)都已下载 展开更多...... 收起↑ 资源列表 《植物细胞工程》(课件版权归属“一起课件”,只供个人使用,请勿私自传播,违者必究).pptx 【一起课件】字体安装说明书.pdf