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2024高考一轮复习
第32讲 植物细胞工程
微点练清【P278】
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。 ( )
×
×
×
√
√
×
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。
原理和方法
操作水平
目的
分类
细胞生物学、分子生物学和发育生物学
细胞器、细胞或组织
获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品
动物细胞工程和植物细胞工程
什么是细胞工程
课P31 P278
1 选取多肉上健康、饱满的叶片。
2 用剪刀切下整片叶片，切口要平滑、整齐。也可以直接用手轻轻掰下叶片。
3 平躺放在沙床上，叶片间隔相聚2~3厘米。
4 叶片切口不要有碰脏，摆放通风处2~3天，晾干
5 待叶片晾干后移至半阴处养护。
6 约2~3周后生根，或从叶基处长出不定芽。
7 叶插成功
多肉进行叶插繁殖
有心栽花花不开，无心插柳柳成荫
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，即细胞的全能性。
植物组织培养的基本原理
为什么植物组织或细胞能培养成完整植物体？
一、植物细胞的全能性　
产生完
整生物体
分化成其他各种细胞
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
所有的细胞都
表现出全能性
选
择性地表达
课P32
1
概念：
二、植物组织培养　
外植体
有丝分裂
无性生殖
植物细胞的全能性
是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。
2
生殖方式：
4
原理：
3
分裂方式：
课P34 P278
5
过程：
不定形的薄壁组织团块
脱分化
再分化
失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。需要光照。
接种外植体
诱导愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
再分化
课P35 P278
菊花的组织培养
取材、 消毒 ①用　　充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用　　　　溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段
接种 将外植体的1/3～1/2插入诱导　　　　的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织
流水
次氯酸钠
愈伤组织
转接 ①将生长良好的愈伤组织转接到　　　　　培养基上；②长出芽后再转接到　　　　　培养基上，进一步诱导形成试管苗
移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土
诱导生芽的
诱导生根的
探究实践
课P35 P278
6
特殊的植物组织培养
——花药离体培养
花药
试管苗
脱分化
再分化
愈伤组织
单倍体：植株矮小、高度不育
秋水仙素
诱导
纯合品种
课P35 P278
总结提升1
培养条件：
①无菌（原因？）
②一定的营养、激素
③适宜环境条件（温度、PH、光照等）
水/琼脂/无机物，
有机物：蔗糖(提供能量、调节渗透压)
植物激素中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。生长素和细胞分裂素的比例和浓度都会影响植物细胞的发育方向。
植物组织培养的培养条件
脱分化一般不需要光照，再分化需要光照来诱导叶绿素的合成。
课P36
当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向
总结提升2
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：“生”根，“分”芽，“中”愈伤
生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响
P279
1．人参是重要的药用植物，常以根入药，由于过度采挖导致人参资源
枯竭，人工栽培周期长。研究表明，可采用植物组织培养的方式培
养人参不定根，用以满足市场需求。下列说法错误的是 (　 )
A．人参不定根培养中有脱分化和再分化过程
B．过程①必须光照培养以增加有机物来源
C．过程②所需要的生长素比例大于细胞分裂素
D．需要检测获得的不定根中有效成分的含量
B
三维设计【P279】
三、植物体细胞杂交　
因为不同种生物之间存在着生殖隔离
不能
利用传统有性杂交方法能实现吗？
课P36 P280
1
概念：
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　　　　的技术。
杂种细胞
新植物体
三、植物体细胞杂交　
细胞膜的流动性（原生质体融合）
植物细胞具有全能性（杂种细胞培养成杂种植株）
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
2
原理：
3
意义：
4
过程：
课P36 P280
A细胞
B细胞
纤维素酶果胶酶
去壁
酶解法
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
诱融
物理法：
化学法：
电融合法、离心法等
聚乙二醇（PEG）融合法
高Ca2+—高pH融合法
脱分化
再分化
移栽
植物细胞融合
植物组织培养
杂种植株
愈伤组织
A原生质体
B原生质体
移栽后的植株
去壁
植物细胞融合完成的标志
植物体细胞杂交完成的标志
课P38 P280
　　源于选择性必修3 P36“正文”：“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯的主要原因是____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
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，所以番茄—马铃薯杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
教材隐性知识
　 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。植物体细胞杂交的结果最终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有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，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变异。　
易错点拨
P281
　植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
归纳拓展
P281
1．(2022·漳州模拟)青枯病是马铃薯的常见病害之一，少数马铃
薯野生种对青枯病有抗性，但野生种难以与马铃薯栽培种直接杂交
繁育。为获得抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细
胞杂交的实验研究，过程如图所示。下列分析正确的是 (　 )
A．常利用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中去除A、B的细胞壁
B．过程①是人工诱导原生质体融合，可采用物理法或化学法
C．细胞C含有A和B的遗传物质，因此培育的杂种植株一定有抗性
D．过程③历经了脱分化和再分化，其本质是基因的选择性表达
B
三维设计【P281】
四、植物细胞工程的应用　
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
植物顶端分生区附近(如
茎尖)
脱毒草莓
未脱毒草莓
课P39 P279
单倍体育种、　　　的利用。
突变体
2
作物新品种的培育
课P40 P279
(1)次生代谢物：是一类　　　有机化合物，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)细胞产物的工厂化生产：人们利用　　　　　　来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
(3)植物细胞培养：是指在　　条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其　　的技术。
小分子
植物细胞培养
离体
增殖
3
细胞产物的工厂化生产
外植体
愈伤组织
细胞悬液
脱分化
振荡分散
细胞悬浮培养
细胞产物
提取
课P41 P279
紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。
实例
紫草宁——具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性
紫杉醇——具有高抗癌活性，已被用于乳腺癌等癌症的治疗
红豆杉→紫杉醇
紫草→紫草宁
人参→
人参皂苷
课P41 P279
　　源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所　　的代谢活动，因此，在整个生命过程中一直进行着；次生代谢　　生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
必需
不是
教材隐性知识
3．下列关于植物组织培养应用的说法，错误的是(　 )
A．脱毒苗、人工种子的制备都应用了植物组织培养技术
B．采用植物组织培养技术培养茎尖得到的脱毒作物可提高作
物产量和品质
C．应用植物组织培养技术得到人参、紫草等植株，然后从它
们的细胞中提取细胞产物，可实现细胞产物的工厂化生产
D．植物的组织培养过程中经化学或物理的诱变处理可得到有
用的突变体，如抗盐碱的烟草等
C
三维设计【P280】

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