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高考总复习优化设计
GAO KAO ZONG FU XI YOU HUA SHE JI
第47讲 植物细胞工程
第10单元
2024
（1.5课时）
考点一 细胞工程的概念和理论基础
考点二 植物组织培养技术
考点三 植物体细胞杂交技术
考点四 植物细胞工程的应用
[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。
植物细胞工程
基本技术
细胞的全能性
应用
植物体细胞杂交技术
快速繁殖
作物脱毒
植物体细胞杂交技术
理论基础
单倍体育种
突变体利用
繁殖新途径
新品种培育
考点一 植物细胞的理论基础
P34黑体
问题指引：3min
细胞的全能性
概念：
离体
标志？
细胞具有全能性的原因(必修1)：
在生物体内全能性不能表达的原因:
P34第1段最后一句
植物细胞全能性表达的条件：
P116附录1
原因？
营养：
激素：
条件：
影响细胞全能性大小的主要因素：
营养分类？蔗糖？
关键激素？
P35探究.实践
无菌、适宜的温度、光照
【强基础】
考点一 细胞工程的概念和理论基础
【强基础】
判断：
(1)细胞表现全能性的标志是细胞经分裂和分化后，产生完整生物体或其他各种细胞( )
(2)科研人员运用神经干细胞进行脑内移植治疗缺血性脑卒中体现了细胞的全能性( )
(3)种子萌发成幼苗体现了细胞的全能性( )
问答：
(4)细胞具有全能性的原因是什么？
(5)细胞全能性的大小与什么相关？
(6)在生物生长发育过程中，为什么不是所有的细胞都表现出全能性？
(7)如何才能让高度分化的植物细胞表现出全能性？
1.细胞全能性的概念
√
×
×
细胞内含有该生物的全套遗传信息
一般与细胞分化程度呈负相关
①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞 ②植物细胞＞动物细胞
因为在特定的时间和空间条件下，基因才会进行选择性表达
植物组织培养技术
P35黑体
问题指引：3min
植物细胞工程基本技术
植物组织培养技术
所需条件？
概念：
原理：
过程：
原理？
1.该技术需要经历哪两个关键步骤？愈伤组织的特点是什么？
2.为什么通常选择茎尖、幼叶等作为外植体？
3.诱导愈伤组织生成及其生芽、生根的培养基的主要区别是？
4.脱分化阶段是否需要光照？再分化阶段呢，为什么？
5.接种外植体时需要注意什么？
P38图2-1
【强基础】
考点二 植物组织培养技术
【强基础】
考点二 植物组织培养技术
[情境]菊花花卉用途多，市场需求大，要实现菊花的大量快速繁殖，可利用植物组织培养技术来实现。
1.植物组织培养技术是指将 的植物器官、组织或细胞等，培养在添加了植物激素的 上，同时创设 等条件，诱导其
的技术。
2.植物组织培养利用的原理是 。
3.植物组织培养的生殖方式 ，
细胞分裂方式_________。
人工配制的培养基
离体
无菌、适宜的温度和PH
形成完整植株
植物细胞具有全能性
无性生殖
有丝分裂
4.什么是脱分化和再分化？分别是指图中哪个过程（①或②）？
5.在诱导形成愈伤组织阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体？
6.愈伤组织的特点是什么？
7.决定细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素是？它们如何影响影响植物细胞的发育方向？
8.脱分化阶段是否需要光照？
再分化阶段需要给予光照，为什么？
诱导生芽
诱导生根
移栽成活
接种外植体
诱导愈伤组织
脱分化
再分化
②
①
生长素和细胞分裂素
的浓度和比例
未分化、不定形、高度液泡化的薄壁细胞
生长素高根低芽均愈伤
细胞分化程度低,容易诱导产生愈伤组织
不需要
有利于叶绿素的合成
【强基础】
考点二 植物组织培养技术
---基本过程
愈伤组织
未分化、不定形、高度液泡化的薄壁细胞
9.外植体消毒方法？
10.接种时外植体的方向如何控制？
11.实验中使用的培养基和所有的器械都需要______,接种操作必须在______________进行。
判断：菊花组织培养中用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒[2022·浙江卷](　　)
【强基础】
考点一 植物组织培养技术
酒精灯火焰旁
灭菌
×
不能倒插
1.(2023届云浮期末)菊花组织培养的过程如图所示,正确的是( 　)
（优P340）
【考向探究】
A.①过程可以用高压蒸汽法对基段进行消毒处理
B.②过程将外植体的1/4~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中
C.④过程应当给予光照,促进叶绿素的合成以便于进行光合作用
D.整个过程中细胞发生了基因突变和基因重组
C
问题指引：3min
植物组织培养技术
植物体细胞杂交技术
概念：
原理：
课P38黑体
过程：
意义：
课P38图2-4
1.去除细胞壁的酶？去除细胞壁的产物？
2.诱导细胞融合的方法？细胞融合成功的标志？
3.体细胞杂交完成的标志？
4.涉及的技术与原理？
课P38最后一段最后1句
【强基础】
考点三 植物体细胞杂交技术
植物细胞工程基本技术
【强基础】
考点三 植物体细胞杂交技术
1.①代表什么过程？ 去细胞壁的方法？
2.②代表什么过程？诱导融合的方法？融合成功的标志是？
3.③一定是杂种细胞吗？④和⑤代表什么过程？⑥⑦代表什么技术？原理？
4.植物体细胞杂交完成的标志是什么？意义？
A细胞
B细胞
愈伤组织
①
①
②
②
③
④
⑤
去除
细胞壁
原生质体
正在融合的原生质体
再生出细胞壁
培育出杂种植株
脱分化
再分化
杂种细胞
植物细胞融合技术
去除
细胞壁
人工诱导原生质体融合
酶解法
⑦
⑥
融合成功的标志
杂交完成的标志
植物组织培养技术
(原理：细胞的全能性)
原理：细胞膜的流动性
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
（优P340）
【易错判断】
(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。(　　)
(2)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。(　　)
(3)在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞(　)
(4)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性(　　)
(5)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。(　 )
(6)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因都是相同的。(　　)
(7)植物组织培养时常用MS培养基，其中添加的蔗糖既可以提供碳源，又可维持相对适中的渗透压(　　)
×
×
×
×
√
√
√
（优P341）
【考向探究】
3.下图表示利用番茄和马铃薯得到“番茄—马铃薯”植株的过程。下列相关说法错误的是(　　)
A.过程①所选用的酶为纤维素酶和果胶酶
B.过程③成功的标志是再生出新的细胞壁
C.过程⑤为再分化过程,该过程不需要更换培养基
D.过程②可以采用聚乙二醇融合法促进a、b的融合
C
下列叙述正确的是(　　)
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
（优P342）
【考向探究】
D
2.(2021福建高考)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种,技术流程示意图如下。
2.(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。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
（二优P135）
【考向探究】
C
（二轮优P135）
【考向探究】
4.(2023·福建厦门模拟)甲植物具有由核基因控制的多种优良性状,远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因,科研人员通过以下途径培育出具有抗除草剂性状的优良品种丙。图中字母表示过程、数字序号表示细胞。
下列相关叙述正确的是(　　)
A.过程A应置于等渗溶液中
处理,再将①②诱导融合成③
B.过程B无需筛选鉴定,形成杂
种细胞后即可接种到培养基中
C.过程C、D采用固体培养基,添加激素的种类和比例相同
D.杂种植株丙为二倍体,其产生的配子均含有抗除草剂基因
A
判断：再分化过程,不需要更换培养基（ ）
×
课P39第3段
问题指引：5min
植物繁殖新途径
方法技术？优点？
快速(微型)繁殖
作物脱毒
单倍体育种
突变体利用
培育新品种
细胞产物的工厂化生产
选择顶端分生区(顶芽)脱毒的原因？
方法技术？过程？优点？
后代遗传性状是否都相同？
处理部位？处理方法？
次生代谢产物
植物细胞培养
概念：
课P40第1段第3句
课P40第3段第2句;
图2-7
课P41第2段
课P41第5段第1句
课P41第4段第1、2句
课P41第5段第2句
应用
【强基础】
考点四 植物细胞工程的应用
（优P340）
【易错判断】
(7)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于快速繁殖。
(　　)
(8)突变体培育通常是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来自愈伤组织细胞。(　　)
×
√
1.(2023·山东卷)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是(　　)
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
（二轮优P135）
【考向探究】
A
3.(2023·广东广州调研)紫草富含一种红色的次生代谢产物——紫草宁,具有抗菌、消炎的功效。科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织,再使用液体培养基进行细胞悬浮培养,以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是(　　)
A.对紫草新生的营养芽进行彻底灭菌后可作为外植体
B.愈伤组织是由不同结构和功能的一团薄壁细胞组成
C.为获得愈伤组织,培养时需要加入细胞融合诱导剂
D.在进行细胞悬浮培养的过程中,需要通入无菌空气
（二轮优P135）
【考向探究】
D
2.决定脱分化和再分化的关键激素是 ;
3.植物组织培养利用的原理： ；
4.植物组织培养的生殖方式 ，
细胞分裂方式________。
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
生芽、生根
（或胚状体）
生长发育
试管苗
（植物体）
植物细胞具有全能性
无性生殖
有丝分裂
生长素和细胞分裂素
避光
光照
1.植物组织培养流程图：
【下节复习巩固】
（第1课时）
1.植物体细胞杂交技术的两大过程及原理：
①植物细胞融合
②植物组织培养
（原理：细胞膜的流动性）
（原理：植物细胞的全能性）
2.关键环节和两个标志：
②植物细胞融合完成的标志：
植物体细胞杂交完成的标志：
再生出新的细胞壁
培育出杂种植株
3.意义：
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
4.杂种植株的染色体变化属于哪种变异类型？
染色体数目变异
①关键环节：
原生质体间的融合
【下节复习巩固】
（第2课时）

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