2025屆高考生物一輪總復習第十三單元細胞工程第1講植物細胞工程教師用書

第1講植物細胞工程1．在愈傷組織形成幼苗的再分化過程中，不會發(fā)生細胞的增殖。(×)2．愈傷組織的形成須要光照。(×)3．以莖尖為材料通過組織培育獲得的脫毒苗具有抗病毒的特點。(×)4．植物體細胞雜交過程中，細胞融合勝利的標記是再生出新的細胞壁。(√)5．快速繁殖技術能保持親本的優(yōu)良遺傳特性。(√)6．單倍體育種和突變體培育的遺傳學原理相同。(×)系統學習(一)植物組織培育及其應用(固基點)主干學問·記準理清1．細胞工程的概念原理和方法細胞生物學、分子生物學和發(fā)育生物學操作水平細胞水平、細胞器水平或組織水平目的獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品2．植物組織培育技術(1)理論基礎。植物細胞的全能性概念細胞經分裂和分化后，仍舊具有產生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能原理細胞內含有本物種的全部遺傳信息表達條件具有完整的細胞結構，處于離體狀態(tài)，供應肯定的養(yǎng)分、激素和其他相宜外界條件(2)概念：是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培育在人工配制的培育基上，賜予相宜的培育條件，誘導其形成完整植株的技術。(3)操作流程。eq\x(\a\al(接種,外植體))→eq\x(\a\al(誘導愈傷,組織))→eq\x(\a\al(誘導,生芽))→eq\x(\a\al(誘導,生根))→eq\x(\a\al(移栽,成活))(4)操作實例——菊花的組織培育。3．植物組織培育技術的應用(1)植物繁殖的新途徑?？焖俜敝尝龠\用的技術：植物組織培育技術②原理：植物細胞的全能性③優(yōu)點：高效、快速地實現種苗的大量繁殖；保持優(yōu)良品種的遺傳特性④特點：運用材料少，培育周期短，繁殖率高，適合自動化管理，有利于進行工廠化生產作物脫毒①技術手段：植物組織培育技術②材料的選?。褐参镯敹朔稚鷧^(qū)旁邊(如莖尖)，此部分病毒極少，甚至無病毒③優(yōu)點：脫毒作物產量高，品質好(2)作物新品種的培育。單倍體育種突變體的利用原理染色體變異基因突變優(yōu)點明顯縮短育種年限產生新基因，大幅度改良某些性狀過程(3)細胞產物的工廠化生產。①次生代謝物：是一類小分子有機化合物(如酚類、萜類和含氮化合物等)，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是許多藥物、香料和色素等的重要來源。②細胞產物的工廠化生產：人們利用植物細胞培育來獲得目標產物，這個過程就是細胞產物的工廠化生產。③植物細胞培育：是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培育使其增殖的技術。題點考法·練全練通考法(一)植物組織培育的原理和過程1．人參是重要的藥用植物，常以根入藥，由于過度采挖導致人參資源枯竭，人工栽培周期長。探討表明，可采納植物組織培育的方式培育人參不定根，用以滿意市場需求。下列說法錯誤的是()A．人參不定根培育中有脫分化和再分化過程B．過程①必需光照培育以增加有機物來源C．過程②所須要的生長素比例大于細胞分裂素D．須要檢測獲得的不定根中有效成分的含量解析：選B過程①脫分化要避光處理，B錯誤。2．培育胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示，下列敘述錯誤的是()A．胡蘿卜根段進行組織培育可以形成試管苗，是因為植物細胞具有全能性B．步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，緣由是形成層簡單誘導形成愈傷組織C．步驟⑤要進行照光培育，其作用是誘導葉綠素的形成D．步驟⑤和步驟⑥的培育基中所需的生長素和細胞分裂素的比例不同解析：選C步驟⑥為再分化過程，要進行照光培育，其作用是誘導根的形成；步驟⑤為脫分化過程，兩者在培育過程中須要的生長素和細胞分裂素的比例不同，D正確，C錯誤。[歸納拓展]植物激素在植物組織培育中的作用生長素與細胞分裂素的比例植物細胞的發(fā)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，抑制根的形成適中促進愈傷組織的生長簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷提示：①由愈傷組織進行細胞分化時，一般要先誘導其生芽，然后誘導其生根，可通過限制培育基中生長素和細胞分裂素的比例來實現。②光照：在愈傷組織誘導階段，對有些植物來說，避光培育有利于細胞脫分化形成愈傷組織。當愈傷組織再分化出芽和葉時，肯定要有光照，有利于葉片內葉綠素的合成?？挤?二)考查植物組織培育的應用3．下列關于植物組織培育應用的說法，錯誤的是()A．脫毒苗、人工種子的制備都應用了植物組織培育技術B．采納植物組織培育技術培育莖尖得到的脫毒作物可提高作物產量和品質C．應用植物組織培育技術得到人參、紫草等植株，然后從它們的細胞中提取細胞產物，可實現細胞產物的工廠化生產D．植物的組織培育過程中經化學或物理的誘變處理可得到有用的突變體，如抗鹽堿的煙草等解析：選C細胞產物(如人參皂苷干粉、紫草素等)的工廠化生產，并未培育出完整的植株，而是將離體細胞、組織或器官培育到愈傷組織階段，利用細胞的分裂增殖擴增細胞數量，從而獲得大量的細胞產物。4．下列有關植物細胞工程應用實例的敘述，正確的是()A．脫毒苗是利用莖尖進行組織培育而獲得的抗病毒植株B．脫分化和再分化都須要光照C．突變體的利用是對愈傷組織進行定向誘變，進而培育新品種D．單倍體育種可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，縮短育種年限解析：選D植物莖尖沒有病毒，脫毒苗是利用莖尖進行組織培育而獲得的無病毒植株，而非抗病毒植株，A錯誤；脫分化形成愈傷組織過程不須要光照，B錯誤；誘變是不定向的，C錯誤；單倍體育種最終獲得的是純合子，可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，縮短育種年限，D正確。[易錯點撥]脫毒苗≠抗毒苗脫毒苗是選擇植物的莖尖(剛形成，不含有病毒)進行組織培育而獲得的，屬于細胞工程的范疇?？苟久缡前涯晨共』驅氲绞荏w細胞，并通過肯定的方法培育形成的或發(fā)生基因突變產生了某抗性基因的植物幼苗。系統學習(二)植物體細胞雜交技術(固基點)主干學問·記準理清1．概念：將不同來源的植物體細胞，在肯定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術。2．原理：體細胞雜交利用了細胞膜的流淌性，雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的全能性。3．操作過程4．意義：打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種?！鲦溄滩馁Y料·發(fā)展科學思維■————————————1．(選擇性必修3P38“練習與應用”T1拓展)下圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢，通過植物細胞工程技術培育高產、耐鹽的雜種植株的試驗流程圖。(1)圖中a、b、c、d分別表示什么？提示：a表示用纖維素酶和果膠酶處理；b表示誘導融合后得到的雜種細胞；c表示培育后得到的具有耐鹽性狀的幼芽；d表示選擇時要將植株種在高鹽環(huán)境中。(2)由c形成植株的過程利用了植物組織培育技術，形成愈傷組織須要經過脫分化過程，愈傷組織形成c須要經過再分化過程。2．(選擇性必修3P38“練習與應用”T2拓展)科學家在制備原生質體時，有時運用蝸牛消化道提取液來降解植物細胞的細胞壁。據此分析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？提示：纖維素酶和果膠酶。因為植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，利用酶的專一性，在降解植物細胞的細胞壁時要利用纖維素酶和果膠酶。題點考法·練全練通考法(一)考查植物體細胞雜交的原理和過程1．青枯病是馬鈴薯的常見病害之一，少數馬鈴薯野生種對青枯病有抗性，但野生種難以與馬鈴薯栽培種干脆雜交繁育。為獲得抗青枯病的馬鈴薯栽培種，探討人員進行了植物體細胞雜交的試驗探討，過程如圖所示。下列分析正確的是()A．常利用纖維素酶和果膠酶在低滲溶液中去除A、B的細胞壁B．過程①是人工誘導原生質體融合，可采納物理法或化學法C．細胞C含有A和B的遺傳物質，因此培育的雜種植株肯定有抗性D．過程③歷經了脫分化和再分化，其本質是基因的選擇性表達解析：選B植物細胞去除細胞壁之后，假如處在低滲溶液中，會吸水漲破，所以去壁的過程不能放在低滲溶液中進行，A錯誤；雖然細胞C含有A和B的遺傳物質，但是并不會把A、B兩種植株的優(yōu)良性狀都表達出來，而是隨機表達，C錯誤；過程③表示從愈傷組織到胚狀體，只是經過再分化過程，沒有脫分化，D錯誤。2．(2024·山東高考)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個細胞的染色體在融合前由于某種緣由斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將一般小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是()A．過程①需運用纖維素酶和果膠酶處理細胞B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂C．過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段解析：選C由圖可知，①為去除植物細胞的細胞壁，獲得原生質體的過程，該過程需用纖維素酶和果膠酶處理細胞，A正確；由題干可知，為了使一般小麥獲得中間偃麥草的耐鹽性狀，須要將中間偃麥草細胞中的染色體斷裂，過程②用不同劑量的紫外線照耀的目的是斷裂中間偃麥草的染色體，B正確；圖中過程③為兩種原生質體的融合，常用的融合手段為物理法和化學法，滅活的病毒通常用來融合動物細胞，C錯誤；一般小麥不具有耐鹽性狀，中間偃麥草耐鹽性強，因此篩選出的耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段，D正確。[易錯點撥]有關植物體細胞雜交的3個易錯點(1)誤認為植物體細胞雜交的結果只是形成雜種細胞。植物體細胞雜交的結果最終要經過組織培育形成雜種植株。(2)誤認為植物體細胞雜交屬于有性生殖。植物體細胞雜交過程中沒有有性生殖細胞的結合，因此不屬于有性生殖，應為無性生殖。(3)誤認為雜種植株的變異類型屬于基因重組。雜種植株的染色體數通常是兩親本細胞染色體數目之和，屬于異源多倍體，所以變異類型為染色體變異。考法(二)植物體細胞雜交與染色體倍性改變分析3．自然條件下蘭花雜交后代不易萌發(fā)。科研人員用四倍體品種綠寶石和二倍體品種春劍進行雜交，獲得大量優(yōu)質雜交蘭，并對其進行染色體視察與計數，培育過程如圖。下列分析不正確的是()A．調整培育基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化B．春劍和綠寶石兩個品種之間不存在生殖隔離C．所得雜交蘭植株的體細胞染色體數目為60條D．通過植物組織培育技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀可能不一樣解析：選B春劍為二倍體生物，綠寶石為四倍體生物，形成的雜交蘭為三倍體，不行育，說明春劍和綠寶石兩個品種之間存在生殖隔離，B錯誤；春劍為二倍體生物，綠寶石為四倍體生物，雜交生成的雜種胚應當有20條染色體來自春劍，40條染色體來自綠寶石，故其體細胞一共有60條染色體，C正確；不同胚中含有不同的遺傳物質，子代會發(fā)生基因重組，故不肯定大量性狀都相同，D錯誤。eq\a\vs4\al([歸納拓展]植物體細胞雜交和有性雜交的辨析)[課時驗收評價]1．下列實例中能體現細胞全能性的是()①用培育基培育的胡蘿卜單個細胞發(fā)育成了可育的植株②植物用種子進行繁殖③煙草花藥離體培育得到了單倍體植株A．①② B．①③C．②③ D．①②③解析：選B用培育基培育的胡蘿卜單個細胞發(fā)育成了可育的植株及煙草花藥離體培育得到了單倍體植株，都采納了植物組織培育技術，都體現了植物細胞的全能性。而種子是綠色開花植物的一種器官，是通過有性生殖形成的，因此，植物用種子進行繁殖沒有體現植物細胞的全能性。2．下列關于植物組織培育的敘述，錯誤的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供應養(yǎng)分和調整滲透壓B．培育基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C．離體器官或組織的細胞都必需經過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細胞經培育獲得的愈傷組織基因組成相同解析：選D綠色開花植物的細胞有兩種，即體細胞和配子細胞，這兩種細胞所含的核型(基因)是不同的，因此同一株綠色開花植物不同部位的細胞經培育獲得的愈傷組織基因組成可能不相同。3．下列關于植物組織培育和植物體細胞雜交的敘述，正確的是()A．用于組織培育的外植體可以是植物體的任何活細胞B．單倍體育種是通過花藥離體培育獲得單倍體植株的過程C．植物體細胞雜交的最終目的是獲得雜種細胞D．植物體細胞雜交技術離不開植物組織培育技術解析：選D高等植物成熟的篩管細胞沒有細胞核，不能用作組織培育的外植體，A錯誤；單倍體育種先要經過花藥離體培育獲得單倍體幼苗，再用相宜濃度的秋水仙素處理單倍體幼苗，使其染色體數目加倍，B錯誤；植物體細胞雜交須要先獲得雜種細胞，然后將雜種細胞培育成雜種植株，C錯誤。4．以二倍體蘭花花藥為外植體，經植物組織培育過程獲得蘭花植株，下列相關敘述錯誤的是()A．為防止雜菌污染，①②③過程要進行嚴格的無菌操作B．②過程需在培育基中添加多種植物激素以利于再分化C．該育種過程體現了細胞的全能性D．經④過程形成的植株中可篩選獲得純合的二倍體解析：選B植物組織培育的過程要求無菌無毒的環(huán)境，其中外植體要進行消毒處理，而培育基需滅菌處理，即①②③過程要進行嚴格的無菌操作，A正確；②過程需在培育基中添加多種植物激素以利于脫分化，B錯誤；高度分化的細胞首先經過脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植株，整個育種過程體現了植物細胞的全能性，C正確。5．探討人員用肯定量的紫外線輻射消退某煙草細胞的細胞核，獲得保留細胞質且具有鏈霉素抗性的煙草細胞甲，去除煙草細胞甲和煙草細胞乙(無鏈霉素抗性)的細胞壁，將二者進行融合，獲得雜種細胞丙。下列敘述錯誤的