2025届高考生物一轮复习新考案-大单元11生物技术与工程第55讲植物细胞工程(人教版2019).docx

第55讲　植物细胞工程【课标内容】 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考点1　植物组织培养考 点 落 实知识1　植物组织培养基本技术1．概念：植物组织培养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．原理：__植物细胞的全能性__ 解 疑 释 惑植物细胞在未脱离母体状态下不体现全能性，如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会__选择性表达__3．流程 解 疑 释 惑三个重要概念4．植物组织培养的培养基(MS培养基)(1)主要成分成分作用无机营养提供植物细胞生活所必需的__无机盐__和水有机营养__蔗糖__提供碳源和能量，调节渗透压；氨基酸和维生素满足离体植物细胞的特殊营养需求激素__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琼脂凝固剂(2)类型①诱导__愈伤组织__的培养基：生长素与细胞分裂素浓度相当。

②诱导生芽的培养基：生长素浓度/细胞分裂素浓度的比值__低__③诱导生根的培养基：生长素浓度/细胞分裂素浓度的比值__高__ 解 疑 释 惑植物组织培养中的无菌操作(1)无菌操作的理由：避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长2)无菌操作要求：①培养基灭菌(高压蒸汽灭菌)；②外植体要进行__消毒__处理(酒精、次氯酸钠、__无菌水__冲洗)；③接种的无菌操作(各种器械要彻底__灭菌__、无菌滤纸、酒精灯火焰旁、封口膜或瓶盖封住瓶口)；④无菌箱中培养；⑤移栽到消过毒的环境中__生存一段时间__(“炼苗”)知识2　植物细胞工程的应用1．植物繁殖的新途径：快速(微型)繁殖、__作物脱毒__优点：能__保持优良品种的遗传特性__；可以快速大量地培育新个体，有利于进行工厂化培养；选材少，周期短，便于自动化管理2．作物新品种的培育：__单倍体育种__(如花药/花粉离体培养)、__突变体的利用__(用射线、化学物质等处理培养的细胞后筛选)3．细胞产物的工厂化生产：获取植物__次生代谢物__，如紫杉醇、人参皂苷的生产一般只需培养到__愈伤组织 __阶段，从细胞培养液中获取产物。

具有不占用耕地，几乎不受__天气、季节__等的限制等优点 解 疑 释 惑(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难另外，幼嫩的芽尖、茎尖__几乎不含病毒或病毒很少__，作为植物组织培养材料容易实现作物脱毒2)突变体的利用中，培养的愈伤组织处于不断增殖状态，易发生__基因突变__，从而得到突变体3)细胞产物的工厂化生产利用了__细胞增殖__的原理4)细胞产物的工厂化生产中，用液体培养基培养愈伤组织的细胞，培养过程中可加以搅拌，一是增加培养液中的__溶解氧__；二是有利于细胞与培养液__充分接触__概念思辨判断下列说法的正误：(1)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能　×　)提示：高度分化的植物细胞含有该生物全套的遗传信息，具有发育的全能性2)植物组织培养的目的都是获得完整的植株　×　)提示：植物组织培养的目的不一定是获得完整的植株，也可能是获得细胞代谢物3)正常情况下，同一植物的不同体细胞经植物组织培养产生的植株基因不同　×　)提示：正常情况下，同一植物的不同体细胞经植物组织培养产生的植株基因相同4)尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养。

　×　)提示：愈伤组织细胞中不含叶绿体，不能进行光合作用5)某些植物激素和维生素不能连同其他培养基成分一起进行高压蒸汽灭菌　√　)提示：某些植物激素、维生素等遇热时容易分解，需要进行过滤除菌，待培养基降低到适宜温度后(凝固前)再加入这些成分并混匀典 题 说 法考向1　植物组织培养的过程 (2021·江苏卷)植物组织培养技术常用于商业化生产过程，其过程一般为：无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定下列相关叙述错误的是(　D　)A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可以接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异解析：植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；组织培养花粉时无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异，D错误。

(多选)(2023·南京、盐城一模)草莓是无性繁殖的作物，它感染的病毒很容易传播给后代病毒在草莓体内逐年积累，会导致产量降低、品质变差下图是育种工作者选育高品质草莓的流程图下列有关叙述错误的是(　BD　)注：SMYELV－CP是草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因A．方法一中，甲常选用茎尖，原因是其几乎未感染病毒B．通常采用体积分数为95%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理C．A、C两个过程属于植物组织培养，都经过脱分化和再分化D．判断两种选育方法的效果都需要通过病毒接种实验解析：方法一中，选择甲作为组织培养材料的原因是该部位(茎尖)细胞的含病毒量少，甚至不带病毒，诱导更容易获得脱毒苗，A正确对外植体的消毒通常采用体积分数为70%的酒精和5%的次氯酸钠溶液，消毒后需用无菌水进行冲洗，B错误A、C两个过程属于植物组织培养，都需要经过脱分化形成愈伤组织和再分化形成根、芽，最终发育成植株，C正确图中方法一获得的无病毒苗应根据植株性状检测，不需要接种病毒；方法二获得的抗病毒草莓需要通过接种病毒检测，D错误考向2　植物细胞工程的应用 (2023·南通三调)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，相关叙述错误的是(　D　)A．切取一定大小的草莓植株茎尖进行组织培养，可获得脱毒苗B．用射线处理植物组织培养过程中不断增殖的烟草细胞培育抗盐碱的烟草C．在离体条件下对紫草细胞进行培养使其增殖可以获得紫草宁D．玉米花药离体培养获得的单倍体植株都能稳定遗传解析：因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将草莓植株茎尖进行离体培养能获得脱毒植株，A正确；由于基因突变是不定向的，所以用射线处理植物组织培养过程中不断增殖的烟草细胞，即进行诱变育种，可筛选得到抗盐碱的烟草新品种，B正确；离体的条件下对紫草细胞进行植物细胞培养，可大量生产紫草宁，C正确；玉米花药细胞经过脱分化和再分化过程形成单倍体幼苗，经过秋水仙素处理后才能得到能够稳定遗传的纯合植株，D错误。

(2023·盐城二模)束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如下图所示下列有关叙述正确的是(　C　)A．感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育B．培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素C．超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率D．茎尖脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁细胞解析：灭菌会将植株的茎尖杀死，所以需要对感病植株的茎尖进行消毒处理，A错误；培养过程中加入生长素和细胞分裂素，B错误；从图中可以看出，经过超低温处理后，感病植株的脱毒率增加，但成活率由93.75%下降至55%，C正确；愈伤组织是无定形状态，D错误考点2　植物体细胞杂交技术考 点 落 实1．原理：细胞膜的__流动性__、植物细胞的__全能性__2．流程示意图及分析步骤操作或说明植物细胞融合①去壁__纤维素酶和果胶酶__等分解细胞壁 ②原生质体__融合__(关键环节)物理法：电融合法、离心法等；化学法：__聚乙二醇(PEG)__融合法、高Ca2+—高pH融合法③再生出细胞壁高尔基体、线粒体活跃__植物组织培养__经④脱分化、⑤再分化后获得杂种植物3．意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离、实现__远缘杂交育种__、培育新品种等方面展示出独特的优势。

 解 疑 释 惑(1)植物体细胞杂交的结果不是形成杂种细胞，而是要经过组织培养形成__杂种植株__2)植物细胞融合成功的标志是__再生出新的细胞壁__，植物体细胞杂交成功的标志是__形成杂种植株__3)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为__无性__生殖4)获得杂种植株的变异类型属于__染色体变异__与多倍体育种一样，都是通过改变细胞内的染色体数目来改变遗传物质，从而改变生物的性状但不同的是，杂种植株的染色体数通常是两个不同种亲本细胞染色体数目之和，属于异源多倍体概念思辨判断下列说法的正误：(1)制备植物的原生质体需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理两种细胞　×　)提示：由于植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，因此制备植物原生质体需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁2)在诱导愈伤组织形成的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化　×　)提示：形成愈伤组织属于脱分化，没有再分化3)杂种细胞再生出细胞壁后经植物组织培养获得杂种植物　√　)(4)原生质体融合依赖生物膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染　×　)提示：细胞融合依赖于生物膜的流动性，但获得的原生质体没有细胞壁，不能放在无菌水中，以防原生质体吸水涨破。

5)杂种细胞可以培育成杂种植株，说明杂种细胞具有全能性　√　)典 题 说 法考向1　植物体细胞杂交技术 (2023·江苏卷)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜下列相关叙述正确的是(　D　)A．从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁B．原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡C．检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色D．聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞解析：酶具有专一性，紫菜细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，蛋白酶无法催化细胞壁分解，A错误；原生质体在低渗溶液中会因吸水涨破而死亡，可在超低温液氮中长期保存原生质体，B错误；原生质体的细胞膜具有选择透过性，活的原生质体不会被苯酚品红或甲紫溶液染色，C错误；聚乙二醇可促进原生质体融合，不同来源的细胞可能所含叶绿体情况不同，进而可以叶绿体颜色等差异为标志识别杂种细胞，D正确 (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(　C　)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。