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1、第34讲植物细胞工程课标要求4.1.植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。活动: 菊花的组织培养及幼苗的移栽。考点一植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术.7 q知识自此梳理1.植物组织培养概念：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物体器官、组织或细胞等 培养在人工配制的培养基上，使其生成逊植株或使其细胞增殖并产生细胞代谢 产物的技术。(2)全能性概念概念全能性实现途径已分化的细胞中遗色虫一般不发生 改变，植物体的每个生活细胞都具有 该植物所包含的全部的遗传信息，因 而具有发育成完整植株的潜能离体培养条件下，植物细胞全能性的 表达是通过细胞的脱分化和度分化实 现的提醒植物细胞具有全能性的原因
2、一般生物体的每一个细胞都含有该物种所特有的全套遗传信息，即都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。(3)理论基础外植体因脱离了母体的影响，一定条件下能实现其全能性。(4)培养过程脱别离体条件下已分化的细胞经过诱导，失去特1F-的结构和功能,新获得分裂能力培养过程)培养过程)给无组织结构、松散的薄型细胞团组织小小愈伤组织细胞在一定条件下，可重新分化为陪各种类型的细胞,进而形成芽或根等，再生 化出新的植株的过程瑞植物叶片一外植体啦色愈伤组织理金色苗过程(5)愈伤组织再分化形成完整植株的途径器官发生途径：首先在一种培养基上诱导形成芽，再在另一种培养基上形成根。体细胞胚发生途径：由愈伤组织外表形成类似
3、种子胚的结构,这种在离体 培养条件下不经过受精过程由体细胞发育成的类似胚的结构称为胚状体，胚状体继续发育成完整的植株。2.植物体细胞杂交概念：将两个来自不同种植物的住细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术。（2）获得原生质体获得原生质体卷生在0.50.6 mol/L的芯露髀（或一定浓度的 蔗械）溶液环境（较高渗透压）下上一纤维索酶和果胶解混合液如-根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞空型消化除去细胞壁，获得球形的原生质体（3）操作流程及意义获得原粗钮计技术电刺激、离心、振荡、聚乙二醉流程植物体细胞杂交技术原生质体手段等诱导的融合|目的融合的原生质体经培养后,再生 出新的细胞嚏
4、,形成杂种细胞植物组杂种细胞具有全能性,经过培养能进一 颈瞒步分裂、分化,进而发育成完整的植株杂种细胞的鉴定和筛选以及杂种植株 过程的鉴定和选育且又能克服远缘杂交的不亲和性，获得新品种镐马铃着一番茄、白菜一甘蓝提醒植物体细胞杂交属于无性繁殖。（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。（）在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化。）愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。（）（4）利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。（）（5）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。（）再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。（）植物体细胞
5、杂交过程要用到植物组织培养。（）植物组织培养中，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。)答案：(1)X (2)X (3)X (4)X (5)X (6) J1 .不同细胞的全能性比拟(1)体细胞全能性：分化程度低的分化程度高的；细胞分裂能力强的细胞 分裂能力弱的。(2)不同细胞的全能性：受精卵生殖细胞体细胞。(3)不同生物的细胞全能性：植物细胞动物细胞。(4)全能性与细胞分化的关系：一般情况下，随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。2 .植物激素对植物组织培养的影响(1)按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果(2)当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞
6、的发育方向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：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高生长素类物质/ 细胞分裂素类物质植物细胞的发育方向比值高有利于根的形成、抑制芽的形成比值低有利于芽的形成、抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤3.植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化设白菜细胞含2丫条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2)，条染色体，2个染色体组。工程不同物种体细胞杂交不同物种有性杂交同一物种杂交续表过程白菜 甘蓝 体细胞体
7、细胞II施|/| 杂种细胞植物组织 培养杂种植株甘蓝 耳菜精? 细胞 /Ld 受精卵 植物1组织 培1养 杂种植株11菜（、域 而1夕甘 F精 : 受用裂百 蓝,干的1 1分 植菜（ ）卵化株或 细甘 胞子代染色 体数目2x-2yx+y2白菜）或2y（甘蓝）子代染色 体组数422工程不同物种 体细胞杂交不同物种有性杂交同一物种杂交子代是 几倍体异源四倍体异源二倍体同源二倍体子代是 否可育可育不可育可育繁殖方式无性繁殖有性繁殖有性繁殖变异类型染色体畸变染色体畸变突破1植物组织培养核心素养生命观念1.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如以下图。以下表达正确的选项是（
8、）母叩-亳-松鱼糠用悬浮原生质体 愈伤组织丛生芽cA.过程获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中B.过程需提高生长素的比例以促进芽的分化C.过程需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性答案：D2.水竹是单子叶禾本科植物，易管理和培植，干净而雅致。以下图为通过植 物组织培养大量获得水竹幼苗的过程。以下表达不正确的选项是（）|X| Sr M-MA.选择水竹的叶和根尖分生区作为外植体诱导形成愈伤组织的难度相同B.愈伤组织是无组织结构、松散的薄壁细胞团C.过程为脱分化，过程为再分化，过程的实质是基因有选择地发挥 作用D.在水竹植物组织培养过程中，经过筛选可能获得有用的突
9、变体解析：选A。植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性，在外植体的选 择上，一般选择分裂旺盛、带有分生区的部位，这样的外植体分化程度较低，容 易诱导形成愈伤组织，A错误。突破2植物体细胞杂交核心素养生命观念3. （2022温州高三模拟）以下图为植物体细胞杂交过程，以下表达错误的选项是杂种细胞一番茄旦番茄原红色荧光细胞一”生质体标记融合的猬今原生.马铃薯一马铃薯绿色荧光/质体细胞一A原生质体标记植物体四愈伤组织一A.上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性B.假设细胞膜外表只有红色荧光，那么融合的原生质体至少由两个番茄细胞形C.过程为脱分化，过程中杂种细胞失去了其特有的结构
10、和功能D.当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导根的形成解析：选D。当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导芽的形成，D错*o伏。考点二植物组织培养技术的应用.7 q知识自此梳理1 .植物组织培养技术的应用(1)快速繁殖植物c植物组织培养技术快基础:卜更理一植物细胞的全熊性园I优点 保持品种的优良性状,可全年连续 实验和生产.节约人力、物力初代培养：从植物体上别离下来的处植住的第一次培养。继代培养：将初代培养获得的培养物转移到新的培养基上继续进行扩大培 养。(2)植物脱毒植物脱毒植物脱毒翁植物组织培养技术也电茎尖名电种植的作物不会或极少发生病毒(3)生产人工种子.今将植物离体培养产生的体细胞
11、町外愈 盟心伤组织等包埋在含有营养成分和保护功能 的物质中而制成的人工种子人工种皮子外层,有机的薄膜结构人工胚乳中间层,含仃体细胞胚照发所 相要的营养成分和植物激索 丘还最里层生产过程不受季节限制，可以大址、快 鳍速繁殖优良品种，对于生育周期K、育性不良且难于有性繁殖的植物，具有更 币要的意义(4)细胞代谢产物的工业化生产植物几乎能生产人类所需要的一切天然有机物，如蛋白质、脂肪、糖类、天 然药物、香料、燃料等。提醒I工业化生产不一定要培养出植物体，一般培养到愈伤组织阶段，从 培养愈伤组织细胞的培养液中就可提取细胞产物。作物新品种的培育植物组织培养技术广泛应用于植物育种的各个方面，例如，细胞突变
12、体的筛选、单倍体育种、转基因植物的克隆、植物体细胞杂交等。2 .菊花的组织培养及幼苗的移栽（1）原理：通过调节激素的比例可控制菊花外植体的生长发育。（2）方法步骤更幽晅消毒或灭菌一外植体消毒一分割外植体 手吆塞种一接种一培养方法步骤方法步骤与珀乔菊4试管将试管苗接种在生线培养基中，置于温 嬴生1度为2028七,短天光照1012h的条件 培养下培养 心山.瞥炼苗一培养基质的灭菌t育苗盘的准备 慧器 T试管苗的清洗T试管苗的栽种T培养 苗的移栽及管理葡萄的杆插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于快速繁殖。（）（2）脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。（）（3）单倍体育种和突变体培
13、育的遗传学原理是一致的。（）（4）突变体培育通常是对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工业化生产的细 胞产物也来自愈伤组织细胞。（）答案：(1)X (2)X (3)X (4)71. （2022湖州月等）为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关表达不正确的选项是（）柑橘A :体界 柑橘A柑橘A单倍体（二倍体）单倍体 的原生质体 落杂种义三倍体柑橘B柑橘B二倍植株（二倍体）一的原生质体A.过程需使用胰蛋白酶处理B.实现过程依赖膜的流动性C.过程需应用植物组织培养技术D.三倍体植株可产生无籽柑橘解析：选A。过程为利用酶解法去除植物细胞壁获得原生质体，植物细胞 壁的主要成分为纤维素和果胶，
14、故该过程所用酶为纤维素酶和果胶酶，A错误。2.紫杉醇是一种生物碱类化合物，是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物。以下图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，据图回答以下问题:紫杉O 外植体愈伤组织袋单个高产细胞厂细胞群细胞分泌物,紫杉醇该途径(填“能”或“不能”)表达植物细胞的全能性，原因是 O过程中生长素类物质与细胞分裂素类物质 的用量比值应(填“高”“低”或“适中”(2)过程需使用液体培养基，其优点在于O(3)根据紫杉醇的化学本质，可以判断有关基因控制紫杉醇合成的方式是(4)假设通过诱变育种技术选育紫杉醇含量高的细胞，可对图中的 进行诱变处理，然后进行筛选。答案：(1)不能 没有形成完整植
15、物体 适中(2)使培养细胞与培养液充分接触，有利于营养物质的充分利用(3)基因通过控制酶的合成来控制生物体内的生物化学反响，进而控制紫杉 醇的合成(4)愈伤组织原因分析类11 .在进行植物组织培养的实验时，要严格控制杂菌污染的原因是答案：杂菌在培养基上生长争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长2 .假设想利用植物体细胞杂交技术培育出马铃薯一草莓杂种植株以提高土地 的利用率，(填“能”或“不能”)把两物种细胞直接融合，理由是答案：不能植物细胞外面有一层细胞壁，阻碍了细胞间的杂交(融合)3 .光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是答案：在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中
16、均不含叶绿体, 无法利用光照进行光合作用事实概述类4 . 2019全国II, T38(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得 转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是 (用 流程 图表示)。答案：含目的基因的细胞生愈伤组织透起郅小植株5 . 2019全国H, T38(l)植物快速繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的 种子繁殖方法相比，这种快速繁殖技术的特点有 (答出2点即可)。答案：能保持植物原有的遗传特性；繁殖速度快2 0 8 W至初必0.0066 .红豆杉因其次生代谢产物紫杉醇的显著治癌效果而备受关注。不同有机 溶剂及其组合作为浸提溶剂对紫杉醇得率的影响如以下图所示。II川iiHlIlR1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H 12 13 14 15有机溶剂名称不同溶剂对紫杉醇得率的影响注：1 一甲醇；2乙醇；3一丙酮；4一二氯甲烷；5一乙酸乙酯；6一甲醇- 乙醇；7一甲醇丙酮；8甲醇-二氯甲烷；9一甲醇乙酸乙酯；10一乙醇丙酮； 11 乙醇二氯甲烷；12乙醇-乙酸乙酯；13一丙酮-二氯甲烷；14丙酮.乙酸 乙酯；15二氯甲烷乙酸乙酯。从溶剂单独和混合提取效果的角度分析，可得出的结论有：答案：单一溶剂作为提取紫杉醇的浸提溶剂时，甲醇的提取效果最正确； 溶剂混合浸提时，乙醇-二氯甲烷作为浸提溶剂提取紫杉醇的效果最好