2025版高考生物一轮总复习教案选择性必修3第十单元生物技术与工程第三讲植物细胞工程考点一植物组织培养技术

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考点一 植物组织培养技术
必备知识·夯实基础
知|识|巩|固
1．细胞工程的概念
(1)原理和方法：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。
(2)操作水平：细胞器水平、细胞水平或组织水平。
(3)目的：获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。
2．植物组织培养技术
(1)定义和流程
(2)探究实践——菊花的组织培养
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。( √ )
(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。( × )
(3)愈伤组织是一团未分化、不定形的薄壁组织团块。( √ )
(4)培养基添加生长素和细胞分裂素后，愈伤组织一定能发育成完整的植株。( × )
(5)外植体用酒精消毒后，需要用清水冲洗后再用次氯酸钠溶液进行消毒处理。( × )
延|伸|探|究
1．植物组织培养离体的细胞能表达全能性的原因是离体细胞含有本物种全部的遗传信息，若不离体这些细胞在母体上发生基因选择性表达而分化。
2．菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？
提示：含有；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。
3．菊花组织培养中，前后三次用到的培养基其功能分别是什么？
提示：第一次：诱导外植体脱分化形成愈伤组织；第二次：诱导愈伤组织生芽；第三次：诱导愈伤组织生根。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
1．植物细胞的全能性
2.生长素、细胞分裂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的发育方向
精|准|命|题
考向 围绕植物组织培养的过程和条件，考查理解能力
》例 如图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是( B )
烟草植株 eq \(――→,\s\up7(①))烟草根组织块 eq \(――→,\s\up7(②)) 愈伤组织 eq \(――→,\s\up7(④),\s\d5( )) X细胞 eq \(――→,\s\up7(③))胚状体 eq \(――→,\s\up7(⑤))幼苗
A．对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理
B．过程②应根据要求使用适宜的培养基，在避光的环境中进行
C．过程③发生脱分化，其实质是基因的选择性表达
D．用人工种皮包裹X细胞可获得烟草人工种子
解析：对过程①获取的根组织块应进行消毒处理，如果采用灭菌技术，会使根组织块失去活力，无法进行组织培养；过程②是脱分化形成愈伤组织的过程，需要在避光的环境中进行；过程③发生再分化，其实质是基因的选择性表达；用人工种皮包裹胚状体可获得烟草人工种子。
〔变式训练〕 (2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。
据表回答：
(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。
(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段。
(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5 μml/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为m1＋1.0 μml/L。
(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3 μml/L的生长素处理品种A幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法为浸泡法(长时间处理)，选用高浓度生长素时的处理方法为沾蘸法(短时间处理)。
(5)在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。
解析：(1)在诱导愈伤组织形成时，通常采用茎尖、幼叶做外植体，因为这些部位的细胞分裂能力强、分化程度低，全能性容易表达，容易诱导产生愈伤组织。
(2)Ⅰ过程愈伤组织形成是离体的植物细胞脱分化的结果，脱分化过程中细胞的结构和功能发生了明显改变，成为未分化状态；Ⅱ、Ⅲ过程形成幼芽、根的过程存在细胞的分化，分化和脱分化都存在基因的选择性表达，故Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段都存在基因的选择性表达。
(3)根据题意，表中数据为品种B的最佳激素配比，若要确定品种A的Ⅰ阶段最适细胞分裂素浓度，以0.5 μml/L为梯度，可参考m1为中间值，故实验中细胞分裂素最高浓度可设为m1＋1.0 μml/L。
(4)实验中用生长素处理插条的方法可选用浸泡法或沾蘸法，浸泡法时间长、所需浓度低，而沾蘸法处理时间短、所需浓度高，因此Ⅲ过程中分别选用浓度低于或高于n3 μml/L的生长素处理品种A的幼芽，都能达到最佳生根效果。
(5)秋水仙素可抑制纺锤体形成，导致染色体加倍形成多倍体，愈伤组织分裂旺盛，故在Ⅰ阶段用秋水仙素处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。课标要求
核心素养
1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织或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种细胞，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、次生代谢物生产、育种方式有效提高了生产效率。
1.从细胞结构与功能观角度理解植物细胞工程的原理。(生命观念)
2．构建植物细胞工程操作技术的基本流程模型。(科学思维)
3．探究植物细胞工程的应用。(科学探究)
取材、
消毒
①用流水充分冲洗外植体(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；再用次氯酸钠溶液处理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插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织
转接
①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，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
定义
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
原因
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
大小
比较
①受精卵＞生殖细胞＞体细胞；②分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；③植物细胞＞动物细胞
体现
利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株
未表
现及
原因
在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性 eq \(――→,\s\up7(原因)) 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达
表现
条件
离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
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
简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高
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：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
品种B组织培养阶段
细胞分裂素浓度
(μml/L)
生长素浓度
(μml/L)
Ⅰ诱导形成愈伤组织
m1
n1
Ⅱ诱导形成幼芽
m2
n2
Ⅲ诱导生根
m3
n3