第51讲 植物细胞工程-备战2025年高考生物一轮复习精品课件（新高考通用）

这是一份第51讲 植物细胞工程-备战2025年高考生物一轮复习精品课件（新高考通用），共35页。PPT课件主要包含了细胞工程的概念，细胞生物学，发育生物学，细胞器，2分类，动物细胞工程，植物细胞工程，植物组织培养技术，植物体细胞杂交技术，1概念等内容，欢迎下载使用。
一、 植物组织培养技术和植物体细胞杂交
①应用原理：______________、分子生物学和______________。②操作水平：__________、细胞或________水平。③操作目的：有目的地获得特定的_______、组织、器官、______或其产品。
是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。
生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息。
2.植物组织培养的基本原理
(4)全能性大小比较：
①受精卵＞生殖细胞＞体细胞
离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
(5)全能性表现条件：
②分化程度低的细胞>分化程度高的细胞
植物组织培养、花药离体培养
3.植物组织培养技术过程
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已分化细胞，失去其特有结构和功能而转变成未分化的细胞的过程。
细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块。
愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的过程。
离体植物器官、组织或细胞
外植体的1/3~1/2插人诱导 的Ms培养基中
(2)探究实践——菊花的组织培养
次氯酸钠溶液处理30min
外植体切成0.5～1cm长的小段
用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记
[易错提醒]　1.植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压。2.接种时外植体的方向不要倒插。
15～20d后，转接到 的培养基上
长出芽后，再将其转接到 的培养基上，
移栽前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的 或 等环境中，待其长壮后再移栽入土。
每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
需一定光照，利于叶绿素合成
培养条件：①无菌②营养物质③适宜环境条件（温度、PH、光等）④植物激素： 细胞分裂素 生长素
离体的植物器官、组织或细胞（外植体）
芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照
有光时，往往容易形成维管组织，而不易形成愈伤组织。
排列疏松、不定形的薄壁组织团块
①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的条件比例适中④不需要光照
①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例高(低)诱导生根(生芽)④光照
植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的使用
生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。
有利于根的分化，抑制芽的形成
有利于芽的分化，抑制根的形成
[易错提醒]　植物组织培养中先诱导长芽，再诱导生根。
4.植物体细胞杂交技术
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
将不同来源的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性
[易错提醒]　植物体细胞杂交属于无性生殖。
①去壁原因： 。②方法： 。③相关酶溶液： 。
细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）
为什么要去除细胞壁?用什么方法可以去除细胞壁?
上述酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？
使溶液有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破
(4)植物体细胞杂交技术的过程:
诱导原生质体融合的原理是什么？方法有哪些?融合完成的标志是什么？
聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法
使用方便，融合频率高缺点：有一定的毒性对某些细胞不适用（如卵细胞）
对细胞无毒害作用，操作简便，可重复性好
植物细胞融合完成的标志
获得的所有细胞一定是需要的杂交细胞吗？
不一定，有三类：①未融合的细胞②两两融合的细胞③多细胞融合体
原生质体融合技术的原理是： ；植物组织培养技术的原理是： 。
植物体细胞杂交技术应用了哪两种技术？对应的原理是什么？
细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
选取根尖、茎尖形成层部位最容易诱导脱分化
不同植物细胞融合后形成的杂种细胞
除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂
植物体细胞杂交过程中涉及的遗传知识
(1)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，形成的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。(2)体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都是两亲本之和。(3)培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传规律，而体细胞杂交没有此过程。
植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、染色体组数还是基因型都采用直接相加的方法，而植物有性杂交则为先减半再相加。
苜蓿是一种豆科牧草，其叶片中的水溶性蛋白质会导致反刍动物患臌胀病。百脉根的叶片富含单宁,能防止该病发生。用紫花苜蓿和百脉根培育抗臌胀病的新型牧草，流程如图所示,已知R-6G 可阻止线粒体的功能,IOA能抑制细胞分裂。
去除细胞壁,过程①诱导植物原生质体融合。分别用什么方法？
获得的原生质体分别用IOA 和R 6G 处理后进行融合，培养后，只有 细胞才能生长出愈伤组织，原因是 。
融合的杂种 融合的杂种细胞生理互补，细胞代谢正常，能正常分裂
由杂种细胞团经过过程②③的培育得到幼苗，依据的生物学原理是 。图示培育新型牧草所运用的生物技术的主要优点是 。
植物细胞的全能性 克服远缘杂交不亲和的障碍
(1)一般情况下，分化程度越高的细胞其全能性越低(　　)(2)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照(　　)(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的(　　)(4)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变(　　)(5)植物组织培养过程中所用器械需要进行消毒处理(　　)(6)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合(　　)(7)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程(　　)(8)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞(　　)(9)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性(　　)(10)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（ ）(11)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志（ ）(12)植物原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法（ ）(13)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（ ）(14)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的（ ）(15)植物组织培养就是植物细胞培养（ ）
1.快速繁殖(微型繁殖)
①高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
②保持优良品种的遗传特性。
③不受自然生长季节的限制，培养周期短。
④选材少，繁殖率高，便于自动化管理。
甘蔗、桉树和铁皮石斛等试管苗的生产，已形成一定规模。
植物 。
顶端分生附近（如茎尖）
　　　 　的病毒极少，甚至　 　。
脱毒作物的产量高、品质好
在马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝、香蕉等许多作物上获得成功
产生新基因，大幅度改良某些性状
4.细胞产物的工厂化生产
生物生长和生存所必需的代谢活动(糖类,脂质,蛋白质,核酸等)
酚类、萜类和含氮化合物等）
不是植物基本的生命活动所必需的产物，是一类小分子有机化合物。
[易错提醒]　工厂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。
人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
(1)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种(　　)(2)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株(　　)(3)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种(　　)(4)单倍体育种是通过培养花药或花粉获得植株的育种方法(　　)(5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性(　　)
(1)培养基一般都含有水、碳源、氮源和无机盐，有时还需要加入一些特殊的物质(　　)(2)培养霉菌时需将培养基的pH调至中性或弱碱性(　　)(3)倒平板时，应将打开的皿盖放到一边，以免培养基溅到皿盖上(　　)(4)消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害(　)(5)为了防止污染，接种环经火焰灭菌后应趁热快速挑取菌落(　　)(6)对实验操作的空间、操作者的衣着和手，进行清洁和灭菌(　　)(7)由于物理状态的不同，培养基只有液体培养基和固体培养基两种类型（ ）(8)无菌操作的对象只要是没有生物活性的材料（如培养基、接种环等）都可采用高压蒸汽灭菌法进行灭菌（ ）(9)配制培养基时应先灭菌再调pH（ ）(10)平板划线法中每一次划线后要将接种环灼烧（ ）
(1)选择培养基可以鉴定某种微生物的种类（ ）(2)对细菌进行计数只能采用稀释涂布平板法，而不能用平板划线法（ ）(3)筛选能分解尿素的细菌所利用的培养基中，尿素是唯一的氮源（ ）(4)分解尿素的细菌在分解尿素时，可以将尿素转化为氨，使得培养基的酸碱度降低（ ）(5)尿素在脲酶的催化作用下分解成无机物（ ）(6)稀释涂布平板法计数时，统计的菌落数往往比活菌的实际数目少（ ）(7)稀释涂布平板法计数时，平板上的一个菌落就是一个细菌（ ）(8)刚果红可以与纤维素形成透明复合物，所以可以通过是否产生透明圈来筛选纤维素分解菌（ ）(9)利用稀释涂布平板法统计菌落数目时,统计的菌落数就是活菌的实际数(　)(10)统计菌落数目时为保证结果准确，一般选择菌落数目最多的平板进行统计(　　)(11)利用稀释涂布平板法和平板划线法均可实现细菌的分离和计数(　　)
1．(2021·江苏选择考)植物组织培养技术常用于商业化生产，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 (　　)A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养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与细胞分裂素的比值，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
2．(2021·福建选择考)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。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
3．(2021·北京等级考)研究者拟通过有性杂交的方法将簇毛麦(2n＝14)的优良性状导入普通小麦(2n＝42)中。用簇毛麦花粉给数以千计的小麦小花授粉，10天后只发现2个杂种幼胚，将其离体培养，产生愈伤组织，进而获得含28条染色体的大量杂种植株。以下表述错误的是(　　)A．簇毛麦与小麦之间存在生殖隔离B．培养过程中幼胚细胞经过脱分化和再分化C．杂种植株减数分裂时染色体能正常联会D．杂种植株的染色体加倍后能产生可育植株
4．(2023·高考新课标卷)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗(生根试管苗)；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是____________________。解析：纯培养物通常是由一个微生物生长、繁殖所形成的单菌落，根据题中信息可知，此实验中的纯培养物是根瘤菌单菌落。
细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能　
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入________的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明_________________________________ ____________。解析：若接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮作用，则该试管苗可以在无氮的培养液中正常生长。
接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮作用