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二植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用

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知|识|巩|固
1．植物体细胞杂交技术
(1)概念：将不同来源的植物体细胞，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。
(2)原理：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。
(3)基本过程
(4)意义：打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
(5)实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
(6)局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
2．植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
(3)细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。
③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
④过程：外植体eq \(――→,\s\up7(脱分化))愈伤组织eq \(――→,\s\up7(分散开))细胞悬液eq \(――→,\s\up7(培养、提取))细胞产物
思|维|辨|析
易错整合，判断正误。
(1)再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。( √ )
(2)“番茄—马铃薯”杂种植株已经实现地上结番茄，地下长马铃薯。( × )
(3)初生代谢和次生代谢在整个的生命过程中始终进行。( × )
延|伸|探|究
1．科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？
提示：纤维素酶和果胶酶。因为植物细胞的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，利用酶的专一性，在降解植物细胞细胞壁时要利用纤维素酶和果胶酶。
2．两两融合后的细胞一定是杂种细胞吗？诱导融合后的培养瓶中的细胞有哪几类？
提示：不一定，融合的细胞类型有三种：AA、BB和AB，在培养瓶中还有A、B等未融合的细胞。
3．上述细胞融合过程的完成与什么细胞器密切相关？
提示：线粒体和高尔基体。
剖析难点·考点突破
重|难|精|讲
植物体细胞杂交与植物有性杂交的比较
设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。
归纳提示：有关植物体细胞杂交的三个易错点
(1)两个不同品种的植物体细胞A、B进行杂交，错认为融合的原生质体只有AB类型，其实还可能有AA和BB融合的原生质体。
(2)错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
(3)错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本体细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
精|准|命|题
考向一 围绕植物体细胞杂交技术，考查科学思维
》例1 (2024·江苏盐城调研)马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因，少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异，野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育，为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如下图所示。下列有关叙述正确的是( B )
A．在低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理A和B以获得两种原生质体
B．培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培种之间存在核型差异
C．过程②的培养基中需添加等量的生长素类和赤霉素类植物生长调节剂
D．③为再分化过程，可用DNA分子杂交技术鉴定植株的抗病性状
解析：酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体，但不能在低渗溶液中进行，否则原生质体会吸水涨破，A错误；培育成的马铃薯新品种是细胞融合的结果，其为六倍体，与野生型(二倍体)或四倍体栽培种之间存在核型差异，B正确；过程②是植物组织培养的脱分化过程，其培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节剂，C错误；③为再分化过程，可用DNA分子杂交技术鉴定植株的抗病基因，D错误。
〔变式训练1〕 (2024·湖北黄冈调研)下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是( D )
A．图中过程②表示再分化的过程
B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合
C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体
D．该过程体现了植物细胞的全能性
解析：分析题图可知，②表示人工诱导原生质体融合的过程，A错误；植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，B错误；“番茄—马铃薯”属于异源六倍体，C错误。
考向二 植物细胞工程的应用
》例2 辣椒素广泛用于食品保健、医药工业等领域，获得途径如图。下列叙述错误的是( A )
eq \x(外植体)eq \(――→,\s\up7(①))eq \x(愈伤组织)eq \(――→,\s\up7(②))eq \x(试管苗)→eq \x(植株)→eq \x(果实)eq \(――→,\s\up7(提取))eq \x(辣椒素)
A．植物组织培养的培养基中不需要加入有机营养物质
B．①过程培养基中生长素含量与细胞分裂素的比例适中
C．②过程需在光下进行
D．果皮细胞的基因型与外植体基因型相同
解析：在具有叶片之前植物细胞不能进行光合作用，所以植物组织培养的培养基中需要加入有机营养物质，A错误；①过程是脱分化过程，培养基中生长素含量与细胞分裂素的比例适中，B正确；②过程是再分化过程，会产生叶，需在光下进行，C正确；由于植物组织培养属于无性生殖过程，所以果皮细胞的基因型与外植体基因型相同，D正确。
〔变式训练2〕 下列有关植物细胞工程的应用的叙述，正确的是( C )
A．作物脱毒选取植物的分生区是因为其具有抗病毒特性
B．利用植物细胞培养获得的目标产物都是次生代谢物
C．突变体的利用一般选取植物组织培养的愈伤组织，其处于不断增殖状态容易受诱变因素的影响产生突变
D．植物微型繁殖技术的主要优势是能保持优良品种的遗传特性
解析： 利用植物茎尖、根尖等分生组织进行培养可以使新长成的植株脱去病毒，是因为这些部位的病毒极少甚至没有病毒，A错误；愈伤组织具有旺盛的分裂能力和代谢能力，因此欲获得大量的细胞产物，可大规模培养愈伤组织细胞，获得的目标产物不都是次生代谢物，B错误；组织培养过程中经人工诱变或培养条件诱导可得到有用突变体，愈伤组织细胞分裂旺盛，容易诱导，C正确；通过微型繁殖技术可高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传性状，D错误。项目
不同物种体
细胞杂交
不同物种
有性杂交
同一物种杂交
过程
子代染色
体数目
2x＋2y
x＋y
2x(白菜)或
2y(甘蓝)
子代染色
体组数
4
2
2
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
染色体变异
染色体变异
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