2025届高三生物一轮复习课件第十单元　第58课时　植物细胞工程

这是一份2025届高三生物一轮复习课件第十单元　第58课时　植物细胞工程，共60页。PPT课件主要包含了植物组织培养技术，植物体细胞杂交技术，植物细胞工程的应用，课时精练等内容，欢迎下载使用。
1.阐明植物组织培养的原理和过程。2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。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。
考点一　　植物组织培养技术
考点二　　植物体细胞杂交技术
考点三　　植物细胞工程的应用
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
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会____________
3.植物组织培养技术(1)概念：将离体的 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 的技术。(2)理论基础：植物细胞的 。(3)基本过程
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的 ，转变成 的细胞，进而形成愈伤组织的过程。②愈伤组织：脱分化产生的 团块。③再分化：愈伤组织重新分化成 等器官的过程。
(4)探究实践——菊花的组织培养
(5)植物激素在植物组织培养中的作用
(1)实验中除外植体需要灭菌外，使用的培养基和所有的器械也都要灭菌(　　)
(2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的(　　)
(3)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照(　　)
(4)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比例始终不变(　　)
(5)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型都是相同的(　　)
(6)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(　　)
长春新碱(VCR)是夹竹桃科植物长春花中提取出的一种生物碱，具有高抗肿瘤活性。如图是科研人员利用长春花的叶柄或嫩叶作为外植体得到再生植株的方法，分析并回答下列问题：(1)选用叶柄或嫩叶作为外植体，其原因是什么？
提示　叶柄或嫩叶分化程度低，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，进而培养成完整植株。
(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？
提示　植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？
提示　培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。
考向一　植物组织培养技术1.(2021·江苏，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→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
2.(2022·辽宁，14)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
(1)过程①为去除 获得原生质体，用到的酶是 和 。(2)过程②为 的融合，人工诱导的物理法包括 、______等，化学法包括 、高Ca2＋—高pH融合法等。
聚乙二醇(PEG)融合法
(3)过程③为融合的原生质体再生出 ，这是原生质体融合成功的标志。(4)过程④为 ，过程⑤为 。
2.概念植物体细胞杂交是指将 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 的技术。3.意义植物体细胞杂交技术在打破 ，实现 杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
4.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。5.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。
(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合(　　)
(2)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(　　)
(3)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(　　)(4)杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功(　　)(5)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程(　　)
不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。
1.植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？
提示　分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
2.将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
提示　可以形成3种融合细胞：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3.二倍体番茄和二倍体马铃薯体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？
提示　有四个染色体组，是四倍体。
4.从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？
提示　从结果上看，杂种植株的遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。从染色体组成上看属于染色体数目变异。
考向二　植物体细胞杂交技术3.(2023·江苏，13)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
4.(2023·广东，12)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势
高效、快速地实现种苗的大量繁殖
保持优良品种的遗传特性
3.细胞产物的工厂化生产
提醒　初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着，例如，糖类、脂质、蛋白质和核酸等；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
(1)植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物(　　)(2)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖(　　)
(3)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种(　　)
(4)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的纯合子(　　)
(5)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(　　)
(6)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(　　)
过去主要从天然植物中提取长春新碱(VCR)，但是它们在植物体中的含量极其微小，化学合成也不太理想，故VCR原料短缺、价格奇高，所以批量化生产迫在眉睫。(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：
(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？
提示　要提取细胞产物，应培养到愈伤组织阶段。
考向三　植物细胞工程的应用5.(2023·山东，14)利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B.植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C.次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物 的含量
6.(不定项)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述正确的是A.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少甚至无病毒B.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强C.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性D.与传统茎尖培养脱毒相比，该方法取材时不受茎尖长度的限制
1.(选择性必修3 P34)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，这是因为在___________________________________________ 。2.(选择性必修3 P35)植物组织培养是________________________________________________________________________________________________________。3.(选择性必修3 P35)脱分化：___________________________________________________________________________________________________。
特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择
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
在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程
4.(选择性必修3 P35)再分化： 。5.(选择性必修3 P38)植物体细胞杂交技术在打破 ，实现________育种，培育 等方面展示出独特的优势。6.(选择性必修3 P37)人工诱导植物原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法。物理法包括 、 等；化学法包括 、 等。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程
高Ca2＋—高pH融合法
7.(选择性必修3 P41)植物细胞培养是指______________________________ 。8.离体的拟南芥根段在适宜条件下可以培育出完整的植株，说明植物细胞具有 。在组织培养过程中，根段细胞经过 形成愈伤组织，此后调整培养基中 的比例可诱导愈伤组织分化。
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
9.(2020·北京，20节选)在愈伤组织生芽过程中，CK通过ARRs(A)基因和WUS(W)基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将A基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK与生长素比例高的(高 CK)培养基中诱导生芽，在此过程中测定W基因的表达量。图中，野生型的W基因表达量与高CK诱导时间的关系是_____________________________________________________。分析图中结果可得出的结论是：在高CK诱导下A基因促进W基因表达。得出结论的依据为：与野生型相比，________________________________________________ 。
随着高CK诱导时间的延
长，野生型的W基因表达量显著升高
高CK诱导时间的延长，突变体的W基因表达量低于
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。1.(2024·枣庄高三一模)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是A.用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官、组织或细胞B.脱分化的实质是通过基因的选择性表达改变细胞的结构和功能C.进行植物组织培养时，常常需要添加植物激素，但是菊花茎段的组织 培养比较容易，可以不必添加植物激素D.培养基中添加蔗糖的目的只是提供营养物质
2.(2023·怀化高三调研)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。下列有关叙述不正确的是A.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B.步骤③切取的组织块中要带有形成层，因为形成层容易诱导形成愈伤 组织C.从步骤⑤到步骤⑥需 要更换新的培养基主 要是因为有害代谢产 物积累D.步骤⑥要进行照光培养，诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合 作用
3.(2021·福建，11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如右。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
4.(2024·徐州高三模拟)拟矮牵牛的原生质体在X培养基(a)上只能形成小细胞团，不能形成植株，在含放线菌素－D的X培养基(b)上培养结果相同；矮牵牛的原生质体在a上能分化成植株，但在b上不能生长。在a、b上利用植物体细胞杂交技术均可培养出可育杂种矮牵牛。下列说法错误的是A.酶解法制备原生质体时，应在等渗或稍微高渗溶液中进行B.只有杂种细胞能在b上形成植株C.获得的杂种矮牵牛可育，说明拟矮牵牛和矮牵牛属于同一物种D.植物体细胞杂交技术应用的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
5.花椰菜(2n＝18)易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥(2n＝16)对黑腐病等多种常见病害具有抗性。科研人员用射线照射处理黑芥叶肉原生质体后与花椰菜根原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株甲、乙、丙，它们均含有花椰菜的全部染色体。下列叙述错误的是
A.可以利用是否含有叶绿体作为初步筛选融合原生质体的依据B.杂合新植株甲的单倍体的细胞中有2个染色体组，因而可育C.杂合新植株丙可能是由多个原生质体经PEG诱导融合而成D.获得的杂种细胞需要经过脱分化和再分化才能培育成新植株
6.胞质杂种是指两个原生质体融合产生的杂种细胞，其中一个细胞的细胞核消失后，两个原生质体的细胞质杂交得到的个体。科研人员利用雄性不育的品种A与可育的品种B通过植物体细胞杂交技术获得了雄性不育的胞质杂种“华柚2号”，制备过程如图所示，其中GFP(绿色荧光蛋白)基因转入到了品种A的细胞核基因组中。经检测，“华柚2号”的细胞核和叶绿体基因来自品种B，线粒体基因来自品种A，下列说法正确的是
A.制备原生质体时需用胰蛋白酶或纤维素酶去除细胞壁B.聚乙二醇可用于诱导原生质体A和B的融合C.“华柚2号”的获得说明控制雄性不育的基因可能位于细胞核中D.应筛选发绿色荧光的杂种细胞C经植物组织培养技术获得“华柚2号”
7.(2024·盐城高三模拟)花粉原生质体具备单倍体的优点，可直接与体细胞原生质体融合，实现配子与体细胞杂交。下列有关叙述错误的是A.原生质体融合后形成杂种细胞的标志是再生出新细胞壁B.配子与体细胞杂交能缩短三倍体无子果实培育年限C.将融合细胞培育成完整植株利用了植物细胞具有全能性的特点D.可利用灭活的病毒诱导原生质体融合
8.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，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是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组织团块
9.(2024·泰州高三调研)病毒感染蔬菜、花卉、果树后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致其产量和品质退化。通过植物组织培养技术，利用茎尖可以快速生产出脱毒苗。下列叙述正确的是A.植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达B.脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同C.培养过程中可能发生基因突变和基因重组D.脱毒苗培育是否成功，最终还需要通过接种病毒进行个体水平的检测
10.植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，下列相关叙述错误的是A.植物微型繁殖技术既能实现种苗的大量繁殖，也能保持优良品种的遗 传特性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
11.紫草宁是从紫草愈伤组织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。利用植物细胞培养生产的紫草宁是世界上首例药用植物细胞工程产品。下列关于植物细胞工程的说法，正确的是A.植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢物B.植物组织培养时，应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织 污染C.在培养愈伤组织时加入细胞融合的诱导剂，可直接获得染色体加倍的 细胞D.叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低，故培育脱毒植物适宜选茎 尖而不选叶片
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。12.(2024·日照高三调研)寒兰为名贵的兰花品种，一般生长在深山幽谷的山腰谷壁。由于人类的过度采摘，现在很难找到寒兰，偶尔能发现的也只是较小的植株。为了增加野生寒兰数量，科研人员希望对其进行大量人工繁殖，再移栽至原有生境。下列有关叙述正确的是A.在植物的生长发育过程中，所有的细胞都表现出全能性B.可将寒兰的组织细胞放置在培养基中进行植物组织培养C.在诱导生根时，培养基中应适当提高生长素的占比D.长出丛芽的过程中，寒兰组织细胞中的遗传物质会发生改变
13.科研人员研究了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对沙打旺和紫花苜蓿原生质体融合率的影响，实验结果如图。异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率，已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。下列相关叙述正确的是A.除了用PEG诱导融合之外还可用电融合法、离心法、高Ca2＋－高pH融合法等B.可利用不同缺陷型的突变体细胞之间的 互补作用将杂种细胞筛选出来C.本实验中，不同PEG浓度下同源融合率 均大于异源融合率D.实验结果显示诱导紫花苜蓿与沙打旺原 生质体融合的最佳PEG浓度为40%
14.(2024·淄博高三检测)利用甘草细胞可提取到一种具有重要药用价值的黄酮。科研人员分别通过摇瓶震荡培养和搅拌式反应器培养，获得的实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是A.需用水、无机盐、甘氨酸、蔗糖和琼脂等制备培养基B.甘草细胞在反应器中培养至18天后将不再合成黄酮C.黄酮的产量与甘草的生物量、培养时间均呈现正相关D.搅拌器样式与搅拌速度等因素可能会对细胞产生伤害
三、非选择题15.(2024·扬州高三模拟)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图1所示。请回答下列问题：
(1)过程①需要使用________________酶去除细胞壁。③要用到的方法有__________________________________________________(物理法和化学法各举一例)。(2)过程②紫外线的作用是_________________________。
离心法、电融合法、PEG融合法、高Ca2＋－高pH融合法
使中间偃麦草的染色体断裂
(3)过程④培养基中需添加__________、无机盐、蔗糖等物质才能诱导愈伤组织形成，其中蔗糖的作用是_________________________(至少答出一点)。
提供营养物质和调节渗透压