2025年高考生物一轮复习 50 第十单元 第45课 植物细胞工程.docx

第45课植物细胞工程

·学业质量水平要求·

1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体的植物器官、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合细胞，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、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。

植物细胞工程的基本技术

1．细胞的全能性

(1)概念

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，即细胞具有全能性。

(2)部分细胞在生物体内无法表现全能性的原因

在生物的生长发育过程中，特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达。

2．植物组织培养技术

(1)概念理解

①培养对象：离体的植物器官、组织或细胞等。

②培养条件：无菌、人工配制的培养基、相关激素等。

③培养结果：形成完整的植株。

(2)原理：植物细胞具有全能性。

(3)操作流程

(4)操作实例——菊花的组织培养

(5)激素比例与细胞分裂、细胞分化的关系

①生长素与细胞分裂素的用量比例为1：诱导产生愈伤组织。

②生长素与细胞分裂素的用量比例大于1：有利于生根。

③生长素与细胞分裂素的用量比例小于1：有利于生芽。

3．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)操作流程

①去壁：对应图中a过程，即去除细胞壁，获得具有活力的原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。

②诱导融合：对应图中b过程，即原生质体的融合。

原理：

③培养：过程d是植物组织培养，其原理是植物细胞的全能性。

(3)意义：在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。

4．植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化

若一植物细胞(甲)含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞(乙)含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd。比较如下：

名称

植物体细胞杂交

植物有性杂交

生殖方式

无性生殖

有性生殖

孟德尔遗传定律

不遵循

遵循

变异类型

染色体变异

基因重组

杂交后细胞中染色体数

(2x＋2y)条

(x＋y)条

杂交后细胞中染色体组数

4组

2组

后代基因型

AabbccDd

AbcD或abcD或Abcd或abcd

1．在愈伤组织形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖。(×)

2．在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。(×)

3．实验中使用的培养基和所有的器械都要消毒。(×)

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．在进行植物体细胞杂交前，必须用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。(√)

6．再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志。(√)

7．植物体细胞杂交后的杂种植株具备两种植物的遗传特性。(√)

(选择性必修3P36正文)“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上长番茄、地下结马铃薯的主要原因是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄—马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像番茄或马铃薯植株中的遗传物质一样有序表达。

考向1|植物组织培养过程分析

1．(2024·广东茂名模拟)野生石斛是一种珍贵的兰科药用植物，种子小而多，不含胚乳，因此自然繁殖率低，但市场需求量大。可利用石斛叶片进行组织培养形成大量试管苗。下列叙述错误的是()

A．组织培养前，需要用纤维素酶或果胶酶处理石斛叶片

B．野生石斛的叶片作为外植体，需先进行清洗和消毒处理

C．利用组织培养技术获得试管苗能保持优良品种的遗传特性

D．对石斛叶片进行组织培养需要经过脱分化和再分化过程

A解析：进行植物组织培养前，石斛叶片无需酶解去壁，A错误；诱导愈伤组织形成时，取野生石斛的叶、茎等组织作为外植体，需先进行清洗和消毒处理，B正确；利用组织培养技术获得试管苗属于无性繁殖，能保持优良品种的遗传特性，C正确；组织培养需要经过脱分化形成愈伤组织和再分化两个关键步骤，D正确。

2．下图为植物组织培养技术的流程图，下列相关说法错误的是()

A．组织块在原植株中没有发育成个体，是由于在特定时间和空间条件下基因发生了选择性表达

B．②试管中细胞全能性最高

C．①→②、②→③分别是脱分化和再分化过程

D．①→④过程培养基成分保持不变

D解析：组织块在原植株中没有发育成个体，是由于在特定时间和空间条件下基因发生了选择性表达，即发生了细胞分化，A正确；①试管中为高度分化的组织细胞，②试管中细胞为脱分化形成的愈伤组织细胞，具有较高的全能性，③试管中为愈伤组织再