《高考生物一轮复习 专题2 细胞工程 1 植物细胞工程课件 新人教版选修3.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考生物一轮复习 专题2 细胞工程 1 植物细胞工程课件 新人教版选修3.ppt（95页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题2细胞工程2.1植物细胞工程考点一考点一植物植物细胞工程的基本技胞工程的基本技术【核心知【核心知识通关】通关】1.1.细胞工程的概念理解：胞工程的概念理解： 项目目内容内容原理、方法原理、方法_和和_操作水平操作水平_或或细胞器水平胞器水平细胞生物学胞生物学分子生物学分子生物学细胞水平胞水平项目目内容内容工程目的工程目的改改变细胞内的胞内的_或或获得得细胞胞产品品工程特点工程特点定向性：按照人的意愿定向性：按照人的意愿广泛性：克服了广泛性：克服了_的障碍的障碍类型型_和和动物物细胞工程胞工程遗传物物质远缘杂交不交不亲和和植物植物细胞工程胞工程2.2.植物植物细胞的全能性：胞的全能性：(1)
2、(1)概念：具有某种生物全部概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个信息的任何一个细胞，都具有胞，都具有_。(2)(2)物物质基基础：细胞内含有本物种全部的胞内含有本物种全部的_。(3)(3)体内体内细胞全能性不表达的原因：在特定的胞全能性不表达的原因：在特定的时间和空和空间条件下条件下细胞内的基因胞内的基因_出各种蛋白出各种蛋白质，从，从而形成不同的而形成不同的组织和器官。和器官。发育成完整生物体的潜能育成完整生物体的潜能遗传信息信息选择性表达性表达3.3.植物植物组织培养与植物体培养与植物体细胞胞杂交的比交的比较：名称名称植物植物组织培养培养植物体植物体细胞胞杂交交原理原理_细胞膜具有一定
3、的流胞膜具有一定的流动性和性和_细胞的全能性胞的全能性细胞的全能性胞的全能性名称名称植物植物组织培养培养植物体植物体细胞胞杂交交过程程愈愈伤组织愈愈伤组织名称名称植物植物组织培养培养植物体植物体细胞胞杂交交选材材根尖、茎尖、形成根尖、茎尖、形成层等最容易等最容易诱导脱脱分化的部位分化的部位不同的植物不同的植物细胞胞技技术操作操作脱分化、再分化等脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，除脱分化、再分化外，还要用要用酶酶解法去除解法去除_，用一定的方法，用一定的方法诱导_关系关系_是是_的基的基础，植，植物体物体细胞胞杂交所用的技交所用的技术更复更复杂细胞胞壁壁细胞融合胞融合植物植物组织培养培养植物体
4、植物体细胞胞杂交交4.4.脱分化和再分化的比脱分化和再分化的比较：内容内容脱分化脱分化再分化再分化过程程外植体外植体愈愈伤组织愈愈伤组织胚胚状体状体形成体形成体特点特点排列疏松、无排列疏松、无规则、高度、高度液泡化的薄壁液泡化的薄壁细胞胞有根、芽有根、芽内容内容脱分化脱分化再分化再分化条件条件a.a.离体离体b.b.适宜的适宜的营养养c.c.生生长素素/ /细胞分裂素胞分裂素的比例适中的比例适中d.d.不需要光照不需要光照a.a.离体离体b.b.适宜的适宜的营养养c.c.生生长素和素和细胞胞分裂素分裂素d.d.光照光照5.5.杂种植株分析：种植株分析：(1)(1)特征：由于含有两种植物的特征：
5、由于含有两种植物的遗传物物质，所以具，所以具备两两种植物的种植物的遗传特征。特征。(2)(2)染色体染色体组成和基因型。成和基因型。分析方法：体分析方法：体细胞胞杂交即两个交即两个细胞融合成一个胞融合成一个细胞，胞，不管染色体、基因不管染色体、基因组还是染色体是染色体组都采用直接相加的都采用直接相加的方法。方法。实例：若一植物例：若一植物细胞含有胞含有2X2X条染色体，条染色体，2 2个染色体个染色体组，基因型基因型为AabbAabb，另一植物，另一植物细胞含有胞含有2Y2Y条染色体，条染色体，2 2个染个染色体色体组，基因型，基因型为ccDdccDd，则新植株新植株应为4 4个染色体个染色体
6、组，是四倍体，其体是四倍体，其体细胞中染色体数胞中染色体数为(2X+2Y)(2X+2Y)，基因型，基因型为AabbccDdAabbccDd。【特【特别提醒】提醒】激素比例与分化的关系激素比例与分化的关系适当提高生适当提高生长素与素与细胞分裂素的比例容易生根，适当胞分裂素的比例容易生根，适当提高提高细胞分裂素与生胞分裂素与生长素的比例容易生芽，比例适中素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈生愈伤组织。( (图示如下示如下) )：【思【思维拓展】拓展】植物植物组织培养培养过程分析程分析(1)(1)取材：取材：选取有形成取有形成层的部位最容易的部位最容易诱导形成愈形成愈伤组织。(2)(2)繁殖方式和增
7、殖方式：繁殖方式和增殖方式：该过程从繁殖方式上程从繁殖方式上应为无无性繁殖，性繁殖，细胞分裂方式胞分裂方式为有有丝分裂，包含脱分化和再分裂，包含脱分化和再分化两个分化两个阶段。段。(3)(3)利用利用时期：期：获取取细胞胞产品的品的时期期应为脱分化之后再脱分化之后再分化之前的愈分化之前的愈伤组织；制作人工种子使用再分化后形；制作人工种子使用再分化后形成的胚状体成的胚状体阶段。段。【高考模【高考模拟精精练】1.(20161.(2016广州模广州模拟) )如如图表示胡表示胡萝卜的卜的韧皮部皮部细胞通胞通过无菌操作接入无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成管后，在一定的条件下，形成试管管苗的培育苗
8、的培育过程。程。请据据图回答下列回答下列问题：(1)(1)要促要促进细胞分裂生胞分裂生长，培养基中，培养基中应有有营养物养物质和激和激素。素。营养物养物质包括包括_和小分子有机和小分子有机物，激素包括物，激素包括细胞分裂素和胞分裂素和_两两类植物激素。植物激素。(2)(2)此此过程依据的原理是程依据的原理是_。A A和和B B阶段主要段主要进行的分裂方式是行的分裂方式是_，B B阶段除了段除了细胞分裂外，胞分裂外，还进行行细胞胞_等。等。(3)(3)此此过程要无菌操作，主要是指程要无菌操作，主要是指对_进行行灭菌消毒。菌消毒。B B阶段需要光照，原因是段需要光照，原因是_。(4)(4)试管苗的
9、根管苗的根细胞没有叶胞没有叶绿素，而叶肉素，而叶肉细胞具有叶胞具有叶绿素，素，这是基因是基因_的的结果。果。【解题指南】【解题指南】解答本题时特别关注以下两点：解答本题时特别关注以下两点：(1)(1)植物组织培养的培养基成分中营养成分和激素的种植物组织培养的培养基成分中营养成分和激素的种类。类。(2)(2)植物组织培养的过程中需要无菌操作，脱分化过程植物组织培养的过程中需要无菌操作，脱分化过程中不需要光照，但再分化过程中需要光照。中不需要光照，但再分化过程中需要光照。【解析】【解析】(1)(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机
10、物和小分子有机物，物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。激素包括细胞分裂素和生长素两类植物激素。(2)(2)植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。植物组织培养过程依据的原理是植物细胞的全能性。A A是脱分化过程，是脱分化过程，B B是再分化过程，两者均进行有丝分是再分化过程，两者均进行有丝分裂，裂，B B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。(3)(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌消毒。再分化阶段需要光照，原因是在此基进行灭菌消毒。
11、再分化阶段需要光照，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光过程中芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。照条件。(4)(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因选择性表达的结果。素，这是基因选择性表达的结果。答案：答案：(1)(1)无机物生长素无机物生长素(2)(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)(3)培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件要光照条件(4)(4)选择性表达选择性表达2.(20162.(2016九江模九江
12、模拟) )下面下面为“番茄番茄马铃薯薯”的培育的培育过程示意程示意图，请据据图回答回答问题：(1)(1)运用运用传统的有性的有性杂交方法交方法( (即用番茄、即用番茄、马铃薯薯杂交交) )自然状自然状态下不能得到下不能得到杂种植株，原因是种植株，原因是_。(2)(2)在利用在利用杂种种细胞培育胞培育杂种植株的种植株的过程中，依据的原程中，依据的原理是理是_，其中，其中过程程称称为_，植物体植物体细胞融合完成的胞融合完成的标志是志是_。(3)(3)已知番茄、已知番茄、马铃薯分薯分别为四倍体、二倍体，四倍体、二倍体，则“番番茄茄马铃薯薯”属于属于_倍体植株。倍体植株。(4)(4)已知柴油已知柴油树
13、种子含有的柴油是植物种子含有的柴油是植物细胞的代胞的代谢产物，物，可用植物可用植物组织培养来培养来实现柴油的工柴油的工业化生化生产。若利用。若利用此技此技术，将柴油，将柴油树细胞培养胞培养进行到行到_(_(填字母填字母编号号) )时期即可。期即可。(5)(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径适当的途径导入棉入棉花受精卵中，然后花受精卵中，然后进行行组织培养，相当于培养，相当于过程程_(_(填数字填数字编号号) )。【解析】【解析】(1)(1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。离，不能通过有性杂交
14、产生后代。(2)(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是细胞的全能性，其中过程理是细胞的全能性，其中过程称为原生质体融合，称为原生质体融合，植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(3)(3)由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的物体细胞杂交得到的“番茄番茄马铃薯马铃薯”属于异源多倍属于异源多倍体里面的异源六倍体。体里面的异源六倍体。(4)(4)柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞
15、培养进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e e时期。时期。(5)(5)若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉若培育抗虫棉，将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵中，然后进行组织培养，包括脱分化和再分花受精卵中，然后进行组织培养，包括脱分化和再分化两个阶段，即图中的化两个阶段，即图中的过程。过程。答案：答案：(1)(1)不同种的植物之间存在生殖隔离不同种的植物之间存在生殖隔离(2)(2)细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁细胞的全能性原生质体融合产生新的细胞壁(3)(3)六六(4)e(4)e(5)(5)【知【知识总结】细胞全能性的比胞全能性的比较
16、(1)(1)细胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性胞的分化程度越高，其分裂能力越弱，其全能性越不容易表越不容易表现出来。出来。(2)(2)受精卵受精卵 生殖生殖细胞胞 体体细胞。胞。(3)(3)体体细胞中：植物胞中：植物细胞胞 动物物细胞胞( (只有只有细胞核才有全胞核才有全能性，分化程度低的能性，分化程度低的 分化程度高的；分化程度高的；细胞分裂能力胞分裂能力强强的的 细胞分裂能力弱的；幼嫩的胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞胞 衰老的衰老的细胞胞) )。【加固【加固训练】1.1.某研究某研究组对籼稻开展了籼稻开展了组织培养及相关研究，培养及相关研究，请回回答下列答下列问题：(1)2(1)2，
17、4-D4-D常用于籼稻愈常用于籼稻愈伤组织的的诱导，对形形态的的发生生有一定的抑制作用。有一定的抑制作用。为促促进愈愈伤组织再分化，在配制再分化，在配制分化培养基分化培养基时需需_(_(填填“升高升高”“”“保持保持”或或“降降低低”)2”)2，4-D4-D的的浓度。度。(2)(2)当籼稻愈当籼稻愈伤组织在只含有在只含有细胞分裂素的培养基上培胞分裂素的培养基上培养养时，出，出现具有分生能力的具有分生能力的绿色芽点，但不能色芽点，但不能继续出出芽，通常在培养基中添加芽，通常在培养基中添加_，以，以促促进幼苗形成。幼苗形成。 (3)(3)研究中用研究中用显微微镜可以可以观察到的察到的现象是象是_(
18、_(填填下列序号下列序号) )。绿色芽点色芽点细胞排列松散胞排列松散刚融合的籼稻和稗草融合的籼稻和稗草杂交交细胞胞发生生质壁分离壁分离胚状体胚状体细胞中有叶胞中有叶绿体体分化的愈分化的愈伤组织内各内各细胞的形胞的形态大小一致大小一致(4)(4)经组织培养培养筛选获得的籼稻叶得的籼稻叶绿素突素突变体，其叶体，其叶绿素素a a与叶与叶绿素素b b的比的比值显著大于著大于对照，叶照，叶绿素素总量不量不变。某同学用。某同学用_(_(填序号：填序号：绿色；色；红色；色；蓝紫色；紫色；黄色黄色) )光照射突光照射突变体和体和对照叶片，照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。若取等量色素提取液到两者光合放氧
19、速率差异不大。若取等量色素提取液进行行层析，会析，会发现突突变体第体第_条色素条色素带( (自上自上而下而下) )窄于窄于对照照组。(5)(5)若用籼稻种子的胚乳若用籼稻种子的胚乳诱导愈愈伤组织，培育三倍体，培育三倍体，需适需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的胞的_，还可避免再生苗中混有可避免再生苗中混有_。【解析】【解析】(1)2(1)2，4-D4-D有利于细胞愈伤组织的形成，不有利于细胞愈伤组织的形成，不利于愈伤组织的再分化，因此分化培养基中应降低利于愈伤组织的再分化，因此分化培养基中应降低2 2，4-D4-D的浓度。的浓度。(2)(2)出现具有分生能力的
20、绿色的芽点，但不能继续出出现具有分生能力的绿色的芽点，但不能继续出芽说明细胞的分裂受到了阻碍，因此应添加适量的生芽说明细胞的分裂受到了阻碍，因此应添加适量的生长素。长素。(3)(3)绿色芽点属于分生组织，细胞排列紧密；刚融合的绿色芽点属于分生组织，细胞排列紧密；刚融合的杂交细胞还没有形成大液泡，不能发生质壁分离；将杂交细胞还没有形成大液泡，不能发生质壁分离；将单个细胞或组织培养到胚状体时，需进行光照，说明单个细胞或组织培养到胚状体时，需进行光照，说明此时胚状体中含有叶绿体；分化的细胞具有不同的形此时胚状体中含有叶绿体；分化的细胞具有不同的形态结构。态结构。(4)(4)叶绿素叶绿素a a和叶绿素
21、和叶绿素b b对绿光和黄光吸收较少，用这两对绿光和黄光吸收较少，用这两种光照射含叶绿素种光照射含叶绿素a a和叶绿素和叶绿素b b不同的叶片时，检测到不同的叶片时，检测到的光合放氧速率差异不大；叶绿素的光合放氧速率差异不大；叶绿素b b位于色素带的最下位于色素带的最下方，即第方，即第4 4条，突变体中叶绿素条，突变体中叶绿素b b的含量下降，因此最的含量下降，因此最下方的色素带变窄。下方的色素带变窄。(5)(5)在组织培养过程中胚更容易发育成愈伤组织，而且在组织培养过程中胚更容易发育成愈伤组织，而且由胚发育成的个体为二倍体。由胚发育成的个体为二倍体。答案：答案：(1)(1)降低降低(2)(2)
22、适量的生长素适量的生长素(3)(3)(4)(4)4 4(5)(5)增殖与分化二倍体幼苗增殖与分化二倍体幼苗2.(20162.(2016银川模川模拟) )下下图是是细胞融合示意胞融合示意图，请据据图回答：回答：(1)(1)过程程应使用使用酶酶处理理细胞，目的是胞，目的是_。(2)(2)过程程叫做叫做_，该过程常用的程常用的诱导方法方法是是_。(3)(3)过程程是是细胞壁的再生胞壁的再生过程，与此程，与此过程密切相关的程密切相关的细胞器是胞器是_。(4)(4)过程中程中进行的行的细胞分裂方式是胞分裂方式是_，该过程先程先诱导细胞分裂形成胞分裂形成_，再由它分化形成，再由它分化形成杂种植株幼苗。种植
23、株幼苗。【解析】【解析】(1)(1)进行植物体细胞杂交时，需用纤维素酶和进行植物体细胞杂交时，需用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体。果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体。(2)(2)图中图中为去除细胞壁的原生质体进行融合的过程，为去除细胞壁的原生质体进行融合的过程，诱导原生质体融合时常用物理法和化学法诱导原生质体融合时常用物理法和化学法( (电激或聚乙电激或聚乙二醇二醇) )。(3)(3)杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志，杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志，细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关。(4)(4)图中图中过程为将细胞培育成植株
24、的过程，此过程需过程为将细胞培育成植株的过程，此过程需利用植物的组织培养技术，此技术需经历脱分化和再利用植物的组织培养技术，此技术需经历脱分化和再分化过程，杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经分化过程，杂种细胞经过脱分化形成愈伤组织，再经历再分化形成植株幼苗，整个过程进行的细胞分裂方历再分化形成植株幼苗，整个过程进行的细胞分裂方式为有丝分裂。式为有丝分裂。答案：答案：(1)(1)去除植物细胞壁去除植物细胞壁(2)(2)原生质体融合原生质体融合物理法和化学法物理法和化学法( (电激或聚乙二醇电激或聚乙二醇) )(3)(3)高尔基体高尔基体(4)(4)有丝分裂愈伤组织有丝分裂愈伤组织3.(2016
25、3.(2016上上饶模模拟) )野生野生马铃薯品种的植株具有薯品种的植株具有较强强的抗病、抗虫、抗的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但碱、抗寒能力，但块茎不能食用。茎不能食用。俄、德、芬俄、德、芬兰专家共同用野生家共同用野生马铃薯与正常薯与正常马铃薯的薯的体体细胞胞进行行杂交交实验，培育出了生活能力，培育出了生活能力强强的的杂交系交系马铃薯。据薯。据图分析回答下列分析回答下列问题。(1)(1)请用文字和箭用文字和箭头表示出表示出技技术过程的程的实验流程：流程：_。由此。由此过程可以看出程可以看出植物植物细胞有形成再生胞有形成再生组织的可能性，的可能性，这是是_的表的表现。(2)(2)一般在培养基
26、上培养一般在培养基上培养242448 h48 h后，大部分原生后，大部分原生质体体已再生出已再生出细胞壁。此胞壁。此时可以取可以取样，通，通过_实验来来鉴别细胞壁是否已胞壁是否已经再生。再生。(3)(3)请说明运用此植物体明运用此植物体细胞胞杂交法的最大好交法的最大好处_。【解析】【解析】(1)(1)是杂种细胞经过脱分化、再分化是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过程，这是植物细胞全能性的体现。形成幼苗的过程，这是植物细胞全能性的体现。(2)(2)有细胞壁的植物细胞可以进行细胞的质壁分离与有细胞壁的植物细胞可以进行细胞的质壁分离与复原。复原。(3)(3)植物体细胞杂交不通过有性生殖，故可以植
27、物体细胞杂交不通过有性生殖，故可以克服有性生殖远缘杂交不亲和的障碍，培育出兼有两克服有性生殖远缘杂交不亲和的障碍，培育出兼有两物种品质的优良物种。物种品质的优良物种。答案：答案：(1)(1)融合细胞融合细胞 愈伤组织愈伤组织 幼苗植物幼苗植物细胞具有全能性细胞具有全能性(2)(2)植物细胞的质壁分离与复原植物细胞的质壁分离与复原(3)(3)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交，培育出可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种兼有两物种品质的优良物种( (或克服不同生物远缘杂交或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍不亲和的障碍) )考点二考点二植物植物细胞工程的胞工程的实际
28、应用用 【核心知【核心知识通关】通关】1.1.植物繁殖的新途径：植物繁殖的新途径：(1)(1)微型繁殖。微型繁殖。概念：用于快速繁殖概念：用于快速繁殖优良品种的良品种的_。植物植物组织培养培养技技术微型繁殖有两个微型繁殖有两个优点。点。a._a._。b.b.高效快速地高效快速地实现种苗的种苗的_。保持保持优良品种的良品种的遗传特性特性大量繁殖大量繁殖(2)(2)作物脱毒。作物脱毒。解决的解决的问题：_繁殖的作物，感染的病毒在体内繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年逐年积累，累，产量降低，品量降低，品质变差。差。解决方法：切取一定大小的茎尖解决方法：切取一定大小的茎尖进行行组织培养，再培养，再生的植
29、株有可能不生的植株有可能不带病毒，从而病毒，从而获得脱毒苗。得脱毒苗。无性无性理理论基基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。成果：采用茎尖成果：采用茎尖组织培养技培养技术，已，已获得脱毒的得脱毒的马铃薯、草莓、甘蔗、菠薯、草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等。和香蕉等。(3)(3)人工种子。人工种子。获取方法：以植物取方法：以植物组织培养得到的培养得到的_、顶芽和芽和_等等为材料，用人工薄膜包装。材料，用人工薄膜包装。胚状体、不定胚状体、不定芽芽腋芽腋芽解决的解决的问题。a.a.一些植物繁殖周期一些植物繁殖周期长，数年后才能，数年后才能结出种子；出种子；b.b.有
30、些作物有些作物优良良杂种的后代因种的后代因发生生_而而丧失其失其优良特性；良特性；c.c.常常规种子的生种子的生产受受_和地域的限制，并且和地域的限制，并且占用大量的土地。占用大量的土地。性状分离性状分离季季节、气候、气候2.2.作物新品种的培育：作物新品种的培育：(1)(1)单倍体育种。倍体育种。过程：花程：花药 单倍体倍体 纯合子合子原理：原理：_。优点：后代点：后代稳定定遗传，都是，都是_；明；明显缩短短_。染色体染色体( (数目数目) )变异异纯合子合子育种年限育种年限(2)(2)突突变体的利用。体的利用。突突变体：分生状体：分生状态的的细胞胞 突突变体。体。突突变体的利用：人体的利用
31、：人们从突从突变体中体中筛选出出对人人们有用有用的个体，的个体，进而培育成而培育成_。新品种新品种3.3.细胞胞产物的工厂化生物的工厂化生产：(1)(1)细胞胞产物的种物的种类：_、脂肪、糖、脂肪、糖类、药物、物、香料、生物碱等。香料、生物碱等。(2)(2)成功的成功的实例：例：_、紫草和、紫草和银杏的杏的细胞胞产物都已物都已实现了工厂化生了工厂化生产。蛋白蛋白质人参、三七人参、三七【特【特别提醒】提醒】需求不同，育种方法不同需求不同，育种方法不同(1)(1)杂交育种的交育种的选择依据：将两依据：将两亲本的本的优良性状集中于良性状集中于同一个生物体上。同一个生物体上。(2)(2)单倍体育种的倍
32、体育种的选择依据：需要快速育种，依据：需要快速育种，经过秋水秋水仙素仙素处理幼苗，即可得到理幼苗，即可得到纯合植株。合植株。(3)(3)诱变育种的育种的选择依据：需要大幅度改良某一性状。依据：需要大幅度改良某一性状。(4)(4)多倍体育种的多倍体育种的选择依据：需要提高品种依据：需要提高品种产量，提高量，提高营养物养物质含量。含量。(5)(5)植物微型繁殖技植物微型繁殖技术的的选择依据：需要短依据：需要短时间内大面内大面积繁殖某一品种的植物。繁殖某一品种的植物。【高考模【高考模拟精精练】1.(20141.(2014广广东高考高考) )铁皮石斛是我国名皮石斛是我国名贵中中药，生物，生物碱是其有效
33、成分之一。碱是其有效成分之一。应用用组织培养技培养技术培养培养铁皮石皮石斛斛拟原球茎原球茎( (简称称PLBsPLBs，类似愈似愈伤组织) )生生产生物碱的生物碱的实验流程如下：流程如下： 在固体培养基上，在固体培养基上，PLBsPLBs的重量、生物碱含量随增殖培的重量、生物碱含量随增殖培养养时间的的变化如化如图所示，所示，请回答下列回答下列问题：(1)(1)选用新生用新生营养芽养芽为外植体的原因是外植体的原因是_，诱导外植体形成外植体形成PLBsPLBs的的过程程称称_。(2)(2)与黑暗条件下相比，与黑暗条件下相比，PLBsPLBs在光照条件下生在光照条件下生长的的优势体体现在在_，_，_
34、。(3)(3)脱落酸脱落酸(ABA)(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制能提高生物碱含量，但会抑制PLBsPLBs的的生生长。若采用液体培养，推。若采用液体培养，推测添加适量的添加适量的ABAABA可提高生可提高生物碱物碱产量。同学量。同学们拟开展探究开展探究实验验证该推推测，在，在设计实验方案方案时探探讨了以下了以下问题：ABAABA的的浓度梯度度梯度设置和添加方式：置和添加方式：设4 4个个ABAABA处理理组，1 1个空白个空白对照照组，3 3次重复。因次重复。因ABAABA受受热易分解，故一定易分解，故一定浓度的无菌度的无菌ABAABA母液母液应在各在各组液体培养基液体培养基_后按比例
35、加入。后按比例加入。实验进程和取程和取样：实验5050天完成，每天完成，每1010天取天取样，将，将样品品(PLBs)(PLBs)称重称重(g/(g/瓶瓶) )后再后再测定生物碱含量。如初始定生物碱含量。如初始( (第第0 0天天) )数据已知，数据已知，实验过程中程中还需需测定的定的样品数品数为_。依所依所测定数据确定适宜的定数据确定适宜的ABAABA浓度和培养度和培养时间：当某：当某3 3个个样品品( (重复重复样) )的的_时，其，其对应的的ABAABA浓度度为适宜适宜浓度，度，对应的培养的培养时间是适宜培养是适宜培养时间。【解题指南】【解题指南】(1)(1)图示信息：实验流程中形成图示
36、信息：实验流程中形成PLBsPLBs，联，联系由植物离体组织形成愈伤组织的过程；坐标曲线图系由植物离体组织形成愈伤组织的过程；坐标曲线图中曲线的走势表示生物碱含量和中曲线的走势表示生物碱含量和PLBsPLBs重量变化情况，重量变化情况，光照影响光照影响PLBsPLBs重量。重量。(2)(2)隐含知识：脱落酸的作用、细胞的全能性、脱分化、隐含知识：脱落酸的作用、细胞的全能性、脱分化、影响影响PLBsPLBs的因素。的因素。【解析】【解析】本题考查植物组织培养相关知识及读图析图本题考查植物组织培养相关知识及读图析图能力、分析实验能力。能力、分析实验能力。(1)(1)新生营养芽细胞分化程度低，容易形
37、成新生营养芽细胞分化程度低，容易形成PLBsPLBs；根据；根据题干可知，题干可知，PLBsPLBs类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。的过程是脱分化。(2)(2)据图分析可知，在光照条件下，据图分析可知，在光照条件下，PLBsPLBs约从约从1515天时开天时开始生长，早于黑暗条件下始生长，早于黑暗条件下( (约从第约从第3030天开始生长天开始生长) )；光；光照条件下照条件下PLBsPLBs生长时间约生长时间约3535天，长于黑暗条件下生长天，长于黑暗条件下生长时间时间( (约约2020天天) )；光照条件下最终；光照条件下最终PLBsPLBs
38、重量高于黑暗条重量高于黑暗条件下的件下的PLBsPLBs重量。重量。(3)(3)由于由于ABAABA受热易分解，所以各组液体培养基灭菌受热易分解，所以各组液体培养基灭菌后冷却，再加入后冷却，再加入ABAABA。根据题干信息可知，实验中根据题干信息可知，实验中4 4组组ABAABA处理组加处理组加1 1组对照组，组对照组，3 3次重复，测定次重复，测定1010、2020、3030、4040、5050天共天共5 5组数据，共计组数据，共计7575组样品。组样品。在适宜的在适宜的ABAABA浓度、适宜的培养时间时，样品中生物碱含量最大。浓度、适宜的培养时间时，样品中生物碱含量最大。答案：答案：(1)
39、(1)细胞分化程度低，分裂能力强，生长旺盛细胞分化程度低，分裂能力强，生长旺盛脱分化脱分化(2)(2)生长起始较快增重持续时间较长生长起始较快增重持续时间较长PLBsPLBs产量较高产量较高(3)(3)灭菌冷却灭菌冷却7575生物碱含量最大生物碱含量最大2.(20132.(2013天津高考天津高考节选) )花椰菜易受黑腐病菌的危害花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定定剂量的紫外量的紫外线处理黑芥原生理黑芥原生质体可使其染色体片段体可使其染色体片段化，并化，并丧失再生能力。再利用此原生失再生能力。再利用此原生质体作
40、体作为部分部分遗传物物质的供体与完整的花椰菜原生的供体与完整的花椰菜原生质体融合，以体融合，以获得得抗黑腐病抗黑腐病杂种植株。流程如下种植株。流程如下图。据据图回答下列回答下列问题：(1)(1)过程程后，在后，在显微微镜下下观察融合的活察融合的活细胞中有供体胞中有供体的的_存在，存在，这一特征可作一特征可作为初步初步筛选杂种种细胞的胞的标志。志。(2)(2)原生原生质体培养液中需要加入适宜体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保度的甘露醇以保持一定的渗透持一定的渗透压，其作用是，其作用是_。原生原生质体体经过_再生，再生，进而分裂和脱分化而分裂和脱分化形成愈形成愈伤组织。(3)(3)若分析再生植
41、株的染色体若分析再生植株的染色体变异异类型，型，应剪取再生植剪取再生植株和株和_植株的根尖，通植株的根尖，通过_、_、染色和制片等、染色和制片等过程制成装片，然后在程制成装片，然后在显微微镜下下观察比察比较染色体的形染色体的形态和数目。和数目。【解析】【解析】(1)(1)用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根细胞，其中供体细胞特叶肉细胞，一个是花椰菜的根细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无作为初有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。步筛选杂种细胞的标志。(2)(2)原生质体没有细胞壁的
42、原生质体没有细胞壁的保护，需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳保护，需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳定，以避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的完整定，以避免原生质体吸水或失水破坏原生质体的完整性；原生质体通过细胞壁再生形成杂种细胞，进而性；原生质体通过细胞壁再生形成杂种细胞，进而形成愈伤组织。形成愈伤组织。(3)(3)分析再生植株染色体变异类型，需分析再生植株染色体变异类型，需要制片观察再生植株细胞染色体和黑芥苗与花椰菜细要制片观察再生植株细胞染色体和黑芥苗与花椰菜细胞中的染色体，制作装片的基本程序是解离、漂洗、胞中的染色体，制作装片的基本程序是解离、漂洗、染色、制片。染色、制片。
43、答案：答案：(1)(1)叶绿体叶绿体(2)(2)保持原生质体完整性细胞壁保持原生质体完整性细胞壁(3)(3)双亲双亲( (或花椰菜和黑芥或花椰菜和黑芥) )解离漂洗解离漂洗【延伸探究】【延伸探究】(1)(1)原生原生质体与原生体与原生质层是否相同？是否相同？提示：提示：否。原生质体是指去掉细胞壁后细胞剩余部分，否。原生质体是指去掉细胞壁后细胞剩余部分，原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞原生质层是指细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。质。(2)(2)植物体植物体细胞胞杂交与植物交与植物组织培养的培养的联系是什么？系是什么？提示：提示：植物体细胞杂交形成杂种细胞后，必须经过植植物体细
44、胞杂交形成杂种细胞后，必须经过植物组织培养的脱分化、再分化得到杂种植株。物组织培养的脱分化、再分化得到杂种植株。【加固【加固训练】1.1.人工种子的培育人工种子的培育过程如下程如下图所示，所示，请据据图回答下面回答下面的的问题。(1)(1)人工种子依据的原理是人工种子依据的原理是_，经过_技技术培育而成。培育而成。(2)(2)包埋胚状体的胶包埋胚状体的胶质可以看作是种子的哪部分可以看作是种子的哪部分结构？构？_ _ _。(3)(3)某二倍体植物基因型有某二倍体植物基因型有DdTtDdTt，利用，利用这种生物技种生物技术采采用花用花药离体培养的方法，可培育成离体培养的方法，可培育成“花粉胚花粉胚
45、”，也可，也可制成人工种子，制成人工种子，这种种子萌种种子萌发形成的个体形成的个体为_，基因型，基因型为_。(4)(4)如果外植体如果外植体为植物的茎尖，通植物的茎尖，通过的的处理可使理可使细胞胞彼此分离，可加入下列哪种彼此分离，可加入下列哪种试剂( () )A.15%A.15%的的盐酸酸 B. B.淀粉淀粉酶酶C.C.果胶果胶酶酶 D. D.胰蛋白胰蛋白酶酶(5)(5)表示脱分化表示脱分化过程，其程，其实质是是_；表示再分化表示再分化过程，其程，其实质是是_ _。(6)(6)从上面所述胚状体的从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌型分析，人工种子萌发长成成的植株是否可育？的植株是否可育？_
46、_。【解析】【解析】(1)(1)人工种子能发育成完整的植株，说明其细人工种子能发育成完整的植株，说明其细胞内含有个体发育的全部基因，因此原理是植物细胞胞内含有个体发育的全部基因，因此原理是植物细胞的全能性，可通过植物组织培养技术获得。的全能性，可通过植物组织培养技术获得。(2)(2)包埋胚包埋胚状体的胶质有保护胚状体的作用，同时又可以给胚状状体的胶质有保护胚状体的作用，同时又可以给胚状体提供营养物质，所以可以看作是种皮及胚乳或子叶。体提供营养物质，所以可以看作是种皮及胚乳或子叶。(3)(3)由花药由花药( (或花粉或花粉) )等配子发育成的个体称为单倍体，等配子发育成的个体称为单倍体，其基因型
47、为配子基因型，即其基因型为配子基因型，即DTDT、DtDt、dTdT、dtdt四种。四种。(4)(4)使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶，因为植物细使植物细胞彼此分离可以使用果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是果胶。胞壁的主要成分是果胶。(5)(5)脱分化实质上是使细胞恢脱分化实质上是使细胞恢复分裂能力，而再分化就是分化，即基因选择性表达。复分裂能力，而再分化就是分化，即基因选择性表达。(6)(6)由题目信息可知，人工种子的胚状体可来自茎尖、由题目信息可知，人工种子的胚状体可来自茎尖、芽尖、子房、花粉等，如果来自花粉，得到的个体是芽尖、子房、花粉等，如果来自花粉，得到的个体是单倍体，单倍体一般高度
48、不育。单倍体，单倍体一般高度不育。答案：答案：(1)(1)植物细胞的全能性植物组织培养植物细胞的全能性植物组织培养(2)(2)种皮及提供营养的胚乳或子叶种皮及提供营养的胚乳或子叶(3)(3)单倍体单倍体DTDT、DtDt、dTdT、dtdt(4)C(4)C(5)(5)使细胞恢复分裂基因的选择性表达，导致了细胞使细胞恢复分裂基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变形态、结构和功能的改变(6)(6)若是由花粉若是由花粉( (或三倍体植物的营养器官或三倍体植物的营养器官) )发育而来的发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可
49、育则可育2.(20152.(2015荆门模模拟) )下下图所示所示为农作物新品种的育种作物新品种的育种方式。方式。请据据图回答下列回答下列问题：(1)(1)图示育种方式涉及的生物工程技示育种方式涉及的生物工程技术有：有：_、_、_。(2)(2)过程分程分别为_、_。(3)(3)过程中常用的程中常用的载体是体是_；过程表示的基程表示的基因操作步因操作步骤是是_。 【解析】【解析】(1)(1)图中图中过程涉及基因工程，过程涉及基因工程，过程为植物过程为植物体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持。体细胞杂交，两者都需要植物组织培养技术的支持。(2)(2)图中图中为脱分化的过程，可获得愈伤组织，
50、然后经为脱分化的过程，可获得愈伤组织，然后经过过再分化得到胚状体。再分化得到胚状体。(3)(3)基因工程中常用的载体为基因工程中常用的载体为质粒。质粒。过程是将目的基因导入某种植物受体细胞中。过程是将目的基因导入某种植物受体细胞中。答案：答案：(1)(1)基因工程植物组织培养基因工程植物组织培养植物体细胞杂交植物体细胞杂交( (细胞融合细胞融合) )(2)(2)脱分化再分化脱分化再分化(3)(3)质粒将目的基因导入受体细胞质粒将目的基因导入受体细胞3.(20163.(2016咸阳模咸阳模拟) )下下图列列举了几种植物的育种方式，了几种植物的育种方式，请据据图回答相关回答相关问题。(1)(1)甲
51、育种方式称甲育种方式称为_。(2)(2)通通过丁种方式可以丁种方式可以获得脱毒苗，培养得脱毒苗，培养过程中程中c c常取常取用茎尖的原因是用茎尖的原因是_。(3)(3)丙方式将外源目的基因丙方式将外源目的基因导入受体植物入受体植物细胞，最常采胞，最常采用的方法是用的方法是_。(4)(4)甲、丙两种育种方式与甲、丙两种育种方式与传统杂交育种相比，其交育种相比，其优点点是是_。【解析】【解析】(1)(1)由由a a、b b两种细胞通过一定的技术手段获得两种细胞通过一定的技术手段获得c c，属于植物体细胞杂交。，属于植物体细胞杂交。(2)(2)植物分生区附近植物分生区附近( (如茎尖如茎尖) )的病
52、毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养的病毒极少，甚至没有病毒，因此常用茎尖组织培养技术获得脱毒苗。技术获得脱毒苗。(3)(3)将外源基因导入受体植物细胞的将外源基因导入受体植物细胞的方法，最常用的是农杆菌转化法。方法，最常用的是农杆菌转化法。(4)(4)植物体细胞杂交植物体细胞杂交和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障和基因工程都能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂碍，而传统杂交育种由于生殖隔离而不能实现种间杂交。交。答案：答案：(1)(1)植物体细胞杂交植物体细胞杂交(2)(2)茎尖不带病毒或者病毒极少茎尖不带病毒或者病毒极少(3)(3)农杆菌转化法农杆菌转化法(4)(4)能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍能克服不同物种间远缘杂交不亲和的障碍
