2016届高三生物第一轮复习专题21植物细胞工程课件新人教版选修ppt.ppt

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1、专题2细 胞 工 程2.1植物细胞工程考考纲纲考情考情三年三年9 9考高考指数：考高考指数：植物的植物的组织组织培养培养三年三年考考题题20142014年年(2(2考考)：新：新课标课标全国卷全国卷T40T40，广，广东东T29T2920132013年年(3(3考考)：新：新课标课标全国卷全国卷T40T40，天津，天津T9T9，四川，四川T1T120122012年年(4(4考考)：新：新课标课标全国卷全国卷T39T39，广，广东东T2T2，江，江苏苏T22T22，山，山东东T34T34考情考情播播报报1.1.考考查查内容：主要考内容：主要考查查植物植物组织组织培养的主要操作培养的主要操作过过程

2、及程及应应用，用，植物体植物体细细胞胞杂杂交的交的过过程及程及应应用。用。2.2.考考查查方式：可以方式：可以结结合合实实例考例考查查植物植物组织组织培养技培养技术术的操作和的操作和应应用，也可以用，也可以结结合基因工程，考合基因工程，考查转查转基因生物的培养基因生物的培养过过程。程。3.3.考考查题查题型：以非型：以非选择题为选择题为主，属中档主，属中档题题。【知知识识梳理梳理】一、一、细细胞工程的概念理解胞工程的概念理解项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_或或细细胞器水平胞器水平工程目的工程目的改改变细变细胞内的胞内的_或或获获得得细细胞胞产产品品工程特点工程特点

3、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_的障碍的障碍类类型型_和和动动物物细细胞工程胞工程细细胞生物学胞生物学分子生物学分子生物学细细胞水平胞水平遗传遗传物物质质远缘杂远缘杂交不交不亲亲和和植物植物细细胞工程胞工程二、植物二、植物细细胞的全能性胞的全能性1.1.概念：具有某种生物概念：具有某种生物全部全部遗传遗传信息的任何一个信息的任何一个细细胞，都具有胞，都具有_。2.2.物物质质基基础础：细细胞内含有本物种全部的胞内含有本物种全部的_。3.3.体内体内细细胞全能性不表达的原因：基因在特定的胞全能性不表达的原因：基因在特定的时间时间和空和空间间条件条件下下_，形

4、成不同的，形成不同的组织组织、器官。、器官。发发育成完整生物体的潜能育成完整生物体的潜能遗传遗传信息信息选择选择性表达性表达三、三、植物植物组织组织培养技培养技术术1.1.原理：原理：_。2.2.概念理解概念理解3.3.操作流程：操作流程：外植体外植体 _ _ 根、芽或胚状体根、芽或胚状体试试管苗。管苗。培养对象：离体的培养对象：离体的_培养条件：培养条件：_、人工配制的培养基、相关、人工配制的培养基、相关_等等培养结果：产生培养结果：产生_、丛芽，最终形成、丛芽，最终形成_细细胞的全能性胞的全能性植物器官、组织、细胞植物器官、组织、细胞无菌无菌激素激素愈伤组织愈伤组织完整植株完整植株脱分化脱

5、分化愈愈伤组织伤组织再分化再分化四、植物体四、植物体细细胞胞杂杂交技交技术术1.1.概念：将不同种的植物体概念：将不同种的植物体细细胞，在一定胞，在一定条件下融合成条件下融合成_细细胞，胞，并把并把_细细胞培育成新的胞培育成新的_的技的技术术。杂杂种种杂杂种种植物体植物体2.2.操作流程：操作流程：(1)(1)过过程程为为去除去除_获获得具有活力的原生得具有活力的原生质质体，常用方法是体，常用方法是酶酶解法，所用到的解法，所用到的酶酶是是_。(2)(2)过过程程是原生是原生质质体的融合，人工体的融合，人工诱导诱导的物理法包括的物理法包括_等；化学法一般用等；化学法一般用_(PEG)_(PEG)

6、作作为诱导剂为诱导剂。(3)(3)过过程程是原生是原生质质体融合后再生出体融合后再生出_，这这是原生是原生质质体融合成功体融合成功的的标标志。志。(4)(4)植物体植物体细细胞胞杂杂交的意交的意义义：克服了：克服了_。细细胞壁胞壁纤维纤维素素酶酶和果胶和果胶酶酶离心、离心、振振动动、电电激激聚乙二醇聚乙二醇细细胞壁胞壁远缘杂远缘杂交不交不亲亲和的障碍和的障碍五、植物五、植物细细胞工程的胞工程的实际应实际应用用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：用于用于_优优良品种的植物良品种的植物组织组织培养技培养技术术。(2)(2)作物脱毒：作物脱毒：选选取作物取作物

7、_(_(如茎尖如茎尖)进进行行组织组织培养，培养，获获得脱毒得脱毒苗的技苗的技术术。(3)(3)人工种子：以植物人工种子：以植物组织组织培养得到的培养得到的_、不定芽、不定芽、顶顶芽、腋芽芽、腋芽等等为为材料，材料，经过经过人工薄膜包装得到的种子。人工薄膜包装得到的种子。2.2.作物新品种的培育：作物新品种的培育：_和突和突变变体的利用。体的利用。3.3.细细胞胞产产物的工厂化生物的工厂化生产产：如：如_的生的生产产。快速繁殖快速繁殖无毒无毒组织组织胚状体胚状体单单倍体育种倍体育种人参皂人参皂甙甙干粉干粉【速速记记卡片卡片】1.1.植物植物组织组织培养：培养：(1)(1)条件：离体条件：离体组

8、织组织、器官或、器官或细细胞胞(外植体外植体)、适宜的、适宜的营营养、植物激素。养、植物激素。(2)(2)原理：原理：细细胞全能性。胞全能性。(3)(3)过过程：脱分化、再分化。程：脱分化、再分化。(4)(4)结结果：得到个体或果：得到个体或细细胞胞产产物。物。2.2.植物体植物体细细胞胞杂杂交：交：(1)(1)原理：原理：细细胞膜的流胞膜的流动动性、性、细细胞全能性。胞全能性。(2)(2)过过程：去程：去细细胞壁、融合、植物胞壁、融合、植物组织组织培养。培养。(3)(3)融合方法：物理法融合方法：物理法(离心、振离心、振动动、电电激等激等)、化学法、化学法(聚乙二醇等聚乙二醇等)。(4)(4

9、)结结果：果：杂杂种植株。种植株。(5)(5)意意义义：克服了：克服了远缘杂远缘杂交的不交的不亲亲和的障碍。和的障碍。考点一考点一植物植物组织组织培养与植物体培养与植物体细细胞胞杂杂交交1.1.植物植物组织组织培养与植物体培养与植物体细细胞胞杂杂交比交比较较：名称名称植物植物组织组织培养培养植物体植物体细细胞胞杂杂交交原理原理细细胞的全能性胞的全能性细细胞膜具有一定的流胞膜具有一定的流动动性和性和细细胞的全能胞的全能性性名称名称植物植物组织组织培养培养植物体植物体细细胞胞杂杂交交过过程程名称名称植物植物组织组织培养培养植物体植物体细细胞胞杂杂交交选选材材选选取根尖、茎尖、形成取根尖、茎尖、形成

10、层层部位最容易部位最容易诱导诱导脱分化脱分化不同的植物不同的植物细细胞胞技技术术操作操作脱分化、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，还还要用要用酶酶解法去除解法去除细细胞壁，用一定的方法胞壁，用一定的方法诱导细诱导细胞融合胞融合关系关系植物植物组织组织培养是植物体培养是植物体细细胞胞杂杂交的基交的基础础，植物体，植物体细细胞胞杂杂交所用交所用的技的技术术更复更复杂杂2.2.脱分化和再分化的比较：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过程程外植体外植体愈愈伤组织伤组织愈愈伤组织伤组织胚状体胚状体形成体形成体特点特点排列疏松、无排列疏松、无规则规则、高

11、度、高度液泡化的薄壁液泡化的薄壁细细胞胞有根、芽有根、芽条件条件a.a.离体离体b.b.适宜的适宜的营营养养c.c.生生长长素素/细细胞分裂素的胞分裂素的比例适中比例适中d.d.不需要光照不需要光照a.a.离体离体b.b.适宜的适宜的营营养养c.c.生生长长素素/细细胞分裂素的比例高或胞分裂素的比例高或低，分低，分别诱导别诱导生根或生芽生根或生芽d.d.光照光照3.3.杂杂种植株分析：种植株分析：(1)(1)杂杂种植株的特征：具种植株的特征：具备备两种植物的两种植物的遗传遗传特征。原因是特征。原因是杂杂种植株中含种植株中含有两种植物的有两种植物的遗传遗传物物质质。(2)(2)杂杂种植株的染色体

12、种植株的染色体组组成和基因型：成和基因型：分析方法：体分析方法：体细细胞胞杂杂交即两个交即两个细细胞融合成一个胞融合成一个细细胞，不管染色体、胞，不管染色体、基因基因组还组还是染色体是染色体组组都采用直接相加的方法。都采用直接相加的方法。实实例：若一植物例：若一植物细细胞含有胞含有2X2X条染色体，条染色体，2 2个染色体个染色体组组，基因型，基因型为为AabbAabb，另一植物，另一植物细细胞含有胞含有2Y2Y条染色体，条染色体，2 2个染色体个染色体组组，基因型，基因型为为ccDdccDd，则则新植株新植株应为应为四倍体，其体四倍体，其体细细胞中染色体数胞中染色体数为为2X+2Y2X+2Y

13、，基因型，基因型为为AabbccDdAabbccDd。【高考警示高考警示】植物植物组织组织培养原理和培养原理和过过程的剖析程的剖析(1)(1)全能性大小比全能性大小比较较：不同：不同细细胞体胞体现现全能性能力的大小不同，具体表全能性能力的大小不同，具体表现现为为：受精卵：受精卵 生殖生殖细细胞胞 体体细细胞，离体胞，离体细细胞的全能性表达与分化程度呈胞的全能性表达与分化程度呈负负相关，但生殖相关，但生殖细细胞特殊。胞特殊。(2)(2)植物植物组织组织培养培养过过程程对对激素的要求：植物激素的要求：植物组织组织培养中不同培养培养中不同培养阶阶段培段培养基含有的激素比例不同，因养基含有的激素比例不

14、同，因为为培养的目的不同培养的目的不同(生根或生芽生根或生芽)。【考考题题回回访访】1.(20151.(2015广州模广州模拟拟)如如图图表示胡表示胡萝萝卜的卜的韧韧皮部皮部细细胞通胞通过过无菌操作接入无菌操作接入试试管后，在一定的条件下，形成管后，在一定的条件下，形成试试管苗的培育管苗的培育过过程。程。请请据据图图回答下列回答下列问题问题：(1)(1)要促要促进细进细胞分裂生胞分裂生长长，培养基中，培养基中应应有有营营养物养物质质和激素。和激素。营营养物养物质质包括包括和小分子有机物，激素包括和小分子有机物，激素包括细细胞分裂素和胞分裂素和两两类类植物激素。植物激素。(2)(2)此此过过程依

15、据的原理是程依据的原理是。A A和和B B阶阶段主要段主要进进行的分裂方式是行的分裂方式是，B B阶阶段除了段除了细细胞分裂胞分裂外，外，还进还进行行细细胞胞等。等。(3)(3)此过程要无菌操作，主要是指对此过程要无菌操作，主要是指对进行灭菌消毒。进行灭菌消毒。B B阶段需要光照，原因是阶段需要光照，原因是。(4)(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因基因的结果。的结果。【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类。植物组织培养的

16、培养基成分中营养成分和激素的种类。(2)(2)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，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。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，培养基中应有营养物质和激素。要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括无机物和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和生长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。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是脱分化过是

17、脱分化过程，程，B B是再分化过程，两者均进行有丝分裂，是再分化过程，两者均进行有丝分裂，B B阶段除了细胞分裂外，阶段除了细胞分裂外，还进行细胞分化等。还进行细胞分化等。(3)(3)植物组织培养过程需要无菌操作，主要是指对培养基进行灭菌消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，原因是在此过程中芽发育成叶，叶肉细胞毒。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照条件。中叶绿素的合成需要光照条件。(4)(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是基因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

18、性表达的结果。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要光照条件培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件(4)(4)选择性表达选择性表达【延伸探究延伸探究】本本题图题图中中A A阶阶段和段和B B阶阶段段对细对细胞分裂素和生胞分裂素和生长长素的要求分素的要求分别别是什么？是什么？提示：提示：在在A A阶段，即脱分化阶段，生长素阶段，即脱分化阶段，生长素/细胞分裂素的值相对适中；细胞分裂素的值相对适中；在在B B阶段，即再分化阶段，生长素

19、阶段，即再分化阶段，生长素/细胞分裂素的值高或低，则分别诱细胞分裂素的值高或低，则分别诱导生根或生芽。导生根或生芽。2.(20152.(2015太原模太原模拟拟)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药药用植物，用植物，甲含有效成分甲含有效成分A A，乙含有效成分，乙含有效成分B B。某研究小。某研究小组拟组拟培育同培育同时时含有含有A A和和B B的的新型新型药药用植物。用植物。回答下列回答下列问题问题：(1)(1)为为了培育了培育该该新型新型药药用植物，可取甲和乙的叶片，先去除用植物，可取甲和乙的叶片，先去除细细胞壁，胞壁，获获得具有活力的得具有活力的，再用化

20、学，再用化学诱导剂诱导诱导剂诱导二者融合。形二者融合。形成的融合成的融合细细胞胞进进一步培养形成一步培养形成组织组织，然后，然后经过经过形成完整的形成完整的杂杂种植株。种植株。这这种培育技种培育技术术称称为为。(2)(2)上述上述杂杂种植株属于多倍体，多倍体是指种植株属于多倍体，多倍体是指。假。假设设甲和乙有性甲和乙有性杂杂交的后代是不育的，而上述交的后代是不育的，而上述杂杂种植株是可育的，造成种植株是可育的，造成这这种差异的原因是种差异的原因是。(3)(3)这这种种杂杂种植株可通种植株可通过过制作人工种子的方法来大量繁殖，制作人工种子的方法来大量繁殖，经经植物植物组组织织培养得到的培养得到的

21、等材料用人工薄膜包装后等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。可得到人工种子。【解析解析】本题主要考查植物体细胞杂交过程。本题主要考查植物体细胞杂交过程。(1)(1)去除细胞壁后，得到原生质体。诱导融合后，原生质体需要经过去除细胞壁后，得到原生质体。诱导融合后，原生质体需要经过脱分化过程形成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。脱分化过程形成愈伤组织，然后经过再分化形成完整的杂种植株。(2)(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，多倍多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体，多倍体后代不育一般是由于减数分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法形体后代不育一般是由于减数

22、分裂过程中同源染色体联会紊乱，无法形成正常配子导致不育。成正常配子导致不育。(3)(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包裹上人经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包裹上人工种皮即可形成人工种子。工种皮即可形成人工种子。答案：答案：(1)(1)原生质体愈伤再分化原生质体愈伤再分化(或分化或分化)植物体细胞杂交技术植物体细胞杂交技术(2)(2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可其他合理答案也可)在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正

23、常常(其他合理答案也可其他合理答案也可)(3)(3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可答对其中一个即可)【易易错错提醒提醒】动动植物植物细细胞融合的促融方法不同：胞融合的促融方法不同：动动物可以用物可以用灭灭活的生活的生物病毒促物病毒促进细进细胞融合。胞融合。【加固加固训练训练】1.1.通通过细过细胞工程技胞工程技术术，利用甲、乙两种植物的各自，利用甲、乙两种植物的各自优势优势(甲耐甲耐盐盐、乙、乙高高产产)，培育高，培育高产产耐耐盐盐的的杂杂种植株。种植株。请请完善下列完善下列实验实验流程并回答流程并回答问题问题：(1)B(1)B是是，D D是具有是具有优

24、优良性状的幼芽。良性状的幼芽。D D长长成的幼苗需要成的幼苗需要选择选择的原因是的原因是 。(2)(2)由由C C形成植株的形成植株的过过程利用了程利用了技技术术，愈，愈伤组织伤组织形成形成D D需要需要经过经过过过程。整个培养程。整个培养过过程要在程要在条件下条件下进进行。行。(3)(3)植物体植物体细细胞融合成功的胞融合成功的标标志是志是 。目前植物体目前植物体细细胞胞杂杂交交还还存在存在许许多多问题问题没有解决，如没有解决，如。【解析解析】(1)(1)两个原生质体经两个原生质体经PEGPEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到

25、愈伤组织、丛芽结构和试管苗，种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。(2)C(2)C细胞是杂种细胞，形成植株需要植物组织培养过程，经历了细胞细胞是杂种细胞，形成植株需要植物组织培养过程，经历了细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培养基培养过程，所以无菌的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培养基培养过程，所以无菌操作非常重要。操作非常重要。(3)(3)植物细胞融合时，核质应该都进行融合，当细胞壁再生时，说明植物细胞融合时，核质应该都进行融合，当细胞壁再

26、生时，说明融合后的细胞核与细胞质进行正常的新陈代谢，即融合成功。植物体融合后的细胞核与细胞质进行正常的新陈代谢，即融合成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合子表达出两种细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合子表达出两种植物的优良性状有时还比较困难。植物的优良性状有时还比较困难。答案：答案：(1)(1)融合的原生质体耐盐融合的原生质体耐盐有耐盐高产和耐盐不高产两种有耐盐高产和耐盐不高产两种(2)(2)植物组织培养再分化无菌植物组织培养再分化无菌(3)(3)再生出新的细胞壁不能按照人的意愿表达两个亲本的性状再生出新的细胞壁不能按照人的意愿表达两个亲本的性状2.(20

27、152.(2015徐州模徐州模拟拟)下面下面为为“番茄番茄-马铃马铃薯薯”的培育的培育过过程示意程示意图图，请请据据图图回答回答问题问题：(1)(1)若运用若运用传统传统有性有性杂杂交交(即用番茄、即用番茄、马铃马铃薯薯杂杂交交)能否得到可育的能否得到可育的杂杂种植株？种植株？为为什么？什么？_。(2)(2)在利用在利用杂杂种种细细胞培育胞培育杂杂种植株的种植株的过过程中，运用的技程中，运用的技术术手段手段是是，依据的原理是，依据的原理是，其中，其中过过程程称称为为技技术术，过过程程相当于相当于。(3)(3)已知番茄、已知番茄、马铃马铃薯分薯分别为别为四倍体、二倍体，四倍体、二倍体，则则“番茄

28、番茄-马铃马铃薯薯”属于属于倍体植株。倍体植株。(4)(4)柴油柴油树树种子含有的柴油是植物种子含有的柴油是植物细细胞的代胞的代谢产谢产物，可用植物物，可用植物组织组织培养来培养来实现实现柴油的工柴油的工业业化生化生产产。若利用此技。若利用此技术术，将柴油，将柴油树细树细胞培养胞培养进进行到行到(填字母填字母编编号号)阶阶段即可。段即可。【解题指南解题指南】解答本题的关键是明确以下两点：解答本题的关键是明确以下两点：(1)(1)植物体细胞杂交的过程分为植物体细胞融合和植物组织培养两个植物体细胞杂交的过程分为植物体细胞融合和植物组织培养两个阶段。阶段。(2)(2)植物体细胞杂交过程中染色体数目变

29、化和染色体数目变异的联系。植物体细胞杂交过程中染色体数目变化和染色体数目变异的联系。【解析解析】(1)(1)番茄和马铃薯属于两种植物，存在生殖隔离，不能通过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。有性杂交产生后代。(2)(2)过程过程是把是把a a、b b两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合。过程合。过程的结果是形成了愈伤组织，所以的结果是形成了愈伤组织，所以为脱分化。为脱分化。(3)(3)“番茄番茄-马铃薯马铃薯”属于异源多倍体中的异源六倍体。属于异源多倍体中的异源六倍体。(4)(4)柴油是植物细胞的代谢产物，要实现

30、其工业化生产需将柴油树细柴油是植物细胞的代谢产物，要实现其工业化生产需将柴油树细胞培养到愈伤组织，然后进行提取。胞培养到愈伤组织，然后进行提取。答案：答案：(1)(1)不能。不同种的植物存在生殖隔离不能。不同种的植物存在生殖隔离(2)(2)植物组织培养植物细胞的全能性原生质体融合植物组织培养植物细胞的全能性原生质体融合脱分化脱分化(3)(3)六六(4)e(4)e考点二考点二植物植物细细胞工程的胞工程的应应用用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：用于快速繁殖优优良品种的植物良品种的植物组织组织培养技培养技术术。微型繁殖有两个微型繁殖

31、有两个优优点。点。a.a.保持保持优优良品种的良品种的遗传遗传特性。特性。b.b.高效快速地高效快速地实现实现种苗的大量繁殖。种苗的大量繁殖。(2)(2)作物脱毒。作物脱毒。解决的解决的问题问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积积累，累，产产量量降低，品降低，品质变质变差。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进行行组织组织培养，再生的植株有可能培养，再生的植株有可能不不带带病毒，从而病毒，从而获获得脱毒苗。得脱毒苗。理理论论基基础础：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

32、：采用茎尖组织组织培养技培养技术术，已，已获获得脱毒的得脱毒的马铃马铃薯、草莓、甘蔗、薯、草莓、甘蔗、菠菠萝萝和香蕉等。和香蕉等。(3)(3)人工种子。人工种子。获获取方法：以植物取方法：以植物组织组织培养得到的胚状体、不定芽、培养得到的胚状体、不定芽、顶顶芽和腋芽等芽和腋芽等为为材料，用人工薄膜包装。材料，用人工薄膜包装。解决的解决的问题问题。a.a.一些植物繁殖周期一些植物繁殖周期长长，数年后才能，数年后才能结结出种子；出种子；b.b.有些作物有些作物优优良良杂杂种的后代因种的后代因发发生性状分离而生性状分离而丧丧失其失其优优良特性；良特性；c.c.常常规规种子的生种子的生产产受季受季节节

33、、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。、气候和地域的限制，并且占用大量的土地。2.2.细细胞胞产产物的工厂化生物的工厂化生产产：(1)(1)细细胞胞产产物的种物的种类类：蛋白：蛋白质质、脂肪、糖、脂肪、糖类类、药药物、香料、生物碱等。物、香料、生物碱等。(2)(2)成功的成功的实实例：人参、三七、紫草和例：人参、三七、紫草和银银杏的杏的细细胞胞产产物都已物都已实现实现了工厂了工厂化生化生产产。【提分技法提分技法】依据不同的育种需求依据不同的育种需求选择选择不同的育种方法不同的育种方法(1)(1)杂杂交育种的交育种的选择选择依据：将两依据：将两亲亲本的本的优优良性状集中于同一个生物体上。良性状

34、集中于同一个生物体上。(2)(2)单单倍体育种的倍体育种的选择选择依据：需要快速育种，依据：需要快速育种，经过经过秋水仙素秋水仙素处处理幼苗，理幼苗，即可得到即可得到纯纯合植株。合植株。(3)(3)诱变诱变育种的育种的选择选择依据：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选择依据：需要提高品种依据：需要提高品种产产量，提高量，提高营营养物养物质质含量。含量。(5)(5)植物微型繁殖技植物微型繁殖技术术的的选择选择依据：需要短依据：需要短时间时间内大面内大面积积繁殖某一品种繁殖某一品种的植物。的植物。【考考题题回回访访】1.(20141.(2

35、014广广东东高考高考)铁铁皮石斛是我国名皮石斛是我国名贵贵中中药药，生物碱是其有效成分，生物碱是其有效成分之一。之一。应应用用组织组织培养技培养技术术培养培养铁铁皮石斛皮石斛拟拟原球茎原球茎(简简称称PLBsPLBs，类类似愈似愈伤组织伤组织)生生产产生物碱的生物碱的实验实验流程如下：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养的重量、生物碱含量随增殖培养时间时间的的变变化如化如图图所示，所示，请请回答下列回答下列问题问题：(1)(1)选用新生营养芽为外植体的原因是选用新生营养芽为外植体的原因是，诱导，诱导外植体形成外植体形成PLBsPLBs的过程称

36、的过程称。(2)(2)与黑暗条件下相比，与黑暗条件下相比，PLBsPLBs在光照条件下生长的优势体现在在光照条件下生长的优势体现在 ，。(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的生的生长长。若采用液。若采用液体培养，推体培养，推测测添加适量的添加适量的ABAABA可提高生物碱可提高生物碱产产量。同学量。同学们拟们拟开展探究开展探究实验验证该实验验证该推推测测，在，在设计实验设计实验方案方案时时探探讨讨了以下了以下问题问题：ABAABA的的浓浓度梯度度梯度设设置和添加方式：置和添加方式：设设4 4个个ABAABA处处理理组组

37、，1 1个空白个空白对对照照组组，3 3次重复。因次重复。因ABAABA受受热热易分解，故一定易分解，故一定浓浓度的无菌度的无菌ABAABA母液母液应应在各在各组组液液体培养基体培养基后按比例加入。后按比例加入。实验进实验进程和取程和取样样：实验实验5050天完成，每天完成，每1010天取天取样样，将，将样样品品(PLBsPLBs)称称重重(g/(g/瓶瓶)后再后再测测定生物碱含量。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，实验过实验过程中程中还还需需测测定的定的样样品数品数为为。依所依所测测定数据确定适宜的定数据确定适宜的ABAABA浓浓度和培养度和培养时间时间：当某：

38、当某3 3个个样样品品(重复重复样样)的的时时，其，其对应对应的的ABAABA浓浓度度为为适宜适宜浓浓度，度，对应对应的培养的培养时间时间是适宜培养是适宜培养时间时间。【解题指南解题指南】(1)(1)图示信息：实验流程中形成图示信息：实验流程中形成PLBsPLBs，联系由植物离体，联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和PLBsPLBs重量变化情况，光照影响重量变化情况，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、影响隐含知识：脱落酸的作用、细胞的

39、全能性、脱分化、影响PLBsPLBs的的因素。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能力、分析实验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。(1)(1)新生营养芽细胞分化程度低，容易形成新生营养芽细胞分化程度低，容易形成PLBsPLBs；根据题干可知，；根据题干可知，PLBsPLBs类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。类似愈伤组织，外植体形成愈伤组织的过程是脱分化。(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天时开始生长，早于天时开始生长，早于黑暗条件下黑暗条件下(约从第约从第3030天

40、开始生长天开始生长)；光照条件下；光照条件下PLBsPLBs生长时间约生长时间约3535天，天，长于黑暗条件下生长时间长于黑暗条件下生长时间(约约2020天天)；光照条件下最终；光照条件下最终PLBsPLBs重量高于黑重量高于黑暗条件下的暗条件下的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后冷却，再加入受热易分解，所以各组液体培养基灭菌后冷却，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次次重复，测定重复，测定1010、2020、3030、4040、

41、5050天共天共5 5组数据，共计组数据，共计7575组样品。组样品。在在适宜的适宜的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)(1)细胞分化程度低，分裂能力强，生长旺盛脱分化细胞分化程度低，分裂能力强，生长旺盛脱分化(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)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑

42、腐病的抗性基因。用一定芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂剂量的紫外量的紫外线处线处理黑芥原生理黑芥原生质质体可体可使其染色体片段化，并使其染色体片段化，并丧丧失再生能力。再利用此原生失再生能力。再利用此原生质质体作体作为为部分部分遗遗传传物物质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质体融合，以体融合，以获获得抗黑腐病得抗黑腐病杂杂种植种植株。流程如下株。流程如下图图。据据图图回答下列回答下列问题问题：(1)(1)过过程程所需的所需的酶酶是是。(2)(2)过过程程后，在后，在显显微微镜镜下下观观察融合的活察融合的活细细胞中有供体的胞中有供体的_存在，存在，这这一特征可作一特征可作为为

43、初步初步筛选杂筛选杂种种细细胞的胞的标标志。志。(3)(3)原生原生质质体培养液中需要加入适宜体培养液中需要加入适宜浓浓度的甘露醇以保持一定的渗度的甘露醇以保持一定的渗透透压压，其作用是，其作用是。原生。原生质质体体经过经过再生，再生，进进而分裂和脱分化形成愈而分裂和脱分化形成愈伤组织伤组织。(4)(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_植株的根尖，通过植株的根尖，通过、染色和制片等过程制成装、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。(5)(5)采用特异性引

44、物采用特异性引物对对花椰菜和黑芥基因花椰菜和黑芥基因组组DNADNA进进行行PCRPCR扩扩增，得到增，得到两两亲亲本的差异性条本的差异性条带带，可用于，可用于杂杂种植株的种植株的鉴鉴定。下定。下图图是用是用该该引物引物对对双双亲亲及再生植株及再生植株1 14 4进进行行PCRPCR扩扩增的增的结结果。据果。据图图判断，再生植株判断，再生植株1 14 4中一定是中一定是杂杂种植株的有种植株的有。(6)(6)对杂对杂种植株种植株进进行行接种接种实验实验，可，可筛选筛选出具有高抗性的出具有高抗性的杂杂种植株。种植株。【解析解析】(1)(1)过程过程表示原生质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去表示原生

45、质体的制备，要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁。除植物细胞的细胞壁。(2)(2)用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶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，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，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步筛选杂种细胞的标志。可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志。(3)(3)原生质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；原生质体通定，以避免原生

46、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，进而形成愈伤组织。过细胞壁再生形成杂种细胞，进而形成愈伤组织。(4)(4)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胞中的染色体，制作装片的基本程序是解离、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、染色、制片。漂洗、染色、制片。(5)(5)根据图谱，花椰菜含有碱基对为根据图谱，花椰菜含有碱基对为300300和和600600的的DNADNA片段，黑芥含有碱基对为片段，黑芥含有碱基对为1 0001 000、1 30

47、01 300和和1 5001 500的片段，再生植株的片段，再生植株3 3只含有长度为只含有长度为300300和和600600的片段，与花椰菜一致，的片段，与花椰菜一致，1 1、2 2、4 4既含有花椰既含有花椰菜菜DNADNA片段，又含有黑芥片段，又含有黑芥DNADNA片段，为杂种植株。片段，为杂种植株。(6)(6)对杂种植株接种对杂种植株接种黑腐病菌，能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株。黑腐病菌，能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株。答案：答案：(1)(1)纤维素酶和果胶酶纤维素酶和果胶酶(2)(2)叶绿体叶绿体(3)(3)保持原生质体完整性细胞壁保持原生质体完整性细胞壁(4)(4)双亲

48、双亲(或花椰菜和黑芥或花椰菜和黑芥)解离漂洗解离漂洗(5)1(5)1、2 2、4 4(6)(6)黑腐病菌黑腐病菌【延伸探究延伸探究】(1)(1)黑芥原生黑芥原生质质体与原生体与原生质层质层是否相同？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，原生质层是指否。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质。细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质。(2)(2)植物体植物体细细胞胞杂杂交与植物交与植物组织组织培养有没有关系？培养有没有关系？提示：提示：有。形成杂种细胞后，必须经过植物组织培养的脱分化、再分有。形成杂种细胞后，必须经过植物组织培

49、养的脱分化、再分化得到杂种植株。化得到杂种植株。【加固加固训练训练】1.1.红红豆杉是豆杉是濒濒危植物，其危植物，其树树皮皮产产生的紫杉醇生的紫杉醇对对癌症有一定的癌症有一定的疗疗效。如效。如图图是是红红豆杉植物豆杉植物组织组织培养和培养和细细胞培养的流程胞培养的流程图图。请请据据图图回答下列回答下列问题问题：(1)(1)图图中中为为愈愈伤组织伤组织，通，通过过B B过过程可最程可最终产终产生新的植株，通生新的植株，通过过C C过过程可程可产产生大量生大量细细胞，胞，则图则图中中A A、B B、C C分分别别表示的表示的过过程程为为 。其中。其中B B过过程的程的实质实质是是 。(2)(2)对

50、对的培养一般要采用的培养一般要采用培养基，并要不断通入无菌培养基，并要不断通入无菌空气并空气并进进行行搅搅拌，其目的是拌，其目的是_。(3)(3)对对的培养可的培养可获获得代得代谢产谢产物物紫杉醇，但培养后期紫杉醇紫杉醇，但培养后期紫杉醇产产量下降，其原因包括量下降，其原因包括_等。等。(4)(4)若若是是红红豆杉豆杉(基因型基因型为为DdTtDdTt)的花的花药药，可，可选选用用(填填编编号号)制制成人工种子，成人工种子，该该“种子种子”萌萌发发的幼苗用的幼苗用处处理，可快速理，可快速获获得得纯纯种植株，种植株，该该植株的基因型植株的基因型为为。【解析解析】(1)(1)图中图中为红豆杉离体的