高考生物(人教版)一轮复习“学案”课件：第43讲 细胞工程(一)(共22张PPT)
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学案43 细胞工程（一）
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1
1.细胞工程的概念
（1）原理和方法：细胞生物学和 分子生物学 。
（2）操作水平： 细胞水平 或细胞器水平。
（3）工程目的：按照人们的意愿来改变 细胞内的遗传物质 或
获得细胞产品 。
（4）种类： 植物细胞工程 和 动物细胞工程 。
2.植物细胞工程的原理是 植物细胞具有全能性 ，即具有
（2）②过程是 原生质体 的融合。人工诱导融合的方法基本 分为两大类——物理法和化学法。物理法包括 离心 、振动、 电激等；化学法一般用 聚乙二醇（PEG）作为诱导剂诱导细胞 融合。
（3）③过程是原生质体融合后再生出 细胞壁 ，这是原 生质体融合成功的标志。在此过程中原生质体内活跃的细胞器 是 高尔基体 。
操 作
除脱分化、再分化外， 还要用酶解法去除细胞 壁，用一定方法诱导细 胞融合
关 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物 系 体细胞杂交所用的技术更复杂
5
说明：（1）不同细胞的全能性不同，具体表现为受精卵﹥ 生殖细胞﹥体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相 关，但生殖细胞除外。
（2）脱分化形成愈伤组织的过程中不需要光，再分化过程 需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行 光合作用合成有机物。
解析：植物体细胞杂交获得杂种植株的优点是克服远缘杂交不 亲和的障碍。具体的方法是，先进行植物体细胞杂交，再对融合 后的细胞进行组织培养。
7
【知识链接】（1）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植 株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株具备两种植株的遗 传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
（2）体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、 基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一个植物细胞 含有2N条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一个植物 细胞含有2M条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植 株应为四倍体，其体细胞中染色体为2N+2M，基因型为 AabbccDd。
10
考点2 植物细胞工程的实际应用
＊考点精讲＊
1.植物繁殖的新途径 （1）微型繁殖 微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术， 也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、 子代细胞内DNA不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。 （2）作物脱毒 ①解决的问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积 累，产量降低，品质变差。 ②解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植 株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（3）用植物体细胞杂交培育新品种的过程中，遗传物质的 传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂的 过程中才符合遗传定律，而植物体细胞杂交没有此过程。
8
＊对应训练＊
1.如图是两种二倍体植物细胞（甲、乙）融合并培育新植株的
过程，下列有关分析正确的是
（）
9
A.过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液 中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压
11
③理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。 ④成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、 草莓、甘薯、菠萝和香蕉等。 （3）人工种子 ①获取方法：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶 芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子（如图所 示）。
②解决的问题：一些植物繁殖周期长，数年后才能结出种 子；有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特 性；常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大 量的土地。
3
考点1 植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
＊考点精讲＊
名 植物组织培养 称
原 细胞的全能性 理
植物体细胞杂交
细胞膜具有一定的流动 性和细胞的全能性
过 程
4
名 植物组织培养 称
植物体细胞杂交
选 选取根尖、茎尖、 材 形成层部位，最容
易诱导脱分化
不同植物细胞融合后形 成的杂种细胞
技 脱分化、再分化等 术
（ C）
A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不
亲和的障碍
B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、
振荡、电激等方法
C.驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，
无愈伤组织和试管苗形成
D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间
存在生殖隔离
某种生物全部 遗传信息
的任何一个细胞，都具有发育
成 完整个体 的潜能。全能性表达的条件是具有完整的细胞结
构，处于 离体 状态，提供一定的 营养 、 激素 和其
他适宜的外界条件。
3.植物组织பைடு நூலகம்养技术的过程：高度 分化 的器官、组织或细
胞 脱分化
再分化
愈伤组织
幼根和芽→完整植株2。
4.据图填空
（1）①过程为去除 植物细胞壁 ，获得具有活力的原生质体， 常用方法是酶解法，所用到的酶是 纤维素酶和果胶。酶
（3）植物体细胞杂交过程中，用酶解法去除细胞壁时所用 的酶是纤维素酶和果胶酶；人工诱导原生质体融合的方法有离 心、振动、电激（物理法）和用聚乙二醇处理（化学法）。
6
＊典例剖析＊
【例1】科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融
合，培育出的驱蚊草含有一种能驱蚊且对人体无害的香茅醛。下
列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是
12
2.单倍体育种和突变体利用的比较
项目
原理
优点
成果
单倍体 育种
染色体变 异
明显缩短育 单育Ⅰ号烟草品
种年限
种，Ⅱ号水稻和
京花1号小麦品种
等
突变体 基因突变 产生新基因，抗花叶病毒的甘
利用
大幅度改良 蔗、抗盐碱的野 某些性状 生烟草等
13
3.细胞产物的工厂化生产 用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、 香料等。
B.过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据是 细胞膜具有选择透过性
C.过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，
不具有可育性
答案：C
解析：过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶 的溶液中，且溶液中的渗透压应等于细胞液渗透压，使细胞 维持正常形态；诱导原生质体融合的主要依据是细胞膜具有 流动性；过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养 基，诱导生芽、生根；最终得到的植株相对于甲、乙而言发 生了染色体数目变异，由于存在同源染色体，具有可育性。
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1.细胞工程的概念
（1）原理和方法：细胞生物学和 分子生物学 。
（2）操作水平： 细胞水平 或细胞器水平。
（3）工程目的：按照人们的意愿来改变 细胞内的遗传物质 或
获得细胞产品 。
（4）种类： 植物细胞工程 和 动物细胞工程 。
2.植物细胞工程的原理是 植物细胞具有全能性 ，即具有
（2）②过程是 原生质体 的融合。人工诱导融合的方法基本 分为两大类——物理法和化学法。物理法包括 离心 、振动、 电激等；化学法一般用 聚乙二醇（PEG）作为诱导剂诱导细胞 融合。
（3）③过程是原生质体融合后再生出 细胞壁 ，这是原 生质体融合成功的标志。在此过程中原生质体内活跃的细胞器 是 高尔基体 。
操 作
除脱分化、再分化外， 还要用酶解法去除细胞 壁，用一定方法诱导细 胞融合
关 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物 系 体细胞杂交所用的技术更复杂
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说明：（1）不同细胞的全能性不同，具体表现为受精卵﹥ 生殖细胞﹥体细胞，离体细胞的全能性表达与分化程度呈负相 关，但生殖细胞除外。
（2）脱分化形成愈伤组织的过程中不需要光，再分化过程 需要光，因为愈伤组织利用有机营养成分，而试管苗需要进行 光合作用合成有机物。
解析：植物体细胞杂交获得杂种植株的优点是克服远缘杂交不 亲和的障碍。具体的方法是，先进行植物体细胞杂交，再对融合 后的细胞进行组织培养。
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【知识链接】（1）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植 株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株具备两种植株的遗 传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
（2）体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、 基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。若一个植物细胞 含有2N条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一个植物 细胞含有2M条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植 株应为四倍体，其体细胞中染色体为2N+2M，基因型为 AabbccDd。
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考点2 植物细胞工程的实际应用
＊考点精讲＊
1.植物繁殖的新途径 （1）微型繁殖 微型繁殖就是用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术， 也叫快速繁殖技术。繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、 子代细胞内DNA不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不变。 （2）作物脱毒 ①解决的问题：无性繁殖的作物，感染的病毒在体内逐年积 累，产量降低，品质变差。 ②解决方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植 株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（3）用植物体细胞杂交培育新品种的过程中，遗传物质的 传递不遵循孟德尔的遗传定律。只有有性生殖进行减数分裂的 过程中才符合遗传定律，而植物体细胞杂交没有此过程。
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＊对应训练＊
1.如图是两种二倍体植物细胞（甲、乙）融合并培育新植株的
过程，下列有关分析正确的是
（）
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A.过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液 中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压
11
③理论基础：植物分生区附近病毒极少，甚至无病毒。 ④成果：采用茎尖组织培养技术，已获得脱毒的马铃薯、 草莓、甘薯、菠萝和香蕉等。 （3）人工种子 ①获取方法：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶 芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子（如图所 示）。
②解决的问题：一些植物繁殖周期长，数年后才能结出种 子；有些作物优良杂种的后代因发生性状分离而丧失其优良特 性；常规种子的生产受季节、气候和地域的限制，并且占用大 量的土地。
3
考点1 植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
＊考点精讲＊
名 植物组织培养 称
原 细胞的全能性 理
植物体细胞杂交
细胞膜具有一定的流动 性和细胞的全能性
过 程
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名 植物组织培养 称
植物体细胞杂交
选 选取根尖、茎尖、 材 形成层部位，最容
易诱导脱分化
不同植物细胞融合后形 成的杂种细胞
技 脱分化、再分化等 术
（ C）
A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不
亲和的障碍
B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、
振荡、电激等方法
C.驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，
无愈伤组织和试管苗形成
D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间
存在生殖隔离
某种生物全部 遗传信息
的任何一个细胞，都具有发育
成 完整个体 的潜能。全能性表达的条件是具有完整的细胞结
构，处于 离体 状态，提供一定的 营养 、 激素 和其
他适宜的外界条件。
3.植物组织பைடு நூலகம்养技术的过程：高度 分化 的器官、组织或细
胞 脱分化
再分化
愈伤组织
幼根和芽→完整植株2。
4.据图填空
（1）①过程为去除 植物细胞壁 ，获得具有活力的原生质体， 常用方法是酶解法，所用到的酶是 纤维素酶和果胶。酶
（3）植物体细胞杂交过程中，用酶解法去除细胞壁时所用 的酶是纤维素酶和果胶酶；人工诱导原生质体融合的方法有离 心、振动、电激（物理法）和用聚乙二醇处理（化学法）。
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＊典例剖析＊
【例1】科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融
合，培育出的驱蚊草含有一种能驱蚊且对人体无害的香茅醛。下
列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是
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2.单倍体育种和突变体利用的比较
项目
原理
优点
成果
单倍体 育种
染色体变 异
明显缩短育 单育Ⅰ号烟草品
种年限
种，Ⅱ号水稻和
京花1号小麦品种
等
突变体 基因突变 产生新基因，抗花叶病毒的甘
利用
大幅度改良 蔗、抗盐碱的野 某些性状 生烟草等
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3.细胞产物的工厂化生产 用人工培养的愈伤组织提取细胞中的某种成分，如紫草素、 香料等。
B.过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据是 细胞膜具有选择透过性
C.过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，
不具有可育性
答案：C
解析：过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶 的溶液中，且溶液中的渗透压应等于细胞液渗透压，使细胞 维持正常形态；诱导原生质体融合的主要依据是细胞膜具有 流动性；过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养 基，诱导生芽、生根；最终得到的植株相对于甲、乙而言发 生了染色体数目变异，由于存在同源染色体，具有可育性。