2026届高考生物一轮复习：植物细胞工程专题复习课件(22张)

(共22张PPT)
植物细胞工程专题复习
拯救濒危植物红豆杉
集思广益：结合视频内容和生物技术思考如何拯救濒危植物——红豆杉
永康仙溪源村后山上的红豆杉林
集思广益：结合视频内容和生物技术思考如何拯救濒危植物——红豆杉
活动1：思考赤霉素对红豆杉自然种子萌发率的影响
表1：赤霉素对红豆杉种子萌发率的影响
任务一：从个体水平上提高红豆杉的数量
赤霉素浓度(mg/L) 浸泡时间(h) 接种粒数 萌发粒数 萌发率(%)
0 0 50 1 2
100 12 50 4 8
24 50 12 24
36 50 9 18
48 50 10 20
150 12 50 13 26
24 50 17 34
36 50 17 34
48 50 16 32
200 12 50 19 38
24 50 33 66
36 50 26 52
48 50 23 46
250 12 50 16 32
24 50 15 30
36 50 13 26
48 50 14 28
活动2：构建红豆杉人工种子制备的流程图
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
人工种子
资料1：酒精有很强的吸水力,能使菌体蛋白质变性,一旦被破坏,细菌就失去活力。95%的酒精浓度高,吸水力强,能迅速使菌体表面的蛋白质变性、凝固而形成坚固的包膜,阻碍酒精继续向菌体内部渗透,以致影响杀菌作用。75%酒精,则使菌体蛋白质脱水、变性、沉淀的过程较缓慢进行,因而渗透性很强，能不断的渗入菌体内部作用于菌体内蛋白质，最后杀死细菌,故杀菌作用比较彻底。
95%的酒精提取光合色素
95%的冷酒精DNA粗提
50%的酒精洗去浮色
涂布器放置在75%的酒精
土壤动物分离70%的酒精
任务一：从个体水平上提高红豆杉的数量
活动2：构建红豆杉人工种子制备的流程图
外植体
脱分化
愈伤组织
再分化
胚状体
人工种子
任务一：从个体水平上提高红豆杉的数量
【问题1】人工种子大规模应用，可能会对遗传多样性造成什么影响？
人工种子通过无性繁殖快速扩大种群数量，但会导致后代遗传信息高度一致，降低遗传多样性，而遗传多样性是生物进化的前提，可能会削弱种群适应环境变化的能力。
课堂评价
1.(2019全国卷节选）植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
（2）通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示），这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有 、矿质元素和糖等几类物质。
有利于胚状体进行呼吸作用
植物激素
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
活动1：请找出图中的错误并修改
灭菌后的外植体
生长素与细胞分裂素比值高
以葡萄糖为主要能源和碳源的培养基中脱分化
愈伤组织
纤维素酶和果胶酶
较低渗透压
固体培养基悬浮震荡培养
细胞悬浮培养与继代
提取、检测紫杉醇
活动1：请找出图中的错误并修改
灭菌后的外植体
生长素与细胞分裂素比值高
以葡萄糖为主要能源和碳源的培养基中脱分化
愈伤组织
纤维素酶和果胶酶
较低渗透压
固体培养基悬浮震荡培养
细胞悬浮培养与继代
提取、检测紫杉醇
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
【问题1】相比于葡萄糖，蔗糖作为培养基中主要的碳源和能源物质的优点是什么？
调节渗透压
细菌、真菌等微生物主要利用葡萄糖快速繁殖，易造成污染
植物细胞膜上有蔗糖转运蛋白，利用细胞吸收
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
资料2：三碳糖的形成标志着光合作用合成糖的过程已经完成。在叶绿体内，三糖作为原料用于淀粉、蛋白质和脂质的合成。大部分三碳糖运至叶绿体外，并且转变成蔗糖，供植物体所有细胞利用.
资料3：大多数细菌优先通过糖酵解途径代谢葡萄糖，快速产生ATP和中间代谢产物。当葡萄糖存在时，细菌会抑制其他糖类（如乳糖）的代谢相关基因表达。例如，大肠杆菌（E. coli）的乳糖操纵子会被葡萄糖抑制。
课堂评价
1.（2024.广西）选用的外植体须经高压蒸汽灭菌。（ ）
2.（2024.浙江）提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽。（ ）
3.（2023.河北）利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗。（ ）
4.（2022.浙江）用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。（ ）
5.（2023.江苏）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。（ ）
√
×
×
×
×
活动1：请找出图中的错误并修改
灭菌后的外植体
生长素与细胞分裂素比值高
以葡萄糖为主要能源和碳源的培养基中脱分化
愈伤组织
纤维素酶和果胶酶
较低渗透压
固体培养基悬浮震荡培养
细胞悬浮培养与继代
提取、检测紫杉醇
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
资料4：实验室针对柴胡的细胞培养、原生质体制备等技术已经相对成熟。可以在实验中，能够稳定地诱导柴胡愈伤组织，制备出有活力的原生质体，为与其他植物原生质体的融合提供了良好的材料基础，使得以柴胡为对象的体细胞杂交实验更具可重复性。
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
资料5：研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，以培育能产生紫杉醇的柴胡，以期提高紫杉醇含量。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。
【问题3】如何终止原生质体的融合？可用什么方法检验原生质体活性？
细胞膜的流动性
【问题2】该过程应加入什么溶液以保持较高渗透压？过程②的方法有哪些？原理是什么？
红豆杉细胞
柴胡细胞
原生质体
原生质体
异源融合原生质体
异源融合细胞
①
②
③
0.5-0.6mol/L甘露醇（一定浓度的蔗糖）
物理法和化学法
在融合体系中加入过量培养液
渗透吸水法，染色法，观察胞质环流等
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
任务二：从细胞水平运用植物细胞工程获取紫杉醇
资料5：研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉（2n=24）与柴胡（2n=12）进行了融合，以培育能产生紫杉醇的柴胡，以期提高紫杉醇含量。不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。
红豆杉细胞
柴胡细胞
原生质体
原生质体
异源融合原生质体
异源融合细胞
①
②
③
杂种植株
？
【问题4】杂种植株是否为新物种？
不是，基因组不稳定
课堂评价
1.(浙江卷2024.6节选)植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢产物。次生代谢产物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也是药物、香料和色素等的重要来源。次生代谢产物X的研发流程如下：
筛选高产细胞→细胞生长和产物X合成关系的确定→发酵生产X
(1)获得高产细胞时，以X含量高的植物品种的器官和组织作为 ，经脱分化形成愈伤组织，然后通过液体振荡和用一定孔径的筛网进行 获得分散的单细胞。
(3)在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型分为3种，如图所示。若X只在细胞生长停止后才能合成，则X的合成符合图 （填“甲”“乙”“丙”），根据该图所示的关系，从培养阶段及其目标角度，提出获得大量X的方法
。
外植体
过滤
丙
先培养大量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X
任务三：从分子水平上利用基因工程生产紫衫醇
资料6：随着研究的深入，合成紫杉醇的代谢途径日益清晰，科研人员通过基因工程手段导入紫杉醇合成的关键酶基因，有望构建紫杉醇高产的转基因红豆杉细胞系。Bapt基因是紫杉醇合成关键酶基因，研究人员构建Bapt基因的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，以期提高紫杉醇含量。
【问题1】用PCR技术以图中的cDNA片段为模板扩增Bapt基因，需要的引物是？
BC
【问题2】在构建Bapt基因的超表达载体并将其导入受体细胞的过程中，Ti质粒中的T-DNA在培育转基因红豆杉中的作用是？
将强启动子和Bapt基因导入红豆杉细胞并整合到红豆杉细胞染色体的DNA上
任务三：从分子水平上利用基因工程生产紫衫醇
【问题3】为使DNA片段能定向插入T-DNA中，可用PCR技术在DNA片段的两端添加限制酶识别序列，M、N端添加的序列所对应的限制酶分别为？为检测超表达载体是否导入，应利用DNA分子杂交技术检测Bapt基因还是强启动子？
NotI和SacI
强启动子
资料6：随着研究的深入，合成紫杉醇的代谢途径日益清晰，科研人员通过基因工程手段导入紫杉醇合成的关键酶基因，有望构建紫杉醇高产的转基因红豆杉细胞系。Bapt基因是紫杉醇合成关键酶基因，研究人员构建Bapt基因的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，以期提高紫杉醇含量。
任务三：从分子水平上利用基因工程生产紫衫醇
【问题4】人工诱导的高产细胞系若泄漏到自然环境中，可能会带来什么问题？
基因污染；高产紫杉醇，消耗资源，生存竞争力下降；... ...
资料6：随着研究的深入，合成紫杉醇的代谢途径日益清晰，科研人员通过基因工程手段导入紫杉醇合成的关键酶基因，有望构建紫杉醇高产的转基因红豆杉细胞系。Bapt基因是紫杉醇合成关键酶基因，研究人员构建Bapt基因的超表达载体，并将其导入红豆杉细胞，以期提高紫杉醇含量。
课堂评价
1.(浙江卷2024.6节选)
(4)多种次生代谢产物在根部合成与积累，如人参、三叶青等药用植物，可通过 培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢产物。随着基因组测序和功能基因组学的发展，在全面了解生物体合成某次生代谢产物的 和 的基础上，可利用合成生物学的方法改造酵母菌等微生物，利用 工程生产植物的次生代谢产物。
器官
发酵
代谢途径
关键酶
拯救濒危植物红豆杉
永康仙溪源村后山上的红豆杉林
多途径制备紫杉醇
提高红豆杉数量
个体水平
缩短种子休眠期，促进萌发
制备人工种子
细胞水平
利用植物细胞工程获取紫杉醇
分子水平
利用转基因技术提高紫杉醇产量
课堂评价
2．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B．过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C．过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D．可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
B