高中生物选修三 植物细胞工程
生物选修三知识点总结
生物选修三知识点总结生物选修三是高中生物课程中的重要组成部分，涵盖了现代生物技术的多个方面。
以下是对生物选修三知识点的详细总结。
一、基因工程基因工程，又称为 DNA 重组技术，是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰改造，然后放到另一种生物的细胞里，定向地改造生物的遗传性状。
（一）工具1、限制性核酸内切酶（简称限制酶）：能够识别双链 DNA 分子的某种特定核苷酸序列，并且使每一条链中特定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断开。
2、 DNA 连接酶：连接两个 DNA 片段，恢复被限制酶切开的磷酸二酯键。
3、载体：常用的载体有质粒、λ噬菌体的衍生物、动植物病毒等。
载体需要具备的条件有：能在受体细胞中复制并稳定保存；具有一至多个限制酶切点，供外源 DNA 片段插入；具有标记基因，便于重组DNA 的筛选。
（二）基本操作步骤1、目的基因的获取：从基因文库中获取、利用 PCR 技术扩增、人工合成。
2、基因表达载体的构建：这是基因工程的核心步骤，目的是使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。
3、将目的基因导入受体细胞：导入植物细胞常用农杆菌转化法、基因枪法、花粉管通道法；导入动物细胞常用显微注射法；导入微生物细胞常用感受态细胞法。
4、目的基因的检测与鉴定：分子水平的检测包括检测转基因生物染色体的 DNA 上是否插入了目的基因、检测目的基因是否转录出了mRNA、检测目的基因是否翻译成蛋白质；个体水平的鉴定包括抗虫或抗病的接种实验等。
二、细胞工程（一）植物细胞工程1、植物组织培养：在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
（二）动物细胞工程1、动物细胞培养：从动物机体中取出相关的组织，将它分散成单个细胞，然后放在适宜的培养基中，让这些细胞生长和增殖。
人教版高中生物选修3知识点整理及重点题型梳理植物细胞工程植物克隆技术
精品文档用心整理人教版高中生物选修三知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习常考知识点植物细胞工程（植物克隆技术）【学习目标】1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术。
2、体验植物组织培养技术。
3、列举植物细胞工程的实际应用。
【要点梳理】要点一：克隆——无性繁殖系【植物细胞工程（植物克隆技术）369167 克隆】1.分子水平的克隆:DNA 复制上很多碱基序列相同的DNA2.细胞水平的克隆细胞细胞分裂很多遗传物质相同的细胞3.个体水平的克隆组织、器官细胞分裂遗传背景相同的新个体要点二：植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性（1）遗传基础生物体细胞一般都是由受精卵经有丝分裂形成的，因而都含有生物体的一整套遗传物质，都具有发育成完整个体的潜能。
（2）不能表现的原因在生物体上不能表现出其全能性，只能通过细胞分化形成不同的组织、器官，这是因为在特定的环境、激素等的影响下基因选择性表达的结果。
2.植物细胞表现其全能性的条件（1）脱离母体。
（2）植物组织培养时，培养基中除含有一定的水分、无机盐外，还要添加一定的植物激素（如生长素、细胞分裂素），这有助于愈伤组织分化为不同组织和器官。
（3）在植物组织培养的前期对光照无需求，在后期需要光照条件，这有利于细胞生长、分化。
3．植物组织培养（1）过程：在无菌条件下，将植物体的器官或组织片段（如芽、根尖或花药）切下来，放在适当的人工培养基上进行离体培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。
这种组织的细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞——愈伤组织。
原来已经分化，并且具有一定功能的体细胞（或性细胞），丧失了原有的结构和功能，又重新恢复了分裂功能，叫做细胞的脱分化。
将处于脱分化状态的愈伤组织，移植到合适的培养基上继续培养（在适当的光照、温度等条件下）愈伤组织就会重新进行分化，产生出植物的各种组织和器官（如根、茎、叶等），进而发育成一棵完整的植株，这个过程叫做植物细胞的再分化。
高中生物学选择性必修3植物细胞工程的应用
(1)提示：作物感染的病毒可以传播给后代，并在作物体内逐年积累， 影响产量和品质。
(2)提示：植物分生区一般不会感染病毒，用分生区作为外植体进行组 织培养，能得到大量的脱毒苗。
归纳提升
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．快速繁殖 (1)实质：植物组织培养。 (2)原理：植物细胞的全能性。 (3)优点 ①能保持亲本的优良遗传特性，子代个体的遗传物质与亲本相同。 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化生产。
3．突变体的利用
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
(1)原理：基因突变和植物细胞的全能性。在植物的组织培养过程中，由
于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
影响而产生突变，从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进
而培育成新品种。
(2)过程
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
2．次生代谢物 (1)概念：植物代谢产生的一些一般认为__不__是____植物基本的生命活动所 必需的产物，是一类___小__分__子__有__机__化__合__物_____(如酚类、萜类和含氮化合物等)。 (2)作用：在植物_抗__病__、__抗__虫___等方面发挥作用，也是很多___药__物___、 __香__料____和___色__素___等的重要来源。
组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱毒苗。用脱毒苗进行
繁殖，种植的作物就不会或极少感染病毒。
针对训练
新教材·生物（RJ） 选择性必修3
1．(2021 哈尔滨六中高二月考)利用快速繁殖技术快速培育名贵花卉，不
选取的培养材料是( A )
人教版高中生物学选择性必修3现代生物科技专题精品课件 2.1.1 植物细胞工程的基本技术
课前篇自主预习
一
二
三
四
课堂篇探究学习
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
细胞的全能性
问题导引
细胞表现出全能性的条件有哪些?标志是什么?
资料 科学家斯图尔德曾经应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝
卜韧皮部的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株(如
图)。
(1)这一科学实验证明了植物细胞具有
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
下图是利用植物体细胞杂交技术培育新植株的过程,植物细胞A 和B分别来源于二倍体植物甲和乙。下列有关分析正确的是( )
A.过程①需要将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中 B.过程②要用聚乙二醇等诱导原生质体融合,主要依据是细胞膜 具有选择透过性 C.将杂种细胞培育成新植物体的过程中需要根据生长发育进程更 换培养基 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 可育
探究点一
探究点二
探究点三
当堂检测
本课必记
课堂篇探究学习
通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟 草品种。下图为培育杂种植株过程的示意图,下列操作不正确的是 ()
A.在融合之前除去两种细胞的细胞壁 B.原生质体先进行脱分化处理再融合 C.原生质体融合后筛选出杂种细胞继续培养 D.应先诱导杂种细胞形成愈伤组织再诱导分化
探究点一
探究点二
探究点三探究学习
类型二 植物体细胞杂交 例2科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯 的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过 程如下图所示,其中①~⑤表示过程,英文字母表示细胞、组织或植 株。据图回答下列问题。
2019新人教版高中生物选择性必修三第二章重点知识点归纳总结(细胞工程)
第二章细胞工程第一节植物细胞工程细胞工程：细胞工程是指应用细胞生物学、分子生和生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性生物工程。
1.原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
2.操作水平：细水平或细胞器水平。
3.目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品一、植物细胞工程的基本技术1.细胞的全能性：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.细胞具有全能性的原因(物质基础)生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所需的全部遗传信息1.生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因(不离体的细胞无法表现出全能性的原因) 在特定的时间时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达2.全能性大小比较(1)受精卵、体细胞、生殖细胞受精卵〉生殖细胞＞体细胞(2)分化程度高的细胞、分化程度低的细胞分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞(3)分裂能力强的细胞、分裂能力弱的细胞分裂能力强的细胞〉分裂能力弱的细胞(4)植物细胞、动物细胞植物细胞＞动物细胞(5)幼嫩的细胞、衰老的细胞幼嫩的细胞〉衰老的细胞(一)植物组织培养技术1.概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞(称为外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成整植株的技术。
2,原理：植物细胞的全能性3.生殖方式：无性生殖4.分裂方式：有丝分裂5.过程：|外植体|―—化|愈伤组织|—2|胚状体或丛芽|—育-［植株脱分化：在一定的—激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。
再分化：愈彳^组织能重新分化成芽、根等器官的过程。
探究.实践：菊花的组织培养(1)原理口植物细胞一般具有全能性；口在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化和再分化,形成胚状体长出—芽和根_,进而发育成_完整的植株_；口植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度_、比等都会影响植物细胞的发育方向。
《植物细胞工程的基本技术》 说课稿
《植物细胞工程的基本技术》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《植物细胞工程的基本技术》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《植物细胞工程的基本技术》是人教版高中生物选修 3《现代生物科技专题》专题 2 细胞工程中的第一节内容。
细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，而植物细胞工程又是细胞工程的基础。
通过学习植物细胞工程的基本技术，学生能够了解细胞全能性的原理，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的技术流程，为后续学习动物细胞工程以及生物技术在生产生活中的应用奠定基础。
本节课在教材中的地位十分重要，它不仅是对细胞结构、细胞分裂和分化等知识的延伸和拓展，也是培养学生科学思维和创新能力的重要载体。
二、学情分析授课对象为高二年级的学生，他们已经在必修 1 中学习了细胞的结构和功能、细胞的分裂和分化等相关知识，具备了一定的生物学基础。
同时，高二学生已经具备了较强的逻辑思维能力和实验探究能力，但对于抽象的生物技术原理和复杂的实验流程，理解和掌握起来可能会有一定的难度。
此外，学生对生物技术在农业、医药等领域的应用充满了好奇和兴趣，这为教学活动的开展提供了良好的契机。
三、教学目标基于对教材和学情的分析，我确定了以下教学目标：1、知识目标（1）简述细胞全能性的概念和原因。
（2）说出植物组织培养的原理、过程和意义。
（3）概述植物体细胞杂交的原理、过程和意义。
2、能力目标（1）尝试进行植物组织培养的实验操作，培养学生的动手实践能力。
（2）通过对植物细胞工程基本技术流程的分析，培养学生的逻辑思维能力和信息处理能力。
3、情感态度与价值观目标（1）体验植物组织培养技术在生产实践中的应用，感受生物技术给人类生活带来的变化。
（2）关注生物技术的发展，培养学生勇于探索、创新的科学精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）植物组织培养的原理和过程。
高中生物人教版选择性必修3 植物细胞工程(第1课时)同步练习含解析卷
2.1 植物细胞工程（第1课时）一、单选题1．下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是（）A．外植体选择马铃薯的叶肉组织更易获得脱毒苗B．植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种C．植物组织培养能实现马铃薯的快速繁殖从而提高产量D．再分化过程用天然的植物激素比人工合成的激素类似物效果更好2．关于“菊花的组织培养”实验，下列说法正确的是（）A．菊花外植体需要用乙醇和次氯酸钠混合液进行消毒B．诱导脱分化和再分化的培养基可以混用C．脱分化和再分化过程都存在基因的选择性表达D．幼苗移栽时，根部带有少量培养基可以提高存活率3．某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是（）A．取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少B．外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施C．接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中D．“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基4．科学家采用体细胞杂交技术得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，但该植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。
下列有关叙述错误的是（）A．体细胞杂交之前用胰蛋白酶、胶原蛋白酶处理分散成单个细胞B．番茄和马铃薯的原生质体可采用聚乙二醇融合法得到杂种细胞C．杂种细胞需经过诱导形成愈伤组织后再发育成完整的杂种植株D．“番茄—马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关5．下图为植物体细胞杂交技术流程图，据图分析不正确的是（）A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性C．过程②常使用灭活的病毒作为诱导剂诱导原生质体融合D．该技术打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种6．甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，但属于胞质雄性不育品种。
通过体细胞杂交，成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。
人教版高中生物选择性必修第3册 第2章 细胞工程 第1节 植物细胞工程(二)
三 、 植物体细胞杂交技术的优点和局限性
（一）优点： 打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍。 （二）局限性： 1.技术复杂、操作繁琐、工作量大。
2.不一定按人们需要表达优良性状。
(1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在__生__殖__隔__离_________， 所以用有性杂交方法很难得到可育后代，上述①～⑥培育优良品种H的 过程所应用的技术是_植__物__体__细__胞__杂__交__技术。
练习与应用
(2)图中B、D是_____原__生__质__体____；G是_____愈__伤__组__织____；②过 程需使用_纤__维__素__酶__和__果__胶__酶___进行处理，该过程受处理时间、 ____温__度____、____p_H______等条件的影响。 (3)过程③使用的化学法包括：聚乙二醇（PEG）融合法和 __高__C_a_2_+—__高__p_H_融__合__法________等。
思考1：A种原生质体与B种原生质体融合后，有哪几种类型(只考 虑两两融合)？而我们需要的是哪种类型？所以原生质体融合后，我们 要进行怎样的处理？
有3种类型：AA、BB、AB；我们需要的是AB；因此要对融合后的原 生质体进行筛选。
例如：马铃薯和番茄原生质体融合后，融合成功的杂种细胞类型可 能有：马铃薯—马铃薯型、番茄—番茄型、马铃薯—番茄型等。我们 需要的是马铃薯—番茄型。我们可以利用细胞系互补、原生质体物理 特异性及生长特异性等差异对杂种细胞进行筛选。
四、植物体细胞杂交技术的成果
科学家们利用植物体细胞杂交技术，又相继培育出了白菜— 甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等杂种植株。我国科学家还在木本 植物的体细胞杂交方面培育出了多种柑橘属不同种间的杂种植株。
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再分化：脱分化产生的愈伤组织在培养过程中重新分化根或芽等器官的
过程。
愈伤组织：由离体的植物组织或细胞，
在培养一段时间以后，通过细胞分裂，
形成的一群薄壁细胞。
有丝分裂
特点：具分裂、分化能力 具全能性（主要） 无定形状态 高度液泡化 排列疏松、无规则 无叶绿体,不进行光合作用
4、条件：
体内细胞全能性不表达的原因：基因在特定的时间和空间条件下的
选择性表达 细胞全能性大小与细胞分化程度呈反比：细胞分化程度低的大于细 胞分化程度高的，细胞分裂能力强的大于细胞分裂能力弱的
①受精卵的全能性最高 受精卵 ＞ 生殖细胞 ＞体细胞
②植物细胞全能性>动物细胞全能性
二、植物组织培养技术
1.概念： 条件
(4)按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素，会得到不同的
实验结果。
使用顺序
实验结果
有利于细胞分裂，但细胞不 先使用生长素，后使用细胞分裂素
分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素
细胞既分裂也分化
同时使用
分化频率提高
(3)脱分化和再分化的比较
比较内容
脱分化
过程
外植体→愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的 形成体特点
外植体
避光
（1）离体的植物细胞、组织、器官
（2）一定的营养物质 （固体培养基
无机营养、有机营养、激素、琼脂）
（3）其他外界条件 （适宜的温度、PH、光照、无菌 ）
植物组织培养中光照的使用： 再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。
光照时间、强度、波长等都会影响 植物组织培养
激素
生长素/细胞分裂素比值高：促进根分化 生长素/细胞分裂素比值低：促进芽分化 生长素/细胞分裂素比值适中：促进愈伤组织
素的合成)
导剂
下图是植物细胞杂交过程示意图，请据图回答下列问题：
(1)植物体细胞杂交的第①步是去掉细胞壁，分离出有活力的
。目前此步骤最常用的方法是 ，此方法的原
层等容易诱导脱分化形成愈伤 酶去除植物细胞的细胞
组织；②光照：在愈伤组织的诱 壁获得原生质体；
注意 导阶段往往要避光培养(有利于 ②人工诱导原生质体融
事项 细胞的脱分化产生愈伤组织)； 合的方法：物理法包括离
当愈伤组织分化出芽和叶时，一 心、振动、电激等；化学
定要有光照(有利于叶片内叶绿 法一般用聚乙二醇作诱
[易 错 易 混] (1)植物体细胞杂交离不开植物组织培养； (2)植物体细胞融合与植物体细胞杂交结束的标志不同：前者 是再生出新的细胞壁，后者是形成杂种植株； (3)杂种细胞虽然具有两种细胞的遗传物质，但这些遗传物质 并不一定都能表达。
名称
植物组织培养
植物体细胞杂交
①取材：选取根尖、茎尖、形成 ①利用纤维素酶和果胶
×
白菜
紫甘蓝
白菜—甘蓝 “超级植物”
生长期短、耐热性强、易于储藏
与之相关细胞器：高尔基体，线粒体
(1)
A
原生 质体 融合
原生质体融合的标志 再生壁
原理： 植物细胞全能性
杂 种 脱分化 细
再分化
去壁
原理：细胞膜的流动性
胞
B 方法：
方法：物理法：离心、振动、电刺激等
酶解法（纤维素酶、 化学法：聚乙二醇（PEG）
小块，因为该部位容易诱导形成愈伤组织
接种：将组织块接种到诱导培养基上，诱导出愈伤组织
培养：在 23～26 ℃恒温避光条件下培养一段时间。再将愈 伤组织转接到 19 ____________上培养诱导出试管苗
移栽：将试管苗移栽到大田，培养成正常植株
外植体 无细胞分裂、 分化能力
脱分化：由已经分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构 和功能而转变成未分化细胞的过程，又称去分化。
也叫：外植体 如：茎尖、根尖
在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配
制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完
整的植株。
2.理论基础：植物细胞的全能性(即原理)
(2)过程 取材：消毒后选取有 18 ________的部位，切取 1 cm3 左右的
动物细胞培养 核移植
动物细胞融合 单克隆抗体
2.1.1植物细胞工程的基本技术
一、植物组织培养技术 二、植物体细胞杂交技术
高二生物 胡昌云
在一定的条件下，利用植物的一片叶子、一瓣花瓣、甚至一粒花粉， 可以得到大量幼小的植株。科学家可以利用菊花的花瓣培养出的菊花。
思考：为什么植物的1. 含义:具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育 成完整生物体的潜能。 2. 原理:细胞内含有本物种全部的遗传信息。 3. 植物细胞全能性表达条件:处于离体状态,提供一定的营养、激 素（主要是生长素与细胞分裂素）和其他适宜外界条件。
温故知新
涉及到的相关知识 必修一
果胶酶等）
筛选：AA,BB,AB
愈 伤 组 织
杂 种 植 株
植物细胞的融合
植物组织培养
原生质体融合完成的标志是产生新的细胞壁
植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株 细胞融合的变异原理 染色体变异
关于两种植物杂交和体细胞杂交的辨析：
AA 植物A
植物B BB
AB
杂交
植物C
秋水仙素 处理
异源二倍体
AABB 植物D
专题2 细胞工程
细胞工程
指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通 过某种工程学手段，在细胞整体水平或细胞器水平上， 按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产 品的一门综合科学技术。根据操作对象的不同，可分为 植物细胞工程和动物细胞工程两大领域。
植物细胞工程
植物组织培养
植物体细胞杂交
动物细胞工程
异源四倍体
AA 植物A
植物B BB
AABB
体细胞 杂交
植物C
异源四倍体
异源多倍体（allopolyploid），指不同物 种杂交产生的杂种后代经过染色体加倍形成 的多倍体。常见的多倍体植物大多数属于异 源多倍体，例如，小麦、燕麦、棉、烟草、 苹果、梨、樱桃、菊、水仙、郁金香等。对 应的有同源多倍体，同一物种经过染色体加 倍形成的多倍体，称为同源多倍体。
薄壁细胞
再分化 愈伤组织→幼苗
分化出根、芽
三、植物体细胞杂交技术：
主要：原生质体融合
1. 概念:将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种 细胞培育成新的植物体的技术。 2.原理:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 3.过程：植物细胞融合+植物组织培养 4.意义：克服远缘杂交不亲和的障碍,培育作物新品种。