2024年高中生物新教材同步選擇性必修第三冊第2章 細胞工程第1節(jié)　植物細胞工程第1課時　植物細胞工程的基本技術(shù)

2024年高中生物新教材同步選擇性必修第三冊第2章細胞工程第1節(jié)植物細胞工程第1節(jié)植物細胞工程第1課時植物細胞工程的基本技術(shù)課程內(nèi)容標準核心素養(yǎng)對接1.簡述植物組織培養(yǎng)技術(shù)和植物體細胞雜交技術(shù)的原理和過程。2.嘗試進行植物組織培養(yǎng)。1.科學(xué)探究——結(jié)合具體實驗，嘗試設(shè)計植物組織培養(yǎng)技術(shù)的流程簡圖。2.社會責(zé)任——了解植物組織培養(yǎng)技術(shù)已取得的進展和尚未解決的問題，認同科學(xué)是一個不斷發(fā)展的過程。知識點1植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.細胞工程的概念原理和方法細胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等操作水平細胞器、細胞或組織水平目的獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品分類植物細胞工程和動物細胞工程2.植物細胞工程的理論基礎(chǔ)——細胞具有全能性(1)概念：細胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能，即細胞具有全能性。(2)在生物體內(nèi)細胞沒有表現(xiàn)出全能性的原因：在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達。3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)(1)概念將離體的植物器官、組織或細胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。(2)理論基礎(chǔ)：植物細胞一般具有全能性。(3)基本過程(4)菊花的組織培養(yǎng)知識點2植物體細胞雜交技術(shù)1.概念將不同來源的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新植物體的技術(shù)。2.過程3.意義在打破生殖隔離，實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優(yōu)勢。(1)植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性。(×)(2)愈傷組織是外植體經(jīng)脫分化和再分化后形成的。(×)(3)無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照。(×)(4)原生質(zhì)體融合時常用的化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。(√)(5)植物體細胞雜交技術(shù)的最終目的是得到雜種細胞。(×)(6)利用物理法或化學(xué)法可以直接將兩個植物細胞誘導(dǎo)融合。(×)eq\x(教材P35“圖2－1”拓展)1.觀察植物組織培養(yǎng)流程圖，將①～④序號填寫在圖中A～D所指的空格處。①誘導(dǎo)生根②接種外植體③誘導(dǎo)愈傷組織④誘導(dǎo)生芽eq\x(教材P38“練習(xí)與應(yīng)用”拓展訓(xùn)練)2.下圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢，通過植物細胞工程技術(shù)培育高產(chǎn)、耐鹽的雜種植株的實驗流程圖。(1)圖中a、b、c、d分別表示什么？提示a表示用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞；b表示誘導(dǎo)融合后得到的雜種細胞；c表示培養(yǎng)后得到的具有耐鹽性狀的幼芽；d表示要將植株種在高鹽環(huán)境中進行選擇。(2)由c形成植株的過程利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，形成愈傷組織需要經(jīng)過脫分化過程，愈傷組織形成c需要經(jīng)過再分化過程。(3)植物體細胞融合成功的標志是雜種細胞再生出細胞壁。探究點一植物組織培養(yǎng)技術(shù)觀察菊花的組織培養(yǎng)流程圖，探究以下問題：(1)植物細胞具有全能性的原因是細胞中含有本物種全套的遺傳信息。由植物組織培養(yǎng)過程可知，植物細胞全能性表現(xiàn)的條件為離體、一定的營養(yǎng)條件、適宜植物激素的誘導(dǎo)、無菌無毒等。植物激素中生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，它們的濃度、比例等都會影響植物細胞的發(fā)育方向。(2)植物組織培養(yǎng)過程中再分化(填“脫分化”或“再分化”)過程需要光照，光的作用是誘導(dǎo)葉綠素的合成，利于幼苗進行光合作用。(3)選用菊花的外植體時，一般選用形成層細胞或組織塊，其原因是什么？_________________________________________________________________。提示形成層細胞由于分裂旺盛，全能性高，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織，其他部分如葉、花全能性低，不易培養(yǎng)成小植株。(4)為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養(yǎng)的繁殖方式是無性繁殖？提示植物組織培養(yǎng)是在細胞有絲分裂和細胞分化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，此過程并沒有生殖細胞的產(chǎn)生，所以是無性繁殖。(5)在植物組織培養(yǎng)的過程中，為什么要進行一系列的消毒、滅菌，并且要求無菌操作？提示培養(yǎng)物一旦受到微生物的污染，這些微生物會和外植體爭奪培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)，并且產(chǎn)生大量對外植體有害的物質(zhì)，導(dǎo)致外植體死亡。(1)細胞全能性大小的比較①植物細胞>動物細胞(動物細胞只有細胞核表現(xiàn)全能性)。②受精卵>生殖細胞(精子、卵細胞)>體細胞。③體細胞：分化程度低的>分化程度高的，細胞分裂能力強的>細胞分裂能力弱的，幼嫩的細胞>衰老的細胞。(2)植物細胞表現(xiàn)全能性的條件①離體狀態(tài)：器官、組織或細胞。②營養(yǎng)物質(zhì)：種類齊全、比例合適。③植物激素：生長素、細胞分裂素。④外界條件：適宜的溫度、pH和光照(愈傷組織的形成和生長需避光培養(yǎng)，再分化培養(yǎng)需照光)等。⑤無菌操作。1.植物激素對組織培養(yǎng)的影響(1)由愈傷組織進行細胞分化時，一般要先誘導(dǎo)其生芽，然后誘導(dǎo)其生根，可通過控制培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素用量的比例來實現(xiàn)。(2)生長素和細胞分裂素用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向。生長素用量/細胞分裂素用量結(jié)果比值高有利于根的分化，抑制芽的形成比值低有利于芽的分化，抑制根的形成比值適中促進愈傷組織的形成2.植物組織培養(yǎng)過程中應(yīng)注意的問題(1)接種時注意外植體的方向，應(yīng)將外植體的形態(tài)學(xué)下端插入培養(yǎng)基，不能倒插。(2)培養(yǎng)一株完整的試管苗，必須先進行生芽培養(yǎng)，再進行生根培養(yǎng)。如果順序顛倒，先誘導(dǎo)生根，就不好誘導(dǎo)生芽了。(3)菊花的組織培養(yǎng)中，愈傷組織的形成一般不需要光照，而在再分化的培養(yǎng)過程中，需要一定的光照。(4)試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養(yǎng)生長，出瓶后一定要注意保溫、保濕。(5)試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應(yīng)給予較強光照閉瓶煉苗，以促進幼苗向自養(yǎng)苗轉(zhuǎn)化。[例1]植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式分別是()A.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；減數(shù)分裂B.導(dǎo)入其他植物細胞的基因；有絲分裂C.將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)；減數(shù)分裂D.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；有絲分裂答案D解析植物細胞表現(xiàn)全能性的條件：①離體的器官、組織或細胞和適宜的外界條件；②一定的營養(yǎng)(無機、有機成分)和植物激素。植物細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成植物體，包括脫分化和再分化兩個重要的過程，在這兩個過程中細胞都是通過有絲分裂方式進行增殖的。[例2]下面是植物組織培養(yǎng)過程示意圖，下列相關(guān)說法正確的是()eq\x(外植體)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(愈傷組織)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(長出叢芽)eq\o(→,\s\up7(③))eq\x(生根)eq\o(→,\s\up7(④))eq\x(移栽成活)A.上述植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細胞具有全能性B.需要對外植體進行嚴格的滅菌處理，以防止雜菌污染C.外植體若是月季的花藥，則圖中的①過程需要光照D.外植體若是菊花的根尖組織，因細胞中沒有葉綠體，故培養(yǎng)成的新植株葉片無色答案A解析植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理是植物細胞具有全能性，A正確；外植體一般只消毒，不進行滅菌處理，以保持外植體的活性，B錯誤；①過程是脫分化過程，月季花藥的脫分化過程不需要光照且應(yīng)避光培養(yǎng)，當愈傷組織分化長出叢芽和生根時才需要光照，C錯誤；菊花根尖組織中含有控制葉綠體形成的基因，在培養(yǎng)過程中，基因的選擇性表達會使培養(yǎng)成的新植株葉片呈綠色，D錯誤。脫分化與再分化的比較名稱脫分化再分化過程外植體→愈傷組織愈傷組織→胚狀體(長出芽和根)形成體特點不定形的薄壁組織團塊有根和芽條件離體、適宜的營養(yǎng)、無菌無毒生長素/細胞分裂素比例適中比例高時，誘導(dǎo)根的形成；比例低時，誘導(dǎo)芽的形成光照不需要需要探究點二植物體細胞雜交技術(shù)植物體細胞雜交技術(shù)流程圖如下：(1)圖中過程：①為去除細胞壁，②為再生出新的細胞壁，③為脫分化，④為再分化。(2)獲得原生質(zhì)體時，應(yīng)在等滲(填“低滲”或“等滲”)溶液中進行，理由是低滲溶液中原生質(zhì)體易吸水漲破。(3)若只考慮細胞兩兩融合，經(jīng)過程②后可得到3種細胞，其中符合要求的細胞中含有4個染色體組。(4)通過體細胞雜交獲得的植株是否可育？說出你的理由。提示可育，通過體細胞雜交獲得的植株為異源四倍體，含有同源染色體，可以正常聯(lián)會。(5)從新品種培育的角度分析，植物體細胞雜交技術(shù)最大的優(yōu)點是什么？提示打破生殖隔離，使不同種植物雜交成為可能。有關(guān)植物體細胞雜交的幾個關(guān)注點(1)植物體細胞融合的障礙：細胞壁。可以用纖維素酶和果膠酶去除。(2)植物體細胞融合成功的標志：產(chǎn)生新的細胞壁。在此過程中高爾基體與細胞壁的形成有關(guān)，同時該過程還需要線粒體提供能量。(3)植物體細胞雜交的結(jié)果：產(chǎn)生新的植株。(4)融合后的雜種細胞篩選假設(shè)用于雜交的兩種植物細胞分別為A、B，則誘導(dǎo)融合后的產(chǎn)物有三類：未融合的細胞(A和B)；兩兩融合的細胞(AA、BB和AB)；多細胞融合體。兩兩融合的細胞中，只有AB型細胞是我們需要的雜種細胞，所以要進行篩選。(5)植物體細胞雜交的生殖方式：無性生殖。(6)雜種植株遺傳物質(zhì)的變化①細胞融合屬于染色體變異，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩親本細胞染色體數(shù)之和。②染色體組數(shù)通常也是兩親本細胞染色體組數(shù)之和，形成異源多倍體。(7)植物體細胞雜交育種的優(yōu)點和局限性①優(yōu)點：克服遠緣雜交不親和的障礙。②局限性：目前仍有許多理論和技術(shù)問題未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需求表現(xiàn)出雙親的優(yōu)良性狀。[例3]甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時含有A和B的新型藥用植物。下列敘述錯誤的是()A.為了培育該新型藥用植物，取甲和乙的葉片，先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁B.用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG或高Ca2＋—高pH誘導(dǎo)二者融合C.形成的融合細胞進一步培養(yǎng)形成愈傷組織，之后形成整個植株，這一過程中進行了植物組織培養(yǎng)D.上述雜種植株屬于二倍體答案D解析植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性原理，利用纖維素酶和果膠酶可以除去植物細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，A正確；誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合可用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG或高Ca2＋—高pH等方法，B正確；形成的融合細胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)，脫分化形成愈傷組織，之后形成植株，C正確；甲、乙都是二倍體，體細胞雜交得到的是異源四倍體，D錯誤。[例4]玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細胞雜交技術(shù)培育富含β-胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設(shè)計如圖所示。請回答下列問題：(1)制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進行，以防止________________________。(2)原生質(zhì)體融合過程體現(xiàn)了細胞膜____________的結(jié)構(gòu)特點。(3)圖中融合的雜種細胞中含有________個染色體組，該雜種細胞培育形成的植株的精原細胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生________個四分體。(4)③過程________(填“需要”或“不需要”)在光下進行，⑤過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中________有關(guān)。答案(1)原生質(zhì)體吸水漲破(2)具有流動性(3)422(4)不需要植物激素的種類和比例解析(1)由于細胞壁對細胞有支持和保護作用，所以制備原生質(zhì)體的過程不能在清水中進行，以防止原生質(zhì)體吸水漲破。(2)原生質(zhì)體融合過程體現(xiàn)了細胞膜具有流動性的結(jié)構(gòu)特點。(3)由于玉米(2N＝20)和水稻(2M＝24)均為二倍體植物，所以圖中融合的雜種細胞中含有4個染色體組，該雜種細胞含有44條染色體，所以培育形成的植株的精原細胞在減數(shù)分裂過程中能產(chǎn)生22個四分體。(4)③過程為雜種細胞再生出細胞壁，不需要在光下進行，⑤過程中愈傷組織分化的方向與培養(yǎng)基中植物激素的種類和比例有關(guān)。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.植物組織培養(yǎng)的基本過程eq\x(外植體)eq\o(→,\s\up7(脫分化))eq\x(愈傷組織)eq\o(→,\s\up7(再分化))eq\x(芽、根)→eq\x(完整植株)2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是植物細胞一般具有全能性，植物體細胞雜交技術(shù)的理論基礎(chǔ)是細胞膜具有流動性和植物細胞一般具有全能性。3.去除細胞壁制備原生質(zhì)體用到的酶是纖維素酶和果膠酶。4.人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法(電融合法和離心法)和化學(xué)法[聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法]。隨堂檢測1.下列植物組織細胞，在條件適宜的情況下，最易表達其全能性的是()A.莖韌皮部細胞 B.葉肉細胞C.受精卵 D.根尖分生區(qū)細胞答案C解析細胞的全能性由大到小依次是受精卵、生殖細胞、體細胞。2.如圖為煙草植物組織培養(yǎng)過程的流程圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.過程③發(fā)生脫分化，其實質(zhì)是基因的選擇性表達B.過程②應(yīng)根據(jù)要求使用適宜的培養(yǎng)基，在避光的環(huán)境中進行C.對過程①獲取的根組織塊應(yīng)做消毒處理D.植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細胞一般具有全能性答案A解析過程③發(fā)生再分化，其實質(zhì)是基因的選擇性表達，A錯誤；過程②為脫分化，應(yīng)根據(jù)要求使用適宜的培養(yǎng)基，在避光的環(huán)境中進行，否則不能形成愈傷組織，B正確；對過程①獲取的根組織塊(外植體)應(yīng)做消毒處理，C正確；植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細胞一般具有全能性，D正確。3.白菜、甘藍均為二倍體，體細胞染色體數(shù)目分別為20、18。白菜—甘藍是用細胞工程的方法培育出來的蔬菜新品種，它具有生長期短、耐熱性強、易儲存等優(yōu)點，如圖為“白菜—甘藍”的培育過程，請回答問題：(1)為了得到原生質(zhì)體，需先用____________處理白菜和甘藍的細胞。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有多種，常用的化學(xué)方法是____________(填寫中文名稱，寫出兩種即可)，融合完成的標志是____________。由雜種細胞得到白菜—甘藍植株還需經(jīng)過植物組織培養(yǎng)，其中不需要光照的培養(yǎng)過程為__________________________________________________________________。(3)經(jīng)花粉直接培育的白菜—甘藍植株，體細胞的染色體數(shù)為________。這種植株通常不育，為使其可育，需進行人工誘導(dǎo)，通過對幼苗使用________進行處理，這種變異屬于________。(4)植物體細胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點是__________________________________________________________________。答案(1)纖維素酶、果膠酶(2)聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法形成的雜種細胞再生出新的細胞壁脫分化(3)19秋水仙素染色體變異(4)打破生殖隔離、實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種解析(1)植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，可使用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，得到原生質(zhì)體。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的物理法包括電融合法、離心法等；化學(xué)法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。融合完成的標志是形成的雜種細胞再生出新的細胞壁。將雜種細胞培育成雜種植株還需要使用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，包括脫分化和再分化兩個階段，其中脫分化過程一般不需要光照，再分化過程要給予適當光照。(3)經(jīng)花粉直接培育的白菜—甘藍植株，體細胞的染色體數(shù)為(20＋18)÷2＝19，不含同源染色體，這種植株通常不育，為使其可育，可通過使用秋水仙素使其染色體加倍，這種變異屬于染色體變異。(4)植物體細胞雜交技術(shù)和傳統(tǒng)雜交技術(shù)相比的優(yōu)點是打破生殖隔離、實現(xiàn)遠緣雜交育種，培育植物新品種。eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)(時間：30分鐘)知識點1植物組織培養(yǎng)技術(shù)1.下列有關(guān)植物細胞全能性的說法，不正確的是()A.體細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因B.高度分化的細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性C.植物細胞一般具有全能性是植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)D.從一粒玉米種子長成一棵植株體現(xiàn)了細胞具有全能性答案D解析植物體的體細胞具有發(fā)育成完整個體所必需的全套基因，A正確；高度分化的細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性，B正確；植物細胞一般具有全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，C正確；玉米種子是新植物幼體，長成一棵植株沒有體現(xiàn)植物細胞具有全能性，D錯誤。2.青蒿素是從黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物，而莖及其他部位中的青蒿素含量極少，關(guān)于利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)青蒿素的敘述中，正確的是()A.在黃花蒿組織培養(yǎng)過程中脫分化階段必須給予充足的光照B.培養(yǎng)基中添加的生長素/細胞分裂素的值低時有利于誘導(dǎo)芽的形成C.可通過大量培養(yǎng)愈傷組織以直接獲得青蒿素D.同一株黃花蒿不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型一定相同答案B解析植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個過程，其中脫分化過程不需要光照，而再分化過程需要光照，A錯誤；培養(yǎng)基中添加的生長素/細胞分裂素的值低時有利于誘導(dǎo)芽的形成，比值高時有利于誘導(dǎo)根的形成，B正確；青蒿素是從植物黃花蒿的葉片中所提取的一種代謝產(chǎn)物，而莖及其他部位中的青蒿素含量及其微小，因此通過大量培養(yǎng)愈傷組織不能直接獲得青蒿素，C錯誤；同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型不一定相同，如花粉細胞培養(yǎng)形成的愈傷組織細胞的細胞核中的基因只有體細胞的一半，D錯誤。3.為探究菊花原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如圖。下列敘述正確的是()A.過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在30%蔗糖溶液中B.過程②需提高生長素的比例以促進芽的分化C.過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細胞壁再生D.原生質(zhì)體雖無細胞壁但仍保持細胞的全能性答案D解析過程①獲得的原生質(zhì)體不能懸浮在30%的蔗糖溶液中，30%的蔗糖溶液可導(dǎo)致原生質(zhì)體失水皺縮甚至死亡，A錯誤；過程②為再分化過程，需提高細胞分裂素的比例以促進芽的分化，B錯誤；過程③不需用秋水仙素處理，誘導(dǎo)細胞壁再生，C錯誤；原生質(zhì)體雖無細胞壁，但含有細胞核等結(jié)構(gòu)，即含有全部的遺傳信息，因此原生質(zhì)體仍保持細胞的全能性，D正確。4.如圖為菊花組織培養(yǎng)過程圖解，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A.接種組織培養(yǎng)之前，培養(yǎng)基和所有器械都要進行嚴格的滅菌B.嫩枝組織細胞形成試管苗的過程說明植物細胞具有全能性C.菊花組織的培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中必須添加植物激素D.溫度和光照等條件對植物組織培養(yǎng)有較大影響答案C解析在植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中常常要添加植物激素，但不是都必須添加植物激素，如菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易，培養(yǎng)基中不需添加植物激素，C錯誤。知識點2植物體細胞雜交技術(shù)5.已知菌種M為組氨酸依賴菌(在缺乏組氨酸的培養(yǎng)基中無法存活)，菌種N為色氨酸依賴菌(在缺乏色氨酸的培養(yǎng)基中無法存活)。為了獲得具有它們共同優(yōu)良性狀的融合菌，進行了如圖所示的實驗，下列分析正確的是()A.過程a需要纖維素酶和果膠酶去除細胞壁B.過程b產(chǎn)生的融合細胞類型有3種C.過程c需要在培養(yǎng)基X中添加組氨酸和色氨酸D.從培養(yǎng)基X中分離出的菌種P對兩種氨基酸均不依賴答案D解析菌種的細胞壁的成分不是纖維素和果膠，故不能用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，A錯誤；過程b產(chǎn)生的兩兩融合的細胞類型有3種，分別為M細胞和M細胞融合、N細胞和N細胞融合、M細胞和N細胞融合，但如果兩個以上細胞間的融合會導(dǎo)致多于3種類型，B錯誤；過程c需要培養(yǎng)基X中不含組氨酸和色氨酸，這樣才能篩選出雜種融合菌，C錯誤；從培養(yǎng)基X中分離出的菌種P對兩種氨基酸均不依賴，D正確。6.下列關(guān)于植物體細胞雜交和植物組織培養(yǎng)的相同點的敘述錯誤的是()A.都以植物細胞一般具有全能性作為理論基礎(chǔ)B.都屬于植物細胞工程技術(shù)C.都能形成雜種細胞D.植物體細胞雜交過程能體現(xiàn)細胞膜具有流動性的特點答案C解析植物體細胞雜交和植物組織培養(yǎng)都屬于植物細胞工程技術(shù)，都以植物細胞一般具有全能性作為理論基礎(chǔ)，A、B正確；植物組織培養(yǎng)不會形成雜種細胞，C錯誤；植物體細胞雜交過程中原生質(zhì)體融合能體現(xiàn)細胞膜具有流動性，D正確。7.栽培種馬鈴薯是四倍體，野生種馬鈴薯是二倍體。科研人員嘗試將野生種馬鈴薯與栽培種馬鈴薯的原生質(zhì)體融合培養(yǎng)，以改良栽培種的遺傳特性，下列相關(guān)敘述正確的是()A.野生種馬鈴薯和栽培種馬鈴薯不存在生殖隔離B.制備馬鈴薯的原生質(zhì)體，應(yīng)用酶解法去除細胞壁C.可用聚乙二醇、滅活的病毒、電融合法等誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合D.制備原生質(zhì)體和誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合都需要在低滲溶液中進行答案B解析野生種馬鈴薯(二倍體)和栽培種馬鈴薯(四倍體)不能產(chǎn)生可育的后代，是兩個不同的物種，存在生殖隔離，A錯誤；可用化學(xué)法(如聚乙二醇融合法等)、物理法(如電融合法等)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，但不能用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，C錯誤；制備原生質(zhì)體和誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合不能在低滲溶液中進行，原因是在低滲溶液中原生質(zhì)體會吸水膨脹，甚至漲破，D錯誤。8.野生黑芥(2n＝16)具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜(2n＝18)易患黑腐病而減產(chǎn)，研究者用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體使其染色體片段化，再誘導(dǎo)完整的花椰菜原生質(zhì)體與紫外線處理過的黑芥原生質(zhì)體融合，流程如圖。下列相關(guān)敘述不正確的是()A.過程①需用纖維素酶和果膠酶處理獲得原生質(zhì)體B.過程①②③④均需在無菌無毒的環(huán)境中操作C.從過程③到過程④需要更換新的培養(yǎng)基D.體細胞中含有34條染色體的即為所需的雜種植株答案D解析過程①需用纖維素酶和果膠酶處理獲得原生質(zhì)體，A正確；過程①②③④均需在無菌無毒的環(huán)境中操作，B正確；從過程③到過程④需要更換新的培養(yǎng)基，C正確；由于基因的選擇性表達，體細胞中含有34條染色體的不一定是所需的雜種植株，D錯誤。9.擬采用“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”的方法繁殖一種名貴花卉。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.外植體消毒的原則是既要殺死材料表面的微生物，又要減少消毒劑對細胞的傷害B.對外植體進行消毒時要用到體積分數(shù)為95%的酒精和質(zhì)量分數(shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液C.出芽是外植體經(jīng)細胞脫分化后再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控D.誘導(dǎo)生根時，培養(yǎng)基中通常含有NAA等植物生長調(diào)節(jié)劑答案B解析對外植體進行消毒時要用到體積分數(shù)為70%的酒精和質(zhì)量分數(shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液，B錯誤。10.培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示?；卮鹣铝袉栴}。(1)利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有________。(2)步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，原因是____________________________________________________________________。(3)從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是____________________________________________________________________。在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細胞的________過程，最終可形成試管苗。(4)步驟⑥要進行光照培養(yǎng)，其作用是____________________________________________________________________。(5)經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的________，這種繁殖方式屬于________繁殖。答案(1)全能性(或答：形成完整植株所需的全部基因)(2)形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織(3)誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不同再分化(或答：分化)(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用(5)遺傳特性無性解析(1)分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細胞具有全能性。(2)在本實驗中，切取胡蘿卜塊時要切取含有形成層的部分，原因是形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織。(3)決定植物細胞脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，步驟⑤(誘導(dǎo)愈傷組織形成)和步驟⑥(誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗)所需的生長素和細胞分裂素的比例不同，故步驟⑤到步驟⑥需更換培養(yǎng)基。愈傷組織通過細胞的再分化過程形成試管苗。(4)步驟⑥需要光照培養(yǎng)，其作用是誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用。(5)組織培養(yǎng)沒有經(jīng)過兩性生殖細胞的結(jié)合，因此屬于無性繁殖，組織培養(yǎng)得到的植株保持了原品種的遺傳特性。11.青蒿素是治療瘧疾的特效藥物，中國科學(xué)家屠呦呦因在抗瘧疾藥物青蒿素的提取方面做出了突出貢獻而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。下圖為利用組織培養(yǎng)獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。試回答下列問題：(1)青蒿素通過使瘧原蟲的線粒體內(nèi)膜脫落，導(dǎo)致其____________過程受阻，使細胞缺乏____________而不能正常增殖。(2)圖中①②代表的生理過程分別________________________________________________________。此過程除營養(yǎng)物質(zhì)外還必須向培養(yǎng)基中添加____________________。植物組織培養(yǎng)的主要原理是_____________________________________________________________________。(3)組織培養(yǎng)過程中外植體通常選取黃花蒿的分生區(qū)組織的原因是___________________________________________________________________，愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是___________________________________。過程②和過程③使用的培養(yǎng)基中，細胞分裂素比例較高的是過程________。(4)某小組得到的黃花蒿幼苗葉片顏色為黃色，可能的原因是培養(yǎng)基中沒有添加________元素，也可能是。答案(1)有氧呼吸(第三階段)能量供應(yīng)(2)脫分化、再分化植物激素(或生長素和細胞分裂素)植物細胞一般具有全能性(3)生長較為旺盛，容易誘導(dǎo)形成愈傷組織相關(guān)基因沒有在愈傷組織中表達②(4)鎂培育過程中沒有給予光照解析(1)線粒體內(nèi)膜是有氧呼吸第三階段的反應(yīng)場所，所以青蒿素通過使瘧原蟲的線粒體內(nèi)膜脫落，導(dǎo)致其有氧呼吸第三階段過程受阻，使細胞缺乏能量供應(yīng)而不能正常增殖。(2)分析圖示，①表示脫分化，②表示再分化誘導(dǎo)生芽。培養(yǎng)基中需添加營養(yǎng)物質(zhì)和植物激素(生長素和細胞分裂素)。植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細胞一般具有全能性。(3)分生區(qū)組織的細胞生長較為旺盛，容易得到愈傷組織，因此常作為組織培養(yǎng)過程中外植體的材料，愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是相關(guān)基因沒有在愈傷組織中表達。過程②表示再分化誘導(dǎo)生芽，過程③表示誘導(dǎo)生根，細胞分裂素有利于生芽，生長素有利于生根，所以過程②中細胞分裂素比例較高。(4)某小組得到的黃花蒿幼苗葉片顏色為黃色，即為類胡蘿卜素的顏色，缺少葉綠素，可能的原因是培養(yǎng)基中沒有添加鎂元素，也可能是培育過程中沒有給予光照。第2課時植物細胞工程的應(yīng)用課程內(nèi)容標準核心素養(yǎng)對接1.舉例說明植物細胞工程的應(yīng)用有效提高了生產(chǎn)效率。2.列舉植物細胞工程在作物新品種培育方面的應(yīng)用。3.概述細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)的原理。1.生命觀念——會用生命觀念解釋植物細胞工程給人們帶來的影響。2.科學(xué)思維——結(jié)合單倍體育種、誘變育種等育種方法來理解植物組織培養(yǎng)在作物新品種培育方面的應(yīng)用。知識點1植物繁殖的新途徑1.快速繁殖2.作物脫毒知識點2作物新品種的培育及細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)1.作物新品種的培育(1)單倍體育種(2)突變體的利用2.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)微型繁殖技術(shù)只能保持親本的優(yōu)良特性(×)(2)葡萄的扦插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于微型繁殖(×)(3)脫毒苗培育所選的組織培養(yǎng)材料可以來自植株的任何部位(×)(4)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種(×)(5)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)產(chǎn)生突變體，可直接培育出具有優(yōu)良性狀的新品種(×)(6)通過植物細胞培養(yǎng)獲得細胞產(chǎn)物，一般培養(yǎng)到愈傷組織階段即可(√)eq\x(教材P40“圖2－7”拓展)1.根據(jù)玉米單倍體育種流程示意圖，回答下列問題：(1)①過程是指花藥(花粉)離體培養(yǎng)，②過程要經(jīng)過脫分化和再分化形成A植株。(2)③過程表示人工誘導(dǎo)染色體加倍。(3)A、B植株分別是單倍體、純合二倍體。eq\x(教材P40“正文信息”拓展)2.作物培養(yǎng)過程中為什么要進行作物脫毒，如何進行作物脫毒？脫毒草酶(左)和未脫毒草酶(右)提示對于無性繁殖的作物，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。在植物頂端分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。因此切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。eq\x(教材P41“正文信息”拓展)3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)除了在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用外，還廣泛應(yīng)用于細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(如下圖)，請畫出下列細胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的流程圖：人參皂苷的工廠化生產(chǎn)使產(chǎn)量大大增加提示eq\x(外植體)eq\o(→,\s\up7(脫分化))eq\x(\a\al(愈傷,組織))eq\o(→,\s\up7(分散開))eq\x(\a\al(細胞,懸液))eq\o(→,\s\up7(培養(yǎng)、提取))eq\x(細胞產(chǎn)物)探究點一植物繁殖的新途徑1.作物新品種的培育除傳統(tǒng)的雜交育種外，還有單倍體育種、人工誘變育種、基因工程育種等。在單倍體育種領(lǐng)域，科學(xué)家成功地培育出中花8號、11號水稻和京花1號小麥等作物新品種。請完善單倍體育種的流程并回答下列問題：(1)花藥中的花粉粒含有精子，通過花藥離體培養(yǎng)獲得了單倍體幼苗，說明植物的精子(生殖細胞)具有細胞全能性。(2)若圖中親本基因型為AaBb，則單倍體幼苗的基因型為AB、Ab、aB、ab。(3)單倍體育種過程中如何誘導(dǎo)染色體加倍？作用原理是什么？提示用秋水仙素處理。原理是秋水仙素抑制紡錘體的形成，使染色體不能移向細胞的兩極，從而使染色體數(shù)目加倍。2.完善突變體育種的流程：(1)突變體育種的原理是什么？提示突變體育種的原理是基因突變或染色體變異。(2)在植物組織培養(yǎng)過程中，為什么培養(yǎng)的細胞容易產(chǎn)生突變？提示因為培養(yǎng)的細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，容易受到培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。1.快速繁殖(也稱微型繁殖)實質(zhì)植物組織培養(yǎng)原理植物細胞一般具有全能性優(yōu)點①能保持親本的一切優(yōu)良性狀，子代個體的遺傳物質(zhì)與親本相同。②選材少，培養(yǎng)周期短，繁殖率高。③不受自然生長季節(jié)的限制，便于自動化管理，有利于進行工廠化生產(chǎn)。2.作物脫毒(1)進行作物脫毒的原因長期進行無性繁殖的作物(如馬鈴薯和草莓)，它們感染的病毒很容易傳給后代。病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。(2)材料的選取在植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)的代謝十分旺盛、細胞分裂速度快，很少被病毒感染，甚至無病毒。因此，利用植物的分生組織進行組織培養(yǎng)，可以使新長成的植株不帶病毒，從而獲得脫毒苗。用脫毒苗進行繁殖，種植的作物就不會或極少感染病毒。3.單倍體育種不同于花藥離體培養(yǎng)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和人工誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍兩個過程?；ㄋ庪x體培養(yǎng)得到的一般是不可育的單倍體植株，再用適宜濃度的秋水仙素處理，獲得純合可育的植株，其自交后代不發(fā)生性狀分離。[例1]利用馬鈴薯的塊莖進行無性繁殖，種植的世代多了以后往往會因感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是()A.選擇優(yōu)良品種進行雜交B.在田間噴灑消毒劑C.利用莖尖進行植物組織培養(yǎng)D.人工誘導(dǎo)基因突變答案C解析進行作物脫毒時常采用莖尖作為外植體，原因是莖尖病毒極少，切取一定大小的莖尖進行植物組織培養(yǎng)，再生的植株就可能不帶病毒，C符合題意。[例2]利用麥冬花藥進行離體培養(yǎng)可為后期基因改良及新品種選育提供材料，操作流程如圖。下列敘述不正確的是()eq\x(麥冬花藥)eq\o(→,\s\up7(①))eq\x(X)eq\o(→,\s\up7(②))eq\x(胚狀體)eq\o(→,\s\up7(煉苗),\s\do7(移栽))eq\x(Y)A.圖中X和Y分別表示愈傷組織和單倍體幼苗B.需要對麥冬花藥、培養(yǎng)基及操作工具進行滅菌處理C.圖中①和②過程所用培養(yǎng)基中激素用量的比例不同D.麥冬花藥離體培養(yǎng)的過程體現(xiàn)了生殖細胞具有全能性答案B解析圖中X和Y分別表示愈傷組織和單倍體幼苗，A正確；需要對培養(yǎng)基及操作工具進行滅菌處理，但不能對麥冬花藥進行滅菌處理，B錯誤；圖中①和②過程所用培養(yǎng)基中激素用量的比例不同，C正確；麥冬花藥離體培養(yǎng)的過程體現(xiàn)了生殖細胞具有全能性，D正確。探究點二細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)紫杉醇是目前已發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的天然抗癌藥物，在臨床上已經(jīng)廣泛應(yīng)用于乳腺癌、卵巢癌和部分頭頸癌和肺癌的治療，如圖是通過植物細胞工程技術(shù)工廠化生產(chǎn)紫杉醇的途徑。(1)圖中①過程為脫分化，該過程需控制好培養(yǎng)基中植物激素(或生長素和細胞分裂素)的比例。(2)②過程為將愈傷組織分散成單個細胞，同時需要篩選出高產(chǎn)紫杉醇的細胞。(3)③過程為植物細胞培養(yǎng)，其所依據(jù)的原理是細胞增殖。(4)生產(chǎn)紫杉醇的過程能否體現(xiàn)植物細胞的全能性？說出你的理由。提示不能。獲得紫杉醇的過程中離體的外植體并未發(fā)育成完整個體或分化成其他各種細胞，故并未體現(xiàn)細胞的全能性。[例3]利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)從紅豆杉細胞中提取抗癌藥物紫杉醇，不需要進行的是()A.選取合適的外植體并對外植體進行消毒B.培養(yǎng)基中加入適量的蔗糖，以提供營養(yǎng)并維持滲透壓C.控制植物激素的種類和含量誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織D.選擇適當?shù)姆只囵B(yǎng)基培育紅豆杉幼苗答案D解析植物組織培養(yǎng)需要選取合適的外植體并對外植體進行消毒，以防止雜菌污染，A正確；培養(yǎng)基中加入適量的蔗糖，蔗糖既可提供營養(yǎng)又能維持滲透壓，B正確；脫分化過程中需控制植物激素的種類和含量，C正確；從紅豆杉細胞中提取抗癌藥物紫杉醇，只需培養(yǎng)到愈傷組織階段，不需培育紅豆杉幼苗，D錯誤。[例4]紫草素具有抗菌、消炎效果。在工業(yè)化生產(chǎn)中，取紫草植株部分組織誘導(dǎo)形成紫草愈傷組織，再轉(zhuǎn)入紫草素形成培養(yǎng)基，然后再將細胞破碎后提取出紫草素。下列相關(guān)敘述中，不正確的是()A.工業(yè)化生產(chǎn)過程包括細胞的脫分化和再分化B.在紫草素生產(chǎn)過程中，不必將愈傷組織培養(yǎng)出根、芽等器官C.紫草的愈傷組織細胞在低滲溶液中不會漲破D.紫草素在細胞內(nèi)合成后被分泌到細胞外答案D解析工業(yè)化生產(chǎn)過程包括細胞的脫分化形成愈傷組織和再分化形成產(chǎn)生紫草素的細胞，A正確；在紫草素生產(chǎn)過程中，不必將愈傷組織培養(yǎng)出根、芽等器官，B正確；紫草的愈傷組織細胞有細胞壁，在低滲溶液中不會漲破，C正確；根據(jù)題意可知，需將細胞破碎后取出紫草素，因此紫草素在細胞內(nèi)合成后不能分泌到細胞外，D錯誤。思維導(dǎo)圖晨讀必背1.微型繁殖實際是一種無性繁殖，可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。2.植物頂端分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。因此切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。3.單倍體育種極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力和物力。4.由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。5.次生代謝物是植物代謝產(chǎn)生的一些一般認為不是植物基本的生命活動所必需的產(chǎn)物。隨堂檢測1.人們利用植物的微型繁殖技術(shù)來進行工廠化生產(chǎn)，這是利用了該項技術(shù)的哪些特點()A.操作簡單B.使優(yōu)良性狀組合在一起C.培育新的性狀D.高效性和保持種苗的優(yōu)良遺傳特性答案D解析植物微型繁殖技術(shù)操作過程復(fù)雜，是一種無性繁殖方式，后代與親代性狀相同，不能培育新的性狀，能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快，D正確。2.下列有關(guān)植物細胞工程應(yīng)用的分析，錯誤的是()A.愈傷組織細胞分裂旺盛，經(jīng)誘變處理，易獲得突變個體B.利用莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗C.利用同一株綠色開花植物不同部位的細胞，經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型完全相同D.利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂苷，提高產(chǎn)量答案C解析愈傷組織細胞分裂旺盛，經(jīng)誘變處理，易獲得突變個體，A正確；莖尖幾乎不含病毒，因此利用莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗，B正確；同一綠色開花植株不同部位的細胞，經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型不一定相同，如花粉細胞培養(yǎng)形成的愈傷組織細胞的細胞核中的基因只有體細胞的一半，C錯誤；可利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂苷，提高產(chǎn)量，D正確。3.紫杉醇是一種高效抗癌的藥物。國內(nèi)某團隊研究光照條件對紅豆杉愈傷組織生長和紫杉醇含量的影響，實驗結(jié)果如表：光照條件接種干重/(g·L－1)收獲干重/(g·L－1)紫杉醇含量/%(干重)光照4.339.130.0070黑暗4.3812.100.0164下列敘述正確的是()A.愈傷組織生長的原理是植物細胞具有全能性B.愈傷組織培養(yǎng)過程要在無菌條件下進行C.光照能促進愈傷組織的生長并提高紫杉醇含量D.培養(yǎng)基中的有機物僅能為愈傷組織提供能量答案B解析愈傷組織生長的原理是細胞增殖，A錯誤；愈傷組織培養(yǎng)過程要在無菌條件下進行，B正確；光照會抑制愈傷組織的形成，并降低紫杉醇含量，C錯誤；培養(yǎng)基中的有機物能為愈傷組織提供能量和營養(yǎng)，D錯誤。4.我國植物學(xué)家將名貴蘭花的莖尖細胞放在培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。如圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請據(jù)圖分析并回答問題：(1)過程③和過程④分別表示植物組織培養(yǎng)過程中的________和________。(2)在培養(yǎng)過程中，除了提供水分、無機鹽、糖類、維生素及氨基酸外，還需要在培養(yǎng)基中加入________________兩種激素。蘭花莖尖細胞經(jīng)過植物組織培養(yǎng)后形成完整蘭花植株的技術(shù)原理是______________________________。(3)在植物組織培養(yǎng)的過程中，可以對________________進行化學(xué)或物理的誘變處理，促使其發(fā)生突變，再通過誘導(dǎo)分化形成植株，從中選育出優(yōu)良品種。這種作物新品種的培育方法屬于________________。(4)若將蘭花的莖尖細胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)組織培養(yǎng)形成植株，經(jīng)過染色體加倍后長成可育植物。這種育種方法稱為________________，其優(yōu)點有___________________________________________________________________。答案(1)脫分化再分化(2)生長素和細胞分裂素植物細胞一般具有全能性(3)愈傷組織突變體的利用(或誘變育種)(4)單倍體育種極大地縮短育種年限，節(jié)約大量的人力和物力等解析(1)由題意分析可知：過程③為脫分化、過程④為再分化。(2)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基成分：水分、無機鹽、糖類、維生素以及氨基酸、植物激素(生長素和細胞分裂素)等。蘭花莖尖細胞經(jīng)過植物組織培養(yǎng)后形成完整蘭花植株的技術(shù)原理是植物細胞一般具有全能性。(3)在植物組織培養(yǎng)的過程中，可以對愈傷組織進行化學(xué)或物理的誘變處理，促使其發(fā)生突變，再通過誘導(dǎo)分化形成植株，從中選育出優(yōu)良品種。這種作物新品種的培育方法屬于突變體的利用。(4)若將蘭花的莖尖細胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)植物組織培養(yǎng)形成植株，再進行染色體加倍，這種育種方法稱為單倍體育種，其突出優(yōu)點是極大地縮短育種年限，節(jié)約大量的人力和物力。eq\a\vs4\al\co1(課后·分層訓(xùn)練)(時間：30分鐘)知識點1植物繁殖的新途徑1.下列屬于植物的快速繁殖技術(shù)的是()A.蘭花的莖尖組織培育成蘭花幼苗B.水稻種子萌發(fā)并長成新個體C.扦插的葡萄枝長成新個體D.柳樹芽發(fā)育成枝條答案A解析水稻種子萌發(fā)并長成新個體、柳樹芽發(fā)育成枝條均屬于個體發(fā)育部分；扦插的葡萄枝長成新個體屬于無性繁殖中的營養(yǎng)繁殖。2.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。為保證甘薯的品質(zhì)和產(chǎn)量，目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒種苗。通常情況下與這一過程無關(guān)的是()①有絲分裂②減數(shù)分裂③全能性④分化⑤基因突變⑥染色體變異A.①②③ B.④⑤⑥C.①③④ D.②⑤⑥答案D解析分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程中細胞通過有絲分裂方式增殖，不會發(fā)生減數(shù)分裂，①正確、②錯誤；該過程采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其原理是植物細胞一般具有全能性，③正確；再分化過程涉及細胞的分化，④正確；通常情況下培育脫毒苗的過程沒有涉及基因突變和染色體變異，⑤⑥錯誤。3.煙薯-25是一種甜度大、抗病力強、產(chǎn)量高的紅薯。它是通過無性繁殖的作物，多代繁殖后病毒會在體內(nèi)積累，導(dǎo)致含糖量不足，產(chǎn)量下降。大面積栽培時，一般都用脫毒苗。下列有關(guān)脫毒苗培育過程的敘述，錯誤的是()A.脫毒苗培育過程的原理是高度分化的植物細胞一般具有全能性B.脫毒苗培育過程需經(jīng)歷脫分化和再分化兩個階段C.脫分化和再分化的培養(yǎng)基成分是相同的，但兩個階段光照條件不同D.培育脫毒苗應(yīng)將莖尖進行消毒處理，接種過程應(yīng)進行無菌操作答案C解析脫毒苗的培育采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，而該技術(shù)的原理是植物細胞一般具有全能性，A正確；脫毒苗培育經(jīng)過脫分化和再分化兩個階段，并且兩個階段的培養(yǎng)基中激素的成分和含量不同，B正確，C錯誤；培育脫毒苗應(yīng)將莖尖進行消毒處理，接種過程應(yīng)嚴格進行無菌操作，避免微生物污染，D正確。4.下列關(guān)于植物細胞工程應(yīng)用的敘述，錯誤的是()A.可通過微型繁殖技術(shù)，高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖B.可通過培育人工種子，使自然狀態(tài)下不結(jié)子的植物得以繁殖C.可通過誘變處理，促使愈傷組織發(fā)生定向突變而獲得優(yōu)良品種D.可通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲取次生代謝物答案C解析植物微型繁殖技術(shù)可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖，A正確；以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子，使自然狀態(tài)下不結(jié)子的植物得以繁殖，B正確；誘變處理的原理是基因突變或染色體變異，突變具有不定向性，C錯誤；可通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲取次生代謝物，如紫杉醇、紫草寧，D正確。知識點2作物新品種的培育和細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)5.在植物組織培養(yǎng)過程中，容易獲得突變體的主要原因是()A.培養(yǎng)的細胞一直處于不斷的增殖狀態(tài)B.培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，利于植物生長C.紡錘絲的形成容易受到抑制D.DNA的復(fù)制容易受到抑制答案A解析在植物組織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)的細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài)，容易受到一些培養(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。6.用純種的高稈(D)抗銹病(T)小麥與矮稈(d)易染銹病(t)小麥培育矮稈抗銹病小麥新品種的方法如下：下列有關(guān)此種育種方法的敘述，正確的是()A.這種育種方法叫雜交育種B.④過程必須使用生長素處理C.這種方法的最大優(yōu)點是縮短育種年限D(zhuǎn).③過程必須經(jīng)過受精作用答案C解析該育種方法為單倍體育種，可以極大地縮短育種年限，A錯誤，C正確；①過程是雜交，②過程是減數(shù)分裂，③過程是花藥離體培養(yǎng)，④過程是用秋水仙素處理使單倍體的染色體數(shù)目加倍。③過程利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不需要受精，而是由雄配子直接發(fā)育成幼苗，B、D錯誤。7.植物細胞工程包括植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交等技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景和實用價值。下列對這些操作或應(yīng)用的描述錯誤的是()A.可用PEG誘導(dǎo)植物細胞融合，再生出細胞壁是融合成功的標志B.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大量獲得人參皂苷干粉，且已投入規(guī)?；a(chǎn)C.植物培養(yǎng)基中常用的植物生長調(diào)節(jié)劑，一般可以分為生長素類、細胞分裂素類和赤霉素類D.獲取植物原生質(zhì)體時，需在蔗糖濃度高于細胞液濃度的緩沖液中進行，以使細胞發(fā)生質(zhì)壁分離便于觀察答案D解析植物細胞(或原生質(zhì)體)融合可用PEG進行誘導(dǎo)，融合成功的標志是再生出細胞壁，A正確；利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可大量生產(chǎn)人參皂苷干粉，且已投入規(guī)?；a(chǎn)，B正確；植物生長調(diào)節(jié)劑在植物組織培養(yǎng)中具有極其重要的作用，根據(jù)其功能特點可分為生長素類、細胞分裂素類和赤霉素類，C正確；獲取植物原生質(zhì)體時，除使用纖維素酶和果膠酶外，還要在蔗糖濃度與細胞液濃度相當?shù)木彌_液中進行，以免細胞過度吸水或失水，此時原生質(zhì)體已無細胞壁，無法觀察到質(zhì)壁分離，D錯誤。8.如圖所示為利用體細胞誘變技術(shù)獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程，下列敘述錯誤的是()A.該育種過程所依據(jù)的原理有基因突變和植物細胞一般具有全能性B.過程①②分別為脫分化、再分化C.白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA和RNA種類相同D.過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑適宜濃度的除草劑答案C解析γ射線照射愈傷組織，能誘發(fā)基因突變或染色體變異；白三葉草組織細胞培養(yǎng)形成白三葉草植株的原理是植物細胞一般具有全能性，A正確；白三葉草愈傷組織和胚狀體的細胞中DNA種類相同，但由于細胞分化，基因選擇性表達，故RNA種類不同，C錯誤；由于基因突變具有多害少利性和不定向性，需要通過檢測與篩選進而培育作物新品種，所以過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑適宜濃度的除草劑，D正確。9.科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響，結(jié)果如下圖。相關(guān)敘述錯誤的是()A.培育脫毒苗所依據(jù)的原理有基因突變和細胞全能性B.培育脫毒苗的過程中涉及脫分化和再分化兩個階段C.實驗結(jié)果表明莖尖越小脫毒率越高，成苗率越低D.根據(jù)本實驗，培養(yǎng)脫毒苗時莖尖的適宜大小為0.27mm答案A解析馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無病毒，因此可利用馬鈴薯莖尖進行組織培養(yǎng)形成脫毒苗，所依據(jù)的原理是細胞全能性，A錯誤；培育脫毒苗的過程中涉及脫分化和再分化兩個階段，B正確；由圖可知，莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低，C正確；在莖尖外植體大小為0.27mm時，脫毒率和成苗率均較高，因此馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為0.27mm，D正確。10.科學(xué)家將天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草能散發(fā)出特殊氣味，達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述，錯誤的是()A.驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠緣雜交不親和的障礙B.驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶、聚乙二醇等試劑或離心、電融合等方法C.驅(qū)蚊草培育過程是植物體細胞雜交，不同于植物組織培養(yǎng)，無愈傷組織和試管苗形成D.驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草有性雜交而獲得是因為不同物種間存在生殖隔離答案C解析驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種中的植物體細胞雜交，其優(yōu)點是打破生殖隔離的限制，實現(xiàn)遠緣雜交育種，A正確；植物體細胞雜交的過程中需要用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞壁獲得原生質(zhì)體，再應(yīng)用一定的誘導(dǎo)方法如化學(xué)法(一般用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑)、物理法(離心法、電融合法等)誘導(dǎo)