2020-2021年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程1

植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

1.1.1闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件

1.基于菊花的組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交實(shí)例.采用模型與建

下?將離體植物器官、組織或細(xì)胞等在適宜

模、歸納與概括的方法掌握植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交

的培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)形成愈傷組織,并重新

的流程。(科學(xué)思維)

分化.最終形成完整植株的過(guò)程

2.能依據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟.制訂實(shí)驗(yàn)方.案.合作交流.共同完成菊花的

■1.1.2概述植物體細(xì)胞雜交是將不同植

組織培養(yǎng)操作,并如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。(科學(xué)

物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜合細(xì)胞.

探究)

繼而培育成新植物體的技術(shù)

必備知識(shí)?素養(yǎng)奠基

一、細(xì)胞的全能性

1.概念:細(xì)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(xì)胞的潛能。

2.分化的細(xì)胞不能表現(xiàn)全能性的原因:在特定的時(shí)間和空間條件下,細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性地

表達(dá)。

二、植物組織培養(yǎng)技術(shù)

1.原理:植物細(xì)胞的全能性。

2.概念：

(D對(duì)象:離體的植物器官、組織或細(xì)胞等。

(2)場(chǎng)所:人工配制的培養(yǎng)基。

(3)結(jié)果:形成完整植株。

3.流程：

(1)過(guò)程:①脫分化、②再分化。

(2)激素:細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素。

?激疑

誘導(dǎo)愈傷組織期間一般不需要光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程中為什么需要提供適宜的光照?

提示:葉綠素的合成需要光照。

三、植物體細(xì)胞雜交

1.植物體細(xì)胞雜交流程:

植物A細(xì)胞植物B細(xì)胞

|一去除如地星----［使用纖維豪醉和果膠醒

原生質(zhì)體A原生質(zhì)體B

|____________I

一日7物理法：電融合法、離心法等

I―L化學(xué)法：聚乙二醇(PEG)融合法、

融合原j質(zhì)體(AB)高Ca?+—高pH融合法等

再生出細(xì)胞壁

愈傷組織

雜種'株

2.概念：

(1)原料:不同來(lái)源的植物體細(xì)胞。

(2)結(jié)果:雜種植株.

3.意義:打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種。

?激疑

原生質(zhì)體融合體現(xiàn)了細(xì)胞膜有什么特點(diǎn)？

提示:細(xì)胞膜具有流動(dòng)性。

關(guān)鍵能力?素養(yǎng)形成

知識(shí)點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)

1.植物組織培養(yǎng)的過(guò)程：

2.植物組織培養(yǎng)的條件：

(1)外植體的選擇:外植體脫分化的難易因植物種類(lèi)、器官來(lái)源及生理狀況的不同而不同。一

般來(lái)說(shuō),植物的花和幼嫩的組織脫分化相對(duì)比較容易，而植物的莖、葉和成熟的組織相對(duì)較難。

(2)無(wú)菌操作:植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染,所有實(shí)驗(yàn)用具要嚴(yán)格滅菌，接種

過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。

(3)光照的控制:對(duì)于植物組織培養(yǎng)來(lái)說(shuō),光照條件非常重要。

①脫分化階段:避光培養(yǎng),有利于脫分化產(chǎn)生愈傷組織(如果是在光照條件下，容易分化產(chǎn)生維

管等組織,不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織)。

②再分化階段:一定要有光照,有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。

(4)不同植物激素比例對(duì)植物組織培養(yǎng)的影響：

生長(zhǎng)素/細(xì)胞分

作用效果

裂素的比值

比值高促進(jìn)根的分化、抑制芽的形成

比值低促進(jìn)芽的分化、抑制根的形成

比值適中促進(jìn)愈傷組織的形成

【特別提醒】植物組織培養(yǎng)的兩點(diǎn)提醒

(1)植物組織培養(yǎng)羊植物細(xì)胞培養(yǎng)。

植物組織培養(yǎng)是把外植體培養(yǎng)成完整的植物體;而植物細(xì)胞培養(yǎng)是將外植體培養(yǎng)成大量的細(xì)

胞群體，以便獲得人類(lèi)所需的細(xì)胞次級(jí)代謝產(chǎn)物。

(2)影響組織培養(yǎng)的光照條件不僅是光照強(qiáng)度，光照時(shí)間和波長(zhǎng)等都影響植物組織培養(yǎng)。

素養(yǎng)案例

(2019?全國(guó)卷m)培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過(guò)程如圖所示。

切取潔凈的一對(duì)根段一切取15?左右?guī)б唤臃N

胡蘿卜根段f進(jìn)行消毒廠有形成層的組織塊f組織塊

①②③④

誘導(dǎo)組織塊誘導(dǎo)愈傷組織

形成愈傷組織形成試管苗

⑤⑥

回答下列問(wèn)題。

(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株,

這是因?yàn)橹参锛?xì)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(guò)細(xì)胞的過(guò)程,最終可形成試管苗。

(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(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。

【解題導(dǎo)引】解答本題思維流程如下：

厘清植物組織!=>(外植體一敷傷組織一試管苗)

培養(yǎng)操作程序

I’

一般來(lái)說(shuō).植物的花和幼嫩的

準(zhǔn)確把握各環(huán)節(jié)組織脫分化相對(duì)比較容易

具體內(nèi)容和細(xì)節(jié)④一⑤脫分化，⑤一⑥再分化,

兩個(gè)過(guò)程中激素的比例不同

【解析】(1)分化的植物細(xì)胞含有該生物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的全部遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育的全能性,

在一定條件下可以培養(yǎng)為完整的植株。

(2)形成層屬于分生組織,細(xì)胞分裂能力較強(qiáng),容易脫分化形成愈傷組織。

(3)培養(yǎng)基中的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素可調(diào)控細(xì)胞的分裂和分化，誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷

組織分化形成試管苗時(shí),需要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例不同,所以需要更換培養(yǎng)基。愈傷

組織是一團(tuán)未分化的細(xì)胞,通過(guò)再分化形成具有根、芽的試管苗。

(4)再分化過(guò)程中需要光照條件，以利于葉綠素的形成,葉綠素形成后,試管苗才能進(jìn)行光合作

用。

(5)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，只涉及有絲分裂,不涉及有性生殖細(xì)胞的生成,該方式可以保證母

細(xì)胞和子細(xì)胞遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定，保持原品種的遺傳特性,所以這種繁殖方式屬于無(wú)性繁殖。

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時(shí)需要的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例

不同分化(或答:再分化)

(4)誘導(dǎo)葉綠素的形成,使試管苗能夠進(jìn)行光合作用

(5)遺傳特性無(wú)性

【素養(yǎng)?探究一一母題追問(wèn)】

(1)科學(xué)思維——分析與推理

胡蘿卜根尖的形成層細(xì)胞和組織培養(yǎng)獲得的植株根細(xì)胞中都沒(méi)有葉綠素，為什么葉肉細(xì)胞卻

合成了葉綠素？

提示:胡蘿卜根尖的形成層細(xì)胞、植株根細(xì)胞和葉肉細(xì)胞中都含有合成葉綠素的相關(guān)基因，但

該基因只在葉肉細(xì)胞中進(jìn)行了表達(dá)即基因的選擇性表達(dá)。

(2)科學(xué)思維——批判性思維

植物組織培養(yǎng)的脫分化過(guò)程中，植物細(xì)胞如何獲得生長(zhǎng)發(fā)育所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)？

提示:植物細(xì)胞主要以主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞綇呐囵B(yǎng)基中獲取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。

【素養(yǎng)?遷移】

下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)胞脫分化的說(shuō)法，不正確的是()

A.已經(jīng)分化的細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過(guò)程

B.己經(jīng)分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的未分化細(xì)胞的過(guò)程

C.離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過(guò)程

D.離體的植物組織經(jīng)脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中必須經(jīng)過(guò)部分植物激素的誘導(dǎo)

【解析】選C。植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)胞脫分化是指已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)失去特有的結(jié)

構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的具有分生能力的愈傷組織的過(guò)程,該過(guò)程必須經(jīng)過(guò)有關(guān)植物激素

(如生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素)的誘導(dǎo)。離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過(guò)程

是再分化過(guò)程。綜上所述,C項(xiàng)錯(cuò)誤。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織,下列敘述錯(cuò)誤的是

()

A.該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的

B.該愈傷組織的細(xì)胞沒(méi)有全能性

C.該愈傷組織是由未分化的細(xì)胞組成的

D.該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)

【解析】選B。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞只有在脫離了植物體、并

在一定的外部因素的作用下,經(jīng)細(xì)胞脫分化形成愈傷組織,再由愈傷組織細(xì)胞發(fā)育、分化形成

新的植物體才能表現(xiàn)出全能性。

知識(shí)點(diǎn)二植物體細(xì)胞雜交

1.原理：

(1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性:原生質(zhì)體融合的過(guò)程。

(2)植物細(xì)胞的全能性:雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株.

2.操作過(guò)程：

3.雜種植株遺傳物質(zhì)的變化：

(1)細(xì)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(xì)胞染色體數(shù)目之和。

(2)染色體組數(shù)通常也是兩親本細(xì)胞染色體組數(shù)之和,形成異源多倍體。

4.植物體細(xì)胞雜交育種的優(yōu)點(diǎn)和局限性：

(1)優(yōu)點(diǎn):克服遠(yuǎn)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(wèn)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。

【特別提醒】

(1)植物體細(xì)胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖且濃度略大于植物細(xì)胞質(zhì)濃度，不僅為原生質(zhì)體提

供營(yíng)養(yǎng),而且還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。

(2)體細(xì)胞融合后培養(yǎng)基中共有5種細(xì)胞類(lèi)型(A、B、AA、BB、AB),其中融合細(xì)胞類(lèi)型有3種

(AA、BB、AB),而真正符合要求的是AB,因此要對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行篩選(注明：不考慮三個(gè)或三個(gè)

以上細(xì)胞的融合)。

*1素養(yǎng)案例

如圖為“番茄一馬鈴薯”的培育過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的是()

A.獲得a、b細(xì)胞需要用聚乙二醇處理

B.誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般為秋水仙素

C.a、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜具有流動(dòng)性

D.d、e、f過(guò)程表示植物的組織培養(yǎng)過(guò)程,e、f分別為脫分化和再分化

【解題導(dǎo)引】解答本題思維流程如下：

明確植物體細(xì)胞①原生質(zhì)體融合：細(xì)胞膜的流動(dòng)性

雜交的過(guò)程及原理②植物組織培養(yǎng)：細(xì)胞的全能性

'①去壁：纖維素酶和果膠酶

熟練掌握植物體②誘導(dǎo)融合：

細(xì)胞雜交的做法物理法（電融合法.離心法等）

化學(xué)法（聚乙二醇融合法、高C后一高pH融

合法等）

【解析】選C。植物體細(xì)胞在雜交之前,必須先利用纖維素醐和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得具有活

力的原生質(zhì)體;a、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性;誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試

劑一般為聚乙二醇或高Ca”-高pH;d、e分別為脫分化和再分化過(guò)程。

【素養(yǎng)?探究一一母題追問(wèn)】

（1）科學(xué)思維——演繹與推理

若上題圖中a細(xì)胞含有2x條染色體,2個(gè)染色體組,基因型為Aabb,b細(xì)胞含有2y條染色體,2

個(gè)染色體組,基因型為ccDd,產(chǎn)生的雜種植株的體細(xì)胞中含有幾條染色體和幾個(gè)染色體組?其

基因型是什么？

提示:雜種植株應(yīng)為異源四倍體,其體細(xì)胞中染色體為（2戶2力條,4個(gè)染色體組,基因型為

AabbccDdo

（2）社會(huì)責(zé)任——解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問(wèn)題

若某種植物耐鹽堿,另一種植物高產(chǎn),能否用上題圖中的方法進(jìn)行新品種的培育?說(shuō)出你的理

由。

提示:可以;植物體細(xì)胞雜交可以打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，雜種植株含有兩個(gè)物種的

遺傳物質(zhì),所以后代會(huì)出現(xiàn)雙親的優(yōu)良性狀。

【素養(yǎng)?遷移】

（2020?山東等級(jí)考）兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會(huì)導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個(gè)

細(xì)胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細(xì)胞融合后可能不會(huì)被全部

排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個(gè)細(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原

理,將普通小麥與耐鹽性強(qiáng)的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)胞雜交獲得了耐鹽小麥新品利I過(guò)程如下圖

所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

普通小麥普通小麥

細(xì)胞――原生質(zhì)體、③雜種培雜種篩耐撲

中間偃麥瓜中間偃麥草一'細(xì)胞養(yǎng)植株宿小麥

草細(xì)胞原生質(zhì)體

不同劑量的一Q

紫外線照射

A.過(guò)程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞

B.過(guò)程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂

C.過(guò)程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合

D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段

【解析】選C。本題主要考查植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。由題圖信息可知，①為細(xì)胞去掉細(xì)胞壁獲

得原生質(zhì)體的過(guò)程,去掉細(xì)胞壁一般用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞,A項(xiàng)正確;兩種遠(yuǎn)獴植物的

細(xì)胞融合后會(huì)導(dǎo)致一方的染色體被排出，需要將中間偃麥草細(xì)胞染色體斷裂,所以②為用不同

劑量的紫外線照射斷裂中間偃麥草細(xì)胞的染色體,B項(xiàng)正確；圖中③為兩種原生質(zhì)體的融合,常

用融合手段為物理法和化學(xué)法,滅活的病毒通常用來(lái)融合動(dòng)物細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;普通小麥不具有

耐鹽性狀,因此篩選出的耐鹽小麥中控制耐鹽性狀的基因來(lái)自中間偃麥草的染色體片段,D項(xiàng)

正確。

【補(bǔ)償訓(xùn)練】

用植物細(xì)胞工程技術(shù)將天竺葵與香茅草進(jìn)行雜交可產(chǎn)生驅(qū)蚊香草,使有驅(qū)蚊作用的香茅

醛隨著植物的蒸騰作用散發(fā)到空氣中，達(dá)到驅(qū)蚊的效果。下面有關(guān)培養(yǎng)過(guò)程的敘述,錯(cuò)誤的是

（）

A.原生質(zhì)體的融合常用PEG作為誘導(dǎo)劑

B.形成的愈傷組織其代謝類(lèi)型是自養(yǎng)需氧型

C.由雜種細(xì)胞一雜種植株,要通過(guò)有絲分裂和細(xì)胞的分化

D,該項(xiàng)生物工程技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙

【解析】選B。植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的誘導(dǎo)劑是PEG;由雜種細(xì)胞一

雜種植株,要通過(guò)有絲分裂、脫分化和再分化才能形成;植物體細(xì)胞雜交克服了遠(yuǎn)緣雜交不親

和的障礙。雜種細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的愈傷組織，自身不含葉綠素?zé)o法進(jìn)行光合作用，其營(yíng)養(yǎng)

物質(zhì)來(lái)自培養(yǎng)基，代謝類(lèi)型是異養(yǎng)需氧型。

【課堂回眸】

|植物組織培養(yǎng)||植物體細(xì)胞雜交］

??

I脫求化11再I(mǎi)化I怯掉血胞壁I原星質(zhì)’體融合11植物質(zhì)織培養(yǎng)I

課堂檢測(cè)?素養(yǎng)達(dá)標(biāo)

【概念?診斷】

1.植物細(xì)胞工程技術(shù)主要包括植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交,下列有關(guān)植物細(xì)胞工程技術(shù)

的描述合理的是o

①離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過(guò)程屬于脫分化

②愈傷組織是未分化的細(xì)胞

③植物體細(xì)胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)

④獲得植物原生質(zhì)體常用的化學(xué)方法是聚乙二醇融合法、高Ca"-高pH融合法

⑤植物體細(xì)胞雜交的目的是獲得雜種植株

【解析】選②③⑤。離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過(guò)程屬于再分化，①

錯(cuò)誤;外植體脫分化形成的愈傷組織是未分化的細(xì)胞，②正確;植物體細(xì)胞雜交中將雜種細(xì)胞

培養(yǎng)到雜種植株利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),③正確;獲取植物原生質(zhì)體利用的是纖維素酶和果

膠酶,聚乙二醇融合法、高Ca,-高pH融合法是使原生質(zhì)體融合的方法，④錯(cuò)誤;植物體細(xì)胞雜

交目的是獲得雜種植株,⑤正確。

2.如圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程，有關(guān)說(shuō)法正確的是（）

@

)

出

。一組織塊3一愈傷組織)

日-培養(yǎng)基③

①②

A.實(shí)驗(yàn)中②試管中細(xì)胞全能性最高

B.④試管中培育出的個(gè)體都是純合子

C.①f②過(guò)程需要光照

［）.①f④過(guò)程培養(yǎng)基保持不變

【解析】選A。實(shí)驗(yàn)中②試管中的愈傷組織細(xì)胞全能性最高,A正確;④試管中培育出的個(gè)體不

一定是純合子,如果外植體取自純合子,培育出的個(gè)體一定是純合子，如果外植體取自雜合子，

培育出的個(gè)體一定是雜合子,B錯(cuò)誤;①一②過(guò)程為脫分化的過(guò)程,不需要光照,C錯(cuò)誤;①一②

過(guò)程為脫分化的過(guò)程,②一③過(guò)程為再分化過(guò)程，脫分化和再分化過(guò)程中所用的培養(yǎng)基成分不

同,D錯(cuò)誤。

3.植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是（）

A.植物體細(xì)胞的結(jié)構(gòu)組成中不包括細(xì)胞壁

B.細(xì)胞壁使原生質(zhì)體失去活力

C.細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合

D.細(xì)胞壁不是原生質(zhì)體的組成部分

【解析】選C。細(xì)胞壁是植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的一部分,A項(xiàng)不符合題意;細(xì)胞壁對(duì)植物細(xì)胞具有保護(hù)

作用，不會(huì)使原生質(zhì)體失去活力,但阻礙了原生質(zhì)體的融合,因此要去除細(xì)胞壁,B項(xiàng)不符合題

意,C項(xiàng)符合題意;細(xì)胞壁不是原生質(zhì)體的組成部分,這不是植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的

原因,D項(xiàng)不符合題意。

4.白菜、甘藍(lán)均為二倍體,若將白菜和甘藍(lán)兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞,

再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得“白菜一甘藍(lán)”雜種植株幼苗。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.培育出的“白菜一甘藍(lán)”植株不能結(jié)籽

B.誘導(dǎo)原生質(zhì)體間的融合過(guò)程一般使用滅活的病毒

C.該培育過(guò)程中的變異為染色體變異

D.該培育過(guò)程中需要向培養(yǎng)基中添加植物激素

【解析】選B。由于白菜、甘藍(lán)均為二倍體,兩者的花粉細(xì)胞中各含有白菜和甘藍(lán)的一個(gè)染色

體組,若將兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞,再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的“白

菜一甘藍(lán)”雜種植株為二倍體,但因兩個(gè)染色體組分別來(lái)自白菜和甘藍(lán),故不能結(jié)籽,A正確；

誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體間的融合一般不用滅活的病毒,B錯(cuò)誤;用花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體融合得

到的雜種細(xì)胞培養(yǎng)成“白菜一甘藍(lán)”雜種植株的變異類(lèi)型為染色體變異,C正確;植物組織培養(yǎng)

過(guò)程中需向培養(yǎng)基中添加一定配比的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素,D正確。

5.某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉,其技術(shù)路線為“取材一消毒一愈傷組織培養(yǎng)一

出芽f生根一移栽”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（）

A.消毒的原則是既殺死材料表面的微生物,又盡量減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害

B.用赤霉素處理愈傷組織細(xì)胞,可獲得染色體加倍的細(xì)胞

C.出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果,受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控

D.生根時(shí)，培養(yǎng)基通常應(yīng)含a-蔡乙酸等生長(zhǎng)素類(lèi)調(diào)節(jié)劑

【解析】選B。植物組織培養(yǎng)中要求無(wú)菌操作，以防止細(xì)菌感染，消毒時(shí)既要?dú)⑺啦牧媳砻娴奈?/p>

生物,又要盡量減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害,A正確;用赤霉素處理細(xì)胞不能使染色體數(shù)目加倍,B

錯(cuò)誤；出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果,分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),受基因選擇性表達(dá)的調(diào)

控,C正確;在誘導(dǎo)生根的過(guò)程中，需要生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的共同作用，生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素

比值高時(shí),有利于根的分化,因此生根時(shí)，培養(yǎng)基中會(huì)含有a-蔡乙酸等生長(zhǎng)素類(lèi)調(diào)節(jié)劑,D正

確。

【思維?躍遷】

6.“滿城盡帶黃金甲”描述的是菊花盛開(kāi)時(shí)的景象,要在短時(shí)間內(nèi)快速獲得大量的菊花，可以

采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),如圖為菊花植株繁殖過(guò)程示意圖,據(jù)圖回答問(wèn)題：

⑴植物組織培養(yǎng)過(guò)程中要利于根的分化，生長(zhǎng)素的用量應(yīng)（填“大于”“等于”或

“小于”）細(xì)胞分裂素。

（2）菊花組織培養(yǎng)中，一般選取，容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。

（3）過(guò)程屬于脫分化,細(xì)胞發(fā)生分化的根本原因是

（4）假設(shè)最初試管中是菊花的花藥,則培育出的植株稱為,這些植株的特點(diǎn)是

高度不育，所以可用處理才能獲得可育的植株。

【解析】根據(jù)題圖分析:A表示脫分化,B表示再分化。（1）植物組織培養(yǎng)中要利于根的分化，生

長(zhǎng)素的用量應(yīng)大于細(xì)胞分裂素。（2）菊花組織培養(yǎng)中，一般選取未開(kāi)花植株的莖上部新萌生的

側(cè)枝。（3）過(guò)程A屬于脫分化,細(xì)胞發(fā)生分化的根本原因是基因的選擇性表達(dá)。（4）假設(shè)最初試

管中是菊花的花藥，由于花藥是配子，則培育出的植株稱為單倍體。單倍體植株的特點(diǎn)是高度

不育，所以可用秋水仙素處理幼苗才能獲得可育的植株。

答案：（1）大于（2）生長(zhǎng)旺盛的嫩枝（3）A基因的選擇性表達(dá)（4）單倍體一定濃度的秋

水仙素（或低溫）

【拓展?探究】

7.通過(guò)植物細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)（馬鈴薯耐鹽、番茄高產(chǎn)），培育高

產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)流程并回答問(wèn)題：

馬鈴-細(xì)胞、固（馬鈴薯原生質(zhì)體、PEG

番茄細(xì)胞/處理.番茄原生質(zhì)體,藁'B

再

細(xì)

生

胞

目的植株細(xì)

分

胞

裂

|選擇壁

（1）植物細(xì)胞工程技術(shù)是育種的新方法，下列說(shuō)法正確的是（）

①圖中A為纖維素酶和果膠酶

②圖中的B為雜種細(xì)胞,標(biāo)志融合成功

③圖中C一愈傷組織過(guò)程為再分化

④整個(gè)過(guò)程中都需要光照

（2）由C形成植株的過(guò)程利用了技術(shù),愈傷組織形成D需要經(jīng)過(guò)過(guò)

程。整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程要在的條件下進(jìn)行。

（3）己知馬鈴薯、番茄植物分別為四倍體、二倍體,貝戈'馬鈴薯一番茄植株''屬于

倍體植株。

（4）該技術(shù)獲得的目的植株是否一定能表現(xiàn)出高產(chǎn)耐鹽的性狀?說(shuō)明你的理由。

【解析】（1）由植物細(xì)胞變成原生質(zhì)體,需要去掉細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，

酶具有專(zhuān)一-性,所以應(yīng)用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁,①正確;兩個(gè)原生質(zhì)體經(jīng)PEG誘導(dǎo)后融

合,再生出細(xì)胞壁后變成雜種細(xì)胞才是融合成功的標(biāo)志，②錯(cuò)誤;C-愈傷組織過(guò)程為脫分

化,③錯(cuò)誤；植物組織培養(yǎng)的再分化階段才需要一定強(qiáng)度的光照,④錯(cuò)誤。（2）C細(xì)胞是雜種細(xì)胞,

形成植株需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),經(jīng)歷細(xì)胞的脫分化過(guò)程和再分化過(guò)程。過(guò)程中涉及培養(yǎng)

基培養(yǎng)過(guò)程，所以無(wú)菌操作非常重要。（3）“馬鈴薯一番茄植株”是二倍體和四倍體融合形成

的,屬于異源六倍體。（4）植物體細(xì)胞雜交雖然克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，但還存在許多問(wèn)

題沒(méi)有解決，如讓雜合子表達(dá)出兩種植物的優(yōu)良性狀還比較困難。

答案：（1）①（2）植物組織培養(yǎng)再分化無(wú)菌（3）六（4）不一定；因?yàn)橹参矬w細(xì)胞雜交還

存在許多問(wèn)題沒(méi)有解決，如讓雜合子表達(dá)出兩種植物的優(yōu)良性狀還比較困難。

五植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)（20分鐘?70分）

一、選擇題（共7小題,每小題5分，共35分）

1.以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖,其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞,所含有的

染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析正確的是（）

甲噂2冬之

旦翻94里,i

A.經(jīng)①過(guò)程獲得的a、b稱為原生質(zhì)層

B.c細(xì)胞只有AABB這一種類(lèi)型

C.過(guò)程④和⑤分別是分化和再分化

D.植物d可育

【解析】選1）。經(jīng)①過(guò)程獲得的a、b稱為原生質(zhì)體,A錯(cuò)誤;融合的細(xì)胞有三種:AAAA、BBBB、

AABB,另有些細(xì)胞可能沒(méi)有融合,所以共有五種細(xì)胞:AAAA、BBBB、AABB、AA、BB,B錯(cuò)誤;過(guò)程

④和⑤分別是脫分化和再分化過(guò)程,C錯(cuò)誤;獲得的植物d是經(jīng)過(guò)篩選后的植物類(lèi)型,基因型為

AABB,含同源染色體，而且可育,D正確。

2.如圖為植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程,則制作人工種子、生產(chǎn)人參皂昔干粉,應(yīng)分別選用的編號(hào)

是（）

A.④②B.③②C.③④D.④③

【解析】選B。圖中①為離體的植物組織或器官,②為愈傷組織，③為胚狀體，④為新植物體。

人工種子是指通過(guò)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(guò)人工薄膜

包裝得到的種子。因此,要制作人工種子,應(yīng)該選擇編號(hào)③;要獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物,應(yīng)該培養(yǎng)到

愈傷組織。因此,生產(chǎn)人參皂甘干粉,應(yīng)該選擇編號(hào)②,故B正確。

3.下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是（）

①不同種植物的葉肉細(xì)胞融合時(shí),應(yīng)先去掉細(xì)胞膜

②葉肉細(xì)胞脫分化后,可形成無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞

③葉肉細(xì)胞經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程,可形成愈傷組織

④葉肉細(xì)胞離體培養(yǎng)時(shí),可以表現(xiàn)出細(xì)胞全能性

A.B.②④

C.①?④D.①②③④

【解析】選B。植物細(xì)胞融合應(yīng)去掉細(xì)胞壁而不是細(xì)胞膜;高度分化的葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化后，

可形成愈傷組織，愈傷組織是無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán);高度分化的植物細(xì)胞必須在離體培養(yǎng)

的狀態(tài)下才能表現(xiàn)出全能性。

4.如圖為植物體細(xì)胞雜交及組織培養(yǎng)過(guò)程示意圖。下列說(shuō)法不正確的是

植物細(xì)胞B

A.過(guò)程①②分別需要用胰蛋白酶和聚乙二醇進(jìn)行處理

B.高爾基體在過(guò)程③發(fā)揮了重要作用

C.過(guò)程⑤需要更換培養(yǎng)基,才能進(jìn)一步分化為植株

D.若A、B的基因型分別為Rr、Yy,則雜種植株的基因型為RrYy

【解析】選A。題圖中①為用纖維素酶和果膠酶對(duì)植物細(xì)胞A、B進(jìn)行去除細(xì)胞壁的處理，②為

用聚乙二醇融合法等誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,A錯(cuò)誤;③為新細(xì)胞壁再生的過(guò)程,高爾基體與植物細(xì)

胞壁的形成有關(guān),B正確;過(guò)程④⑤分別使用誘導(dǎo)脫分化培養(yǎng)基和誘導(dǎo)再分化培養(yǎng)基,⑤需要更

換培養(yǎng)基，才能進(jìn)一步分化為植株,C正確;若A、B的基因型分別為Rr、Yy,則雜種植株的基因

型為RrYy,D正確。

5.以二倍體蘭花花藥為外植體，經(jīng)植物組織培養(yǎng)過(guò)程獲得蘭花植株,下列相關(guān)敘述不正確的是

()

秋水YI0

R八絲瞥紇：_n?_

花藥△意傷組織愈傷組織八八‘”

A.為防止雜菌污染,①②③過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作

B.②過(guò)程需在培養(yǎng)基中添加多種植物激素以利于再分化

C.該育種過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性

D.經(jīng)④過(guò)程形成的植株中可篩選獲得純合的二倍體

【解析】選B。植物組織培養(yǎng)的過(guò)程要求無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境,其中外植體要進(jìn)行消毒處理,而培養(yǎng)

基需滅菌處理,即①②③過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作,A正確;②過(guò)程需在培養(yǎng)基中添加多種植

物激素以利于脫分化,B錯(cuò)誤;高度分化的細(xì)胞首先經(jīng)過(guò)脫分化后形成愈傷組織,然后再分化形

成植株,整個(gè)育種過(guò)程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性,C正確;④過(guò)程形成的植株中可篩選獲得純合

的二倍體蘭花植株,D正確。

6.甲種植物細(xì)胞和乙種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如圖所示（僅顯示細(xì)胞核），將甲、乙兩種植物細(xì)胞去掉

細(xì)胞壁后,誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合,形成單核的雜種細(xì)胞,若經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)得到了雜種植株，

則該雜種植株是（）

A.二倍體，基因型是DdYyRr

B.三倍體，基因型是DdYyRr

C.四倍體，基因型是DdYyRr

D.四倍體，基因型是DDddYYyyRRrr甲物種乙物種

【解析】選C。甲細(xì)胞含2個(gè)染色體組，乙細(xì)胞也含2個(gè)染色體組，但由于彼此屬于不同的物種,

染色體組彼此不同,所以融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有4個(gè)染色體組,應(yīng)屬于異源四倍體,基因型

為DdYyRr,

7.用植物組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu),再包裹上

人造種皮,可制成人工種子,其過(guò)程如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是

（）

A.圖示過(guò)程依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性

B.進(jìn)行②過(guò)程時(shí),不需要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁

C.再分化發(fā)生在④過(guò)程,是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過(guò)程

D.脫分化過(guò)程需避光培養(yǎng),有利于愈傷組織的形成

【解析】選C。圖示過(guò)程依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,A正確;進(jìn)行②脫分化過(guò)程時(shí)，不需

要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,B正確;再分化發(fā)生在③過(guò)程,是愈傷組織重新

分化成根或芽等器官的過(guò)程,C錯(cuò)誤;脫分化形成愈傷組織的過(guò)程,需要避光培養(yǎng),D正確。

二、非選擇題（共2小題，共35分）

8.（20分）如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后，在一定條件下形成試管

苗的培育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。

（1）此過(guò)程依據(jù)的原理是oB階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是

,B階段除了進(jìn)行細(xì)胞分裂外,還進(jìn)行等。

（2）B階段需要光照,原因是。

（3）試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素,而葉肉細(xì)胞具有葉綠素,這是

_____________________的結(jié)果。

（4）A、B兩過(guò)程能否在同一培養(yǎng)基上進(jìn)行?。為什么?—

【解析】（1）植物組織培養(yǎng)是指將單個(gè)細(xì)胞培養(yǎng)成完整個(gè)體,這充分體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能

性;A階段為脫分化,B階段為再分化,B階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式為有絲分裂,B階段除了進(jìn)行

細(xì)胞分裂外,還要進(jìn)行細(xì)胞分化。（2）植物組織培養(yǎng)在B（再分化）階段，愈傷組織生根、發(fā)芽，

并且芽發(fā)育成葉,葉綠素需要在光照條件下才能合成。（3）在植物體的不同部位進(jìn)行不同的生

命活動(dòng),合成不同的物質(zhì),這是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。（4）由于A（脫分化）和B（再分化）兩階

段進(jìn)行的處理及營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境要求不同,所以兩者不能在同一培養(yǎng)基上進(jìn)行。

答案：（1）植物細(xì)胞的全能性有絲分裂細(xì)胞分化（2）芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的形

成需要光照（3）基因選擇性表達(dá)（4）不能A（脫分化）和B（再分化）兩階段進(jìn)行的處理及營(yíng)

養(yǎng)、環(huán)境要求不同

9.（15分）如圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖。據(jù)圖回答：

植物細(xì)胞A植物細(xì)胞B

(1)步驟①是,最常用的方法是

(2)在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過(guò)程中,運(yùn)用的技術(shù)手段是,其中步

驟④相當(dāng)于,步驟⑤相當(dāng)于0

(3)原生質(zhì)體融合的目的是獲得。遠(yuǎn)緣雜交的兩個(gè)親本的遺傳特征能夠在新的植物

體上有所表現(xiàn),其根本原因是o

(4)若遠(yuǎn)緣雜交親本A和B都是二倍體,則雜種植株為倍體。

(5)從理論上講,雜種植株的育性為o若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實(shí)

現(xiàn)?,原因是O

(6)利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德?tīng)柕倪z

傳規(guī)律??為什么?_____________________________

__________________________________________________________-J

【解析】(1)用纖維素酶和果膠酶來(lái)分解細(xì)胞壁(即酶解法)是最常用的制備植物原生質(zhì)體的方

法。(2)由雜種細(xì)胞培育到雜種植株運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),經(jīng)歷脫分化和再分化兩個(gè)重要

階段。(3)原生質(zhì)體融合是為了獲得雜種細(xì)胞,當(dāng)原生質(zhì)體A和B的融合體再生出細(xì)胞壁就意

味著雜種細(xì)胞的形成。雜種植株同時(shí)具備兩個(gè)雜交親本的遺傳物質(zhì)，能夠表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺

傳特性。(4)若親本A和B都是二倍體，則雜種植株的體細(xì)胞內(nèi)有四個(gè)染色體組，為四倍體。⑸

雜種植株的細(xì)胞內(nèi)具有同源染色體,理論上講是可以進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生正常配子的,是可育

的。不同物種間存在生殖隔離,不會(huì)實(shí)現(xiàn)有性雜交,即使能雜交,也不會(huì)產(chǎn)生可育后代,植物體

細(xì)胞雜交打破了這種生殖隔離,克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(6)孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律發(fā)生在

有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中，而植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂,沒(méi)有減數(shù)

分裂,故此過(guò)程遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。

答案：（1）去掉細(xì)胞壁,分離出有活力的原生質(zhì)體

酶解法（2）植物組織培養(yǎng)脫分化再分化

（3）雜種細(xì)胞獲得雙親的遺傳物質(zhì)（兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)）（4）（異源）四（5）可育不能

不同種生物之間存在生殖隔離（6）不遵循有性生殖的過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂,才遵循孟德?tīng)?/p>

的遺傳規(guī)律

【互動(dòng)探究】

（1）雜種植株并沒(méi)有擁有兩種植物全部的性狀,為什么？

提示:盡管雜種植株細(xì)胞內(nèi)擁有兩種植物的全部基因，但不同種生物之間的基因表達(dá)是相互影

響的。

（2）雜種植株生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律嗎?試分析原因。

提示:遵循。雜種植株細(xì)胞內(nèi)有同源染色體,能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂,即能夠開(kāi)花結(jié)果,遵循孟

德?tīng)栠z傳規(guī)律。

能力提升（10分鐘?30分）

1.（6分）（不定項(xiàng)）從基因型為Aa的某植物營(yíng)養(yǎng)器官中獲取細(xì)胞,顯微觀察如圖所示。下列對(duì)該

圖示細(xì)胞的敘述正確的是（）

A.若將X細(xì)胞離體培養(yǎng)成完整植株，培養(yǎng)過(guò)程要用纖維素酶和果膠酶處理

B.將Y細(xì)胞離體培養(yǎng)成幼苗后用秋水仙素處理,所得植株為純合子

C.將X和Y融合并經(jīng)組織培養(yǎng)形成的植株為四倍體

D.X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同，但核DNA一般相同

【解析】選C、Do植物體細(xì)胞雜交時(shí),要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原

生質(zhì)體,如果用X細(xì)胞離體培養(yǎng)成植株,需經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng),不需要去除細(xì)胞壁;將Y細(xì)胞離

體培養(yǎng)成幼苗后用秋水仙素處理,所得植株（基因型為AAaa）為雜合子;將X（Aa）和Y（Aa）融合并

經(jīng)組織培養(yǎng)形成的植株為四倍體（AAaa）;X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同，但都是由一個(gè)細(xì)胞（受精卵）

增殖分化而來(lái),因而核DNA一般相同。

2.（6分）（不定項(xiàng)）如圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)行遺傳改良的過(guò)程，據(jù)圖分析錯(cuò)誤的

是（）

紫外線照射

I②

棉花葉肉細(xì)胞之原生質(zhì)體區(qū)愈傷組織&根、芽一棉花幼苗

A.①過(guò)程需在適宜條件下用纖維素酶和果膠酶的混合物處理

B.②過(guò)程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的改變

C.③過(guò)程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能

I）.③④過(guò)程需用相同配比的激素處理

【解析】選B、I）。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此常選用纖維素酶和果膠酶去除

細(xì)胞壁,A正確;紫外線照射誘導(dǎo)生物變異屬于基因突變,具有不定向性,B錯(cuò)誤;③過(guò)程為脫分

化，其目的是使原有細(xì)胞恢復(fù)分裂和分化能力，即失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能,C正