資源簡介

(共94張PPT)
第3課時
植物細胞工程
課標要求
1.闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。
2.概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技術。
3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率。
考點一　植物組織培養技術
考點二　植物體細胞雜交技術
考點三　植物細胞工程的應用
內容索引
重溫高考 真題演練
課時精練
考點一
植物組織培養技術
1.細胞工程的概念
歸納 夯實必備知識
原理和方法 細胞生物學、分子生物學和發育生物學
操作水平 、細胞或 水平
目的 獲得特定的 或其產品
分類 植物細胞工程和動物細胞工程
細胞器
組織
細胞、組織、器官、個體
2.植物細胞的全能性
定義 細胞經分裂和分化后，仍然具有 或______
的潛能
原因 生物體的每個細胞中都含有發育成完整個體所需的_______
______
大小比較 (1)受精卵>生殖細胞>體細胞；(2)分化程度低的細胞>分化程度高的細胞；(3)植物細胞>動物細胞
體現 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一個細胞，都可以繁殖出新的植株
產生完整生物體
分化
成其他各種細胞
全套
基因
未表現及 原因
表現條件 離體、營養物質、激素、適宜的溫度和pH
在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性
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.植物組織培養技術
(1)概念：將離體的 等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成 的技術。
(2)理論基礎：植物細胞的 。
植物器官、組織或細胞
完整植株
全能性
①脫分化：在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞失去其特有的 ，轉變成 的細胞，進而形成愈傷組織的過程。
②愈傷組織：脫分化產生的 團塊。
③再分化：愈傷組織重新分化成 等器官的過程。
結構和功能
(3)基本過程
外植體(離體培養的____
__________________
_________
芽、根
完整植株
―→
植物
器官、組織或細胞
愈傷組織
未分化
不定形的薄壁組織
芽、根
(4)探究實踐——菊花的組織培養
無菌水
次氯酸鈉
無菌水
0.5～
1 cm
1/3～1/2
愈傷組織
封口膜
生
芽
生根
封口膜
生長
源于選擇性必修3 P116“附錄1”：
(1)誘導菊花 的培養基：在MS培養基中加入BA(芐基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，質量濃度均為0.5 mg/L。
(2)誘導菊花 的培養基：在MS培養基中加入BA和NAA，質量濃度分別為2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)誘導菊花 的培養基：將上述MS培養基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量減半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，質量濃度均為0.1 mg/L。
愈傷組織
生芽
生根
觀察菊花的組織培養流程圖，探究以下問題：
拓展 提升科學思維
(1)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，容易誘導形成愈傷組織，其他部分如葉、花全能性低，不易培養成完整植株。
(2)為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養的繁殖方式是無性繁殖？
提示　植物組織培養是在細胞有絲分裂和細胞分化的基礎上實現的，此過程并沒有生殖細胞的產生，所以是無性繁殖。
(3)在植物組織培養的過程中，為什么要求無菌操作？
提示　培養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基中的營養物質，并且產生大量對外植體有害的物質，導致外植體死亡。
1.下列關于細胞全能性的敘述，不正確的是
A.乳腺癌細胞易于進行離體培養，說明其全能性比較高
B.細胞具有全能性是因為細胞內含有發育所需的全套遺傳物質
C.離體的植物體活細胞，需要借助某些因子的作用使其表達出全能性
D.植物細胞具有全能性，而其他生物體細胞一般不具有全能性
√
突破 強化關鍵能力
乳腺癌細胞易于進行離體培養，但沒有產生完整有機體或分化成其他各種細胞，沒有體現全能性，A錯誤。
2.(不定項)(2023·山東菏澤高三期末)SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶，它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2，增強植物的抗逆性。下圖為培育能夠產生SOD農作物新品種的一種方式，有關敘述錯誤的是
A.①過程中最常用的方法是采用Ca2＋處理法將SOD基因導入植物細胞
B.②需要進行照光培養，以誘導葉綠素的形成
C.③表示再分化過程，無需嚴格的無菌操作
D.該育種方式利用了細胞工程和基因工程，能體現細胞的全能性
√
√
√
①過程中最常用的方法是采用農桿菌轉化法將SOD基因導入植物細胞，A錯誤；
②表示脫分化過程，不需要在光照條件下進行，B錯誤；
②、③分別表示脫分化、再分化過程，均需要在嚴格的無菌條件下完成，C錯誤；
該育種方式利用了細胞工程和基因工程，從植物細胞培育成植物個體，能體現細胞的全能性，D正確。
植物組織培養過程中應注意的問題
歸納
總結
(1)接種時注意外植體的方向，應將外植體的形態學下端插入培養基，不能倒插。
(2)培養一株完整的試管苗，必須先進行生芽培養，再進行生根培養。如果順序顛倒，先誘導生根，就不好誘導生芽了。
(3)菊花的組織培養中，愈傷組織的形成一般不需要光照，而在后續的培養過程中，需要一定量的光照。
(4)試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養生長，出瓶后一定要注意保溫、保濕。
歸納
總結
(5)試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應給予較強光照、閉瓶煉苗，以促進幼苗向自養苗轉化。
植物組織培養過程中應注意的問題
考點二
植物體細胞雜交技術
1.過程
歸納 夯實必備知識
(1)過程①為去除 獲得原生質體，用到的酶是 和 。
(2)過程②為 的融合，人工誘導的物理法包括 、______
等，化學法包括 、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)過程③為融合的原生質體再生出 ，這是原生質體融合成功的標志。
(4)過程④為 ，過程⑤為 。
細胞壁
纖維素酶
果膠酶
原生質體
電融合法
離心法
聚乙二醇(PEG)融合法
細胞壁
脫分化
再分化
2.概念
植物體細胞雜交是指將 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 的技術。
3.意義
植物體細胞雜交技術在打破 ，實現 雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。
4.實例：白菜—甘藍、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。
5.局限性：目前有許多理論和技術未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現出雙親的性狀。
不同來源
新植物體
生殖隔離
遠緣
不同物種之間存在著天然的生殖隔離，利用傳統的有性雜交的方法很難得到雜種后代。科學家采用體細胞雜交的方法得到了“番茄—馬鈴薯”雜種植株。以下為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。
拓展 提升科學思維
1.植物體細胞雜交實現的基礎和植物組織培養的理論基礎分別是什么？
提示　細胞膜的流動性；植物細胞的全能性。
2.將圖中的甲和乙兩種細胞去除細胞壁后誘導融合，若只考慮兩兩融合，可以形成哪幾種融合細胞？符合要求的雜種細胞是哪種？
提示　3種：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3.二倍體番茄和二倍體馬鈴薯細胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有多少個染色體組，是幾倍體？
提示　有四個染色體組；是四倍體。
4.從結果上看雜種植株在遺傳上有什么特點？從雜種植株的染色體組成上看屬于哪種變異類型？
提示　遺傳物質來自兩個親本，具有雙親的遺傳性狀；從染色體組成上看屬于染色體數目變異。
3.疣粒野生稻(2n＝24)對白葉枯病的抗性持久而且穩定，是理想的抗病育種材料。為了充分利用疣粒野生稻資源，通過采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)體細胞雜交的方法獲得后代，從而實現疣粒野生稻遺傳物質向栽培稻轉移。下列相關敘述錯誤的是
A.疣粒野生稻和栽培稻之間存在生殖隔離，自然條件下不能進行基因交流
B.兩種水稻細胞經酶解去壁、誘導融合后可通過觀察染色體數目篩選出雜種細胞
C.雜種水稻的組織培養過程需要更換培養基，提高生長素的比例有利于根的分化
D.經組織培養獲得的雜種幼苗，一般需要經過由無菌到有菌的煉苗過程才能用
于生產實踐
突破 強化關鍵能力
√
兩種水稻細胞融合后的不同種類細胞中的染色體數目相同，故不能通過觀察染色體數目篩選出雜種細胞，需要觀察染色體形態，B錯誤。
4.玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細胞雜交技術培育富含β-胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設計如圖所示。下列說法錯誤的是
A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B.過程②中常用PEG誘導原生質體融合
C.“黃金大米”植株染色體數目為22
D.該技術體現了植物細胞具有全能性
√
過程①是獲得原生質體，需去除植物的細胞壁(主要由纖維素和果膠組成)，因此需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞，A正確；
過程②中常用PEG誘導原生質體融合，是一種化學誘導法，B正確；
“黃金大米”植株是兩種植株的融合體，染色體數目為44，C錯誤；
該技術將雜種細胞培育成“黃金大米”植株，體現了植物細胞具有全能性，D正確。
植物體細胞雜交和有性雜交的辨析
歸納
總結
考點三
植物細胞工程的應用
1.植物繁殖的新途徑
歸納 夯實必備知識
高效、快速地實現種苗的大量繁殖
保持優良品種的遺傳特性
植物頂端分生區附近(如莖
尖)
2.作物新品種的培育
項目 單倍體育種 突變體的利用
原理 染色體變異 __________
優點 明顯縮短育種年限 產生新基因，大幅度改良某些性狀
過程
基因突變
單倍體
3.細胞產物的工廠化生產
(1)次生代謝物
①概念：不是植物基本的生命活動所 的產物，是一類小分子有機化合物。
②種類：酚類、萜類和含氮化合物等。
(2)生產的技術手段： 技術。
(3)優點： 。
(4)實例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細胞產物都已實現了工廠化生產。
必需
植物細胞培養
生產速度快
源于選擇性必修3 P41“相關信息”：初生代謝是生物生長和生存所 的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著；次生代謝 生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
必需
不是
植物組織培養技術除了在農業上的應用外，還廣泛應用于細胞產物的工廠化生產。觀察圖示回答相關問題：
拓展 提升科學思維
(1)完善細胞產物工廠化生產的流程：
愈傷
組織
細胞懸液
(2)要提取細胞產物應培養到什么階段？
提示　若要提取細胞產物，應培養到愈傷組織階段。
5.(2023·湖南懷化高三模擬)植物組織培養技術可以實現優良品種的快速繁殖，下列有關敘述錯誤的是
A.用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性
B.光照會抑制愈傷組織的形成，植物組織培養全過程均需避光進行
C.植物組織培養使用的MS培養基中并不都需添加植物激素
D.制備脫毒種苗時，脫毒苗比率與剝離的莖尖大小密切相關
√
突破 強化關鍵能力
6.(不定項)下圖所示為利用體細胞誘變技術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.該育種過程所依據的原理有基因突變和植物細胞的全能性
B.為了充分利用營養物質，培養白三葉草組織細胞的培養基為液體培養基
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
√
√
該過程應用了植物組織培養技術，應用的是固體培養基，B項錯誤；
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，基因的選擇性表達，RNA種類不同，C項錯誤。
植物體細胞雜交后的遺傳物質分析
歸納
總結
(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。
(2)染色體組
①染色體組數＝兩種植物體細胞內染色體組數之和。
②植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。
四
重溫高考 真題演練
1.(2022·浙江6月選考，23改編)下列關于菊花組織培養的敘述，正確的是
A.用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的酒精和次氯酸鈉的混合液消毒
B.培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換
C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石帶菌量低且營養豐富
D.再生植株需去除根部殘留的培養基進行鍛煉后才能移種大田
1
2
3
4
√
自然生長莖段的消毒屬于外植體消毒，先用體積分數為70%的酒精消毒，用無菌水清洗，再用質量分數為5%左右的次氯酸鈉處理，最后再用無菌水清洗，A錯誤；
培養瓶用專用封口膜封口的目的是防止雜菌污染，并不影響氣體交換，B錯誤；
組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石比較松軟，持水性也較好，有利于幼苗的生根和葉片的生長，C錯誤。
1
2
3
4
2.(2021·江蘇，5)植物組織培養技術常用于商業化生產，其過程一般為：無菌培養物的建立→培養物增殖→生根培養→試管苗移栽及鑒定。下列相關敘述錯誤的是
A.為獲得無菌培養物，外植體要消毒處理后才可接種培養
B.組織培養過程中也可無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結構
C.提高培養基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根
D.用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗不會出現變異
1
2
3
4
√
植物組織培養過程中應注意無菌操作，為獲得無菌培養物，外植體要經過表面消毒處理后，才能進行培養，所用的培養基必須徹底滅菌，A正確；
生長素和細胞分裂素的比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培養基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根，C正確；
用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗會出現變異，如在愈傷組織的培養過程中可能發生基因突變等變異，D錯誤。
1
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4
3.(2021·湖北，6)月季在我國享有“花中皇后”的美譽。為了建立月季某新品種的快速繁殖體系，以芽體為外植體，在MS培養基中添加不同濃度的6－BA和IBA進行芽體增殖實驗，芽分化率(%)結果如表。
1
2
3
4
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
關于上述實驗，下列敘述錯誤的是
A.6－BA濃度大于4.0 mg·L－1時，芽分化率明顯降低
B.6－BA與IBA的比例為10∶1時芽分化率均高于其他比例
C.在培養基中同時添加適量的6－BA和IBA，可促進芽分化
D.2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是實驗處理中芽分化的最佳組合
1
2
3
4
√
據表可知，6－BA濃度為從4.0 mg·L－1到5.0 mg·L－1時，芽分化率降低非常明顯，故6－BA濃度大于4.0 mg·L－1時，芽分化率明顯降低，A正確；
據表可知，當6－BA與IBA的比例為10∶1時，芽分化率為31%、95%、64%、30%、4%，因此6－BA與IBA的比例為10∶1時，芽分化率不一定都高于其他比例，B錯誤；
據表可知，6－BA與IBA的比例會影響芽的分化率，因此在培養基中同時添加適量的6－BA和IBA，可促進芽分化，C正確；
據表可知，芽分化率為95%是最高的，此時6－BA和IBA分別為2.0 mg·L－1、0.2 mg·L－1，是實驗處理中芽分化的最佳組合，D正確。
1
2
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4
4.(2020·山東，13)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個細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胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是
1
2
3
4
A.過程①需使用纖維素酶和果膠
酶處理細胞
B.過程②的目的是使中間偃麥草
的染色體斷裂
C.過程③中常用滅活的病毒誘導
原生質體融合
D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段
√
植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，過程①需用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁獲得原生質體，A正確；
紫外線屬于誘發變異的物理因素，紫外線照射的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂，B正確；
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3
4
過程③為誘導植物原生質體融合，常用離心法、電融合法、聚乙二醇融合法等方式處理，不用滅活的病毒誘導，C錯誤；
普通小麥沒有耐鹽基因，耐鹽小麥的形成是將來自中間偃麥草的含有耐鹽基因的染色體片段整合到普通小麥染色體上的結果，D正確。
1
2
3
4
1.判斷關于細胞全能性和植物組織培養的敘述
(1)一般情況下，分化程度越高的細胞其全能性越低(　　)
(2)無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照(　　)
(3)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的(　　)
(4)常選用胡蘿卜根的形成層進行組織培養(　　)
(5)植物組織培養過程中生長素和細胞分裂素的比值始終不變(　　)
(6)植物組織培養過程中所用器械需要進行消毒處理(　　)
√
五分鐘　查落實
×
×
√
×
×
2.判斷關于植物體細胞雜交的敘述
(1)利用物理法或化學法可以直接將兩個植物細胞誘導融合(　　)
(2)形成雜種細胞就完成了植物體細胞雜交過程(　　)
(3)細胞融合時不只形成雜種細胞，還形成同種細胞融合的細胞(　　)
(4)用纖維素酶和果膠酶酶解法獲得的植物原生質體失去了細胞全能性
(　　)
√
×
×
×
3.判斷關于植物細胞工程應用的敘述
(1)利用組織培養技術培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種(　　)
(2)二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩定遺傳的植株(　　)
(3)利用組織培養技術產生突變體，可直接培育出具有優良性狀的新品種
(　　)
(4)單倍體育種是通過培養花藥或花粉獲得植株的育種方法(　　)
(5)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性(　　)
×
×
×
×
√
4.填空默寫
(1)(選擇性必修3 P31)細胞工程：___________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)(選擇性必修3 P35)脫分化：____________________________________
_____________________________________________________________。
(3)(選擇性必修3 P35)再分化： 。
愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程
指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程
在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞失去其特有的結構和功能，轉變成未分化的細胞的過程
(4)(選擇性必修3 P34)在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性，這是因為在_________________________________________
___________。
(5)(選擇性必修3 P35)植物組織培養是_______________________________
____________________________________________________________________________。
(6)(選擇性必修3 P37)在進行植物體細胞雜交之前，必須先用___________
去除細胞壁。
特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性地表達
指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術
纖維素酶和
果膠酶
(7)(選擇性必修3 P38)植物體細胞雜交技術在打破 ，實現______
育種，培育 等方面展示出獨特的優勢。
(8)(選擇性必修3 P41)植物細胞培養是指_____________________________
______________________________。
生殖隔離
遠緣雜
交
植物新品種
在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術
五
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1.將蘭花細胞培養成幼苗的過程中，下列不屬于必需條件的是
A.外植體細胞處于未分化狀態
B.細胞處于離體狀態
C.細胞具有完整的細胞核
D.營養物質和植物激素
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14
√
2.下列有關植物組織培養的敘述，正確的是
A.愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞
B.脫分化過程不需要植物激素，植物激素只在再分化過程中發揮作用
C.由于植物細胞都具有全能性，所以菊花的組織培養實驗中選材不會影
響實驗的結果
D.生長素和細胞分裂素的使用順序和用量比例會影響植物組織培養的結果
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愈傷組織是一團沒有特定結構和功能的薄壁細胞，A錯誤；
脫分化過程中要用到生長素和細胞分裂素，B錯誤。
3.植物體細胞雜交育種的一個重要應用是將栽培品種與相關的野生資源作為親本，經過原生質體融合、選擇與再生，使栽培品種獲得野生型的抗性特征。下列說法錯誤的是
A.若雜種植株可育并能穩定地遺傳，就有可能形成農業上有用的新物種
B.體細胞雜交可轉移核染色體、細胞質DNA，在一定程度上克服遠緣雜
交的不親和性
C.可用電激、聚乙二醇或滅活的病毒來誘導原生質體的融合
D.由二倍體親本體細胞雜交可獲得異源四倍體，與二倍體親本回交，產
生不育的三倍體
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√
可用電融合法、聚乙二醇融合法等來誘導原生質體的融合，但滅活病毒誘導法只能用于誘導動物細胞融合，C項錯誤；
利用植物體細胞雜交得到的植株含有雙親的全部遺傳物質，因此由二倍體親本體細胞雜交可獲得可育的異源四倍體，與二倍體親本回交，產生不育的三倍體，D項正確。
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4.(2023·山東棗莊高三期末)用植物細胞工程技術將天竺葵與香茅草進行雜交可產生驅蚊香草，使有驅蚊作用的香茅醛隨著植物的蒸騰作用散發到空氣中，達到驅蚊的效果。下列有關培養過程的敘述，錯誤的是
A.原生質體的融合常用PEG作為誘導劑
B.形成的愈傷組織其代謝類型是自養需氧型
C.由雜種細胞→雜種植株，要經過有絲分裂和細胞的分化
D.該項技術可克服遠緣雜交不親和的障礙
√
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雜種細胞經組織培養形成的愈傷組織，自身不含葉綠素無法進行光合作用，其營養物質來自培養基，代謝類型是異養需氧型，B錯誤。
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5.為培育抗旱性強、可溶性糖含量高的甘薯KT1，研究者設計如下流程。下列相關敘述不正確的是
A.該過程不需要考慮甘薯A、B的親緣關系遠近
B.過程①通過酶解法處理后，細胞進行減數分裂
C.過程②需要高爾基體參與再生出新的細胞壁
D.過程③需要控制生長素和細胞分裂素的比例
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植物體細胞雜交技術克服了遠緣雜交不親和的障礙，所以該過程不需要考慮甘薯A、B的親緣關系遠近，A正確；
過程①需要通過酶解法處理去除細胞壁，不進行減數分裂，B錯誤；
雜種細胞形成的標志是形成新的細胞壁，高爾基體與植物細胞壁的形成有關，所以過程②需要高爾基體參與再生出新的細胞壁，C正確；
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過程③包括脫分化和再分化過程，需要控制生長素和細胞分裂素的比例，該比例不同會使愈傷組織向不同的方向分化，D正確。
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6.(2023·遼寧營口高三調研)紫羅蘭(2n＝14)花色豐富、抗蟲性強、種子富含亞麻酸。為了讓油菜(2n＝38)具有紫羅蘭的諸多優良性狀，科研人員進行了下圖所示實驗。下列有關敘述錯誤的是
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A.制備原生質體時，可使植物細胞
處于微弱的質壁分離狀態后再用
酶解法處理
B.原生質體融合依賴膜的流動性，
融合的原生質體形成細胞壁后再進行有絲分裂
C.紫羅蘭和油菜雜交也能獲得滿足需要的異源四倍體植株
D.融合原生質體后，可以利用選擇培養基從混合細胞群體中篩選出所需雜種植株
√
用酶解法制備原生質體時，需先用較高滲透壓的溶液處理植物細胞，使細胞處于微弱的質壁分離狀態，然后用酶消化去除細胞壁，獲得原生質體，A正確；
原生質體融合依賴細胞膜的
流動性，融合的原生質體只
有重新形成細胞壁后，才可
進行有絲分裂，B正確；
紫羅蘭和油菜之間存在生殖隔離，不能雜交得到所需植株，C錯誤。
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7.草莓營養價值較高，但草莓是無性繁殖，感染的病毒很容易傳給后代，導致品質變差。科研人員通過熱處理結合莖尖培養法，取得了較好的脫毒效果，實驗結果如下表(S代表成活率，D代表脫毒率)。
莖尖長度 (mm) 38 ℃熱處理時間(d)
10 20 30 40
0.3～0.5 S：36.7%； D：81.8% S：40.0%； D：83.3% S：30.0%； D：100% S：16.7%；
D：100%
0.5～0.8 S：60.0%； D：66.7% S：60.0%； D：72.2% S：50.0%； D：93.3% S：40.0%；
D：100%
0.8～1.0 S：93.3%； D：57.1% S：85.7%； D：69.2% S：60.0%； D：94.4% S：46.7%；
D：92.8%
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下列相關敘述錯誤的是
A.莖尖培養利用的原理是細胞的全能性
B.熱處理的目的可能是阻止病毒進入莖尖
C.脫分化時應給予光照促進愈傷組織的形成
D.一般情況下，脫毒率與莖尖大小呈負相關
√
脫分化時應避光處理，促進愈傷組織的形成，C項錯誤。
8.(2023·湖南婁底高三模擬)某實驗小組用紫外線照射法去除某種煙草細胞的細胞核，獲得保留細胞質(含葉綠體)且具有鏈霉素抗性的細胞甲，再與無鏈霉素抗性的該種煙草細胞乙進行體細胞雜交，篩選出雜種細胞丙，進而培育成雜種植株。下列敘述錯誤的是
A.培育形成的雜種植株與原有的煙草植株存在生殖隔離
B.細胞甲、乙雜交前，需用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁
C.為獲得雜種細胞丙，可利用含鏈霉素的選擇培養基進行篩選
D.雜種細胞發育為雜種植株須經外源生長素和細胞分裂素的誘導
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√
培育形成的雜種植株丙具有細胞乙的細胞核，與原有的煙草植株屬于同一物種，不存在生殖隔離，A錯誤；
細胞甲、乙雜交前，需用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，制備原生質體，然后誘導原生質體融合，B正確；
雜種細胞丙具有鏈霉素的抗性，在培養基上加入鏈霉素，使未融合的乙細胞，以及乙細胞和乙細胞融合的細胞不能存活，從而篩選出雜種細胞丙，C正確；
利用組織培養技術使雜種細胞發育為雜種植株，該過程須經外源生長素和細胞分裂素的誘導，D正確。
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二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9.下列關于植物細胞工程的敘述，正確的是
A.不同種植物葉肉細胞融合時，應先去除細胞膜
B.葉肉細胞經脫分化后，可形成無定形狀態的薄壁細胞
C.葉肉細胞經過再分化過程，可形成愈傷組織
D.葉肉細胞離體培養時，可以表現出細胞的全能性
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√
√
不同種植物葉肉細胞融合時，應先用酶解法去除細胞壁；葉肉細胞經脫分化形成愈傷組織，即無定形狀態的薄壁細胞團，再分化形成胚狀體或叢芽，進而發育成小植株。
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10.(2023·河北保定高三檢測)現有甲、乙兩種二倍體純種植物，甲植物的光合產量高于乙植物，但乙植物更適宜在鹽堿地種植(相關性狀均由核基因控制)。現要利用甲、乙兩種植物培育出高產、耐鹽的植株。下列技術可行的是
A.利用植物體細胞雜交技術，可以獲得符合要求的四倍體雜種植株
B.將乙種植物耐鹽基因導入甲種植物的體細胞中，可培育出所需植株
C.兩種植物雜交后，得到的F1再利用單倍體育種，可較快獲得所需植株
D.誘導兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理可培育出
所需植株
√
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利用植物體細胞雜交技術，獲得的雜種植株具有兩個親本的遺傳特性，可獲得符合要求的四倍體雜種植株；將乙種植物耐鹽基因導入甲種植物的體細胞中，再利用組織培養技術可培育出所需植株；甲、乙為不同物種，二者之間存在生殖隔離，一般不能雜交，即使雜交，形成的后代也是不可育的；誘導兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理，就會得到符合要求的四倍體純種植株。
11.紫杉醇是一種高效抗癌的藥物。國內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，實驗結果如表：
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下列敘述錯誤的是
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.培養基中的有機物僅能為愈傷組織提供能量
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 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
√
√
√
植物組織培養過程中，愈傷組織主要進行細胞生長和分裂，不能體現植物細胞的全能性，A錯誤；
愈傷組織培養過程要在無菌條件下進行，以避免微生物的污染，B正確；
由表格數據可知，兩組接種干重相似，但光照條件下收獲的愈傷組織干重和紫杉醇含量均低于黑暗條件下的，C錯誤；
植物組織培養過程中，有機物可以為植物細胞提供必需的營養物質和能量，此外還可以調節滲透壓，D錯誤。
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12.將綠色熒光蛋白和分泌蛋白融合基因連入表達載體后，通過PEG介導法，將表達載體導入擬南芥葉肉細胞原生質體，用熒光顯微鏡觀察蛋白質分泌的過程。下列相關敘述錯誤的是
A.通過鹽酸解離處理獲得原生質體
B.需用蒸餾水懸浮原生質體以便于載體導入
C.葉肉細胞用PEG處理后可直接導入載體
D.在細胞外觀察到熒光說明細胞分泌了蛋白質
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√
√
√
制備植物原生質體的方法是酶解法，即利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁獲得，若用鹽酸處理會將細胞殺死，不能獲得原生質體，A錯誤；
原生質體無細胞壁，在蒸餾水中會因過度吸水而漲破，故不能將原生質體懸浮在蒸餾水中，B錯誤；
結合題干信息可知，葉肉細胞需去除細胞壁制成原生質體后再導入載體，C錯誤。
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三、非選擇題
13.科學家用植物體細胞雜交技術，將番茄的原生質體和馬鈴薯的原生質體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，培育過程如圖所示，其中①～⑤表示過程，a～f表示細胞、組織或植株。據圖回答下列問題：
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(1)在植物體細胞雜交技術中，過程①常用________________酶處理植物細胞以除去細胞壁。
(2)過程②表示________________，依據的生物學原理是________________。
(3)與過程③密切相關的具有單層膜結構的細胞器是_________。
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纖維素酶和果膠
誘導原生質體融合
細胞膜具有流動性
高爾基體
(4)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，依據的原理是_____________
_____，其中過程④表示__________過程，過程⑤涉及的細胞分裂方式為
___________。
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植物細胞的全
能性
有絲分裂
脫分化
(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞內含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”雜種植株的體細胞內含_______條染色體；若由雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培養得到的植株為幾倍體？________。
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m＋n
單倍體
植物體細胞雜交得到的雜種細胞中染色體數目是番茄細胞和馬鈴薯細胞中染色體數目之和，即m＋n；若培育成的雜種植株是四倍體，則該雜種植株的花粉經離體培養得到的植株是單倍體，因為其是由配子(如花粉)發育而來的。
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(6)如果形成c的原生質體a、b來源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的處理方法是________________________________________
________。
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用適宜濃度的秋水仙素處理萌發的番茄種子
或幼苗
利用同一株植物的體細胞融合得到的植株是同源多倍體，獲得同源多倍體更常用且有效的方法是利用適宜濃度的秋水仙素處理萌發的植物種子或幼苗。
14.青蒿素被譽為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，幾乎不溶于水，且對熱不穩定，所以提取工藝一直難以突破。中國科學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2015年諾貝爾生理學或醫學獎。
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如圖為組織培養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)建立無菌體系時，需要用到_________________的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失綠，所以浸泡時間要短，而且酒精處理后馬上要用________沖洗。獲得愈傷組織屬于植物組織培養技術過程中的________階段。
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體積分數為70%
無菌水
脫分化
(2)題中④培養基與③培養基是否一致，并請說明理由：______
______________________。
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激素的種類和比例不同
否，
(3)組織培養過程中外植體通常
選取黃花蒿的分生區組織的原因
是_________________________
_____________________________，愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是_____________________________。步驟③青蒿葉片組織加入抗生素的作用是_____。
生長較為旺盛，分裂能力強，
分化程度低，容易得到愈傷組織
相關基因沒有在愈傷組織中表達
殺菌
(4)某小組對生根的青蒿繼續組織培養得到了黃花蒿幼苗，但是幼苗葉片顏色為黃色，可能的原因是培養基中沒有添加______元素，也可能是________________
__________。
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培育過程中沒有
鎂
給予光照第3課時　植物細胞工程
課標要求　1.闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。2.概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技術。3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率。
考點一　植物組織培養技術
1．細胞工程的概念
原理和方法 細胞生物學、分子生物學和發育生物學
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、個體或其產品
分類 植物細胞工程和動物細胞工程
2.植物細胞的全能性
定義 細胞經分裂和分化后，仍然具有產生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能
原因 生物體的每個細胞中都含有發育成完整個體所需的全套基因
大小比較 (1)受精卵>生殖細胞>體細胞；(2)分化程度低的細胞>分化程度高的細胞；(3)植物細胞>動物細胞
體現 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一個細胞，都可以繁殖出新的植株
未表現及 原因
表現條件 離體、營養物質、激素、適宜的溫度和pH
3.植物組織培養技術
(1)概念：將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
(2)理論基礎：植物細胞的全能性。
(3)基本過程
―→
①脫分化：在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞失去其特有的結構和功能，轉變成未分化的細胞，進而形成愈傷組織的過程。
②愈傷組織：脫分化產生的不定形的薄壁組織團塊。
③再分化：愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程。
(4)探究實踐——菊花的組織培養
源于選擇性必修3 P116“附錄1”：
(1)誘導菊花愈傷組織的培養基：在MS培養基中加入BA(芐基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，質量濃度均為0.5 mg/L。
(2)誘導菊花生芽的培養基：在MS培養基中加入BA和NAA，質量濃度分別為2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)誘導菊花生根的培養基：將上述MS培養基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量減半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，質量濃度均為0.1 mg/L。
觀察菊花的組織培養流程圖，探究以下問題：
(1)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，容易誘導形成愈傷組織，其他部分如葉、花全能性低，不易培養成完整植株。
(2)為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養的繁殖方式是無性繁殖？
提示　植物組織培養是在細胞有絲分裂和細胞分化的基礎上實現的，此過程并沒有生殖細胞的產生，所以是無性繁殖。
(3)在植物組織培養的過程中，為什么要求無菌操作？
提示　培養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基中的營養物質，并且產生大量對外植體有害的物質，導致外植體死亡。
1．下列關于細胞全能性的敘述，不正確的是(　　)
A．乳腺癌細胞易于進行離體培養，說明其全能性比較高
B．細胞具有全能性是因為細胞內含有發育所需的全套遺傳物質
C．離體的植物體活細胞，需要借助某些因子的作用使其表達出全能性
D．植物細胞具有全能性，而其他生物體細胞一般不具有全能性
答案　A
解析　乳腺癌細胞易于進行離體培養，但沒有產生完整有機體或分化成其他各種細胞，沒有體現全能性，A錯誤。
2.(不定項)(2023·山東菏澤高三期末)SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶，它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2，增強植物的抗逆性。下圖為培育能夠產生SOD農作物新品種的一種方式，有關敘述錯誤的是(　　)
植物細胞(二倍體)新細胞愈傷組織胚狀體―→新品種
A．①過程中最常用的方法是采用Ca2＋處理法將SOD基因導入植物細胞
B．②需要進行照光培養，以誘導葉綠素的形成
C．③表示再分化過程，無需嚴格的無菌操作
D．該育種方式利用了細胞工程和基因工程，能體現細胞的全能性
答案　ABC
解析　①過程中最常用的方法是采用農桿菌轉化法將SOD基因導入植物細胞，A錯誤；②表示脫分化過程，不需要在光照條件下進行，B錯誤；②、③分別表示脫分化、再分化過程，均需要在嚴格的無菌條件下完成，C錯誤；該育種方式利用了細胞工程和基因工程，從植物細胞培育成植物個體，能體現細胞的全能性，D正確。
歸納總結　植物組織培養過程中應注意的問題
(1)接種時注意外植體的方向，應將外植體的形態學下端插入培養基，不能倒插。
(2)培養一株完整的試管苗，必須先進行生芽培養，再進行生根培養。如果順序顛倒，先誘導生根，就不好誘導生芽了。
(3)菊花的組織培養中，愈傷組織的形成一般不需要光照，而在后續的培養過程中，需要一定量的光照。
(4)試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養生長，出瓶后一定要注意保溫、保濕。
(5)試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應給予較強光照、閉瓶煉苗，以促進幼苗向自養苗轉化。
考點二　植物體細胞雜交技術
1．過程
(1)過程①為去除細胞壁獲得原生質體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶。
(2)過程②為原生質體的融合，人工誘導的物理法包括電融合法、離心法等，化學法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)過程③為融合的原生質體再生出細胞壁，這是原生質體融合成功的標志。
(4)過程④為脫分化，過程⑤為再分化。
2．概念
植物體細胞雜交是指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。
3．意義
植物體細胞雜交技術在打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。
4．實例：白菜—甘藍、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。
5．局限性：目前有許多理論和技術未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現出雙親的性狀。
不同物種之間存在著天然的生殖隔離，利用傳統的有性雜交的方法很難得到雜種后代。科學家采用體細胞雜交的方法得到了“番茄—馬鈴薯”雜種植株。以下為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。
1．植物體細胞雜交實現的基礎和植物組織培養的理論基礎分別是什么？
提示　細胞膜的流動性；植物細胞的全能性。
2．將圖中的甲和乙兩種細胞去除細胞壁后誘導融合，若只考慮兩兩融合，可以形成哪幾種融合細胞？符合要求的雜種細胞是哪種？
提示　3種：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3．二倍體番茄和二倍體馬鈴薯細胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有多少個染色體組，是幾倍體？
提示　有四個染色體組；是四倍體。
4．從結果上看雜種植株在遺傳上有什么特點？從雜種植株的染色體組成上看屬于哪種變異類型？
提示　遺傳物質來自兩個親本，具有雙親的遺傳性狀；從染色體組成上看屬于染色體數目變異。
3．疣粒野生稻(2n＝24)對白葉枯病的抗性持久而且穩定，是理想的抗病育種材料。為了充分利用疣粒野生稻資源，通過采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)體細胞雜交的方法獲得后代，從而實現疣粒野生稻遺傳物質向栽培稻轉移。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．疣粒野生稻和栽培稻之間存在生殖隔離，自然條件下不能進行基因交流
B．兩種水稻細胞經酶解去壁、誘導融合后可通過觀察染色體數目篩選出雜種細胞
C．雜種水稻的組織培養過程需要更換培養基，提高生長素的比例有利于根的分化
D．經組織培養獲得的雜種幼苗，一般需要經過由無菌到有菌的煉苗過程才能用于生產實踐
答案　B
解析　兩種水稻細胞融合后的不同種類細胞中的染色體數目相同，故不能通過觀察染色體數目篩選出雜種細胞，需要觀察染色體形態，B錯誤。
4．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細胞雜交技術培育富含β-胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設計如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②中常用PEG誘導原生質體融合
C．“黃金大米”植株染色體數目為22
D．該技術體現了植物細胞具有全能性
答案　C
解析　過程①是獲得原生質體，需去除植物的細胞壁(主要由纖維素和果膠組成)，因此需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞，A正確；過程②中常用PEG誘導原生質體融合，是一種化學誘導法，B正確；“黃金大米”植株是兩種植株的融合體，染色體數目為44，C錯誤；該技術將雜種細胞培育成“黃金大米”植株，體現了植物細胞具有全能性，D正確。
歸納總結　植物體細胞雜交和有性雜交的辨析
考點三　植物細胞工程的應用
1．植物繁殖的新途徑
2．作物新品種的培育
項目 單倍體育種 突變體的利用
原理 染色體變異 基因突變
優點 明顯縮短育種年限 產生新基因，大幅度改良某些性狀
過程
3.細胞產物的工廠化生產
(1)次生代謝物
①概念：不是植物基本的生命活動所必需的產物，是一類小分子有機化合物。
②種類：酚類、萜類和含氮化合物等。
(2)生產的技術手段：植物細胞培養技術。
(3)優點：生產速度快。
(4)實例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細胞產物都已實現了工廠化生產。
源于選擇性必修3 P41“相關信息”：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著；次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
植物組織培養技術除了在農業上的應用外，還廣泛應用于細胞產物的工廠化生產。觀察圖示回答相關問題：
(1)完善細胞產物工廠化生產的流程：
(2)要提取細胞產物應培養到什么階段？
提示　若要提取細胞產物，應培養到愈傷組織階段。
5．(2023·湖南懷化高三模擬)植物組織培養技術可以實現優良品種的快速繁殖，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性
B．光照會抑制愈傷組織的形成，植物組織培養全過程均需避光進行
C．植物組織培養使用的MS培養基中并不都需添加植物激素
D．制備脫毒種苗時，脫毒苗比率與剝離的莖尖大小密切相關
答案　B
6．(不定項)下圖所示為利用體細胞誘變技術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．該育種過程所依據的原理有基因突變和植物細胞的全能性
B．為了充分利用營養物質，培養白三葉草組織細胞的培養基為液體培養基
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　BC
解析　該過程應用了植物組織培養技術，應用的是固體培養基，B項錯誤；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，基因的選擇性表達，RNA種類不同，C項錯誤。
歸納總結　植物體細胞雜交后的遺傳物質分析
(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。
(2)染色體組
①染色體組數＝兩種植物體細胞內染色體組數之和。
②植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。
1．(2022·浙江6月選考，23改編)下列關于菊花組織培養的敘述，正確的是(　　)
A．用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的酒精和次氯酸鈉的混合液消毒
B．培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換
C．組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石帶菌量低且營養豐富
D．再生植株需去除根部殘留的培養基進行鍛煉后才能移種大田
答案　D
解析　自然生長莖段的消毒屬于外植體消毒，先用體積分數為70%的酒精消毒，用無菌水清洗，再用質量分數為5%左右的次氯酸鈉處理，最后再用無菌水清洗，A錯誤；培養瓶用專用封口膜封口的目的是防止雜菌污染，并不影響氣體交換，B錯誤；組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石比較松軟，持水性也較好，有利于幼苗的生根和葉片的生長，C錯誤。
2．(2021·江蘇，5)植物組織培養技術常用于商業化生產，其過程一般為：無菌培養物的建立→培養物增殖→生根培養→試管苗移栽及鑒定。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．為獲得無菌培養物，外植體要消毒處理后才可接種培養
B．組織培養過程中也可無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結構
C．提高培養基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根
D．用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗不會出現變異
答案　D
解析　植物組織培養過程中應注意無菌操作，為獲得無菌培養物，外植體要經過表面消毒處理后，才能進行培養，所用的培養基必須徹底滅菌，A正確；生長素和細胞分裂素的比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培養基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根，C正確；用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗會出現變異，如在愈傷組織的培養過程中可能發生基因突變等變異，D錯誤。
3．(2021·湖北，6)月季在我國享有“花中皇后”的美譽。為了建立月季某新品種的快速繁殖體系，以芽體為外植體，在MS培養基中添加不同濃度的6－BA和IBA進行芽體增殖實驗，芽分化率(%)結果如表。
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
關于上述實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A．6－BA濃度大于4.0 mg·L－1時，芽分化率明顯降低
B．6－BA與IBA的比例為10∶1時芽分化率均高于其他比例
C．在培養基中同時添加適量的6－BA和IBA，可促進芽分化
D．2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是實驗處理中芽分化的最佳組合
答案　B
解析　據表可知，6－BA濃度為從4.0 mg·L－1到5.0 mg·L－1時，芽分化率降低非常明顯，故6－BA濃度大于4.0 mg·L－1時，芽分化率明顯降低，A正確；據表可知，當6－BA與IBA的比例為10∶1時，芽分化率為31%、95%、64%、30%、4%，因此6－BA與IBA的比例為10∶1時，芽分化率不一定都高于其他比例，B錯誤；據表可知，6－BA與IBA的比例會影響芽的分化率，因此在培養基中同時添加適量的6－BA和IBA，可促進芽分化，C正確；據表可知，芽分化率為95%是最高的，此時6－BA和IBA分別為2.0 mg·L－1、0.2 mg·L－1，是實驗處理中芽分化的最佳組合，D正確。
4．(2020·山東，13)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個細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胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂
C．過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合
D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段
答案　C
解析　植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，過程①需用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁獲得原生質體，A正確；紫外線屬于誘發變異的物理因素，紫外線照射的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂，B正確；過程③為誘導植物原生質體融合，常用離心法、電融合法、聚乙二醇融合法等方式處理，不用滅活的病毒誘導，C錯誤；普通小麥沒有耐鹽基因，耐鹽小麥的形成是將來自中間偃麥草的含有耐鹽基因的染色體片段整合到普通小麥染色體上的結果，D正確。
1．判斷關于細胞全能性和植物組織培養的敘述
(1)一般情況下，分化程度越高的細胞其全能性越低(　√　)
(2)無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照(　×　)
(3)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的(　×　)
(4)常選用胡蘿卜根的形成層進行組織培養(　√　)
(5)植物組織培養過程中生長素和細胞分裂素的比值始終不變(　×　)
(6)植物組織培養過程中所用器械需要進行消毒處理(　×　)
2．判斷關于植物體細胞雜交的敘述
(1)利用物理法或化學法可以直接將兩個植物細胞誘導融合(　×　)
(2)形成雜種細胞就完成了植物體細胞雜交過程(　×　)
(3)細胞融合時不只形成雜種細胞，還形成同種細胞融合的細胞(　√　)
(4)用纖維素酶和果膠酶酶解法獲得的植物原生質體失去了細胞全能性(　×　)
3．判斷關于植物細胞工程應用的敘述
(1)利用組織培養技術培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種(　×　)
(2)二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩定遺傳的植株(　×　)
(3)利用組織培養技術產生突變體，可直接培育出具有優良性狀的新品種(　×　)
(4)單倍體育種是通過培養花藥或花粉獲得植株的育種方法(　×　)
(5)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性(　√　)
4．填空默寫
(1)(選擇性必修3 P31)細胞工程：指應用細胞生物學、分子生物學和發育生物學等多學科的原理和方法，通過細胞器、細胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細胞、組織、器官、個體或其產品的一門綜合性的生物工程。
(2)(選擇性必修3 P35)脫分化：在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞失去其特有的結構和功能，轉變成未分化的細胞的過程。
(3)(選擇性必修3 P35)再分化：愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程。
(4)(選擇性必修3 P34)在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性，這是因為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。
(5)(選擇性必修3 P35)植物組織培養是指將離體的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
(6)(選擇性必修3 P37)在進行植物體細胞雜交之前，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。
(7)(選擇性必修3 P38)植物體細胞雜交技術在打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。
(8)(選擇性必修3 P41)植物細胞培養是指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術。
課時精練
一、選擇題：每小題給出的四個選項中只有一個符合題目要求。
1．將蘭花細胞培養成幼苗的過程中，下列不屬于必需條件的是(　　)
A．外植體細胞處于未分化狀態
B．細胞處于離體狀態
C．細胞具有完整的細胞核
D．營養物質和植物激素
答案　A
2．下列有關植物組織培養的敘述，正確的是(　　)
A．愈傷組織是一團有特定結構和功能的薄壁細胞
B．脫分化過程不需要植物激素，植物激素只在再分化過程中發揮作用
C．由于植物細胞都具有全能性，所以菊花的組織培養實驗中選材不會影響實驗的結果
D．生長素和細胞分裂素的使用順序和用量比例會影響植物組織培養的結果
答案　D
解析　愈傷組織是一團沒有特定結構和功能的薄壁細胞，A錯誤；脫分化過程中要用到生長素和細胞分裂素，B錯誤。
3．植物體細胞雜交育種的一個重要應用是將栽培品種與相關的野生資源作為親本，經過原生質體融合、選擇與再生，使栽培品種獲得野生型的抗性特征。下列說法錯誤的是(　　)
A．若雜種植株可育并能穩定地遺傳，就有可能形成農業上有用的新物種
B．體細胞雜交可轉移核染色體、細胞質DNA，在一定程度上克服遠緣雜交的不親和性
C．可用電激、聚乙二醇或滅活的病毒來誘導原生質體的融合
D．由二倍體親本體細胞雜交可獲得異源四倍體，與二倍體親本回交，產生不育的三倍體
答案　C
解析　可用電融合法、聚乙二醇融合法等來誘導原生質體的融合，但滅活病毒誘導法只能用于誘導動物細胞融合，C項錯誤；利用植物體細胞雜交得到的植株含有雙親的全部遺傳物質，因此由二倍體親本體細胞雜交可獲得可育的異源四倍體，與二倍體親本回交，產生不育的三倍體，D項正確。
4．(2023·山東棗莊高三期末)用植物細胞工程技術將天竺葵與香茅草進行雜交可產生驅蚊香草，使有驅蚊作用的香茅醛隨著植物的蒸騰作用散發到空氣中，達到驅蚊的效果。下列有關培養過程的敘述，錯誤的是(　　)
A．原生質體的融合常用PEG作為誘導劑
B．形成的愈傷組織其代謝類型是自養需氧型
C．由雜種細胞→雜種植株，要經過有絲分裂和細胞的分化
D．該項技術可克服遠緣雜交不親和的障礙
答案　B
解析　雜種細胞經組織培養形成的愈傷組織，自身不含葉綠素無法進行光合作用，其營養物質來自培養基，代謝類型是異養需氧型，B錯誤。
5．為培育抗旱性強、可溶性糖含量高的甘薯KT1，研究者設計如下流程。下列相關敘述不正確的是(　　)
A．該過程不需要考慮甘薯A、B的親緣關系遠近
B．過程①通過酶解法處理后，細胞進行減數分裂
C．過程②需要高爾基體參與再生出新的細胞壁
D．過程③需要控制生長素和細胞分裂素的比例
答案　B
解析　植物體細胞雜交技術克服了遠緣雜交不親和的障礙，所以該過程不需要考慮甘薯A、B的親緣關系遠近，A正確；過程①需要通過酶解法處理去除細胞壁，不進行減數分裂，B錯誤；雜種細胞形成的標志是形成新的細胞壁，高爾基體與植物細胞壁的形成有關，所以過程②需要高爾基體參與再生出新的細胞壁，C正確；過程③包括脫分化和再分化過程，需要控制生長素和細胞分裂素的比例，該比例不同會使愈傷組織向不同的方向分化，D正確。
6．(2023·遼寧營口高三調研)紫羅蘭(2n＝14)花色豐富、抗蟲性強、種子富含亞麻酸。為了讓油菜(2n＝38)具有紫羅蘭的諸多優良性狀，科研人員進行了下圖所示實驗。下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．制備原生質體時，可使植物細胞處于微弱的質壁分離狀態后再用酶解法處理
B．原生質體融合依賴膜的流動性，融合的原生質體形成細胞壁后再進行有絲分裂
C．紫羅蘭和油菜雜交也能獲得滿足需要的異源四倍體植株
D．融合原生質體后，可以利用選擇培養基從混合細胞群體中篩選出所需雜種植株
答案　C
解析　用酶解法制備原生質體時，需先用較高滲透壓的溶液處理植物細胞，使細胞處于微弱的質壁分離狀態，然后用酶消化去除細胞壁，獲得原生質體，A正確；原生質體融合依賴細胞膜的流動性，融合的原生質體只有重新形成細胞壁后，才可進行有絲分裂，B正確；紫羅蘭和油菜之間存在生殖隔離，不能雜交得到所需植株，C錯誤。
7．草莓營養價值較高，但草莓是無性繁殖，感染的病毒很容易傳給后代，導致品質變差。科研人員通過熱處理結合莖尖培養法，取得了較好的脫毒效果，實驗結果如下表(S代表成活率，D代表脫毒率)。下列相關敘述錯誤的是(　　)
莖尖長度(mm) 38 ℃熱處理時間(d)
10 20 30 40
0.3～0.5 S：36.7%；D：81.8% S：40.0%；D：83.3% S：30.0%；D：100% S：16.7%；D：100%
0.5～0.8 S：60.0%；D：66.7% S：60.0%；D：72.2% S：50.0%；D：93.3% S：40.0%；D：100%
0.8～1.0 S：93.3%；D：57.1% S：85.7%；D：69.2% S：60.0%；D：94.4% S：46.7%；D：92.8%
A.莖尖培養利用的原理是細胞的全能性
B．熱處理的目的可能是阻止病毒進入莖尖
C．脫分化時應給予光照促進愈傷組織的形成
D．一般情況下，脫毒率與莖尖大小呈負相關
答案　C
解析　脫分化時應避光處理，促進愈傷組織的形成，C項錯誤。
8．(2023·湖南婁底高三模擬)某實驗小組用紫外線照射法去除某種煙草細胞的細胞核，獲得保留細胞質(含葉綠體)且具有鏈霉素抗性的細胞甲，再與無鏈霉素抗性的該種煙草細胞乙進行體細胞雜交，篩選出雜種細胞丙，進而培育成雜種植株。下列敘述錯誤的是(　　)
A．培育形成的雜種植株與原有的煙草植株存在生殖隔離
B．細胞甲、乙雜交前，需用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁
C．為獲得雜種細胞丙，可利用含鏈霉素的選擇培養基進行篩選
D．雜種細胞發育為雜種植株須經外源生長素和細胞分裂素的誘導
答案　A
解析　培育形成的雜種植株丙具有細胞乙的細胞核，與原有的煙草植株屬于同一物種，不存在生殖隔離，A錯誤；細胞甲、乙雜交前，需用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，制備原生質體，然后誘導原生質體融合，B正確；雜種細胞丙具有鏈霉素的抗性，在培養基上加入鏈霉素，使未融合的乙細胞，以及乙細胞和乙細胞融合的細胞不能存活，從而篩選出雜種細胞丙，C正確；利用組織培養技術使雜種細胞發育為雜種植株，該過程須經外源生長素和細胞分裂素的誘導，D正確。
二、選擇題：每小題給出的四個選項中有一個或多個符合題目要求。
9．下列關于植物細胞工程的敘述，正確的是(　　)
A．不同種植物葉肉細胞融合時，應先去除細胞膜
B．葉肉細胞經脫分化后，可形成無定形狀態的薄壁細胞
C．葉肉細胞經過再分化過程，可形成愈傷組織
D．葉肉細胞離體培養時，可以表現出細胞的全能性
答案　BD
解析　不同種植物葉肉細胞融合時，應先用酶解法去除細胞壁；葉肉細胞經脫分化形成愈傷組織，即無定形狀態的薄壁細胞團，再分化形成胚狀體或叢芽，進而發育成小植株。
10．(2023·河北保定高三檢測)現有甲、乙兩種二倍體純種植物，甲植物的光合產量高于乙植物，但乙植物更適宜在鹽堿地種植(相關性狀均由核基因控制)。現要利用甲、乙兩種植物培育出高產、耐鹽的植株。下列技術可行的是(　　)
A．利用植物體細胞雜交技術，可以獲得符合要求的四倍體雜種植株
B．將乙種植物耐鹽基因導入甲種植物的體細胞中，可培育出所需植株
C．兩種植物雜交后，得到的F1再利用單倍體育種，可較快獲得所需植株
D．誘導兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理可培育出所需植株
答案　ABD
解析　利用植物體細胞雜交技術，獲得的雜種植株具有兩個親本的遺傳特性，可獲得符合要求的四倍體雜種植株；將乙種植物耐鹽基因導入甲種植物的體細胞中，再利用組織培養技術可培育出所需植株；甲、乙為不同物種，二者之間存在生殖隔離，一般不能雜交，即使雜交，形成的后代也是不可育的；誘導兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理，就會得到符合要求的四倍體純種植株。
11．紫杉醇是一種高效抗癌的藥物。國內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 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
下列敘述錯誤的是(　　)
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．培養基中的有機物僅能為愈傷組織提供能量
答案　ACD
解析　植物組織培養過程中，愈傷組織主要進行細胞生長和分裂，不能體現植物細胞的全能性，A錯誤；愈傷組織培養過程要在無菌條件下進行，以避免微生物的污染，B正確；由表格數據可知，兩組接種干重相似，但光照條件下收獲的愈傷組織干重和紫杉醇含量均低于黑暗條件下的，C錯誤；植物組織培養過程中，有機物可以為植物細胞提供必需的營養物質和能量，此外還可以調節滲透壓，D錯誤。
12.將綠色熒光蛋白和分泌蛋白融合基因連入表達載體后，通過PEG介導法，將表達載體導入擬南芥葉肉細胞原生質體，用熒光顯微鏡觀察蛋白質分泌的過程。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．通過鹽酸解離處理獲得原生質體
B．需用蒸餾水懸浮原生質體以便于載體導入
C．葉肉細胞用PEG處理后可直接導入載體
D．在細胞外觀察到熒光說明細胞分泌了蛋白質
答案　ABC
解析　制備植物原生質體的方法是酶解法，即利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁獲得，若用鹽酸處理會將細胞殺死，不能獲得原生質體，A錯誤；原生質體無細胞壁，在蒸餾水中會因過度吸水而漲破，故不能將原生質體懸浮在蒸餾水中，B錯誤；結合題干信息可知，葉肉細胞需去除細胞壁制成原生質體后再導入載體，C錯誤。
三、非選擇題
13．科學家用植物體細胞雜交技術，將番茄的原生質體和馬鈴薯的原生質體融合，成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，培育過程如圖所示，其中①～⑤表示過程，a～f表示細胞、組織或植株。據圖回答下列問題：
(1)在植物體細胞雜交技術中，過程①常用__________________酶處理植物細胞以除去細胞壁。
(2)過程②表示____________________，依據的生物學原理是________________________。
(3)與過程③密切相關的具有單層膜結構的細胞器是__________。
(4)在利用雜種細胞培育雜種植株的過程中，依據的原理是________________________，其中過程④表示________________過程，過程⑤涉及的細胞分裂方式為_____________________。
(5)若番茄細胞內含m條染色體，馬鈴薯細胞內含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”雜種植株的體細胞內含______________條染色體；若由雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培養得到的植株為幾倍體？________。
(6)如果形成c的原生質體a、b來源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的處理方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)纖維素酶和果膠　(2)誘導原生質體融合　細胞膜具有流動性　(3)高爾基體　(4)植物細胞的全能性　脫分化　有絲分裂　(5)m＋n　單倍體　(6)用適宜濃度的秋水仙素處理萌發的番茄種子或幼苗
解析　(5)植物體細胞雜交得到的雜種細胞中染色體數目是番茄細胞和馬鈴薯細胞中染色體數目之和，即m＋n；若培育成的雜種植株是四倍體，則該雜種植株的花粉經離體培養得到的植株是單倍體，因為其是由配子(如花粉)發育而來的。(6)利用同一株植物的體細胞融合得到的植株是同源多倍體，獲得同源多倍體更常用且有效的方法是利用適宜濃度的秋水仙素處理萌發的植物種子或幼苗。
14．青蒿素被譽為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，幾乎不溶于水，且對熱不穩定，所以提取工藝一直難以突破。中國科學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2015年諾貝爾生理學或醫學獎。如圖為組織培養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)建立無菌體系時，需要用到______________的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失綠，所以浸泡時間要短，而且酒精處理后馬上要用____________沖洗。獲得愈傷組織屬于植物組織培養技術過程中的__________階段。
(2)題中④培養基與③培養基是否一致，并請說明理由：________________________________。
(3)組織培養過程中外植體通常選取黃花蒿的分生區組織的原因是_______________________
_____________________________________________________________，愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是________________________________________________________________。步驟③青蒿葉片組織加入抗生素的作用是___________________________________________。
(4)某小組對生根的青蒿繼續組織培養得到了黃花蒿幼苗，但是幼苗葉片顏色為黃色，可能的原因是培養基中沒有添加________元素，也可能是_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案　(1)體積分數為70%　無菌水　脫分化　(2)否，激素的種類和比例不同　(3)生長較為旺盛，分裂能力強，分化程度低，容易得到愈傷組織　相關基因沒有在愈傷組織中表達　殺菌　(4)鎂　培育過程中沒有給予光照第3課時　植物細胞工程
課標要求　1.闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細胞在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。2.概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技術。3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率。
考點一　植物組織培養技術
1．細胞工程的概念
原理和方法 細胞生物學、分子生物學和發育生物學
操作水平 ________、細胞或________水平
目的 獲得特定的________________________或其產品
分類 植物細胞工程和動物細胞工程
2.植物細胞的全能性
定義 細胞經分裂和分化后，仍然具有 或 的潛能
原因 生物體的每個細胞中都含有發育成完整個體所需的________
大小比較 (1)受精卵>生殖細胞>體細胞；(2)分化程度低的細胞>分化程度高的細胞；(3)植物細胞>動物細胞
體現 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一個細胞，都可以繁殖出新的植株
未表現及 原因
表現條件 離體、營養物質、激素、適宜的溫度和pH
3.植物組織培養技術
(1)概念：將離體的________________________等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成________________的技術。
(2)理論基礎：植物細胞的________。
(3)基本過程
―→
①脫分化：在一定的激素和營養等條件的誘導下，已經分化的細胞失去其特有的__________，轉變成________的細胞，進而形成愈傷組織的過程。
②愈傷組織：脫分化產生的____________團塊。
③再分化：愈傷組織重新分化成________等器官的過程。
(4)探究實踐——菊花的組織培養
源于選擇性必修3 P116“附錄1”：
(1)誘導菊花________________的培養基：在MS培養基中加入BA(芐基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，質量濃度均為0.5 mg/L。
(2)誘導菊花________的培養基：在MS培養基中加入BA和NAA，質量濃度分別為2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)誘導菊花________的培養基：將上述MS培養基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量減半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，質量濃度均為0.1 mg/L。
觀察菊花的組織培養流程圖，探究以下問題：
(1)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？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(2)為什么說從繁殖方式上看，植物組織培養的繁殖方式是無性繁殖？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(3)在植物組織培養的過程中，為什么要求無菌操作？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1．下列關于細胞全能性的敘述，不正確的是(　　)
A．乳腺癌細胞易于進行離體培養，說明其全能性比較高
B．細胞具有全能性是因為細胞內含有發育所需的全套遺傳物質
C．離體的植物體活細胞，需要借助某些因子的作用使其表達出全能性
D．植物細胞具有全能性，而其他生物體細胞一般不具有全能性
2. (不定項)(2023·山東菏澤高三期末) SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶，它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2，增強植物的抗逆性。下圖為培育能夠產生SOD農作物新品種的一種方式，有關敘述錯誤的是(　　)
植物細胞(二倍體)新細胞愈傷組織胚狀體―→新品種
A．①過程中最常用的方法是采用Ca2＋處理法將SOD基因導入植物細胞
B．②需要進行照光培養，以誘導葉綠素的形成
C．③表示再分化過程，無需嚴格的無菌操作
D．該育種方式利用了細胞工程和基因工程，能體現細胞的全能性
歸納總結　植物組織培養過程中應注意的問題
(1)接種時注意外植體的方向，應將外植體的形態學下端插入培養基，不能倒插。
(2)培養一株完整的試管苗，必須先進行生芽培養，再進行生根培養。如果順序顛倒，先誘導生根，就不好誘導生芽了。
(3)菊花的組織培養中，愈傷組織的形成一般不需要光照，而在后續的培養過程中，需要一定量的光照。
(4)試管苗一般在高濕、弱光、恒溫等條件下培養生長，出瓶后一定要注意保溫、保濕。
(5)試管苗的光合作用能力弱，在移栽前應給予較強光照、閉瓶煉苗，以促進幼苗向自養苗轉化。
考點二　植物體細胞雜交技術
1．過程
(1)過程①為去除________獲得原生質體，用到的酶是________________和________。
(2)過程②為________________的融合，人工誘導的物理法包括________________、________等，化學法包括________________、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)過程③為融合的原生質體再生出________，這是原生質體融合成功的標志。
(4)過程④為________，過程⑤為________。
2．概念
植物體細胞雜交是指將__________________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______________的技術。
3．意義
植物體細胞雜交技術在打破______________，實現________雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。
4．實例：白菜—甘藍、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。
5．局限性：目前有許多理論和技術未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現出雙親的性狀。
不同物種之間存在著天然的生殖隔離，利用傳統的有性雜交的方法很難得到雜種后代。科學家采用體細胞雜交的方法得到了“番茄—馬鈴薯”雜種植株。以下為植物體細胞雜交技術流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。
1．植物體細胞雜交實現的基礎和植物組織培養的理論基礎分別是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2．將圖中的甲和乙兩種細胞去除細胞壁后誘導融合，若只考慮兩兩融合，可以形成哪幾種融合細胞？符合要求的雜種細胞是哪種？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．二倍體番茄和二倍體馬鈴薯細胞雜交得到的“番茄—馬鈴薯”有多少個染色體組，是幾倍體？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4．從結果上看雜種植株在遺傳上有什么特點？從雜種植株的染色體組成上看屬于哪種變異類型？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．疣粒野生稻(2n＝24)對白葉枯病的抗性持久而且穩定，是理想的抗病育種材料。為了充分利用疣粒野生稻資源，通過采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)體細胞雜交的方法獲得后代，從而實現疣粒野生稻遺傳物質向栽培稻轉移。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．疣粒野生稻和栽培稻之間存在生殖隔離，自然條件下不能進行基因交流
B．兩種水稻細胞經酶解去壁、誘導融合后可通過觀察染色體數目篩選出雜種細胞
C．雜種水稻的組織培養過程需要更換培養基，提高生長素的比例有利于根的分化
D．經組織培養獲得的雜種幼苗，一般需要經過由無菌到有菌的煉苗過程才能用于生產實踐
4．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均為二倍體植物，某實驗小組擬用體細胞雜交技術培育富含β 胡蘿卜素的“黃金大米”植株，過程設計如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②中常用PEG誘導原生質體融合
C．“黃金大米”植株染色體數目為22
D．該技術體現了植物細胞具有全能性
歸納總結　植物體細胞雜交和有性雜交的辨析
考點三　植物細胞工程的應用
1．植物繁殖的新途徑
2．作物新品種的培育
項目 單倍體育種 突變體的利用
原理 染色體變異 基因突變
優點 明顯縮短育種年限 產生新基因，大幅度改良某些性狀
過程
3.細胞產物的工廠化生產
(1)次生代謝物
①概念：不是植物基本的生命活動所________的產物，是一類小分子有機化合物。
②種類：酚類、萜類和含氮化合物等。
(2)生產的技術手段：______________________技術。
(3)優點：________________。
(4)實例：人參、三七、紫草和紅豆杉的細胞產物都已實現了工廠化生產。
源于選擇性必修3 P41“相關信息”：初生代謝是生物生長和生存所________的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著；次生代謝________生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
植物組織培養技術除了在農業上的應用外，還廣泛應用于細胞產物的工廠化生產。觀察圖示回答相關問題：
(1)完善細胞產物工廠化生產的流程：
(2)要提取細胞產物應培養到什么階段？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
5．(2023·湖南懷化高三模擬)植物組織培養技術可以實現優良品種的快速繁殖，下列有關敘述錯誤的是(　　)
A．用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性
B．光照會抑制愈傷組織的形成，植物組織培養全過程均需避光進行
C．植物組織培養使用的MS培養基中并不都需添加植物激素
D．制備脫毒種苗時，脫毒苗比率與剝離的莖尖大小密切相關
6．(不定項)下圖所示為利用體細胞誘變技術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．該育種過程所依據的原理有基因突變和植物細胞的全能性
B．為了充分利用營養物質，培養白三葉草組織細胞的培養基為液體培養基
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
歸納總結　植物體細胞雜交后的遺傳物質分析
(1)遺傳特性：雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。
(2)染色體組
①染色體組數＝兩種植物體細胞內染色體組數之和。
②植物體細胞雜交形成的雜種植株，有幾個染色體組就稱為幾倍體。
1．(2022·浙江6月選考，23改編)下列關于菊花組織培養的敘述，正確的是(　　)
A．用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的酒精和次氯酸鈉的混合液消毒
B．培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換
C．組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石帶菌量低且營養豐富
D．再生植株需去除根部殘留的培養基進行鍛煉后才能移種大田
2．(2021·江蘇，5)植物組織培養技術常用于商業化生產，其過程一般為：無菌培養物的建立→培養物增殖→生根培養→試管苗移栽及鑒定。下列相關敘述錯誤的是(　　)
A．為獲得無菌培養物，外植體要消毒處理后才可接種培養
B．組織培養過程中也可無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結構
C．提高培養基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根
D．用同一植株體細胞離體培養獲得的再生苗不會出現變異
3．(2021·湖北，6)月季在我國享有“花中皇后”的美譽。為了建立月季某新品種的快速繁殖體系，以芽體為外植體，在MS培養基中添加不同濃度的6－BA和IBA進行芽體增殖實驗，芽分化率(%)結果如表。
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
關于上述實驗，下列敘述錯誤的是(　　)
A．6－BA濃度大于4.0 mg·L－1時，芽分化率明顯降低
B．6－BA與IBA的比例為10∶1時芽分化率均高于其他比例
C．在培養基中同時添加適量的6－BA和IBA，可促進芽分化
D．2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是實驗處理中芽分化的最佳組合
4．(2020·山東，13)兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個細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胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞
B．過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂
C．過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合
D．耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段
1．判斷關于細胞全能性和植物組織培養的敘述
(1)一般情況下，分化程度越高的細胞其全能性越低(　　)
(2)無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照(　　)
(3)愈傷組織是外植體通過脫分化和再分化后形成的(　　)
(4)常選用胡蘿卜根的形成層進行組織培養(　　)
(5)植物組織培養過程中生長素和細胞分裂素的比值始終不變(　　)
(6)植物組織培養過程中所用器械需要進行消毒處理(　　)
2．判斷關于植物體細胞雜交的敘述
(1)利用物理法或化學法可以直接將兩個植物細胞誘導融合(　　)
(2)形成雜種細胞就完成了植物體細胞雜交過程(　　)
(3)細胞融合時不只形成雜種細胞，還形成同種細胞融合的細胞(　　)
(4)用纖維素酶和果膠酶酶解法獲得的植物原生質體失去了細胞全能性(　　)
3．判斷關于植物細胞工程應用的敘述
(1)利用組織培養技術培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種(　　)
(2)二倍體植株的花粉經脫分化與再分化后得到穩定遺傳的植株(　　)
(3)利用組織培養技術產生突變體，可直接培育出具有優良性狀的新品種(　　)
(4)單倍體育種是通過培養花藥或花粉獲得植株的育種方法(　　)
(5)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性(　　)
4．填空默寫
(1)(選擇性必修3 P31)細胞工程：____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)(選擇性必修3 P35)脫分化：______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)(選擇性必修3 P35)再分化：______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)(選擇性必修3 P34)在生物的生長發育過程中，并不是所有的細胞都表現出全能性，這是因為在___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)(選擇性必修3 P35)植物組織培養是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)(選擇性必修3 P37)在進行植物體細胞雜交之前，必須先用__________________________去除細胞壁。
(7)(選擇性必修3 P38)植物體細胞雜交技術在打破________________，實現______________育種，培育________________等方面展示出獨特的優勢。
(8)(選擇性必修3 P41)植物細胞培養是指______________________________________________
_______________________________________________________________________________。

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