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课时3　通过体细胞杂交可获得新的植物体
课时概念解析　本课时的概念为“植物体细胞杂交是将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术”，该概念的建构需要以下概念或证据的支持：
(1)体细胞杂交可以将不同细胞间的遗传物质融合；(2)体细胞的有效融合需要获得有活性的原生质体。
1.植物体细胞杂交的定义
植物体细胞杂交是将两个来自________种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的________的技术。
2.植物体细胞杂交的过程
3.植物体细胞杂交技术的优点及应用
(1)优点：克服远缘杂交的________性，获得新品种。
(2)应用：广泛应用于多种植物的育种研究。
[辨正误]
(1)植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程。(　　)
(2)在酶解法降解植物细胞壁时，应在等渗溶液中进行，以防止原生质体失水死亡。(　　)
(3)杂种细胞培育成一个完整新植物体的过程，体现了植物细胞的全能性。(　　)
(4)植物体细胞杂交技术打破了不同物种之间的生殖隔离，实现了远缘杂交。(　　)
(科学实验和探究情境)白菜(2N＝20)和甘蓝(2N＝18)属于芸薹属的两个不同物种，存在生殖隔离，种间杂交获得的后代不可育，并非真正的杂种。科学家通过植物体细胞杂交技术，获得了真正的白菜－甘蓝杂种。
请分析回答下列问题：
(1)诱导白菜原生质体与甘蓝原生质体融合时，可采用哪些措施？___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(2)白菜的叶肉细胞呈现绿色，而甘蓝的叶肉细胞呈现紫色，原因分别是什么？
___________________________________________________________________
____________________________________________________________________
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(3)仅考虑两两融合的情况，诱导融合后得到的细胞可能有哪几种？如何通过简单的方法筛选出杂种细胞？_____________________________________
___________________________________________________________________
【典例应用】
例1 (2024·杭州二中选考模拟)下图是分离烟草原生质体的过程，下列说法错误的是(　　)
A.制备原生质体的叶片应采用高压蒸汽进行消毒
B.制备原生质体的酶溶液可能含纤维素酶和果胶酶
C.血细胞计数板是检测原生质体密度的工具之一
D.分离出的烟草原生质体可用于植物体细胞杂交
例2 (2024·百校联盟高二联考)马铃薯青枯病由雷尔氏菌引起，会造成严重的产量损失。研究人员发现了具有青枯病抗性的茄子，尝试用植物细胞工程中相关技术培养出抗病马铃薯，部分操作过程如下图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.①过程可使用胰蛋白酶进行处理
B.可以使用灭活的病毒促进②过程
C.④接种雷尔氏菌淘汰非杂种植株
D.图示育种过程原理是染色体变异
1.(2023·广东卷，12改编)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.聚乙二醇诱导可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂种细胞
D.杂种细胞可能具有生长快速的优势
2.(2024·湖北卷，11)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
3.(2021·福建卷，11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是(　　)
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
4.(2020·浙江1月选考，29节选)回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
(1)为了获取某植物叶片无菌的原生质体，先将叶片经表面消毒并去除下表皮，再将其置于经________处理的较高渗透压的混合酶液中。酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该原生质体的活性，可采用的方法有____________________________________________________________________
___________________________________________________________________
(答出2点即可)。
(2)原生质体在培养过程中，只有重新形成________后，才可进行有丝分裂。多次分裂形成的小细胞团可通过________或器官发生的途径再生植株。
课时3　通过体细胞杂交可获得新的植物体
自主建构
1．不同　植物体
2．专一　纤维素　果胶　流动性　电刺激　离心　聚乙二醇　全能性　愈伤组织
3．(1)不亲和
辨正误
(1)×　提示：植物体细胞杂交技术最终获得的是由杂种细胞组培形成的新的植物体。
(2)×　提示：在用酶解法降解细胞壁之前，要先用较高渗透压溶液处理细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏。
(3)√　(4)√
合作探究
(1)提示：电刺激、离心、振荡、聚乙二醇等。
(2)提示：白菜的叶肉细胞的叶绿体中含有较多的叶绿素，因此呈现绿色；甘蓝叶肉细胞的液泡中含有较多紫色的花青素，因此呈现紫色。
(3)提示：白菜－白菜融合型、甘蓝－甘蓝融合型和白菜－甘蓝融合型。可通过显微镜观察融合产生的细胞，同时观察到绿色叶绿体和紫色液泡的细胞通常即为杂种细胞。
典例应用
例1　A　[高压蒸汽会使原生质体失活，A错误；纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞的细胞壁从而得到原生质体，B正确；显微镜下可以通过血细胞计数板观察统计原生质体的数目，从而计算密度，C正确；分离出的烟草原生质体可以在物理、化学条件下，如聚乙二醇诱导，与其他原生质体融合，D正确。]
例2　D
感悟真题
1．C　[在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用聚乙二醇诱导可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，C错误；杂种细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。]
2．B　[酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。]
3．D　[愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现双亲的优良性状，B错误；可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生，C错误；由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体，D正确。]
4．(1)过滤灭菌　染色法、渗透吸水失水
(2)细胞壁　体细胞胚发生
解析　(1)测定该原生质体的活性，可利用细胞膜具有选择透过性等原理，故采用的方法有染色法、渗透吸水失水等。(2)原生质体在培养过程中，只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂。将多次分裂形成的小细胞团培养为再生植株，可通过体细胞胚发生途径或器官发生途径，两者的区别在于是否出现胚状体。(共27张PPT)
第二章　植物细胞工程
课时3　
通过体细胞杂交可获得新的植物体
本课时的概念为“植物体细胞杂交是将两个来自不同种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的植物体的技术”，该概念的建构需要以下概念或证据的支持：
(1)体细胞杂交可以将不同细胞间的遗传物质融合；(2)体细胞的有效融合需要获得有活性的原生质体。
课时概念解析
目录 CONTENTS
感悟真题
合作探究
课时概念图
自主建构
1.植物体细胞杂交的定义
植物体细胞杂交是将两个来自______种植物的体细胞融合成一个杂种细胞，并将杂种细胞培育成新的________的技术。
不同
植物体
2.植物体细胞杂交的过程
专一
纤维素
果胶
流动性
电刺激
离心
聚乙二醇
全能性
愈伤
组织
3.植物体细胞杂交技术的优点及应用
(1)优点：克服远缘杂交的________性，获得新品种。
(2)应用：广泛应用于多种植物的育种研究。
不亲和
×
[辨正误]
(1)植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程。( )
提示：植物体细胞杂交技术最终获得的是由杂种细胞组培形成的新的植物体。
(2)在酶解法降解植物细胞壁时，应在等渗溶液中进行，以防止原生质体失水死亡。( )
提示：在用酶解法降解细胞壁之前，要先用较高渗透压溶液处理细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏。
(3)杂种细胞培育成一个完整新植物体的过程，体现了植物细胞的全能性。( )
(4)植物体细胞杂交技术打破了不同物种之间的生殖隔离，实现了远缘杂交。( )
×
√
√
●(生命科学史情境)1960年英国植物生理学家科金(Cocking)用酶解法去除植物细胞壁，分离出了植物原生质体。
植物的原生质体
请分析回答下列问题：
(1)科金所选用的是什么酶？
提示：纤维素酶和果胶酶。
(2)科金在用酶解法降解细胞壁之前，先用较高渗透压溶液处理细胞，他这样做的目的是什么？
提示：使细胞处于微弱的质壁分离状态，这样有利于完整的原生质体的释放，防止原生质体被破坏。
(3)科金发现，所获得的原生质体呈球形，不再是原来植物细胞的形态，这说明了细胞壁具有什么功能？
提示：维持细胞的形态。
植物的原生质体
(科学实验和探究情境)白菜(2N＝20)和甘蓝(2N＝18)属于芸薹属的两个不同物种，存在生殖隔离，种间杂交获得的后代不可育，并非真正的杂种。科学家通过植物体细胞杂交技术，获得了真正的白菜－甘蓝杂种。
请分析回答下列问题：
(1)诱导白菜原生质体与甘蓝原生质体融合时，可采用哪些措施？
提示：电刺激、离心、振荡、聚乙二醇等。
(2)白菜的叶肉细胞呈现绿色，而甘蓝的叶肉细胞呈现紫色，原因分别是什么？
提示：白菜的叶肉细胞的叶绿体中含有较多的叶绿素，因此呈现绿色；甘蓝叶肉细胞的液泡中含有较多紫色的花青素，因此呈现紫色。
(3)仅考虑两两融合的情况，诱导融合后得到的细胞可能有哪几种？如何通过简单的方法筛选出杂种细胞？
提示：白菜－白菜融合型、甘蓝－甘蓝融合型和白菜－甘蓝融合型。可通过显微镜观察融合产生的细胞，同时观察到绿色叶绿体和紫色液泡的细胞通常即为杂种细胞。
●为什么说杂种细胞的鉴定和筛选以及杂种植株的鉴定和选育是获得真正杂种的必要过程？
提示：①一个融合体系中的细胞并非均为杂种细胞；②同一体系中再生的植株并非均为体细胞杂种植株；③即使得到了杂种细胞，培养过程中也可能出现染色体丢失、结构异常等情况。
●获得的白菜－甘蓝杂种是否可育？为什么？(不考虑染色体畸变)
提示：可育。因为白菜－甘蓝为异源四倍体，含有白菜的2个染色体组和甘蓝的2个染色体组，可以通过减数分裂产生正常的配子。
●(1)原生质体是植物细胞去除细胞壁之后的剩余部分，可用于植物体细胞杂交。
(2)将两个来自不同种植物的原生质体融合在一起，所依据的是细胞膜(质膜)的流动性；将杂种细胞培育成新的植物体，需要用到植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性。
(3)植物体细胞杂交包括原生质体制备、原生质体融合和植物组织培养三个过程，没有发生减数分裂，因此不会出现同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合行为，不遵循孟德尔定律，生殖类型为无性生殖。
(4)如果没有染色体丢失，植物体细胞杂交育种所得新品种的染色体数目为两个亲本物种染色体数目的和，发生了染色体数目变异，通常为异源四倍体。
(5)植物体细胞杂交技术可用于多倍体育种如下图：
(6)植物体细胞杂交的结果是获得杂种植株。
A
例1 (2024·杭州二中选考模拟)下图是分离烟草原生质体的过程，下列说法错误的是(　　)
【典例应用 】
A.制备原生质体的叶片应采用
高压蒸汽进行消毒
B.制备原生质体的酶溶液可能
含纤维素酶和果胶酶
C.血细胞计数板是检测原生质体密度的工具之一
D.分离出的烟草原生质体可用于植物体细胞杂交
解析：高压蒸汽会使原生质体失活，A错误；
纤维素酶和果胶酶可以水解植物细胞的细胞壁从而得到原生质体，B正确；
显微镜下可以通过血细胞计数板观察统计原生质体的数目，从而计算密度，C正确；
分离出的烟草原生质体可以在物理、化学条件下，如聚乙二醇诱导，与其他原生质体融合，D正确。
A.制备原生质体的叶片应采用高压蒸汽进行消毒
B.制备原生质体的酶溶液可能含纤维素酶和果胶酶
C.血细胞计数板是检测原生质体密度的工具之一
D.分离出的烟草原生质体可用于植物体细胞杂交
例2 (2024·百校联盟高二联考)马铃薯青枯病由雷尔氏菌引起，会造成严重的产量损失。研究人员发现了具有青枯病抗性的茄子，尝试用植物细胞工程中相关技术培养出抗病马铃薯，部分操作过程如下图。下列相关叙述正确的是(　　)
A.①过程可使用胰蛋白酶进行处理
B.可以使用灭活的病毒促进②过程
C.④接种雷尔氏菌淘汰非杂种植株
D.图示育种过程原理是染色体变异
D
C
1.(2023·广东卷，12改编)人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是(　　)
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.聚乙二醇诱导可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂种细胞
D.杂种细胞可能具有生长快速的优势
解析：在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；
人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用聚乙二醇诱导可促进细胞融合，B正确；
融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，C错误；
杂种细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。
B
2.(2024·湖北卷，11)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
解析：酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；
过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；
过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；
植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
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
D
3.(2021·福建卷，11)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是(　　)
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
解析：愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；
由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现双亲的优良性状，B错误；
可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生，C错误；
由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体，D正确。
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
4.(2020·浙江1月选考，29节选)回答与基因工程和植物克隆有关的问题：
(1)为了获取某植物叶片无菌的原生质体，先将叶片经表面消毒并去除下表皮,再将其置于经___________处理的较高渗透压的混合酶液中。酶解后，经多次离心获得原生质体。然后测定该原生质体的活性，可采用的方法有_______________________________________ (答出2点即可)。
(2)原生质体在培养过程中，只有重新形成________后，才可进行有丝分裂。多次分裂形成的小细胞团可通过______________或器官发生的途径再生植株。
过滤灭菌
染色法、渗透吸水失水
细胞壁
体细胞胚发生
解析：(1)测定该原生质体的活性，可利用细胞膜具有选择透过性等原理，故采用的方法有染色法、渗透吸水失水等。
(2)原生质体在培养过程中，只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂。将多次分裂形成的小细胞团培养为再生植株，可通过体细胞胚发生途径或器官发生途径，两者的区别在于是否出现胚状体。课时精练8 通过体细胞杂交可获得新的植物体
(时间：30分钟分值：50分)
选择题：第1～10题，每小题3分，共30分。
【基础对点】
题型1　原生质体的制备
1.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列可用于去除细胞壁的物质是(　　)
蛋白酶 纤维素酶
盐酸 淀粉酶
2.下列关于原生质体及其制备的叙述，错误的是(　　)
用纤维素酶和果胶酶能降解植物细胞壁，体现了酶的专一性
失去细胞壁的原生质体呈现出球形，体现了细胞壁维持细胞形态的作用
细胞壁具有全透性，与细胞的选择透过性无关
在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液中，原生质体会因吸水发生适度膨胀
3.下列关于制备原生质体的叙述，正确的是(　　)
用酶解法制备原生质体时，需先用较低渗透压的溶液处理植物细胞，使其吸水
降解细胞壁之前要用0.5～0.6 mol/L的甘露醇等低渗溶液处理植物细胞
处理的植物细胞可以是根尖、愈伤组织或悬浮培养细胞，但不能是叶片细胞
充足光照下，菠菜叶肉细胞制备的原生质体中可以观察到叶绿体和胞质环流
4.荧光素双醋酸酯(FDA)染色法常用于检测原生质体的活力，其原理是FDA本身无荧光，其可自由通过完整的原生质体膜，被细胞内酯酶分解成能产生绿色荧光的荧光素，并在细胞内积累，因此有活力的原生质体中有绿色荧光产生。下列叙述错误的是(　　)
原生质体膜可以控制物质进出原生质体
FDA通过原生质体膜的方式是易化扩散
推测原生质体的活力越高，用FDA染色后细胞内荧光的强度越强
该染色法可用于观察细胞液颜色较浅的植物细胞的质壁分离
5.(2024·新阵地联盟联考)某科研小组探究一定浓度的酶液对大豆根和叶片组织进行原生质体分离的影响，记录实验数据如下表：
酶解时间/h 原生质体产量(鲜重/g) 原生质体活力/%
根 叶 根 叶 根 叶
6 2 1.06 9.6 60.5 79.2
12 4 1.14 17.4 59.2 70.3
16 6 1.46 16.9 59.1 71.2
18 8 1.22 15.3 52.1 68.6
20 10 1.31 10.2 50.1 50.8
下列说法中错误的是(　　)
大豆原生质体制备过程中使用的酶液中含有多种酶，其中一定含有纤维素酶、果胶酶
大豆根的相对最佳酶解时间是16 h，理由是16 h的酶解原生质体产量和活力都较高
影响大豆原生质体产量和活力的因素除了酶解时间外，还有酶浓度、酶解温度等
大豆原生质体的产量先升后降的原因是酶解时间过长，导致较早分离出的原生质体重新形成了新的细胞壁
题型2　植物体细胞杂交
6.下列有关植物体细胞杂交技术的说法中，错误的是(　　)
可以通过酶解法先获得有活力的原生质体，再完成原生质体的融合
人工诱导原生质体融合时可用物理或化学的方法
利用此技术获得的杂种植株一定能同时表现出两个亲本的所有优良性状
植物体细胞杂交的意义在于克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍
7.(2024·西城区高二期末)两烟草品系革新一号(2n＝48)和粉蓝(2n＝24)通过植物体细胞杂交获得了一个体细胞杂种。该杂种具有72条染色体，形态上有别于双亲，自交可结实，但结实率随温度变化而有所不同。下列叙述错误的是(　　)
其中原生质体融合体现了细胞膜具有一定的流动性
体细胞杂种自交可结实说明双亲无生殖隔离
体细胞杂种减数分裂时，双亲染色体相对独立
温度可能影响体细胞杂种减数分裂时的染色体行为
8.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析正确的是(　　)
经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
图中①至⑤过程涉及细胞的分裂和分化，但不涉及减数分裂
通过植物体细胞杂交技术我们最终目的是得到含有细胞壁的杂种细胞
经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
9.(2024·金华十校联考)如图是研究人员利用甘蓝和萝卜的体细胞为材料获得甘蓝萝卜杂种植株的操作流程图。下列叙述错误的是(　　)
需将两种植物细胞置于较高渗透压的溶液中，利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
图中X是愈伤组织，除图示途径外，还可通过形成胚状体获得再生植株
培养基中的生长素相对浓度大于细胞分裂素浓度时利于出芽
若在融合过程中会丢失来自甘蓝的染色体，利用这一特点可对甘蓝进行基因定位
10.(2024·东城区高二期末)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。下列相关叙述错误的是(　　)
过程①常使用的是纤维素酶和果胶酶
过程②常采用聚乙二醇或离心、振荡、电刺激等诱导
经过②获得的两两融合细胞均为所需杂种细胞
获得的植株C染色体组成与柑橘A、B均不相同
【综合提升】
11.(20分)(2024·金华十校联考)由于长期的人为定向选择及栽培，花椰菜(2n＝18，用MM表示)对黑腐病无抗性，黑芥(2n＝16，用NN表示)为花椰菜近缘野生种，其对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，获得抗黑腐病的杂合植株。
(1)(4分)图①是有活力的原生质体，其是用____________酶处理植物细胞后获得的。
(2)(2分)利用________诱导黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，显微镜观察，初步筛选出融合细胞，继续培养。
(3)(8分)融合细胞经过________过程形成图②的愈伤组织，再经过________过程形成图③。理论上获得的杂种植株染色体组成为________(用字母M和N表示)，含有________个染色体组。
(4)(4分)如果要检测上述技术是否成功改造花椰菜，使其具有了黑芥对黑腐病的抗性，该如何设计实验？请写出实验思路。________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
___________________________________________________________________。
(5)(2分)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表。
植株 染色体数/条
花椰菜 18
黑芥 16
杂合新植株H1 58
杂合新植株H2 19
杂合新植株H3 30
表中数据显示，杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
课时精练8　通过体细胞杂交可获得新的植物体
1．B
2．D　[在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液中，原生质体会因失水发生轻微的质壁分离，D错误。]
3．D　[用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使其失水，处于微弱的质壁分离状态，A错误；降解细胞壁之前要用0.5～0.6 mol/L的甘露醇等高渗溶液处理植物细胞，B错误；处理的植物细胞可以是根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，C错误。]
4．B　[荧光素分子是细胞内产生的，在细胞内积累，不能出细胞，显然，原生质体膜可以控制物质进出原生质体，A正确；“FDA本身无荧光，可自由通过完整的原生质体膜”，说明FDA进入细胞的方式是扩散，B错误；一定范围内，原生质体活力越高，经细胞内酯酶分解产生的荧光素就越多，细胞内荧光强度越强，C正确；根据该染色法的原理分析，经过染色处理后能显示原生质体的范围，故可用于观察细胞液颜色较浅的植物细胞的质壁分离，D正确。]
5．D　[大豆细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，制备原生质体需要去除细胞壁，因此酶液中含有纤维素酶和果胶酶，A正确；根据图示，大豆根在酶解16 h时，原生质体的产量最高，原生质体的活力也较高，因此16 h是酶解的最佳时间，B正确；酶浓度、酶解温度均会影响酶解效率，从而影响原生质体产量和活力，C正确；大豆原生质体产量先升后降的原因是酶解时间过长破坏了原生质体，D错误。]
6．C　[用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁可获得原生质体，再完成原生质体的融合，A正确；诱导植物原生质体融合可采用物理(离心、振荡和电刺激)和化学(聚乙二醇)方法，B正确；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株，不一定能同时表现出两个亲本所有的优良性状，C错误；植物体细胞杂交技术最大的优点是能克服远缘杂交不亲和性，培养作物新品种，D正确。]
7．B　[生殖隔离是指不同物种(如革新一号与粉蓝)一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这里强调的是“有性杂交”而非“植物体细胞杂交”，因此体细胞杂种自交能否结实与双亲之间有无生殖隔离无必然因果关系，B错误。]
8．B　[两两融合的细胞有三种：AAAA、BBBB、AABB，还有些细胞可能没有融合或部分融合或多个细胞融合，A错误；通过植物体细胞杂交技术我们最终目的是得到含有两种植株性状的杂种植株，C错误；过程②和③，细胞融合时有同种细胞融合和异种细胞融合，则融合细胞有3种类型：AAAA、BBBB、AABB，另外又有些细胞没有融合，D错误。]
9．C　[培养基中的生长素相对浓度大于细胞分裂素浓度时利于生根，C错误。]
10．C　[经过②获得的两两融合包括植株A－植株A、柑橘B－柑橘B、植株A－柑橘B，只有最后一种才是所需杂种细胞，C错误。]
11．(1)纤维素酶和果胶
(2)聚乙二醇
(3)脱分化　再分化　MMNN　4
(4)分别对花椰菜、黑芥、杂种植株进行黑腐病菌接种实验，观察三组植株对黑腐病菌是否具有抗病特性或者抗病程度
(5)融合过程中染色体可能会丢失，融合是随机的，会出现多个细胞融合的现象
解析　(1)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶具有专一性特点，可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得有活力的原生质体。(2)图①表示原生质体融合过程，可采用聚乙二醇诱导。(3)图①经诱导脱分化后形成图②愈伤组织，愈伤组织经再分化形成图③。理论上获得的杂种植株含有两个亲本所有的遗传物质，因此杂种植株的染色体组成为MMNN，含有4个染色体组。(4)分别对花椰菜、黑芥、杂种植株进行黑腐病菌接种实验，观察三组植株对于黑腐病菌的抗病程度。(5)理论上杂合植株所含染色体数目为18＋16＝34(条)，但杂合新植株H2、H3染色体数目小于34，而杂合新植株H1染色体数目大于34，其原因是融合是随机的，可能存在多个细胞融合的现象，融合过程中染色体可能会丢失。(共37张PPT)
课时精练8
通过体细胞杂交可获得新的植物体
(时间：30分钟　满分：50分)
B
题型1　原生质体的制备
1.在不损伤植物细胞内部结构的情况下，下列可用于去除细胞壁的物质是(　　)
A.蛋白酶 B.纤维素酶
C.盐酸 D.淀粉酶
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2.下列关于原生质体及其制备的叙述，错误的是(　　)
A.用纤维素酶和果胶酶能降解植物细胞壁，体现了酶的专一性
B.失去细胞壁的原生质体呈现出球形，体现了细胞壁维持细胞形态的作用
C.细胞壁具有全透性，与细胞的选择透过性无关
D.在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液中，原生质体会因吸水发生适度膨胀
解析：在0.5～0.6 mol/L的甘露醇溶液中，原生质体会因失水发生轻微的质壁分离，D错误。
D
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3.下列关于制备原生质体的叙述，正确的是(　　)
A.用酶解法制备原生质体时，需先用较低渗透压的溶液处理植物细胞，使其吸水
B.降解细胞壁之前要用0.5～0.6 mol/L的甘露醇等低渗溶液处理植物细胞
C.处理的植物细胞可以是根尖、愈伤组织或悬浮培养细胞，但不能是叶片细胞
D.充足光照下，菠菜叶肉细胞制备的原生质体中可以观察到叶绿体和胞质环流
D
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解析：用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使其失水，处于微弱的质壁分离状态，A错误；
降解细胞壁之前要用0.5～0.6 mol/L的甘露醇等高渗溶液处理植物细胞，B错误；
处理的植物细胞可以是根尖、叶片、愈伤组织或悬浮培养细胞，C错误。
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4.荧光素双醋酸酯(FDA)染色法常用于检测原生质体的活力，其原理是FDA本身无荧光，其可自由通过完整的原生质体膜，被细胞内酯酶分解成能产生绿色荧光的荧光素，并在细胞内积累，因此有活力的原生质体中有绿色荧光产生。下列叙述错误的是(　　)
A.原生质体膜可以控制物质进出原生质体
B.FDA通过原生质体膜的方式是易化扩散
C.推测原生质体的活力越高，用FDA染色后细胞内荧光的强度越强
D.该染色法可用于观察细胞液颜色较浅的植物细胞的质壁分离
B
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解析：荧光素分子是细胞内产生的，在细胞内积累，不能出细胞，显然，原生质体膜可以控制物质进出原生质体，A正确；
“FDA本身无荧光，可自由通过完整的原生质体膜”，说明FDA进入细胞的方式是扩散，B错误；
一定范围内，原生质体活力越高，经细胞内酯酶分解产生的荧光素就越多，细胞内荧光强度越强，C正确；
根据该染色法的原理分析，经过染色处理后能显示原生质体的范围，故可用于观察细胞液颜色较浅的植物细胞的质壁分离，D正确。
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5.(2024·新阵地联盟联考)某科研小组探究一定浓度的酶液对大豆根和叶片组织进行原生质体分离的影响，记录实验数据如下表：
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酶解时间/h 原生质体产量(鲜重/g) 原生质体活力/% 根 叶 根 叶 根 叶
6 2 1.06 9.6 60.5 79.2
12 4 1.14 17.4 59.2 70.3
16 6 1.46 16.9 59.1 71.2
18 8 1.22 15.3 52.1 68.6
20 10 1.31 10.2 50.1 50.8
下列说法中错误的是(　　)
A.大豆原生质体制备过程中使用的酶液中含有多种酶，其中一定含有纤维素酶、果胶酶
B.大豆根的相对最佳酶解时间是16 h，理由是16 h的酶解原生质体产量和活力都较高
C.影响大豆原生质体产量和活力的因素除了酶解时间外，还有酶浓度、酶解温度等
D.大豆原生质体的产量先升后降的原因是酶解时间过长，导致较早分离出的原生质体重新形成了新的细胞壁
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D
解析：大豆细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，制备原生质体需要去除细胞壁，因此酶液中含有纤维素酶和果胶酶，A正确；
根据图示，大豆根在酶解16 h时，原生质体的产量最高，原生质体的活力也较高，因此16 h是酶解的最佳时间，B正确；
酶浓度、酶解温度均会影响酶解效率，从而影响原生质体产量和活力，C正确；
大豆原生质体产量先升后降的原因是酶解时间过长破坏了原生质体，D错误。
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题型2　植物体细胞杂交
6.下列有关植物体细胞杂交技术的说法中，错误的是(　　)
A.可以通过酶解法先获得有活力的原生质体，再完成原生质体的融合
B.人工诱导原生质体融合时可用物理或化学的方法
C.利用此技术获得的杂种植株一定能同时表现出两个亲本的所有优良性状
D.植物体细胞杂交的意义在于克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍
C
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解析：用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁可获得原生质体，再完成原生质体的融合，A正确；
诱导植物原生质体融合可采用物理(离心、振荡和电刺激)和化学(聚乙二醇)方法，B正确；
由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株，不一定能同时表现出两个亲本所有的优良性状，C错误；
植物体细胞杂交技术最大的优点是能克服远缘杂交不亲和性，培养作物新品种，D正确。
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7.(2024·西城区高二期末)两烟草品系革新一号(2n＝48)和粉蓝(2n＝24)通过植物体细胞杂交获得了一个体细胞杂种。该杂种具有72条染色体，形态上有别于双亲，自交可结实，但结实率随温度变化而有所不同。下列叙述错误的是(　　)
A.其中原生质体融合体现了细胞膜具有一定的流动性
B.体细胞杂种自交可结实说明双亲无生殖隔离
C.体细胞杂种减数分裂时，双亲染色体相对独立
D.温度可能影响体细胞杂种减数分裂时的染色体行为
B
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解析：生殖隔离是指不同物种(如革新一号与粉蓝)一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，这里强调的是“有性杂交”而非“植物体细胞杂交”，因此体细胞杂种自交能否结实与双亲之间有无生殖隔离无必然因果关系，B错误。
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8.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。据图分析正确的是(　　)
B
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A.经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
B.图中①至⑤过程涉及细胞的分裂和分化，但不涉及减数分裂
C.通过植物体细胞杂交技术我们最终目的是得到含有细胞壁的杂种细胞
D.经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
解析：两两融合的细胞有三种：AAAA、BBBB、AABB，还有些细胞可能没有融合或部分融合或多个细胞融合，A错误；
通过植物体细胞杂交技术我们最终目的是得到含有两种植株性状的杂种植株，C错误；
过程②和③，细胞融合时有同种细胞融合和异种细胞融合，则融合细胞有3种类型：AAAA、BBBB、AABB，另外又有些细胞没有融合，D错误。
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A.经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
B.图中①至⑤过程涉及细胞的分裂和分化，但不涉及减数分裂
C.通过植物体细胞杂交技术我们最终目的是得到含有细胞壁的杂种细胞
D.经过②和③过程形成的C细胞只有AABB这一种类型
9.(2024·金华十校联考)如图是研究人员利用甘蓝和萝卜的体细胞为材料获得甘蓝－萝卜杂种植株的操作流程图。下列叙述错误的是(　　)
C
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A.需将两种植物细胞置于较高渗透压的溶
液中，利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.图中X是愈伤组织，除图示途径外，还
可通过形成胚状体获得再生植株
C.培养基中的生长素相对浓度大于细胞分裂素浓度时利于出芽
D.若在融合过程中会丢失来自甘蓝的染色体，利用这一特点可对甘蓝进行基因定位
解析：培养基中的生长素相对浓度大于细胞分裂素浓度时利于生根，C错误。
10.(2024·东城区高二期末)为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。下列相关叙述错误的是(　　)
C
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A.过程①常使用的是纤维素酶和果胶酶
B.过程②常采用聚乙二醇或离心、振荡、
电刺激等诱导
C.经过②获得的两两融合细胞均为所需杂种细胞
D.获得的植株C染色体组成与柑橘A、B均不相同
解析：经过②获得的两两融合包括植株A－植株A、柑橘B－柑橘B、植株A－柑橘B，只有最后一种才是所需杂种细胞，C错误。
●甲、乙两种远缘植物的体细胞融合会导致一方的染色体被排出，若甲种植物体细胞的染色体在融合前断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘型油菜进行体细胞杂交，获得了抗黑胫病的甘型油菜新品种，操作过程如图所示。下列叙述错误的是(　　)
B
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A.①过程用纤维素酶和果胶酶处理的原因是细胞壁阻碍了植物细胞间的融合
B.②过程用紫外线处理是为了诱导基因突变，产生抗黑胫病基因
C.③过程可利用聚乙二醇诱导原生质体融合
D.④过程中杂种细胞经过脱分化和再分化形成杂种植株
解析：细胞壁阻碍了植物细胞间的融合，一般用纤维素酶和果胶酶混合液处理植物细胞获得原生质体，A正确；
②过程表示用紫外线照射使染色体断裂，B错误；
④过程中杂种细胞经过脱分化、再分化，进而发育成杂种植株，D正确。
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●植物体细胞杂交需要分离出有活力的原生质体，研究者通过实验研究了酶解时间对原生质体产量和活力的影响，结果如图。相关叙述错误的是(　　)
D
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A.利用纤维素酶和果胶酶去壁后可
分离得到原生质体
B.随酶解时间延长两种原生质体产
量均先增加后减少
C.适宜两植物细胞的最佳酶解时间
分别为10 h和12 h
D.原生质体活力可通过质壁分离与
复原实验进行验证
注：原生质体活力＝(有活力的原生质体数/原生质体总数)×100%
解析：细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，则利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体，A正确；
据图分析，清水紫花苜蓿和里奥百脉根的最佳酶解时间分别为10 h和12 h，C正确；
原生质体已经去除细胞壁，不能发生质壁分离和复原，D错误。
注：原生质体活力＝(有活力的原生质体数/原生质体总数)×100%
A.利用纤维素酶和果胶酶去壁后可分离得到原生质体
B.随酶解时间延长两种原生质体产量均先增加后减少
C.适宜两植物细胞的最佳酶解时间分别为10 h和12 h
D.原生质体活力可通过质壁分离与复原实验进行验证
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●黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过下图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述错误的是(　　)
A
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A.最终获得的抗病植株具有完整的甘蓝型油菜和黑芥的遗传信息
B.过程③发生脱分化
C.过程④体现出植物细胞具有全能性
D.黑芥与甘蓝型油菜存在生殖隔离
解析：黑芥的叶肉细胞原生质体经X射线照射后发生部分染色体结构破坏，因而最终获得的抗病植株不具有完整的黑芥的遗传信息，A错误；
融合后的原生质体经过诱导长出细胞壁，经过程③发生脱分化和过程④再分化后形成抗病植株，由杂种细胞培育成完整植株的过程体现出植物细胞具有全能性，B、C正确；
根据题意可知，黑芥与甘蓝型油菜不能直接杂交，说明两者存在生殖隔离，D正确。
A.最终获得的抗病植株具有完整的甘蓝型油菜和黑芥的遗传信息
B.过程③发生脱分化
C.过程④体现出植物细胞具有全能性
D.黑芥与甘蓝型油菜存在生殖隔离
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●野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥－花椰菜植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如图所示。请据图回答下列问题：
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(1)该过程用到的细胞工程技术有________________、________________。
(2)过程①所需的酶是__________________，过程②中聚乙二醇的作用是________________________________，经过②过程操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的________(填写细胞器名称)存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
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植物组织培养
植物体细胞杂交
纤维素酶和果胶酶
促进(或诱导)原生质体的融合
叶绿体
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的________，维持原生质体的形态和活性。原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成________。
(4)若分析再生植株的染色体畸变类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成临时装片，在显微镜下观察并比较染色体的____________。将杂种植株栽培在含有__________的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
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渗透压
愈伤组织
形态和数目
黑腐病菌
11.(2024·金华十校联考)由于长期的人为定向选择及栽培，花椰菜(2n＝18，用MM表示)对黑腐病无抗性，黑芥(2n＝16，用NN表示)为花椰菜近缘野生种，其对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，获得抗黑腐病的杂合植株。
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(1)图①是有活力的原生质体，其是用________________酶处理植物细胞后获得的。
(2)利用______________诱导黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，显微镜观察，初步筛选出融合细胞，继续培养。
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纤维素酶和果胶
聚乙二醇
(3)融合细胞经过________过程形成图②的愈伤组织，再经过________过程形成图③。理论上获得的杂种植株染色体组成为________(用字母M和N表示)，含有________个染色体组。
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脱分化
再分化
MMNN
4
(4)如果要检测上述技术是否成功改造花椰菜，使其具有了黑芥对黑腐病的抗性，该如何设计实验？请写出实验思路。
____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
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分别对花椰菜、黑芥、杂种植株进行黑腐病菌接种实验，观察三组植株对黑腐病菌是否具有抗病特性或者抗病程度
(5)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表。
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植株 染色体数/条
花椰菜 18
黑芥 16
杂合新植株H1 58
杂合新植株H2 19
杂合新植株H3 30
表中数据显示，杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因是____________________________________________________________________。
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融合过程中染色体可能会丢失，融合是随机的，会出现多个细胞融合的现象
解析：(1)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶具有专一性特点，可用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得有活力的原生质体。
(2)图①表示原生质体融合过程，可采用聚乙二醇诱导。
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(3)图①经诱导脱分化后形成图②愈伤组织，愈伤组织经再分化形成图③。理论上获得的杂种植株含有两个亲本所有的遗传物质，因此杂种植株的染色体组成为MMNN，含有4个染色体组。
(4)分别对花椰菜、黑芥、杂种植株进行黑腐病菌接种实验，观察三组植株对于黑腐病菌的抗病程度。
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(5)理论上杂合植株所含染色体数目为18＋16＝34(条)，但杂合新植株H2、H3染色体数目小于34，而杂合新植株H1染色体数目大于34，其原因是融合是随机的，可能存在多个细胞融合的现象，融合过程中染色体可能会丢失。
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