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课堂互动探究案3　植物细胞工程
考点一　植物组织培养技术
任务1　脱分化和再分化的比较
比较内容 脱分化 再分化
过程 外植体→愈伤组织 ________→幼苗
形成体 特点 排列疏松、不定形的薄壁组织团块 分化出________
需要 条件 ①离体 ②适宜的营养 ③____________________的比例适中 ④________光照 ①________ ②适宜的营养 ③生长素与细胞分裂素的比例高(低)诱导生根(生芽) ④光照
任务2　植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值和效果
生长素与 细胞分裂素的比值 作用效果
高时 有利于根的分化，抑制芽的形成
低时 有利于芽的分化，抑制根的形成
适中时 促进愈伤组织形成
任务3　植物组织培养与植物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 __________ ________
培养基 ________培养基 ________培养基
培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞
培养过程 外植体→________愈伤组织→________→芽、根→植物幼苗 ________→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞代谢产物
培养目的 植物幼苗 细胞的代谢产物
二者关系 植物________培养是植物________培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴
植物组织培养的注意事项
(1)无菌植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
(2)取材外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。
(3)培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起决定作用。
(4)培养试管苗的顺序，要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。
考向一植物组织培养的原理和过程
1.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是(　　)
A．使用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒
B．为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养
C．在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D．经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子
2．[2023·岳阳模拟]如图表示用某二倍体植株进行植物组织培养的过程，下列说法错误的是(　　)
①②③―→④
A．②是一团有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低
B．②→③的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根
C．该技术可用于培育出无病毒植株
D．①→②的实质是使①的细胞恢复分裂能力
考向二植物组织培养技术综合考查
3.[经典高考]为了探究6?BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6?BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表：
回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和__________两类。上述培养基中，6?BA属于__________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是__________，因变量是____________________，自变量的取值范围是__________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是__________号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入__________(填“6?BA”或“IAA”)。
考点二　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
任务1　比较植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 ____________ 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
过程 离体的植物器官、 组织或细胞 ↓脱分化 ________ ↓再分化 ______________ ↓发育 植物体
选材 选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化 __________________________________________________
技术 操作 ____________ 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合
联系 ____________是____________的基础，____________所用的技术更复杂
任务2　比较单倍体育种和突变体的利用的不同点
项目 原理 优点 成果
单倍体 育种 染色体变异 明显缩短育种年限 单育1号烟草新品种、水稻、玉米、油菜等作物的新品种
突变体 的利用 基因突变 产生新基因，大幅度改良某些性状 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等
任务3　归纳概括植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化
若一植物细胞(甲)含有2x条染色体、2个染色体组，基因型为Aabb；另一植物细胞(乙)含有2y条染色体、2个染色体组，基因型为ccDd。
(1)植物体细胞杂交
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数________。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为____倍体。
③甲、乙经体细胞杂交形成的新植株为异源四倍体，其体细胞中含有(2x＋2y)条染色体、4个染色体组，基因型为____________。由此得出：两个细胞融合成一个细胞，染色体数、基因型和染色体组都采用直接相加的方法。
(2)植物有性杂交
有性杂交的子代细胞中，染色体数为(x＋y)条，基因型为________或________或________或________，即先减半再相加。
1.有关植物体细胞杂交的三个易误点
(1)误认为：植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。
指正：植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。
(2)误认为：植物体细胞杂交属于有性生殖。
指正：植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
(3)误认为：杂种植株的变异类型属于基因重组。
指正：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
2．微型繁殖
微型繁殖实际上是一种无性繁殖，繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内的遗传物质相同，所以能够保证亲、子代性状相同。
考向一植物体细胞杂交技术
1.[2023·天津模拟]如图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(　　)
A．图中①过程通常用胰蛋白酶作用，目的是获得原生质体
B．经过②和③的过程形成的c细胞的染色体组一定为AABB
C．④⑤需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基
D．该技术流程的目的是获得杂种细胞，优点是克服远缘杂交不亲和障碍
2．[2023·天津模拟]通过细胞工程技术，利用二倍体甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。下列叙述错误的是(　　)
A．图中A过程可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是融合的原生质体
B．愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有高产、耐盐的优良性状
C．选择得到的目的植株，改变了杂种植物群体的基因频率，该植株与甲、乙植物存在生殖隔离
D．若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用秋水仙素处理幼芽，以获得可育的植株
考向二植物细胞工程的应用
3．[2023·天津模拟]科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述错误的是 (　　)
A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B．培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C．实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
4．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述错误的是(　　)
茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗
小于0.3 mm 20 1 1
0.3 ～0.5 mm 20 10 7
大于0.6 mm 20 13 4
A.为防止细菌污染，应使用体积分数为95%的酒精对外植体消毒
B．不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整
C．可利用病毒cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测
D．0.3 ～0.5 mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养
[网络建构提升]
[长句应答必备]
1．植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。
2．植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。
3．植物体细胞杂交需要多种方法诱导处理。
4．植物组织培养需要各种营养成分和植物激素。
5．植物体细胞杂交可用于作物育种。
[等级选考研考向]
1．[2022·浙江1月]农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的(　　)
A．琼脂＋蔗糖　　　　B．蔗糖＋激素
C．激素＋无机盐 D．无机盐＋琼脂
2．[2022·浙江6月]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
3．[2022·辽宁卷]蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是(　　)
A．花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B．适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C．在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D．宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
4．[2022·浙江6月选考，节选](二)回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
(4)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的________检测。
(5)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的________，分析染色体组型是否改变进行判断。
(6)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为________时全能性表达能力最高。
[国考真题研规律]
5．[全国卷Ⅱ]植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有______________________________________(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是____________________________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是____________________________________________________________________(用流程图表示)。
课堂互动探究案3
考点一
【任务驱动】
任务1　愈伤组织　根、芽　生长素与细胞分裂素　不需要　离体
任务3　细胞全能性　细胞增殖　固体　液体　脱分化　再分化　愈伤组织　细胞　组织
【过程评价】
1．解析：使用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒，A错误；由于产生花粉过程中发生了基因分离，故为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用体细胞进行培养，B错误；在诱导生根时，培养基中应提高生长素的比例和用量，C错误；用人工薄膜将胚状体、不定芽等分别包装可制成人工种子，故经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子，D正确。
答案：D
2．解析：②是愈伤组织，是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低，A错误；②愈伤组织→③胚状体或根芽的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根，B正确；该技术(植物组织培养)可用于培育出无病毒植株和生产人工种子，C正确；①离体的植物组织、器官和细胞→②愈伤组织即脱分化过程，其实质是使①的细胞恢复分裂能力，D正确。
答案：A
3．解析：(1)植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素。(2)该实验中，各组6 BA的浓度均为0.5 mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5 mg/L。据表可知，该实验的因变量是再生丛芽外植体的比率(m)以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。(3)由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6 BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6 BA。
答案：(1)大量元素　微量元素　细胞分裂素　(2)IAA浓度　再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)　0～0.5 mg·L－1　(3)1　(4)6 BA
考点二
【任务驱动】
任务1　植物细胞的全能性　愈伤组织　根、芽或胚状体　原生质体A　原生质体B　融合的原生质体AB　杂种细胞AB　不同种的植物体细胞　脱分化、再分化等　植物组织培养　植物体细胞杂交　植物体细胞杂交
任务3　(1)之和　几　AabbccDd　(2)AbcD　abcD　Abcd　abcd
【过程评价】
1．解析：①过程是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；经过②和③过程形成的c细胞的染色体组有三种(只考虑两两融合)：AAAA、BBBB、AABB，B错误；④⑤需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基，C正确；植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植物，D错误。
答案：C
2．解析：图中A过程是获取原生质体，需要去除细胞壁，所以可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是诱导融合的原生质体，A正确；愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有耐盐的优良性状，但不一定具有高产的优良性状，还需要进行筛选，B错误；选择得到的目的植株是异源四倍体，筛选改变了杂种植物群体的基因频率，该植株(四倍体)与甲、乙植物(二倍体)属于不同种植物，存在生殖隔离，C正确；若目的植株丢失1条染色体，用秋水仙素处理幼芽，可以使植株的染色体数目加倍，从而获得可育的植株，D正确。
答案：B
3．解析：马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；在茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm，D正确。
答案：A
4．解析：外植体消毒所用的酒精的体积分数为70%，A错误；不同培养阶段对细胞分裂素和生长素的需求不同，故不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整，B正确；根据DNA分子杂交原理，可利用病毒的cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测，C正确；根据表格中数据可知，利用0.3～0.5 mm大小的茎尖培养获得的脱毒苗数最多，因此有利于培养脱毒甘薯苗，D正确。
答案：A
课堂总结　网络聚焦大概念
①植物细胞的全能性　②植物组织培养
历届真题　分类集训培素养
1．解析：碎化秸秆中的纤维不仅可以为食用菌提供碳源，还可以作为食用菌附着的介质，A符合题意。
答案：A
2．解析：用自然生长的茎段进行组织培养，可取一茎段在70%乙醇中浸泡10 min，再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5 min，然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min，最后在超净台中用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入但不能阻止瓶内外的气体交换，B错误；蛭石不能为组培苗提供营养物质，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段可以脱分化后再分化出根、叶等器官，最终形成完整的菊花植株，为器官发生途径，D正确。
答案：D
3．解析：液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，其中的色素是指水溶性色素，如花青素，A正确；适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少氧化剂的浓度，从而减少褐变，B正确；根据题干信息：在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体，D错误。
答案：D
4．答案：(二)(4)农杆菌　过低　敏感性　(5)再生　细胞核　形态特征和数量　(6)培养时间　受精卵
5．答案：(1)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快　(2)有利于胚状体进行呼吸作用　矿质元素　糖　(3)茎尖　(4)含目的基因的细胞愈伤组织小植株课前自主预习案3　植物细胞工程
素能目标★考向导航
基础梳理——系统化
知识点一　细胞工程的概念
原理和方法 　　　　生物学、　　　　生物学和发育生物学
操作水平 　　　　水平、　　　　水平或组织水平
目的 获得特定的　　　　　　　　或其产品
知识点二　植物细胞的全能性
概念 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生　　　　　　或分化成　　　　　　的潜能
原理 　　　　　　　　　　　　　　
全能性表达条件 具有完整的细胞结构，处于　　　　状态，提供一定的　　　　和其他适宜外界条件
知识点三　植物组织培养无菌条件
1．理论基础：植物细胞具有全能性。
　　　　　　　　　　
　　具有全能性≠体现（实现）全能性
2．基本过程
3．实例——菊花的组织培养过程
知识点四　植物体细胞杂交技术
1．理论基础：植物体细胞融合利用了细胞膜的　　　　　，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的　　　　。
2．基本过程
3．意义：打破　　　　，实现　　　　育种。
特别提醒
体内细胞未表现全能性的原因是基因的表达具有选择性。
知识点五　植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径
（1）快速繁殖：高效快速地实现种苗的大量繁殖，保持优良品种的　　　　。
（2）作物脱毒：利用植物顶端　　　　附近（如茎尖）进行组织培养获得脱毒苗。
2．作物新品种的培育
项目 原理 优点 过程
单倍体育种 基因重组和染色体变异 明显　　　　　　
　　的利用　 突变 产生突变，大幅度改良某些性状
3.细胞产物的工厂化生产
（1）方法：植物细胞培养。
①概念：在离体条件下对　　　　植物细胞或　　　　进行培养使其增殖的技术。
②原理：细胞增殖。
③优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对社会、经济、环境保护具有重要意义。
（2）应用举例：人参皂苷、紫杉醇的工厂化生产。
基能过关——问题化
一、判一判（判断正误并找到课本原话）
（一）植物细胞工程的基本技术
1．细胞工程的操作只是建立在细胞水平上。（选择性必修3P31正文）（　　）
2．细胞发挥全能性后得到的只能是个体。（选择性必修3P34正文）（　　）
3．愈伤组织重新分化成芽、根等器官，此过程称为脱分化。（选择性必修3P35探究·实践）（　　）
4．植物原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。（选择性必修3P37正文）（　　）
5．植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培养植物新品种等方面有独特优势。（选择性必修3P38正文）（　　）
（二）植物细胞工程的应用
1．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也称作微型繁殖技术。（选择性必修3P39正文）（　　）
2．快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。（选择性必修3P39正文）（　　）
3．单倍体育种当年就能培育出遗传性状相对稳定的杂合二倍体植株，极大地缩短了育种的年限。（选择性必修3P40正文）（　　）
4．在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。（选择性必修3P41正文）（　　）
5．植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。（选择性必修3P41正文）（　　）
二、议一议
【教材易漏拾遗】
1．[选择性必修3P35正文发掘]从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？
2．[选择性必修3P35图2－1拓展]
（1）进行图中操作过程时需要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作，目的是　　　　　　　　。
（2）脱分化后产生的薄壁组织团块是什么结构？有没有全能性？
3．[选择性必修3P39正文拓展]从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方法相比的优点有哪些？
4．[选择性必修3P39正文拓展]作物培养过程中为什么要进行作物脱毒？
5．[选择性必修3P40正文发掘]作物脱毒时应选取哪些部位的组织进行组织培养？原因是什么？
课前自主预习案3
基础梳理——系统化
【知识点一】
细胞　分子　细胞器　细胞　细胞、组织、器官、个体
【知识点二】
完整生物体　其他各种细胞　细胞内含有本物种的全部遗传信息　离体　营养、激素　
【知识点三】
2．愈伤组织
3．流水　酒精　无菌水　次氯酸钠　0.5～1 cm　1/3～1/2　愈伤组织　封口膜　18～22 ℃　生芽　生根　封口膜　培养基　消过毒　生长
【知识点四】
1．流动性　全能性
2．纤维素酶和果胶　原生质体　离心　聚乙二醇　高Ca2＋－高pH　原生质体　再生出细胞壁　愈伤组织
3．生殖隔离　远缘杂交
【知识点五】
1．(1)遗传特性　(2)分生区　
2．缩短育种年限　突变体
3．(1)单个　细胞团
基能过关——问题化
一、判一判
(一)植物细胞工程的基本技术
1．×　2.×　3.×　4.√　5.√
(二)植物细胞工程的应用
1．√　2.√　3.×　4.√　5.√
二、议一议
1．提示：无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
2．提示：(1)防止杂菌污染
(2)脱分化形成的不定形的薄壁组织团块是愈伤组织，具有全能性，其可再分化后继续发育为植物体。
3．提示：快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候等自然条件的限制。
4．提示：对于无性繁殖的作物而言，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。
5．提示：一般选取根尖或茎尖的分生区；植物分生区的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。课后定时检测案40　植物细胞工程
[基础巩固练]——学业水平一、二
考点一　植物组织培养
1．下图是某组织培养过程的简图。下列有关说法，正确的是（　　）
花粉粒愈伤组织胚状体植株
A．花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同
B．若花粉粒核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍体或多倍体
C．②③过程都是细胞分化的过程，因此起作用的激素只有生长素
D．该过程体现了植物细胞的全能性
2.（不定项）“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。以下说法正确的是（　　）
A．除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶和果胶酶
B．通常诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG融合法和灭活病毒诱导法
C．杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁
D．从愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程
考点二　植物体细胞杂交
3．[2023·南京模拟]下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是（　　）
A．不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程
B．参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体
C.植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株
D．杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果
4．[2023·大连模拟]如图为植物体细胞杂交过程，下列叙述错误的是（　　）
A．上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
B．若细胞膜表面只有红色荧光，则融合的原生质体至少由两个番茄细胞形成
C．③过程为脱分化，过程中杂种细胞失去了其特有的结构和功能
D．当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导根原基的形成
5．如图列举了几种植物的育种方式，下列相关叙述正确的是（　　）
A．甲过程形成的细胞c内的染色体数一定是a细胞内染色体数的两倍
B．乙方式射线处理后可以获得大量的具有有利性状的材料
C．通过丁方式，细胞c发育成新植株涉及同源染色体的联会与分离
D．与杂交育种相比，丙方式能克服远缘杂交不亲和的障碍
考点三　植物细胞工程的应用
6．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是（　　）
A．①过程需用酶解法去除细胞壁
B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变
C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能
D．④过程是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化
[提能强化练]——学业水平三、四
7．[2023·河南许昌市长葛一中高三阶段测试]两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，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，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是（　　）
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③中常用灭活病毒诱导法诱导原生质体融合
D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
8．下列实例与所利用的技术或原理不相符的是（　　）
A．转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术
B．植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性
C.原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的选择透过性
D．植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关
9．（不定项）现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植（相关性状均由核基因控制）。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术可行的是（　　）
A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B．将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植株
C．两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种，可较快获得所需植株
D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株
10．[2023·盐城调研]（不定项）为研究培养基成分对马铃薯叶肉细胞原生质体培养的影响，科学家配制了如下表所示的2种培养基，开展了有关实验，其他培养条件相同且适宜，实验结果如下图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
组别 培养基 培养天数
甲 MS培养基（含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂） 7天
乙 纤维二糖＋MS培养基（同上） 7天
A．本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片
B．培养基中还需要添加适当比例的生长素和细胞分裂素
C．制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理
D．添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长
[大题冲关练]——综合创新·求突破
11．[经典高考]甜蛋白是一种高甜度的特殊蛋白质。为了改善黄瓜的品质，科学家采用农杆菌转化法将一种甜蛋白基因成功导入黄瓜细胞，得到了转基因植株。回答下列问题：
（1）用农杆菌感染时，应优先选用黄瓜　　　　（填“受伤的”或“完好的”）叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，选用这种叶片的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中　　　　已转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到　　　　（填“核基因组”“线粒体基因组”或“叶绿体基因组”）中。
（3）假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用　　　　作为外植体进行组织培养。
12．[2023·云南省昆明市高三二模]玉米和高粱均为二倍体，染色体数目均为20条。科研人员经过长期实验，培育出“玉米—高粱”杂种植株。回答下列问题：
（1）科研人员尝试利用　　　　　　　　　技术，获得“玉米—高粱”杂种植株。此过程中常用　　　　　　　　　　去除细胞壁，获取原生质体。
（2）杂种细胞通过脱分化过程形成　　　　　　，继续进行培养，通过　　　　过程形成杂种植株。此过程中杂菌污染会导致培养物死亡，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（答出2点即可）。杂种植株体细胞中最多有　　　　条染色体。
（3）“玉米—高粱”植株的一个体细胞同时具备了玉米和高粱的全部基因，但因为　　　　　　　　　　　，基因不一定都能够表达。
（4）玉米和高粱染色体数目相同，自然条件下，它们　　　　（填“能”或“不能”）相互杂交产生可育后代，理由是________________________________________________________________________
　　　　　　　　　　。
13．某研究人员设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。
请回答下列问题：
（1）制备原生质体时，常用两种酶处理，分别是　　　　　　　　。诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是　　　　。原生质体融合成功的标志是　　　　　　　　。图中X是　　　　。
（2）为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是　　　　　　。
（3）若想获得抗盐植株，可选用融合原生质体作为人工诱变的材料，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
且需在含较高浓度的NaCl培养基中筛选。
课后定时检测案40
1．解析：花药离体培养所需条件要求更高，需用MS培养基，另外还需要适宜的pH、温度和光照，而种子萌发需要适宜的温度、水分等，A错误；花粉培养形成的植株称为单倍体，B错误；在细胞分化过程中有多种激素起作用，其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素，C错误；在该过程中，单个细胞最终培养成了植株，这体现了植物细胞的全能性，D正确。
答案：D
2．解析：除去细胞壁的酶有纤维素酶和果胶酶；诱导植物原生质体融合不能用灭活病毒诱导法；杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；从愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体属于再分化过程。
答案：AC
3．解析：植物的体细胞杂交就是将同种或不同种的细胞经过一定的诱导方法诱导融合形成一个细胞，再将细胞培育成植株的过程，A正确；植物细胞细胞壁的形成主要与高尔基体有关，同时需要线粒体提供能量，不需要核糖体，B错误；不同种的植物之间具有生殖隔离，植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育远缘杂种植株，C正确；杂种细胞经过植物组织培养可形成杂种植株，经过植物组织培养的再分化过程，可选择性表达出亲本细胞的相应性状，D正确。
答案：B
4．解析：上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性(原生质体融合)、植物细胞的全能性(将杂种细胞培养成植物体)，A正确；由于用红色荧光标记番茄原生质体，绿色荧光标记马铃薯原生质体，所以细胞膜表面如果只有红色荧光，则融合的原生质体至少由两个番茄细胞形成，B正确；③过程为脱分化形成愈伤组织，该过程中杂种细胞失去了其特有的结构和功能，C正确；当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导芽原基的形成，D错误。
答案：D
5．解析：甲过程形成的细胞c内的染色体数应该是细胞a和细胞b的染色体数之和，A错误；乙方式射线处理后会产生基因突变，基因突变具有低频性、不定向性等特点，故不能获得大量的具有有利性状的材料，B错误；通过丁方式，细胞c发育成新植株是再分化过程，该过程只进行有丝分裂，不进行减数分裂，所以不涉及同源染色体的联会与分离，C错误；丙方式是基因工程育种，与杂交育种相比，基因工程育种可以克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。
答案：D
6．解析：由图示可知，①过程需用酶解法去除细胞壁获得原生质体，A正确；变异是不定向的，②过程不能定向诱导原生质体产生优良性状的突变，B错误；③过程通过脱分化使叶肉细胞失去了其特有的结构和功能，C正确；④是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化，D正确。
答案：B
7．解析：过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A正确；根据题干信息可知过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的方法，诱导植物原生质体融合常用电融合法、PEG融合法等，C错误；该实验最终将不抗盐的普通小麦和抗盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。
答案：C
8．解析：原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性。
答案：C
9．解析：利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的四倍体杂种植株；将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需植株；甲、乙为不同物种，二者存在生殖隔离，一般不能杂交，即使杂交，形成的后代也是不可育的；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，就会得到符合要求的四倍体纯种植株。
答案：ABD
10．解析：本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片；在植物组织培养过程需要加入植物激素，生长素与细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，反之，则利于根的分化；用湿热灭菌法对酶解液进行处理，会导致酶丧失活性，使实验失败；据图分析可知，在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低，而细胞的分裂率明显升高，所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长。
答案：ABD
11．解析：(1)用农杆菌感染时，应先选用黄瓜受伤的叶片与含重组质粒的农杆菌共培养，理由是叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞。(2)若在转基因黄瓜中检测到这种甜蛋白，则表明该重组质粒中甜蛋白基因已经转移到植物细胞中且能够表达；用该转基因黄瓜的某一植株与一株非转基因植株杂交，发现子代中含甜蛋白个体数与不含甜蛋白个体数之比为1∶1，则说明甜蛋白基因已经整合到核基因组中。(3)假设某种转基因作物因为受到病毒感染而减产，若要以该转基因作物为材料获得脱毒苗，应选用茎尖作为外植体进行组织培养。
答案：(1)受伤的　叶片伤口处的细胞释放出大量酚类物质，可吸引农杆菌移向这些细胞　(2)甜蛋白基因　核基因组　(3)茎尖
12．解析：(1)玉米和高粱是两个物种，不能进行杂交，而植物体细胞杂交技术能将不同种的植物体细胞原生质体融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整的植物体，故科研人员尝试利用植物体细胞杂交技术，获得“玉米—高粱”杂种植株，此过程中常用酶解法去除细胞壁，即用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获取原生质体。(2)杂种细胞形成愈伤组织的过程属于植物组织培养过程中的脱分化，愈伤组织形成杂种植株的过程属于再分化；植物组织培养要在无菌条件下进行，因为杂菌和培养物竞争获得营养的能力更强，同时杂菌生长过程中可能会产生对培养物有害的物质，而导致培养物死亡。杂种植株体细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和为40条；在体细胞有丝分裂的后期，着丝粒分裂，染色单体分开成为子染色体，细胞中染色体数最多为80条。(3)“玉米—高粱”植株的一个体细胞虽然同时具备了玉米和高粱的全部基因，但由于基因的选择性表达，玉米和高粱的基因不一定都能够表达。(4)玉米和高粱体细胞中的染色体数目相同，但不是同一个物种，且不同物种之间存在生殖隔离，因此在自然条件下，这两个物种间不能通过有性杂交的方式产生可育后代。
答案：(1)植物体细胞杂交　纤维素酶和果胶酶　(2)愈伤组织　再分化　杂菌和培养物竞争获得营养的能力更强；杂菌生长过程中可能会产生对培养物有害的物质　80　(3)基因的选择性表达　(4)不能　不同物种之间存在生殖隔离
13．解析：(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁去除，诱导原生质体融合常用的化学诱导剂是PEG(聚乙二醇)。原生质体融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁；图中X经过离体培养，可以形成试管苗，所以X是愈伤组织。(2)植物组织培养中常加入植物激素，主要是细胞分裂素和生长素，当生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的形成，所以起主要作用的是细胞分裂素。(3)由于融合的原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性，所以可选用融合原生质体作为人工诱变的材料。
答案：(1)纤维素酶和果胶酶　PEG(聚乙二醇)　杂种细胞再生出细胞壁　愈伤组织　(2)细胞分裂素　(3)具有分裂分化能力，突变频率高，融合原生质体包含了两个物种的全部遗传信息，且具有全能性(共73张PPT)
植物细胞工程
课前自主预习案
课堂互动探究案
课前自主预习案
素能目标★考向导航
基础梳理——系统化
知识点一　细胞工程的概念
原理和 方法 　　　生物学、　　　生物学和发育生物学
操作水平 　　　　水平、　　　水平或组织水平
目的 获得特定的　　　　　　　　 或其产品
细胞
分子
细胞器
细胞
细胞、组织、器官、个体
知识点二　植物细胞的全能性
概念 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生　　　　　　或分化成　　　　　　的潜能
原理 _______________________________
全能性表达 条件 具有完整的细胞结构，处于　　　状态，提供一定的
　　　　 和其他适宜外界条件
完整生物体
其他各种细胞
细胞内含有本物种的全部遗传信息
离体
营养、激素
知识点三　植物组织培养无菌条件
1．理论基础：植物细胞具有全能性。
　　　　　　　　　　
　　具有全能性≠体现（实现）全能性
2．基本过程
营养、
激素
3．实例——菊花的组织培养过程
流水
酒精
无菌水
次氯酸钠
0.5～1 cm
1/3～1/2
愈伤
组织
封口膜
18～
22 ℃
生芽
生根
封口膜
培养基
消过毒
生长
知识点四　植物体细胞杂交技术
1．理论基础：植物体细胞融合利用了细胞膜的　　　，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的　　　　。
流动性
全能性
2．基本过程
3．意义：打破　　　　，实现　　　　育种。
纤维素酶和果胶
原生质体
离心
聚乙二醇
高Ca2＋－高pH
原生质体
再生出细胞壁
愈伤
组织
生殖隔离
远缘杂交
特别提醒
体内细胞未表现全能性的原因是基因的表达具有选择性。
知识点五　植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径
（1）快速繁殖：高效快速地实现种苗的大量繁殖，保持优良品种的　　　　。
（2）作物脱毒：利用植物顶端　　　　附近（如茎尖）进行组织培养获得脱毒苗。
遗传特性
分生区
2．作物新品种的培育
项目 原理 优点 过程
单倍体育种 基因重组和染色体变异 明显__________　　　　　　
______的利用　 突变 产生突变，大幅度改良某些性状
缩短育种年限
突变体
3.细胞产物的工厂化生产
（1）方法：植物细胞培养。
①概念：在离体条件下对　　植物细胞或　　　进行培养使其增殖的技术。
②原理：细胞增殖。
③优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对社会、经济、环境保护具有重要意义。
（2）应用举例：人参皂苷、紫杉醇的工厂化生产。
单个
细胞团
基能过关——问题化
一、判一判（判断正误并找到课本原话）
（一）植物细胞工程的基本技术
1．细胞工程的操作只是建立在细胞水平上。（选择性必修3 P31正文）（　　）
2．细胞发挥全能性后得到的只能是个体。（选择性必修3 P34正文）（　　）
3．愈伤组织重新分化成芽、根等器官，此过程称为脱分化。（选择性必修3 P35探究·实践）（　　）
4．植物原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋－高pH融合法等。（选择性必修3 P37正文）（　　）
5．植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培养植物新品种等方面有独特优势。（选择性必修3 P38正文）（　　）
×
×
×
√
√
（二）植物细胞工程的应用
1．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也称作微型繁殖技术。（选择性必修3 P39正文）（　　）
2．快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。（选择性必修3 P39正文）（　　）
3．单倍体育种当年就能培育出遗传性状相对稳定的杂合二倍体植株，极大地缩短了育种的年限。（选择性必修3 P40正文）（　　）
4．在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。（选择性必修3 P41正文）（　　）
5．植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。（选择性必修3 P41正文）（　　）
√
√
√
√
×
二、议一议
【教材易漏拾遗】
1．[选择性必修3 P35正文发掘]从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？
提示：无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
2．[选择性必修3 P35图2－1拓展]
（1）进行图中操作过程时需要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作，目的是　　　　　　　　。
防止杂菌污染
（2）脱分化后产生的薄壁组织团块是什么结构？有没有全能性？
提示： 脱分化形成的不定形的薄壁组织团块是愈伤组织，具有全能性，其可再分化后继续发育为植物体。
3．[选择性必修3 P39正文拓展]从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方法相比的优点有哪些？
提示：快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不受季节、气候等自然条件的限制。
4．[选择性必修3 P39正文拓展]作物培养过程中为什么要进行作物脱毒？
提示：对于无性繁殖的作物而言，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。
5．[选择性必修3 P40正文发掘]作物脱毒时应选取哪些部位的组织进行组织培养？原因是什么？
提示：一般选取根尖或茎尖的分生区；植物分生区的病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量的脱毒苗。
课堂互动探究案
考点一　植物组织培养技术
任务1　脱分化和再分化的比较
比较内容 脱分化 再分化
过程 外植体→愈伤组织 ________→幼苗
形成体 特点 排列疏松、不定形的薄壁组织团块 分化出________
需要 条件 ①离体 ②适宜的营养 ③____________________的比例适中 ④________光照 ①________
②适宜的营养
③生长素与细胞分裂素的比例高(低)诱导生根(生芽)
④光照
愈伤组织
根、芽
生长素与细胞分裂素
不需要
离体
任务2　植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值和效果

生长素与 细胞分裂素的比值 作用效果
高时 有利于根的分化，抑制芽的形成
低时 有利于芽的分化，抑制根的形成
适中时 促进愈伤组织形成
任务3　植物组织培养与植物细胞培养的比较
比较项目 植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 __________ ________
培养基 ________培养基 ________培养基
培养对象 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 由愈伤组织分散得到的悬浮细胞
培养过程 外植体→________愈伤组织→________→芽、根→植物幼苗 ________→分散成悬浮细胞→继代培养→细胞代谢产物
培养目的 植物幼苗 细胞的代谢产物
二者关系 植物________培养是植物________培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴 细胞全能性
细胞增殖
固体
液体
脱分化
再分化
愈伤组织
细胞
组织
植物组织培养的注意事项
(1)无菌植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
(2)取材外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。
(3)培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起决定作用。
(4)培养试管苗的顺序，要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。
考向一 植物组织培养的原理和过程
1.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是(　　)
A．使用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒
B．为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养
C．在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D．经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子
解析：使用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒，A错误；由于产生花粉过程中发生了基因分离，故为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用体细胞进行培养，B错误；在诱导生根时，培养基中应提高生长素的比例和用量，C错误；用人工薄膜将胚状体、不定芽等分别包装可制成人工种子，故经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子，D正确。
答案：D
2．[2023·岳阳模拟]如图表示用某二倍体植株进行植物组织培养的过程，下列说法错误的是(　　)
①②③―→④
A．②是一团有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低
B．②→③的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根
C．该技术可用于培育出无病毒植株
D．①→②的实质是使①的细胞恢复分裂能力
答案：A
解析：②是愈伤组织，是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低，A错误；②愈伤组织→③胚状体或根芽的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根，B正确；该技术(植物组织培养)可用于培育出无病毒植株和生产人工种子，C正确；①离体的植物组织、器官和细胞→②愈伤组织即脱分化过程，其实质是使①的细胞恢复分裂能力，D正确。
考向二 植物组织培养技术综合考查
3.[经典高考]为了探究6?BA和IAA对某菊花品种茎尖外植体再生丛芽的影响，某研究小组在MS培养基中加入6?BA和IAA，配制成四种培养基(见下表)，灭菌后分别接种数量相同、生长状态一致、消毒后的茎尖外植体，在适宜条件下培养一段时间后，统计再生丛芽外植体的比率(m)，以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)，结果如下表：
回答下列问题：
(1)按照植物的需求量，培养基中无机盐的元素可分为__________和________两类。上述培养基中，6?BA属于__________类生长调节剂。
(2)在该实验中，自变量是__________，
因变量是_________________________________________________，
自变量的取值范围是__________。
(3)从实验结果可知，诱导丛芽总数最少的培养基是___号培养基。
(4)为了诱导该菊花试管苗生根，培养基中一般不加入_____(填“6?BA”或“IAA”)。
大量元素
微量元素
细胞分裂素
IAA浓度
再生丛芽外植体的比率(m)和再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)
0～0.5 mg·L－1
1
6 BA
解析：(1)植物组织培养常用MS培养基，其中，无机盐的元素可分为大量元素和微量元素两类。MS培养基中还常需要添加能诱导细胞分裂、脱分化、再分化的生长素和细胞分裂素。(2)该实验中，各组6 BA的浓度均为0.5 mg/L，IAA的浓度不相同，故自变量为IAA浓度，IAA浓度范围为0～0.5 mg/L。据表可知，该实验的因变量是再生丛芽外植体的比率(m)以及再生丛芽外植体上的丛芽平均数(n)。(3)由表格中的数据可知，1号培养基诱导丛芽总数最少。(4)生长素常用于诱导细胞分裂和根的分化，6 BA一般用于诱导植物的愈伤组织分化出丛芽，故诱导菊花试管苗生根，培养基中一般不加入6 BA。
考点二　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
任务1　比较植物组织培养与植物体细胞杂交的区别与联系

名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 ____________ 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
过程 离体的植物器官、 组织或细胞 ↓脱分化 ________ ↓再分化 ______________ ↓发育 植物体
植物细胞的全能性
愈伤组织　
根、芽或胚状体
原生质体A
原生质体B
融合的原生质体AB
杂种细胞AB
选材 选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化 ______________________________
技术 操作 ____________ 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导原生质体融合
联系 ____________是__________________的基础， ________________所用的技术更复杂 不同种的植物体细胞
脱分化、再分化等
植物组织培养　
植物体细胞杂交
植物体细胞杂交
任务2　比较单倍体育种和突变体的利用的不同点
项目 原理 优点 成果
单倍体 育种 染色体变异 明显缩短育种年限 单育1号烟草新品种、水稻、玉米、油菜等作物的新品种
突变体 的利用 基因突变 产生新基因，大幅度改良某些性状 抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等
任务3　归纳概括植物体细胞杂交与植物有性杂交中遗传物质的变化
若一植物细胞(甲)含有2x条染色体、2个染色体组，基因型为Aabb；另一植物细胞(乙)含有2y条染色体、2个染色体组，基因型为ccDd。
(1)植物体细胞杂交
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数________。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为___倍体。
③甲、乙经体细胞杂交形成的新植株为异源四倍体，其体细胞中含有(2x＋2y)条染色体、4个染色体组，基因型为____________。由此得出：两个细胞融合成一个细胞，染色体数、基因型和染色体组都采用直接相加的方法。
(2)植物有性杂交
有性杂交的子代细胞中，染色体数为(x＋y)条，基因型为________或________或________或________，即先减半再相加。
之和
几
AabbccDd
AbcD
abcD
Abcd　
abcd
啊啊
1.有关植物体细胞杂交的三个易误点
(1)误认为：植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。
指正：植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。
(2)误认为：植物体细胞杂交属于有性生殖。
指正：植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。
(3)误认为：杂种植株的变异类型属于基因重组。
指正：杂种植株的变异类型属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。
2．微型繁殖
微型繁殖实际上是一种无性繁殖，繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代细胞内的遗传物质相同，所以能够保证亲、子代性状相同。
考向一植物体细胞杂交技术
1.[2023·天津模拟]如图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(　　)
A．图中①过程通常用胰蛋白酶作用，目的是获得原生质体
B．经过②和③的过程形成的c细胞的染色体组一定为AABB
C．④⑤需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基
D．该技术流程的目的是获得杂种细胞，优点是克服远缘杂交不亲和障碍
答案：C
解析：①过程是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；经过②和③过程形成的c细胞的染色体组有三种(只考虑两两融合)：AAAA、BBBB、AABB，B错误；④⑤需要根据生长发育进程更换不同的固体培养基，C正确；植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植物，D错误。
2．[2023·天津模拟]通过细胞工程技术，利用二倍体甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。下列叙述错误的是(　　)
A．图中A过程可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是融合的原生质体
B．愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有高产、耐盐的优良性状
C．选择得到的目的植株，改变了杂种植物群体的基因频率，该植株与甲、乙植物存在生殖隔离
D．若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用秋水仙素处理幼芽，以获得可育的植株
答案：B
解析：图中A过程是获取原生质体，需要去除细胞壁，所以可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是诱导融合的原生质体，A正确；愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有耐盐的优良性状，但不一定具有高产的优良性状，还需要进行筛选，B错误；选择得到的目的植株是异源四倍体，筛选改变了杂种植物群体的基因频率，该植株(四倍体)与甲、乙植物(二倍体)属于不同种植物，存在生殖隔离，C正确；若目的植株丢失1条染色体，用秋水仙素处理幼芽，可以使植株的染色体数目加倍，从而获得可育的植株，D正确。
考向二 植物细胞工程的应用
3．[2023·天津模拟]科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述错误的是 (　　)
A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B．培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C．实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm
解析：马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；由图可知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；在茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm，D正确。
答案：A
4．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述错误的是(　　)
A.为防止细菌污染，应使用体积分数为95%的酒精对外植体消毒
B．不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整
C．可利用病毒cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测
D．0.3 ～0.5 mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养
茎尖大小 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗
小于0.3 mm 20 1 1
0.3 ～0.5 mm 20 10 7
大于0.6 mm 20 13 4
答案：A
解析：外植体消毒所用的酒精的体积分数为70%，A错误；不同培养阶段对细胞分裂素和生长素的需求不同，故不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整，B正确；根据DNA分子杂交原理，可利用病毒的cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测，C正确；根据表格中数据可知，利用0.3～0.5 mm大小的茎尖培养获得的脱毒苗数最多，因此有利于培养脱毒甘薯苗，D正确。
植物细胞的全能性
植物组织培养
[长句应答必备]
1．植物组织培养的过程主要包括脱分化和再分化两个阶段，脱分化的结果是形成愈伤组织，再分化的结果是形成根和芽。
2．植物体细胞杂交需要用酶解法制备原生质体，所用的酶包括纤维素酶和果胶酶。
3．植物体细胞杂交需要多种方法诱导处理。
4．植物组织培养需要各种营养成分和植物激素。
5．植物体细胞杂交可用于作物育种。
[等级选考研考向]
1．[2022·浙江1月]农作物秸秆的回收利用方式很多，其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的(　　)
A．琼脂＋蔗糖　　　　B．蔗糖＋激素
C．激素＋无机盐 D．无机盐＋琼脂
解析：碎化秸秆中的纤维不仅可以为食用菌提供碳源，还可以作为食用菌附着的介质，A符合题意。
答案：A
2．[2022·浙江6月]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是(　　)
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
答案：D
解析：用自然生长的茎段进行组织培养，可取一茎段在70%乙醇中浸泡10 min，再放入5%次氯酸钠溶液中浸泡5 min，然后用另一5%次氯酸钠溶液浸泡5 min，最后在超净台中用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入但不能阻止瓶内外的气体交换，B错误；蛭石不能为组培苗提供营养物质，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段可以脱分化后再分化出根、叶等器官，最终形成完整的菊花植株，为器官发生途径，D正确。
3．[2022·辽宁卷]蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是(　　)
A．花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B．适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C．在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D．宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
答案：D
解析：液泡中含有糖类、无机盐、色素和蛋白质等，其中的色素是指水溶性色素，如花青素，A正确；适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少氧化剂的浓度，从而减少褐变，B正确；根据题干信息：在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体，D错误。
4．[2022·浙江6月选考，节选](二)回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：
(4)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制_______生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度____时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的______检测。
(5)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的____________，分析染色体组型是否改变进行判断。
(6)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为________时全能性表达能力最高。
农杆菌
过低
敏感性
再生
细胞核　
形态特征和数量
培养时间
受精卵
[国考真题研规律]
5．[全国卷Ⅱ]植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有___________________________
(答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示)，这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_____________________。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植物激素、________和________等几类物质。
能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快
有利于胚状体进行呼吸作用　
矿质元素
糖
(3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的________进行组织培养。
(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是
_________________________________________________ (用流程图表示)。
茎尖
含目的基因的细胞愈伤组织小植株

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