第二章 第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体(课件 学案 练习)高中生物学 浙科版(2019)选择性必修3 生物技术与工程

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第二章 第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体(课件 学案 练习)高中生物学 浙科版(2019)选择性必修3 生物技术与工程

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第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体
知识点一 原生质体的制备
1.下列关于制备原生质体的叙述,正确的是(  )
A.经纤维素酶和胰蛋白酶降解细胞壁获得的原生质体已经失去了生理活性
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
2.下列关于原生质体培养的说法,正确的是(  )
A.原生质体培养技术解决了细胞膜的存在导致植物组织培养困难的问题
B.获得原生质体的常用方法是用胰蛋白酶处理细胞
C.获得原生质体时要在低于细胞液浓度的甘露醇溶液环境下处理
D.原生质体是球形的
3.在细胞工程——原生质体融合育种技术中,其技术的重要一环是将营养细胞的细胞壁除去,通常是采用纤维素酶和果胶酶处理,若将除去了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中,细胞将(  )
A.皱缩 B.涨破
C.呈球形 D.保持原状
知识点二 植物体细胞杂交
4.(2024·浙江联考)下图是白菜与甘蓝体细胞杂交技术的流程,下列分析错误的是(  )
A.该过程发生了染色体畸变
B.过程①②均应置于较高渗透压溶液中
C.经过程②③获得的均为杂种细胞
D.过程④⑤通常需要适宜的植物生长调节物质的配比
  (2024·浙江嘉兴高二期中)阅读下列材料,完成5~6小题。
  通过植物细胞工程技术,可利用甲(高产不耐盐)、乙(低产耐盐)两种二倍体植物培育出高产耐盐的杂种植株,实验流程如图所示,①~⑤为相关操作过程。
5.下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,错误的是(  )
A.过程②可利用电刺激、离心或聚乙二醇等诱导
B.过程③可通过除去果胶酶和纤维素酶的方式实现细胞壁的再生
C.获得杂种细胞标志着植物体细胞杂交完成
D.胚状体到目的植株进行筛选的原因是含有非目标品种
6.下列关于该植物组织培养过程的叙述,正确的是(  )
A.杂种细胞通过过程④形成的愈伤组织分化程度高,分裂能力弱
B.胚状体为未分化的、类似于种子胚的结构体,可发育成完整植株
C.杂种细胞培养过程中可能会出现染色体丢失、结构异常等情况
D.通过该过程培育植株的方式属于有性生殖
7.(2024·浙江富阳中学期中)某研究人员设计了下图所示技术路线,以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法正确的是(  )
A.可用无菌水洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体
B.原生质体A和原生质体B诱导融合前需要调整密度比例
C.诱导融合体出芽通常使用两类植物激素,其中生长素起主要作用
D.取材选用植株生长点附近细胞进行培养将增大再生植株品质退化的概率
8.如图为植物细胞A、B融合后再生出新植株的部分过程示意图,请据图分析,以下叙述不正确的是(  )
A.使植物细胞形成原生质体阶段的关键技术是使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.植物细胞融合一般要用聚乙二醇等诱导剂进行诱导
C.原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞核
D.亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞诱导融合后,形成的杂种细胞中两两融合的细胞类型有3种
9.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(  )
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
10.(2024·浙江台州期末)非对称细胞融合技术是指利用射线照射某一种原生质体,破坏其细胞核,用蕊香红6G 处理另一种原生质体,使其细胞质失活。然后融合处理过的两种原生质体,实现细胞质和细胞核基因的优化组合。研究者利用上述技术使小麦获得长穗偃麦草细胞质中的耐旱基因,培育小麦新品种。下列叙述错误的是(  )
A.原生质体可在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液(较高渗透压)下用酶解法处理植物体细胞获得
B.用射线照射小麦原生质体,用蕊香红6G处理长穗偃麦草原生质体
C.可用电刺激促进小麦和长穗偃麦草原生质体的融合
D.借助核移植技术或转基因技术也可获得上述耐旱小麦新品种
11.甲品种绿花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于细胞质雄性不育品种。通过植物体细胞杂交,成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲品种中,具体过程如图。下列说法错误的是(  )
A.光照处理的甲品种绿花菜下胚轴细胞中有叶绿体,利于筛选杂种细胞
B.图中B可表示使用聚乙二醇诱导,紫外线照射的目的是使乙原生质体的细胞核失去活力
C.杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导,可直接分化成杂种植株
D.杂种植株含有控制甲品种绿花菜优良性状的基因,并能通过父本进行传递
12.(2024·浙江杭州高二期中)沃柑果实色泽艳丽,品质极优,但因果实有籽严重削弱了其市场竞争力。为培育具有市场竞争力的无籽沃柑,研究者设计如下流程。相关叙述正确的是(  )
A.①需使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B.可用聚乙二醇诱导原生质体融合和细胞壁再生
C.获得的三倍体植株都能表现双亲的优良性状
D.③中的再分化过程形成三倍体植株的途径不止一种
13.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(  )
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
14.(2024·浙江台州高二期中)黄岩“本地早”种植已有100多年历史,耐寒耐旱,个小而甜,可由本地广桔(2n=18)和椪柑(2n=18)自然杂交获得。某小组欲用细胞融合技术培育“本地早”,部分流程如图。请回答:
(1)过程①常用的酶是        ,酶解后,经多次离心获得     (填名称)。
(2)在鉴定c时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可反映细胞两两融合的情况,当观察到                     时可判断c是由广桔细胞和椪柑细胞融合而成的。融合的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,该结构的产生与细胞内      (细胞器)有密切的关系。愈伤组织可通过        或器官发生途径再生植株,该过程需要在光照下培养,因为光照有利于    的形成。
(3)培养出的“广桔—椪柑”细胞在有丝分裂后期含    条染色体。植物体细胞杂交技术在育种上的优点是                  。
15.(2024·浙江镇海中学联考) 不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程如下图。请回答下列问题:
注:X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂; 碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂。
(1)过程①中需将植物组织经      后接种于 MS 培养基上诱导      过程,产生愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入        溶液去除细胞壁,离心后除去上清液,加入清洗液多次洗涤后获得原生质体。多次洗涤的目的是           。对红豆杉和柴胡原生质体进行的 A、B 处理分别为          。
(3)采用二乙酸荧光素(FDA) 法可测定原生质体活力。已知FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞膜,会留在细胞内发出荧光。据此应选择      的原生质体用于融合。
(4)过程③常用的化学试剂是      ,经诱导融合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团,原因是                       
                      
                       。
(5)过程④中,再分化阶段所用培养基需含有植物激素X 和 Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况不同。当植物激素X 多Y少时,未分化细胞群将分化出芽,则植物激素X的名称是      。
(6)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA 分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中    类型一定不是所需植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要来源亲本    的染色体,另一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,作出以上推测的依据是                       
                      
                       。
16.如图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答:
(1)步骤①是             ,最常用的方法是       。
(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手段是         ,其中步骤④相当于          ,步骤⑤相当于     。
(3)原生质体融合的目的是获得       。远缘杂交的两个亲本的遗传特征能够在新的植物体上有所表现,其根本原因是              。
(4)若远缘杂交亲本A和B都是二倍体,则杂种植株为       倍体。
(5)从理论上讲,杂种植株的育性为          。若运用传统有性杂交方法能否实现?     ,原因是                     。
(6)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律?    。为什么?                       
                       。
第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体
1.D 制备原生质体所用的酶为纤维素酶和果胶酶,获得的原生质体仍然具有生理活性,A错误;降解细胞壁之前要用0.5~0.6 mol/L的甘露醇等较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。
2.D 细胞膜的存在不是导致植物组织培养困难的原因,A错误;制备原生质体常用的方法是用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁,B错误;制备原生质体时,甘露醇溶液浓度要高于植物细胞中的细胞液浓度,这样可使细胞处于微弱的质壁分离状态,防止原生质体被破坏,C错误。
3.B 植物细胞壁对细胞具有支持和保护的功能,所以植物细胞放在清水中不会吸水涨破。采用纤维素酶和果胶酶将营养细胞的细胞壁除去后得到原生质体,原生质体没有细胞壁的保护,在低渗溶液(清水)中会吸水膨胀直至涨破。
4.C 图示为植物体细胞杂交的过程,杂种细胞为异源四倍体,即发生了染色体数目的变异,A正确;过程①②均应置于较高渗透压溶液中,这样可以避免原生质体吸水涨破,B正确;经过程②③获得的未必都是杂种细胞,因为只考虑两两融合,则融合的细胞会有三种情况,即白菜和甘蓝的原生质体自融的情况和互融获得的杂种细胞,因而还需要筛选才能获得所需的杂种细胞,C错误;过程④⑤为植物组织培养技术的脱分化和再分化过程,该过程中通常需要适宜的植物生长调节物质的配比来获得不同的细胞团,如当培养基中细胞分裂素类和生长素类物质比例适中时会诱导愈伤组织的产生,D正确。
5.C 原生质体自发融合率比较低,通常可利用电刺激、离心或聚乙二醇等手段,诱导原生质体融合,提高融合率,A正确;融合的原生质体在适宜的条件下可以重新长出细胞壁,B正确;植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束,C错误;由于细胞之间的接触是随机的,原生质体融合时可同种原生质体融合,也可以不同种原生质体融合,也可不融合,所以杂种细胞也有多种,可以在胚状体到目的植株培养过程通过筛选把非目标品种去除,D正确。
6.C 杂种细胞通过过程④形成的愈伤组织分化程度低,分裂能力强,A错误;胚状体已分化出根和芽,是类似于种子胚的结构体,可发育成完整植株,B错误;杂种细胞培养过程中可能会出现染色体丢失、染色体结构异常等多种变异细胞,所以需要经过筛选才能获得目的植株,C正确;通过该过程培育植株时没有经历过生殖细胞的形成和结合,该方式属于无性生殖,D错误。
7.B 由于原生质体没有了细胞壁的保护作用,因此应该用等渗溶液洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体,A错误;收集了原生质体A和原生质体B后,在诱导融合前需要调整密度比例,B正确;诱导融合体出芽通常使用两类植物激素,即生长素和细胞分裂素,其中细胞分裂素在促进芽的分化中起主要作用,C错误;感染病毒后,该植物会发生退化,取生长点附近组织进行培养获得脱病毒苗可降低再生植物感染病毒后品质退化的概率,D错误。
8.C 步骤①是去除细胞壁得到原生质体的过程,该过程需采用酶解法,即用纤维素酶和果胶酶处理,A正确;步骤②是诱导原生质体融合的过程,该过程可用物理法(离心、振荡、电刺激等)或化学法(聚乙二醇诱导),B正确;③中进行的是原生质体的融合,成为一个新的杂种细胞的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,C错误;亲本A细胞与亲本B细胞两两融合后的细胞有3种,具体为AA、BB、AB,D正确。
9.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,因此使用的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。
10.B 植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专一性,可用纤维素酶和果胶酶进行处理,得到原生质体,同时为避免细胞吸水涨破,需要在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液(较高渗透压)下处理,A正确;长穗偃麦草细胞质中含耐旱基因,故应利用射线照射长穗偃麦草,破坏其细胞核,用蕊香红6G 处理小麦,使其细胞质失活,B错误;可用电刺激促进小麦和长穗偃麦草原生质体的融合,也可用化学试剂如聚乙二醇诱导融合,C正确;借助核移植技术或转基因技术也可获得上述耐旱小麦新品种,如可将小麦的细胞核移入长穗偃麦草的细胞质中,或将耐旱基因导入小麦细胞内,D正确。
11.C 光照处理的甲品种绿花菜下胚轴细胞中有叶绿体,便于在显微镜下观察,有利于筛选杂种细胞,A正确;图中B为诱导原生质体融合,可用聚乙二醇进行诱导,本实验的目的是将乙品种细胞质中的可育基因引入甲品种中,故紫外线照射的目的是使乙原生质体的细胞核失去活力,B正确;杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导后,先脱分化形成愈伤组织,再再分化形成杂种植株,C错误;杂种植株的细胞核中含有控制甲品种绿花菜的优良性状的基因,细胞质中含有乙品种细胞质中的可育基因,因此杂种植株的优良性状能通过父本进行传递,D正确。
12.D ①是去除植物细胞壁的过程,由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性可知,该过程需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;②表示诱导原生质体融合的过程,该过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合,但不能用聚乙二醇诱导细胞壁再生,B错误;由于基因间的相互作用,获得的三倍体植株不一定都能表现双亲的优良性状,C错误;③中的再分化过程可以形成胚状体后经诱导形成三倍体植株,也可以诱导生根生芽后形成三倍体植株,D正确。
13.D 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;据题图分析,随酶解时间延长,两种原生质体产量均先增加后减少,B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。
14.(1)纤维素酶和果胶酶 原生质体 (2)融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光 细胞壁 高尔基体 体细胞胚发生途径 叶绿素 (3)72 克服远缘杂交不亲和性
解析:(1)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,图中过程①是去除细胞壁获得原生质体的过程,常用的酶是纤维素酶和果胶酶;用酶处理后,多次离心可获得原生质体,即a和b。(2)c是发生了融合的原生质体,融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光;融合的原生质体形成后,重新形成细胞壁才能行使正常的细胞功能,可进行有丝分裂,细胞壁的形成与高尔基体有关;脱分化形成愈伤组织后,愈伤组织可被诱导再分化,再分化包括体细胞胚发生途径和器官发生途径两种途径;因为叶绿素的形成需要光,故光照有利于叶绿素的形成。(3)培养出的“广桔—椪柑”细胞是融合细胞发育而来,正常细胞中含有36条染色体,有丝分裂后期由于着丝粒的分裂染色体数目加倍,故含有72条染色体;植物体细胞杂交技术可让不同种生物发生杂交过程产生可育后代,克服了远缘杂交不亲和性。
15.(1)消毒 脱分化 (2)纤维素酶、果胶酶 去除原生质体上残留的酶溶液 X射线处理、碘乙酰胺处理 (3)有荧光 (4)PEG(或聚乙二醇) 杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂 (5)细胞分裂素 (6)乙 柴胡 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的 DNA 片段
解析:(2)原生质体为去除了植物细胞壁后的结构,要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;为了去除原生质体上残留的酶溶液需要加入清洗液多次洗涤后获得原生质体;要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体,需要X射线照射,柴胡是受体,需要碘乙酰胺处理。(3)根据题干信息可知,荧光的强度与原生质体的活力呈正相关,因此应选择发荧光的原生质体用于融合。(4)诱导原生质体融合常用的化学方法是聚乙二醇融合法;X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。(5)在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素比例高时有利于根的分化,比例低时有利于芽的分化,比例适中促进愈伤组织的形成,因此植物激素X的名称是细胞分裂素。(6)根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。
16.(1)去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 酶解法 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 (3)杂种细胞 获得双亲的遗传物质(两个亲本的遗传物质) (4)(异源)四 (5)可育 不能 不同种生物之间存在生殖隔离 (6)不遵循 有性生殖的过程中进行减数分裂,才遵循孟德尔的遗传规律
解析:(1)用纤维素酶和果胶酶来分解细胞壁(即酶解法)是最常用的制备植物原生质体的方法。(2)由杂种细胞培育到杂种植株运用了植物组织培养技术,经历脱分化和再分化两个重要阶段。(3)原生质体融合是为了获得杂种细胞,当原生质体A和B的融合体再生出细胞壁就意味着杂种细胞的形成。杂种植株同时具备两个杂交亲本的遗传物质,能够表现出两个亲本的遗传特性。(4)若亲本A和B都是二倍体,则杂种植株的体细胞内有四个染色体组,为四倍体。(5)杂种植株的细胞内具有同源染色体,理论上讲是可以进行减数分裂产生正常配子的是可育的。不同物种间存在生殖隔离,不会实现有性杂交,即使能杂交,也不会产生可育后代,植物体细胞杂交打破了这种生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。(6)孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中,而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂,没有减数分裂,故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。
6 / 6第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体
导学 聚焦 1.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,继而培育成新植物体的技术。 2.能够基于植物体细胞杂交技术的实践应用,尝试解决现实生活问题
1.成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础
(1)植物体细胞杂交的定义
将           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。
(2)原生质体获得的方法
2.由杂种细胞培育出的新植物体可能会具有新的特性
(1)植物体细胞杂交的过程
(2)体细胞杂交技术的优点:能克服           ,获得新品种。
3.判断下列相关表述的正误
(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。(  )
探讨 分析植物体细胞杂交的过程
 “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。如图为某科研小组培育“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。
思考并回答以下问题:
(1)该科研小组在处理白菜和甘蓝细胞之前,需要先用较高渗透压的溶液处理,试分析原因。
(2)常用来诱导原生质体A和原生质体B融合的方法有哪些?
(3)该科研组织发现一种动物,利用其胃液处理植物细胞可以获得原生质体,如何解释这一现象?
(4)杂种细胞再生细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植株白菜—甘蓝?若白菜和甘蓝杂交产生了子代,该子代是否可育?
1.有关植物体细胞杂交的几个关注点
(1)植物体细胞融合的障碍:细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。
(2)植物体细胞融合成功的标志:产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关,同时该过程还需要线粒体提供能量。
(3)植物体细胞杂交的结果:产生新的植株。
(4)融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B,则诱导融合后的产物有三类:未融合的细胞(A和B);两两融合的细胞(AA、BB和AB)。两两融合的细胞中,只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞,所以要进行筛选。
(5)植物体细胞杂交的生殖方式:无性生殖。
2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
选材 选取根尖、茎尖等幼嫩部位 不同植物体细胞
技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外,还要用酶解法去除细胞壁,用一定的方法诱导细胞融合
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂
1.(2024·浙江宁波期中)下图是利用甲、乙两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列叙述错误的是(  )
A.①处理常用无菌的纤维素酶和果胶酶混合液
B.②融合前需先检测两种原生质体的活性和密度
C.②过程可用适宜浓度的聚乙二醇进行诱导
D.③选择时要将植株种在正常盐度的环境中
2.如图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构(仅显示细胞核),下列有关叙述错误的是(  )
A.乙植物能产生4种不同类型的花粉
B.将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体,可育
C.用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
D.经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型为DdYyRr
 
(1)选用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获取原生质体的理由是                 。
(2)在酶解细胞壁之前,先用较高渗透压溶液处理细胞的目的是使细胞处于         状态,有利于完整原生质体的释放,防止          。
(3)植物体细胞杂交技术的原理是什么?
1.用酶解法制备烟草叶肉细胞的原生质体,过程如下:取无菌烟草幼叶,切成相同大小的小片,放入一定量的酶液,收集绿色的悬浮液,过滤、离心、洗涤,获得原生质体。下列有关原生质体制备的相关叙述错误的是(  )
A.酶解过程中可适当振荡,从而加速原生质体与叶小片的分离
B.离心后收集的原生质体用清水洗涤干净后方可用于诱导融合
C.制备过程中,悬浮液绿色的深浅可作为观察酶解效果的指标之一
D.酶解法制备原生质体的原理是酶溶液对细胞壁成分有降解作用
2.(2024·浙江学军中学联考)实验室常用酶解法来获取植物细胞的原生质体,下列有关叙述错误的是(  )
A.该过程需要无菌操作,消毒处理后的离体组织需要放在无菌纸或灭菌培养皿中备用
B.可先用果胶酶处理并振荡使其成为游离单细胞,再用纤维素酶处理成为原生质体
C.为了提高实验的成功率,常用一定浓度的糖类溶液来调节渗透压,如甘露醇
D.结合原生质体融合技术,可以克服远缘杂交不亲和,培育异源多倍体植物
3.下列叙述中,与植物体细胞杂交技术不相关的是(  )
A.克服远缘杂交不亲和的障碍
B.利用离心、振荡、电刺激等诱导
C.快速繁殖、培育无病毒植物
D.使两个亲本的优良性状组合到一起
4.马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型等差异,野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂交繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究(已知杂种细胞会发生部分染色体缺失现象),过程如下图所示。下列分析正确的是(  )
A.在低渗溶液中,用酶解法处理a和b可以获得两种原生质体
B.过程①体现了生物膜的流动性,用染色体组型分析可筛选出杂种细胞c
C.过程②所配制的培养基中添加了比例适中的生长素类和赤霉素类植物生长调节物质
D.过程③为脱分化、再分化过程,可采用接种青枯病细菌鉴定植株的抗病性状
第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体
【核心要点·巧突破】
自主学习
1.(1)两个来自不同种植物 (2) 酶解  甘露醇  原生质体  根尖  愈伤组织  悬浮培养  纤维素
果胶  细胞壁
2.(1) 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 (2)远缘杂交的不亲和性
3.(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)√
互动探究
 (1)提示:使细胞处于微弱的质壁分离状态,有利于完整的原生质体释放,防止原生质体被破坏。
(2)提示:电刺激、聚乙二醇及振荡等。
(3)提示:该科研小组所发现的动物胃液中含有纤维素酶和果胶酶,可以分解植物细胞壁获得原生质体。
(4)提示:杂种细胞再生出细胞壁后需要通过植物组织培养技术才能发育成杂种植株白菜—甘蓝;若白菜和甘蓝杂交产生了子代,则在该子代体细胞中存在两个染色体组,一个来自白菜染色体组,一个来自甘蓝染色体组,它们不存在同源染色体,在减数分裂时不能两两配对,不能产生正常的配子,故该子代不可育。
学以致用
1.D 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故常用无菌的纤维素酶和果胶酶混合液去除细胞壁,A正确;原生质体融合前需先检测两种原生质体的活性和密度,B正确;原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性,诱导原生质体融合常用适宜浓度的聚乙二醇,C正确;因为要选择耐盐的植株,所以要将植株种在高盐度的环境中进行筛选,D错误。
2.B 乙种植物细胞具有2对分别位于2对同源染色体上的等位基因,该植物通过减数分裂能产生YR、Yr、yR、yr 4种不同类型的花粉,A正确;甲、乙是2个不同物种的植物,甲、乙杂交得到的植物为异源二倍体,减数分裂时由于染色体联会紊乱,不能产生精子和卵细胞,因此不可育,B错误;植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞壁,C正确;甲、乙植物均为二倍体,经植物体细胞杂交(即两个体细胞融合)得到的细胞应含有四个染色体组,发育成的植物为四倍体,基因型为DdYyRr,D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶
(2)微弱的质壁分离 原生质体被破坏
(3)提示:细胞膜的流动性和细胞的全能性。
课堂演练
1.B 酶解过程中可适当振荡,从而加速原生质体与叶小片的分离,A正确;离心后收集沉淀物,应用等渗溶液清洗,不能用清水,目的是保持细胞正常形态,B错误;制备过程中,悬浮液绿色的深浅可作为观察酶解效果的指标之一,C正确;酶解法制备原生质体的原理是酶溶液对细胞壁成分有降解作用,D正确。
2.A 该操作之后需要进行植物组织培养,为防止杂菌污染,所以该过程需要无菌操作,消毒处理后的离体组织应放在灭菌培养皿中备用,用无菌滤纸吸去表面水分,A错误;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,可先用果胶酶处理并振荡使细胞分开,再用纤维素酶处理去除细胞壁成为原生质体,B正确;为了提高实验的成功率,常用一定浓度的糖类溶液来调节渗透压,如甘露醇,但是一般置于稍高渗溶液中,有利于原生质体膜的稳定,避免破裂,C正确;不同物种之间存在着生殖隔离,很难通过有性杂交的方式获得杂种后代。结合原生质体融合技术,可以克服远缘杂交不亲和,培育异源多倍体植物,D正确。
3.C 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的障碍,培养作物新品种,A不符合题意;诱导植物原生质体融合可采用物理法(离心、振荡和电刺激)和化学法(聚乙二醇),B不符合题意;快速繁殖、培育无病毒植物是植物组织培养的优点,C符合题意;植物体细胞杂交技术是指两个来自不同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方法。杂种细胞拥有两个亲本的遗传物质,因此使两个亲本的优良性状组合到一起,克服了远缘杂交不亲和的障碍,D不符合题意。
4.B 酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体,但不能在低渗溶液中进行,否则原生质体会吸水涨破,A错误;过程①代表原生质体的融合,利用了生物膜的流动性,杂种细胞c中染色体是a和b细胞染色体之和,所以用染色体组型分析可筛选出杂种细胞c,B正确;过程②为脱分化,培养愈伤组织需要在培养基中添加比例适中的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节物质,C错误;过程③表示再分化,D错误。
4 / 4(共85张PPT)
第二节 通过体细胞杂交可获得新的植物体

学 聚
焦 1.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合
成杂种细胞,继而培育成新植物体的技术。
2.能够基于植物体细胞杂交技术的实践应用,尝试解决现实生
活问题
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
1. 成功培养原生质体是植物体细胞杂交技术的基础
(1)植物体细胞杂交的定义
将 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。
两个来自不同种植物 
(2)原生质体获得的方法
2. 由杂种细胞培育出的新植物
体可能会具有新的特性
(1)植物体细胞杂交的过程
(2)体细胞杂交技术的优点:能克服 ,
获得新品种。
远缘杂交的不亲和性 
3. 判断下列相关表述的正误
(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。 ( √ )


探讨 分析植物体细胞杂交的过程
 “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。如图为某科研小组培育
“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。
(1)该科研小组在处理白菜和甘蓝细胞之前,需要先用较高渗透压
的溶液处理,试分析原因。
提示:使细胞处于微弱的质壁分离状态,有利于完整的原生质
体释放,防止原生质体被破坏。
(2)常用来诱导原生质体A和原生质体B融合的方法有哪些?
提示:电刺激、聚乙二醇及振荡等。
(3)该科研组织发现一种动物,利用其胃液处理植物细胞可以获得
原生质体,如何解释这一现象?
提示:该科研小组所发现的动物胃液中含有纤维素酶和果胶
酶,可以分解植物细胞壁获得原生质体。
思考并回答以下问题:
(4)杂种细胞再生细胞壁后需要通过什么技术才能发育成杂种植
株白菜—甘蓝?若白菜和甘蓝杂交产生了子代,该子代是否
可育?
提示:杂种细胞再生出细胞壁后需要通过植物组织培养技术才
能发育成杂种植株白菜—甘蓝;若白菜和甘蓝杂交产生了子
代,则在该子代体细胞中存在两个染色体组,一个来自白菜染
色体组,一个来自甘蓝染色体组,它们不存在同源染色体,在
减数分裂时不能两两配对,不能产生正常的配子,故该子代不
可育。
1. 有关植物体细胞杂交的几个关注点
(1)植物体细胞融合的障碍:细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶
去除。
(2)植物体细胞融合成功的标志:产生新的细胞壁。在此过程中
高尔基体与细胞壁的形成有关,同时该过程还需要线粒体提
供能量。
(3)植物体细胞杂交的结果:产生新的植株。
(4)融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B,则诱导融合后的
产物有三类:未融合的细胞(A和B);两两融合的细胞
(AA、BB和AB)。两两融合的细胞中,只有AB型细胞是
我们需要的杂种细胞,所以要进行筛选。
(5)植物体细胞杂交的生殖方式:无性生殖。
2. 植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞
的全能性
选材 选取根尖、茎尖等幼嫩部位 不同植物体细胞
技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外,还要用酶解法
去除细胞壁,用一定的方法诱导细胞
融合

系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础,植物体细胞杂交所用的技术更复杂
1. (2024·浙江宁波期中)下图是利用甲、乙两种植物的各自优势,
通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。
下列叙述错误的是(  )
A. ①处理常用无菌的纤维素酶和果胶酶混合液
B. ②融合前需先检测两种原生质体的活性和密度
C. ②过程可用适宜浓度的聚乙二醇进行诱导
D. ③选择时要将植株种在正常盐度的环境中
解析: 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故常用无菌的
纤维素酶和果胶酶混合液去除细胞壁,A正确;原生质体融合前需
先检测两种原生质体的活性和密度,B正确;原生质体融合的原理
是细胞膜具有一定的流动性,诱导原生质体融合常用适宜浓度的聚
乙二醇,C正确;因为要选择耐盐的植株,所以要将植株种在高盐
度的环境中进行筛选,D错误。
2. 如图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构(仅显示细胞核),下
列有关叙述错误的是(  )
A. 乙植物能产生4种不同类型的花粉
B. 将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体,可育
C. 用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
D. 经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体,基因型为DdYyRr
解析: 乙种植物细胞具有2对分别位于2对同源染色体上的等位
基因,该植物通过减数分裂能产生YR、Yr、yR、yr 4种不同类型
的花粉,A正确;甲、乙是2个不同物种的植物,甲、乙杂交得到
的植物为异源二倍体,减数分裂时由于染色体联会紊乱,不能产生
精子和卵细胞,因此不可育,B错误;植物细胞细胞壁的主要成分
为纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶可去除植物细胞的细胞壁,
C正确;甲、乙植物均为二倍体,经植物体细胞杂交(即两个体细
胞融合)得到的细胞应含有四个染色体组,发育成的植物为四倍
体,基因型为DdYyRr,D正确。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
(1)选用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获取原生质体的理由
是 。
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶 
(2)在酶解细胞壁之前,先用较高渗透压溶液处理细胞的目的是使
细胞处于 状态,有利于完整原生质体的释
放,防止 。
(3)植物体细胞杂交技术的原理是什么?
提示:细胞膜的流动性和细胞的全能性。
微弱的质壁分离 
原生质体被破坏 
1. 用酶解法制备烟草叶肉细胞的原生质体,过程如下:取无菌烟草幼
叶,切成相同大小的小片,放入一定量的酶液,收集绿色的悬浮
液,过滤、离心、洗涤,获得原生质体。下列有关原生质体制备的
相关叙述错误的是(  )
A. 酶解过程中可适当振荡,从而加速原生质体与叶小片的分离
B. 离心后收集的原生质体用清水洗涤干净后方可用于诱导融合
C. 制备过程中,悬浮液绿色的深浅可作为观察酶解效果的指标之一
D. 酶解法制备原生质体的原理是酶溶液对细胞壁成分有降解作用
解析: 酶解过程中可适当振荡,从而加速原生质体与叶小片的
分离,A正确;离心后收集沉淀物,应用等渗溶液清洗,不能用清
水,目的是保持细胞正常形态,B错误;制备过程中,悬浮液绿色
的深浅可作为观察酶解效果的指标之一,C正确;酶解法制备原生
质体的原理是酶溶液对细胞壁成分有降解作用,D正确。
2. (2024·浙江学军中学联考)实验室常用酶解法来获取植物细胞的
原生质体,下列有关叙述错误的是(  )
A. 该过程需要无菌操作,消毒处理后的离体组织需要放在无菌纸或
灭菌培养皿中备用
B. 可先用果胶酶处理并振荡使其成为游离单细胞,再用纤维素酶处
理成为原生质体
C. 为了提高实验的成功率,常用一定浓度的糖类溶液来调节渗透
压,如甘露醇
D. 结合原生质体融合技术,可以克服远缘杂交不亲和,培育异源多
倍体植物
解析: 该操作之后需要进行植物组织培养,为防止杂菌污染,
所以该过程需要无菌操作,消毒处理后的离体组织应放在灭菌培养
皿中备用,用无菌滤纸吸去表面水分,A错误;植物细胞壁的主要
成分是纤维素和果胶,可先用果胶酶处理并振荡使细胞分开,再用
纤维素酶处理去除细胞壁成为原生质体,B正确;为了提高实验的
成功率,常用一定浓度的糖类溶液来调节渗透压,如甘露醇,但是
一般置于稍高渗溶液中,有利于原生质体膜的稳定,避免破裂,C
正确;不同物种之间存在着生殖隔离,很难通过有性杂交的方式获
得杂种后代。结合原生质体融合技术,可以克服远缘杂交不亲和,
培育异源多倍体植物,D正确。
3. 下列叙述中,与植物体细胞杂交技术不相关的是(  )
A. 克服远缘杂交不亲和的障碍
B. 利用离心、振荡、电刺激等诱导
C. 快速繁殖、培育无病毒植物
D. 使两个亲本的优良性状组合到一起
解析: 植物体细胞杂交技术最大的优点是能克服远缘杂交不亲
和的障碍,培养作物新品种,A不符合题意;诱导植物原生质体融
合可采用物理法(离心、振荡和电刺激)和化学法(聚乙二醇),
B不符合题意;快速繁殖、培育无病毒植物是植物组织培养的优
点,C符合题意;植物体细胞杂交技术是指两个来自不同植物的体
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方
法。杂种细胞拥有两个亲本的遗传物质,因此使两个亲本的优良性
状组合到一起,克服了远缘杂交不亲和的障碍,D不符合题意。
4. 马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因,少数马铃薯野生种存
在青枯病的抗性基因。由于核型等差异,野生种难以与四倍体马铃
薯栽培种直接杂交繁育,为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种,研
究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究(已知杂种细胞会发生部
分染色体缺失现象),过程如下图所示。下列分析正确的是(  )
A. 在低渗溶液中,用酶解法处理a和b可以获得两种原生质体
B. 过程①体现了生物膜的流动性,用染色体组型分析可筛选出杂种
细胞c
C. 过程②所配制的培养基中添加了比例适中的生长素类和赤霉素类
植物生长调节物质
D. 过程③为脱分化、再分化过程,可采用接种青枯病细菌鉴定植株
的抗病性状
解析: 酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体,但不能在低渗
溶液中进行,否则原生质体会吸水涨破,A错误;过程①代表原生
质体的融合,利用了生物膜的流动性,杂种细胞c中染色体是a和b
细胞染色体之和,所以用染色体组型分析可筛选出杂种细胞c,B
正确;过程②为脱分化,培养愈伤组织需要在培养基中添加比例适
中的生长素类和细胞分裂素类植物生长调节物质,C错误;过程③
表示再分化,D错误。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一 原生质体的制备
1. 下列关于制备原生质体的叙述,正确的是(  )
A. 经纤维素酶和胰蛋白酶降解细胞壁获得的原生质体已经失去了生
理活性
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
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解析: 制备原生质体所用的酶为纤维素酶和果胶酶,获得的原
生质体仍然具有生理活性,A错误;降解细胞壁之前要用0.5~0.6
mol/L的甘露醇等较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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2. 下列关于原生质体培养的说法,正确的是(  )
A. 原生质体培养技术解决了细胞膜的存在导致植物组织培养困难的
问题
B. 获得原生质体的常用方法是用胰蛋白酶处理细胞
C. 获得原生质体时要在低于细胞液浓度的甘露醇溶液环境下处理
D. 原生质体是球形的
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解析: 细胞膜的存在不是导致植物组织培养困难的原因,A错
误;制备原生质体常用的方法是用纤维素酶和果胶酶去除植物的细
胞壁,B错误;制备原生质体时,甘露醇溶液浓度要高于植物细胞
中的细胞液浓度,这样可使细胞处于微弱的质壁分离状态,防止原
生质体被破坏,C错误。
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3. 在细胞工程——原生质体融合育种技术中,其技术的重要一环是将
营养细胞的细胞壁除去,通常是采用纤维素酶和果胶酶处理,若将
除去了细胞壁的成熟植物细胞置于清水中,细胞将(  )
A. 皱缩 B. 涨破
C. 呈球形 D. 保持原状
解析: 植物细胞壁对细胞具有支持和保护的功能,所以植物细
胞放在清水中不会吸水涨破。采用纤维素酶和果胶酶将营养细胞的
细胞壁除去后得到原生质体,原生质体没有细胞壁的保护,在低渗
溶液(清水)中会吸水膨胀直至涨破。
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知识点二 植物体细胞杂交
4. (2024·浙江联考)下图是白菜与甘蓝体细胞杂交技术的流程,下
列分析错误的是(  )
A. 该过程发生了染色体畸变
B. 过程①②均应置于较高渗透压溶液中
C. 经过程②③获得的均为杂种细胞
D. 过程④⑤通常需要适宜的植物生长调节物质的配比
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解析: 图示为植物体细胞杂交的过程,杂种细胞为异源四倍
体,即发生了染色体数目的变异,A正确;过程①②均应置于较高
渗透压溶液中,这样可以避免原生质体吸水涨破,B正确;经过程
②③获得的未必都是杂种细胞,因为只考虑两两融合,则融合的细
胞会有三种情况,即白菜和甘蓝的原生质体自融的情况和互融获得
的杂种细胞,因而还需要筛选才能获得所需的杂种细胞,C错误;
过程④⑤为植物组织培养技术的脱分化和再分化过程,该过程中通
常需要适宜的植物生长调节物质的配比来获得不同的细胞团,如当
培养基中细胞分裂素类和生长素类物质比例适中时会诱导愈伤组织
的产生,D正确。
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  (2024·浙江嘉兴高二期中)阅读下列材料,完成5~6小题。
  通过植物细胞工程技术,可利用甲(高产不耐盐)、乙(低产耐
盐)两种二倍体植物培育出高产耐盐的杂种植株,实验流程如图所
示,①~⑤为相关操作过程。
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5. 下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,错误的是(  )
A. 过程②可利用电刺激、离心或聚乙二醇等诱导
B. 过程③可通过除去果胶酶和纤维素酶的方式实现细胞壁的再生
C. 获得杂种细胞标志着植物体细胞杂交完成
D. 胚状体到目的植株进行筛选的原因是含有非目标品种
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解析: 原生质体自发融合率比较低,通常可利用电刺激、离心
或聚乙二醇等手段,诱导原生质体融合,提高融合率,A正确;融
合的原生质体在适宜的条件下可以重新长出细胞壁,B正确;植物
体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结
束,C错误;由于细胞之间的接触是随机的,原生质体融合时可同
种原生质体融合,也可以不同种原生质体融合,也可不融合,所以
杂种细胞也有多种,可以在胚状体到目的植株培养过程通过筛选把
非目标品种去除,D正确。
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6. 下列关于该植物组织培养过程的叙述,正确的是(  )
A. 杂种细胞通过过程④形成的愈伤组织分化程度高,分裂能力弱
B. 胚状体为未分化的、类似于种子胚的结构体,可发育成完整植株
C. 杂种细胞培养过程中可能会出现染色体丢失、结构异常等情况
D. 通过该过程培育植株的方式属于有性生殖
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解析: 杂种细胞通过过程④形成的愈伤组织分化程度低,分裂
能力强,A错误;胚状体已分化出根和芽,是类似于种子胚的结构
体,可发育成完整植株,B错误;杂种细胞培养过程中可能会出现
染色体丢失、染色体结构异常等多种变异细胞,所以需要经过筛选
才能获得目的植株,C正确;通过该过程培育植株时没有经历过生
殖细胞的形成和结合,该方式属于无性生殖,D错误。
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7. (2024·浙江富阳中学期中)某研究人员设计了如图所示技术路线,以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法正确的是(  )
A. 可用无菌水洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体
B. 原生质体A和原生质体B诱导融合前需要调整密度比例
C. 诱导融合体出芽通常使用两类植物激素,其中生长素起主要作用
D. 取材选用植株生长点附近细胞进行培养将增大再生植株品质退化
的概率
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解析: 由于原生质体没有了细胞壁的保护作用,因此应该用等
渗溶液洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体,A错误;收集了原
生质体A和原生质体B后,在诱导融合前需要调整密度比例,B正
确;诱导融合体出芽通常使用两类植物激素,即生长素和细胞分裂
素,其中细胞分裂素在促进芽的分化中起主要作用,C错误;感染
病毒后,该植物会发生退化,取生长点附近组织进行培养获得脱病
毒苗可降低再生植物感染病毒后品质退化的概率,D错误。
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8. 如图为植物细胞A、B融合后再生出新植株的部分过程示意图,请
据图分析,以下叙述不正确的是(  )
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A. 使植物细胞形成原生质体阶段的关键技术是使用纤维素酶和果胶
酶去除细胞壁
B. 植物细胞融合一般要用聚乙二醇等诱导剂进行诱导
C. 原生质体融合成为一个新的杂种细胞的标志是出现新的细胞核
D. 亲本植物A的细胞与亲本植物B的细胞诱导融合后,形成的杂种细
胞中两两融合的细胞类型有3种
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解析: 步骤①是去除细胞壁得到原生质体的过程,该过程需采
用酶解法,即用纤维素酶和果胶酶处理,A正确;步骤②是诱导原
生质体融合的过程,该过程可用物理法(离心、振荡、电刺激等)
或化学法(聚乙二醇诱导),B正确;③中进行的是原生质体的融
合,成为一个新的杂种细胞的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,
C错误;亲本A细胞与亲本B细胞两两融合后的细胞有3种,具体为
AA、BB、AB,D正确。
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9. 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
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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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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,因此使用的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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10. (2024·浙江台州期末)非对称细胞融合技术是指利用射线照射某
一种原生质体,破坏其细胞核,用蕊香红6G 处理另一种原生质
体,使其细胞质失活。然后融合处理过的两种原生质体,实现细
胞质和细胞核基因的优化组合。研究者利用上述技术使小麦获得
长穗偃麦草细胞质中的耐旱基因,培育小麦新品种。下列叙述错
误的是(  )
A. 原生质体可在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液(较高渗透压)下用酶
解法处理植物体细胞获得
B. 用射线照射小麦原生质体,用蕊香红6G处理长穗偃麦草原生质体
C. 可用电刺激促进小麦和长穗偃麦草原生质体的融合
D. 借助核移植技术或转基因技术也可获得上述耐旱小麦新品种
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解析: 植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,根据酶的专
一性,可用纤维素酶和果胶酶进行处理,得到原生质体,同时为
避免细胞吸水涨破,需要在0.5~0.6 mol/L的甘露醇溶液(较高
渗透压)下处理,A正确;长穗偃麦草细胞质中含耐旱基因,故
应利用射线照射长穗偃麦草,破坏其细胞核,用蕊香红6G 处理小
麦,使其细胞质失活,B错误;可用电刺激促进小麦和长穗偃麦
草原生质体的融合,也可用化学试剂如聚乙二醇诱导融合,C正
确;借助核移植技术或转基因技术也可获得上述耐旱小麦新品
种,如可将小麦的细胞核移入长穗偃麦草的细胞质中,或将耐旱
基因导入小麦细胞内,D正确。
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11. 甲品种绿花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于细胞质
雄性不育品种。通过植物体细胞杂交,成功地将乙品种细胞质中
的可育基因引入甲品种中,具体过程如图。下列说法错误的是
(  )
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A. 光照处理的甲品种绿花菜下胚轴细胞中有叶绿体,利于筛选杂种
细胞
B. 图中B可表示使用聚乙二醇诱导,紫外线照射的目的是使乙原生质
体的细胞核失去活力
C. 杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导,可直接分化成杂
种植株
D. 杂种植株含有控制甲品种绿花菜优良性状的基因,并能通过父本
进行传递
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解析: 光照处理的甲品种绿花菜下胚轴细胞中有叶绿体,便
于在显微镜下观察,有利于筛选杂种细胞,A正确;图中B为诱导
原生质体融合,可用聚乙二醇进行诱导,本实验的目的是将乙品
种细胞质中的可育基因引入甲品种中,故紫外线照射的目的是使
乙原生质体的细胞核失去活力,B正确;杂种细胞经过外源生长
素和细胞分裂素的诱导后,先脱分化形成愈伤组织,再再分化形
成杂种植株,C错误;杂种植株的细胞核中含有控制甲品种绿花
菜的优良性状的基因,细胞质中含有乙品种细胞质中的可育基
因,因此杂种植株的优良性状能通过父本进行传递,D正确。
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12. (2024·浙江杭州高二期中)沃柑果实色泽艳丽,品质极优,但因
果实有籽严重削弱了其市场竞
争力。为培育具有市场竞争力
的无籽沃柑,研究者设计如下
流程。相关叙述正确的是( )
A. ①需使用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理
B. 可用聚乙二醇诱导原生质体融合和细胞壁再生
C. 获得的三倍体植株都能表现双亲的优良性状
D. ③中的再分化过程形成三倍体植株的途径不止一种
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解析: ①是去除植物细胞壁的过程,由于植物细胞壁的主要
成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性可知,该过程需使用纤维
素酶和果胶酶处理,A错误;②表示诱导原生质体融合的过程,
该过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合,但不能用聚乙二醇诱导
细胞壁再生,B错误;由于基因间的相互作用,获得的三倍体植
株不一定都能表现双亲的优良性状,C错误;③中的再分化过程
可以形成胚状体后经诱导形成三倍体植株,也可以诱导生根生芽
后形成三倍体植株,D正确。
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13. 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(  )
注:原生质体活力=(有活力的原生质体数/原生质体总数)×100%
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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
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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;据题图分析,随
酶解时间延长,两种原生质体产量均先增加后减少,B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。
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14. (2024·浙江台州高二期中)黄岩“本地早”种植已有100多年历
史,耐寒耐旱,个小而甜,可由本地广桔(2n=18)和椪柑(2n
=18)自然杂交获得。某小组欲用细胞融合技术培育“本地
早”,部分流程如图。请回答:
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(1)过程①常用的酶是 ,酶解后,经多次离
心获得 (填名称)。
解析:植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,图中过程①是去除细胞壁获得原生质体的过程,常用的酶是纤维素酶和果胶酶;用酶处理后,多次离心可获得原生质体,即a和b。
纤维素酶和果胶酶 
原生质体 
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(2)在鉴定c时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可
反映细胞两两融合的情况,当观察到
时可判断c是由广桔细胞和椪柑细胞
融合而成的。融合的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,该结构的产生与细胞
内 (细胞器)有密切的关系。愈伤组织可通
过 或器官发生途径再生植株,该过程需
要在光照下培养,因为光照有利于 的形成。
融合的细胞表面既有
红色荧光又有绿色荧光 
细胞壁 
高尔基体 
体细胞胚发生途径 
叶绿素 
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解析:c是发生了融合的原生质体,融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光;融合的原生质体形成后,重新形成细胞壁才能行使正常的细胞功能,可进行有丝分裂,细胞壁的形成与高尔基体有关;脱分化形成愈伤组织后,愈伤组织可被诱导再分化,再分化包括体细胞胚发生途径和器官发生途径两种途径;因为叶绿素的形成需要光,故光照有利于叶绿素的形成。
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(3)培养出的“广桔—椪柑”细胞在有丝分裂后期含 条染色
体。植物体细胞杂交技术在育种上的优点是

解析:培养出的“广桔—椪柑”细胞是融合细胞发育而来,正常细胞中含有36条染色体,有丝分裂后期由于着丝粒的分裂染色体数目加倍,故含有72条染色体;植物体细胞杂交技术可让不同种生物发生杂交过程产生可育后代,克服了远缘杂交不亲和性。
72 
克服远缘杂交
不亲和性 
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15. (2024·浙江镇海中学联考) 不对称体细胞杂交是指利用射线破
坏供体细胞的染色质,与未经射线照射的受体细胞融合,所得融
合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。红豆杉的次生
产物紫杉醇是一种高效抗癌药物,但由于红豆杉野生资源匮乏,
且红豆杉植株紫杉醇含量极低,导致了紫杉醇的供应严重不足。
因此,研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n=24)
与柴胡(2n=12)进行了融合,培育能产生紫杉醇的柴胡,过程
如下图。请回答下列问题:
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注:X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、
染色体消除等,使细胞不再持续分裂; 碘乙酰胺处理使细胞质中
的某些酶失活,抑制细胞分裂。
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(1)过程①中需将植物组织经 后接种于 MS 培养基上诱
导 过程,产生愈伤组织。
(2)过程②中将愈伤组织加入 溶液去除细胞
壁,离心后除去上清液,加入清洗液多次洗涤后获得原生质
体。多次洗涤的目的是 。对
红豆杉和柴胡原生质体进行的 A、B 处理分别为

消毒 
脱分化 
纤维素酶、果胶酶 
去除原生质体上残留的酶溶液 
X射线处
理、碘乙酰胺处理 
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解析:原生质体为去除了植物细胞壁后的结构,要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;为了去除原生质体上残留的酶溶液需要加入清洗液多次洗涤后获得原生质体;要培育能产生紫杉醇的柴胡,红豆杉是供体,需要X射线照射,柴胡是受体,需要碘乙酰胺处理。
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(3)采用二乙酸荧光素(FDA) 法可测定原生质体活力。已知
FDA本身无荧光,当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具
有荧光的物质,该荧光物质不能透过活细胞膜,会留在细胞
内发出荧光。据此应选择 的原生质体用于融合。
有荧光 
解析:根据题干信息可知,荧光的强度与原生质体的活力呈正相关,因此应选择发荧光的原生质体用于融合。
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(4)过程③常用的化学试剂是 ,经诱导融
合后,只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞
团,原因是

PEG(或聚乙二醇) 
杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能
上实现了互补,使细胞恢复正常分裂 
解析:诱导原生质体融合常用的化学方法是聚乙二醇融合法; X 射线处理能随机破坏染色体结构,使其发生断裂、易位、染色体消除等,使细胞不再持续分裂,碘乙酰胺处理使细胞质中的某些酶失活,抑制细胞分裂,单独的红豆杉和柴胡细胞都不能分裂,杂种细胞由于融合后在细胞核和细胞质的功能上实现了互补,使细胞恢复正常分裂,因此只有异源融合的原生质体可持续分裂形成再生细胞团。
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(5)过程④中,再分化阶段所用培养基需含有植物激素X 和 Y,
逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群
的变化情况不同。当植物激素X 多Y少时,未分化细胞群将
分化出芽,则植物激素X的名称是 。
细胞分裂素 
解析:在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素比例高时有利于根的分化,比例低时有利于芽的分化,比例适中促进愈伤组织的形成,因此植物激素X的名称是细胞分裂素。
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(6)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和
DNA 分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型 染色体数目、形态 DNA分子标记鉴定
甲 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段
乙 12,形态与柴胡染色体相似 无红豆杉DNA片段
丙 12,形态与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段
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由表可知,后代植株中 类型一定不是所需植株。科研人
员推测杂种植株的染色体主要来源亲本 的染色体,另
一方亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植
株细胞中,而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组,
作出以上推测的依据是


乙 
柴胡 
甲、丙类型植株细胞的染色体与柴
胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的
DNA 片段 
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解析:根据表格信息可知,植株后代乙无红豆杉DNA片段,说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,红豆杉亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。
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16. 如图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答:
(1)步骤①是 ,最常用
的方法是 。
去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体 
酶解法 
解析:用纤维素酶和果胶酶来分解细胞壁(即酶解法)是最常用的制备植物原生质体的方法。
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(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手
段是 ,其中步骤④相当于 ,步骤⑤
相当于 。
植物组织培养 
脱分化 
再分化 
解析:由杂种细胞培育到杂种植株运用了植物组织培养技术,经历脱分化和再分化两个重要阶段。
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(3)原生质体融合的目的是获得 。远缘杂交的两个亲
本的遗传特征能够在新的植物体上有所表现,其根本原因
是 。
杂种细胞 
获得双亲的遗传物质(两个亲本的遗传物质) 
解析:原生质体融合是为了获得杂种细胞,当原生质体A和B的融合体再生出细胞壁就意味着杂种细胞的形成。杂种植株同时具备两个杂交亲本的遗传物质,能够表现出两个亲本的遗传特性。
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(4)若远缘杂交亲本A和B都是二倍体,则杂种植株为 倍体。
解析:若亲本A和B都是二倍体,则杂种植株的体细胞内有四个染色体组,为四倍体。
(异源)四
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(5)从理论上讲,杂种植株的育性为 。若运用传统有性杂
交方法能否实现? ,原因是

可育 
不能 
不同种生物之间存在生
殖隔离 
解析:杂种植株的细胞内具有同源染色体,理论上讲是可以进行减数分裂产生正常配子的是可育的。不同物种间存在生殖隔离,不会实现有性杂交,即使能杂交,也不会产生可育后代,植物体细胞杂交打破了这种生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
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(6)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物
质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律? 。为什
么?

不遵循 
有性生殖的过程中进行减数分裂,才遵循孟德尔的遗
传规律 
解析:孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中,而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂,没有减数分裂,故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。
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