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专题2 细胞工程
2.1 植物细胞工程
【高考目标定位】
植物组织培养
【考纲知识梳理】
一、植物细胞工程
1、原理：细胞全能性
全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞
2、植物组织培养技术
（1）过程：离体的植物器官、组织或细胞 ―→愈伤组织 ―→试管苗 ―→植物体
（2）用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。
（3）地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。
3.植物体细胞杂交技术
（1）过程：
（2）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。
（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。[来源:21世纪教育网]
二、植物细胞工程的应用
1、植物繁殖的新途径
（1）微型繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
特点：保持优良品种的遗传特性；高效快速的实现种苗的大量繁殖。
（2）作物脱毒：选取作物无毒组织（如茎尖）进行组织培养，获得脱毒苗的技术。
（3）人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
2、作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。
3、细胞产物的工厂化生产：细胞产物有蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
【要点名师精解】
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 细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性
过程 [来源:21世纪教育网]
注意事项 ①选材：选取根尖、茎尖、形成层部位、最容易诱导脱分化②光照：脱分化过程不需光照，再分化过程一定要有光 ①去细胞壁的方法：酶解法，所用的酶是纤维素酶和果胶酶②人工诱导融合的方法：物理法：离心、振电激化学法：用聚乙二醇诱导[来源:21世纪教育网
【感悟高考真题】
（2010·重庆高考）24．明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发利用的方法有
A．设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产
B．大量培养愈伤组织，直接提取药用成分
C．大规模栽培组织培养苗，获取药用成分
D利用组织培养获得胚状体，制成人工种子
【解析】本题考查了植物组织培养技术的应用。对明党参进行保护性开发可采用设计细胞培养反应器的方法，也可通过大量培养愈伤组织，直接提取，还可通过大量培育培养苗而获取药用成份，还可获取人工种子进行大面积种植，正确选项为ABCD。
【答案】ABCD
（2009·全国Ⅰ高考）下列关于植物体细胞杂交或植物细胞质遗传的叙述，错误的是
A．利用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
B．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
C．两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型一致
D．两个不同品种的紫茉莉杂交，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的
【解析】植物体细胞杂交可以用两种不同的植物细胞，从而可克服生殖隔离的限制，植物体细胞杂交的过程，实际上是不同植物体细胞的原生质体融合的过程。紫茉莉枝叶的性状的遗传是细胞质遗传，两个不同品种的紫茉莉杂交，正交、反交所得F1的表现型应与母本一致，F1的遗传物质来自母本的多于来自父本的，因为受精卵中的细胞质几乎全部来自母本。故C错误。
【答案】C
（2008·江苏高考）下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部分的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同
【解析】同一株绿色开花植物的细胞分体细胞和生殖细胞两类，自然这两类细胞经培养获得的愈伤组织细胞的遗传物质（基因）亦不相同。
【答案】D
【考点精题精练】21世纪教育网
1. 下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是（ AD ）
A. 叶肉细胞脱分化后可形成无定形状态的薄壁细胞 B．叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
C. 融合植物叶肉细胞时，应先去掉细胞膜 D．叶肉细胞离体培养时，可以表现出全能性
2. 植物细胞表现出全能性的必要条件是
A 给予适宜的营养和外界条件 B 导入其他植物细胞的基因
C 脱离母体后给予适宜营养和外界条件 D 将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内
3. 以下不能说明细胞全能性的实验是 B21世纪教育网
A．胡萝卜韧皮部细胞培育出植株
B．紫色糯性玉米种子培育出植株
C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株
D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株
4. （2010·江苏省南通、扬州、泰州三市高三二模）下列有关植物体细胞杂交技术的描述，不正确的是 C
A．利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株
B．获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶
C．通常用聚乙二醇或灭活病毒诱导原生质体融合
D．可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞
5. 植物细胞A和植物细胞B经过杂交及组织培养，下列说法不正确的是 C
A 植物体细胞杂交的最大优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍
B 杂种细胞经过植物组织培养成杂种植株说明杂种细胞具有全能性
C 尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养
D 若A的基因型为Rr，B的基因型为Yy，则最终形成的杂种植株的基因型为RrYy
6. 如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是 D
A 图示“白菜—甘蓝”植株不能结籽
B 愈伤组织的代谢是自养需氧型
C 上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程
D “白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
7. 下面为植物组织培养过程流程图解，以下相关叙述不正确的是（ B ）
A．上述过程中脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用
B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程21世纪教育网
C．从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性
D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
8. 下列关于植物体细胞杂交技术的叙述中，正确的是 B
A．植物体细胞杂交必须先制备原生质层
B．“番茄-马铃薯”杂种植株的培育需要运用细胞融合技术和植物组织培养技术
C．植物组织培养中需要使用纤维素酶来分离细胞
9. D．用于培养的植物器官或组织先要进行灭菌处理
10. 在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞器是 B
A.叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体
C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网
11. 设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不需要考虑是 A[21世纪教育网
A．亲本细胞的生殖隔离问题 B．选择具有优良性状的亲本
C．亲本细胞的融合技术 D．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化
12. 与植物体细胞杂交密切相关的下列叙述中,不正确的是 D
A.利用离心、振动、电刺激等诱导 B.利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导
C.克服远缘杂交不亲和的障碍 D.快速繁殖、培育无病毒植物
13. 以下细胞工程中所用技术与原理不相符的是 B
A．纤维素酶、果胶酶处理和胰蛋白酶处理——酶的专一性
B．植物组织培养和动物细胞培养——细胞的全能性
C．原生质体融合和动物细胞融合——生物膜的流动性
D．紫草细胞培养和杂交瘤细胞的培养——细胞分裂
14. 马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是 C
A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交
C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变
15. 下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是 A
A.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种
B.利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状
C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产
D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍
16. （多选）下列有关植物细胞工程应用的分析，正确的是 ABCD
A．愈伤组织细胞分裂旺盛，经诱变处理，有利于获得突变个体
B．利用茎尖进行组织培养，可以获得脱毒苗
C．植物体细胞杂交技术可克服远缘杂交不亲和障碍，培育杂种植物
D．利用细胞培养工业化生产人参皂甙，提高产量
17. 紫茉莉的花色受核遗传物质控制,基因型为RR、rr的紫茉莉分别开红花与白花，而基因型为R、r同时存在开粉红色花。紫茉莉枝条的颜色是由细胞质中质体颜色决定的：绿色枝条叶肉细胞中含有叶绿体；白色枝条的叶肉细胞中只含白色体；花斑色枝条有的细胞只含叶绿体，有的只含白色体，有的既含有叶绿体又含白色体。从绿色白花紫茉莉的绿叶上取一些叶肉细胞，再从花斑色红花紫茉莉的白色枝条上取一些叶肉细胞，去掉细胞壁后，用诱导剂让其融合。
(1）细胞融合过程中，去掉细胞壁用 酶和 酶。
（2）两两融合后，可出现 种融合细胞，若用融合细胞进行组织培养，理论上讲发育成的后代的枝条颜色是 ，控制花色的基因型依次是 。[来源:21世纪教育网21世纪教育网
答案：（1）纤维素 果胶 （2）3 绿色、白色、花斑色 RRRR、 rrrr、RRrr
18. 下图是植物体细胞杂交示意图，请据此回答：
（1）图中完成植物体细胞融合的过程是（填编号）_________________，在此过程中，应用酶工程产品的是_________过程。
（2）图中④过程是_________，⑤过程是_________，④⑤过程合称_________。
（3）图中①过程用到的酶是_________，作用的结果是形成_________。之所以要用它们是要除去_______________，除去的原因是_______________________________。
（4）在②过程中，可用的化学诱导剂是_________，可用的物理方法是_________。若在容器中放置若干ab结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的d细胞的类型有_________种（这里仅考虑2个原生质体的相互融合），从中选出_________进行培养。
（5）c细胞的状态是____________________________。
（6）e称为_________，f称为_________，该植株具有_________。
（7）这一技术的优点是_____________________________________________。
（8）利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律？为什么_______　　　　　　　　　　　　　　　____。
答案：（1）①②③ ① （2）脱分化 再分化 植物组织培养 （3）纤维素酶和果胶酶　原生质体 细胞壁 细胞壁阻碍了原生质体的融合 （4）聚乙二醇 振动、电刺激、离心 3 杂种细胞 （5）正在进行原生质体融合 （6）愈伤组织 杂种植株　　双亲遗传物质 （7）克服远源杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围 （8）不遵循。因为只有生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖21世纪教育网
植物
叶片
叶组织块
愈伤组织
有生根发芽能力的胚状结构
人工种子
种苗
a
b
c
d
e
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