第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术(课件PPT)-【新课程学案】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 单选）

细胞工程 第2章 章首——把握知识逻辑 本章安排植物细胞工程、动物细胞工程和胚胎工程3节内容。由于这3节的知识容量都很大,因此每节又分为若干小节。植物细胞工程包括2个小节:第1小节是了解最基础的知识——植物细胞工程的基本原理和技术;第2小节则是了解它的实际应用。动物细胞工程包括3个小节:第1小节介绍了动物细胞工程最基本的技术——动物细胞培养,以及在此基础上发展起来的干细胞培养及其应用;第2小节讲述了动物细胞融合技术和这项技术最重要的应用——制备单克隆抗体; 第3小节进一步介绍了动物细胞工程中综合性更强、难度更大的动物体细胞核移植技术及其应用。一些动物细胞工程研究成果的获得离不开胚胎工程的支撑,胚胎工程与动物细胞工程交叉渗透、互相促进,教材在第3节介绍了胚胎工程的内容。这节内容总体安排上体现了胚胎工程的发展脉络,先对胚胎工程的理论基础(即哺乳动物受精和胚胎早期发育的规律)进行了讲述,在此基础上再介绍胚胎工程技术及其应用。   第一节 植物细胞工程 　明学习目标 1.简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。 2.尝试进行植物组织培养。 3.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。 4.概述细胞产物的工厂化生产的原理。 第1课时　植物细胞工程的基本技术 课时跟踪检测 CONTENTS 目录 1 2 3 聚焦•学案(一)　什么是植物组织培养技术 聚焦•学案(二)　什么是植物体细胞杂交技术 随堂小结即时回顾与评价 4 NO.1 聚焦•学案(一)　什么是植物 组织培养技术 基础—自主学习 [助读教材] 1.细胞工程的概念解读 原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学等 操作水平 _______、细胞或______水平 目的 获得特定的_______________________或其产品 分类 植物细胞工程和动物细胞工程 细胞器 组织 细胞、组织、器官、个体 2.植物细胞工程的理论基础 完整生物体 其他各种细胞 选 择性地表达 3.植物组织培养技术 (1)概念:将离体的________________________等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成_________的技术。 (2)理论基础:植物细胞的_________。 植物器官、组织或细胞 完整植株 全能性 (3)基本过程 脱分化 在一定的激素和营养等条件的诱导下,__________ 的细胞失去其特有的结构和功能,转变成_________的细胞,进而形成愈伤组织的过程 愈伤组织 脱分化产生的不定形的______________ 再分化 愈伤组织重新分化成_________等器官的过程 已经分化 未分化 薄壁组织团块 芽、根 (4)菊花的组织培养 无菌水 次氯酸钠 0.5 愈伤组织 生芽 生根 生 长 ～1 cm 微点品悟 1.判断下列表述的正误 (1)高度分化的细胞,只有发育成一个完整的生物个体,才能体现出细胞的全能性。 ( ) (2)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。 ( ) (3)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。 ( ) (4)无论脱分化还是再分化,过程中均需提供光照。 ( ) × √ × × 2.植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是 (　　) ①植物细胞的全能性　②离体植物器官、组织或细胞　③芽、根　④生长素和细胞分裂素　⑤生长素和乙烯　⑥愈伤组织　⑦再分化　⑧脱分化　⑨植物体 A.①、②⑧⑥⑦③⑨、④ B.①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤ C.①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D.①、②⑨⑧⑥⑦③、④ √ 解析:植物组织培养技术依据的原理是植物细胞的全能性,即①;植物组织培养的过程是将离体的植物器官、组织或细胞经脱分化过程形成愈伤组织,再经再分化过程形成芽、根,最终发育成完整植物体,即②⑧⑥⑦③⑨;决定植物脱分化和再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的比例,即④。 深化—合作学习 [活动质疑] 观察菊花的组织培养流程图,探究以下问题: (1)选用菊花的外植体时,一般选用形成层细胞或组织块,其原因是什么? 提示:形成层细胞由于分裂旺盛,全能性高,容易诱导形成愈伤组织,其他部分如叶、花全能性低,不易培养成小植株。 (2)菊花组织培养中,前后三次用到不同的培养基,这三种培养基的功能有什么区别? 提示:第一次,诱导外植体脱分化形成愈伤组织;第二次,诱导愈伤组织生芽;第三次,诱导愈伤组织生根。 (3)菊花组织培养过程中,诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基,其成分中要含有蔗糖等有机物,原因是什么? 提示:此时外植体不能进行光合作用制造有机物,需要依赖于环境中的有机物才能生存。 (4)为什么说从繁殖方式上看,植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖? 提示: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。 (5)在植物组织培养的过程中,为什么要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作? 提示:培养物一旦受到微生物的污染,这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质,并且产生大量对外植体有害的物质,导致外植体死亡。 1.植物激素在植物组织培养中的作用 (1)生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。 (2)生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都影响植物细胞的发育方向。 系统认知 生长素/细胞分裂素 作用效果 比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 2.植物组织培养过程中应注意的问题 (1)接种时注意外植体的方向,应将外植体的形态学下端插入培养基,不能倒插。 (2)培养一株完整的试管苗,必须先进行生芽培养,再进行生根培养。若顺序颠倒,先诱导生根,则不易诱导生芽。 (3)菊花的组织培养中,愈伤组织的形成一般不需要光照,而在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照。 (4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长,出瓶后一定要注意保温、保湿。 (5)试管苗的光合作用能力弱,在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗,以促进幼苗向自养苗转化。 A.用70%的酒精对过程①获取的叶组织块作消毒处理 B.过程②选用适宜的培养基,在光照培养箱中照光培养 C.过程③属于再分化,其实质是基因的选择性表达 D.幼苗移栽之前,必须进行炼苗处理 1.如图为蓝莓植物组织培养过程的流程图,下列有关叙述错误的是 (　　) 迁移应用 √ 解析:外植体需要消毒,以确保实验不会受到污染,故对过程①获取的蓝莓叶组织块应进行消毒处理,使用的是体积分数为70%的酒精,A正确;脱分化形成愈伤组织时不需要光照培养,B错误;过程③属于再分化,细胞分化的实质是基因的选择性表达,C正确;试管苗移栽到土壤之前,需在消过毒的珍珠岩或蛭石等环境中炼苗,D正确。 2.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织培养须用适宜浓度的酒精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.为防止杂菌污染,从接种外植体到生成试管苗尽量在同一个锥形瓶内完成 D.容易进行无性繁殖的植物也容易进行植物组织培养 √ 解析:自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用体积分数为70%的酒精消毒,然后立即用无菌水清洗,再用质量分数为5%次氯酸钠溶液消毒处理后,立即用无菌水清洗,A错误;培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;从接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶中完成,因为脱分化和再分化等过程的条件以及培养基都不一样,C错误;无性繁殖植物的细胞,更容易表达全能性,即组织培养更易成功(因为更接近自然表达过程),D正确。 NO.2 聚焦•学案(二)　什么是植物体 细胞杂交技术 基础—自主学习 [助读教材] 1.过程 原生质体融合 细胞壁 愈伤组织 (1)去壁:用____________________去除植物细胞壁,获得原生质体。 (2)诱导原生质体融合的方法 物理法 ________法、_______法等 化学法 _______________融合法、_____________融合法等 2.概念:将___________的植物体细胞,在一定条件下融合成___________,并把杂种细胞培育成___________的技术。 3.意义:打破生殖隔离,实现___________育种,培育植物新品种。 纤维素酶和果胶酶 电融合 离心 聚乙二醇(PEG) 高Ca2+—高pH 不同来源 杂种细胞 新植物体 远缘杂交 1.判断下列表述的正误 (1)在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体。 ( ) (2)植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。 ( ) (3)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。( ) (4)杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。 ( ) 微点品悟 √ × × √ 2.(教材P38“概念检测T1”拓展训练)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。 (1)图中a、b、c、d分别表示什么? 提示:a表示用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞;b表示诱导融合后得到的杂种细胞;c表示培养后得到的具有耐盐性状的幼苗;d表示要将植株种在高盐环境中进行选择。 (2)由c形成植株的过程利用了________________技术,形成愈伤组织需要经过________过程,愈伤组织形成c需要经过________过程。 (3)植物体细胞融合成功的标志是______________________。 植物组织培养 脱分化 再分化 杂种细胞再生出细胞壁 深化—合作学习 [活动质疑] 下图为植物体细胞杂交过程示意图,请思考回答: (1)植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么? 提示:细胞膜的流动性和植物细胞的全能性;植物细胞的全能性。 (2)获得原生质体时,应在_______ (填“低渗”或“等渗”)溶液中进行,理由是_______________________________。 (3)将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后,经一定的方法促融,若只考虑两两融合,可以形成几种融合细胞?符合要求的杂种细胞是哪种? 提示:3种(AA、BB、AB)。AB。 等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 (4)细胞融合完成的标志和植物体细胞杂交完成的标志分别是什么? 提示:杂种细胞再生出细胞壁;培育出杂种植株。 (5)二倍体番茄和二倍体马铃薯经体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组,是几倍体? 提示:有四个染色体组;是四倍体。 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:产生杂种植株。 系统认知 (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);多细胞融合体。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 [典例]　(2024·湖北高考)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]　利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁时,可能因植物细胞壁结构差异而调整酶处理的时间,A正确;灭活的仙台病毒不能诱导(植物)原生质体融合,B错误;植物组织培养过程中的脱分化(④)和再分化(⑤)过程均需要添加生长素和细胞分裂素,但过程④和⑤中两者比例不同,C正确;可对植物丙的染色体进行分析,来鉴定其是否为杂种植株,D正确。 1.(2024·东莞期末)科研人员用抗病、抗寒的二倍体阿宽蕉和三倍体无籽龙牙蕉进行体细胞杂交,培育出抗病、抗寒的无籽新品种,拓宽了香蕉种植区域。相关叙述正确的是 (　　) 迁移应用 A.体细胞杂交技术无法获得含双亲优良细胞质基因的个体 B.②过程可用纤维素酶和果胶酶实施诱导 C.③过程成功的原因是杂种细胞含个体发育的整套遗传信息 D.抗病、抗寒无籽新品种自交,可获得抗病、抗寒无籽后代 √ 解析:体细胞杂交技术是促进双亲细胞融合,也融合了双亲优良细胞质基因,A错误;②过程为诱导原生质体融合,可利用电融合法、PEG融合法等,纤维素酶和果胶酶无法诱导原生质体融合,B错误;③过程是杂种细胞发育成一个新个体,体现了植物细胞的全能性,全能性的表现说明了该植物细胞含有个体发育的整套遗传信息,C正确;抗病、抗寒无籽新品种是抗病、抗寒的二倍体阿宽蕉和三倍体无籽龙牙蕉进行体细胞杂交获得的,属于异源五倍体,减数分裂时细胞内联会紊乱,是不育的,D错误。 2.(2024·昌平期末)用紫外线照射番茄原生质体,使其部分染色体丢失(断裂),处理后的番茄原生质体与烟草原生质体融合,获得非对称杂种植株。相关叙述不正确的是 (　　) A.诱导原生质体融合前需去除细胞壁 B.用PEG处理诱导原生质体的融合 C.非对称融合技术属于细胞工程 D.非对称融合过程提高番茄细胞的全能性 √ 解析:诱导原生质体融合的障碍是细胞壁,利用纤维素酶和果胶酶可以去除植物的细胞壁,A正确;用化学的方法可以诱导原生质体融合,例如PEG诱导,B正确;细胞工程通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品,所以非对称融合属于细胞工程,C正确;非对称融合过程中番茄的部分染色体丢失(断裂),所以会降低番茄细胞的全能性,D错误。 3.(2024·日照期末)红豆杉(2n=24)生长缓慢且紫杉醇(可制作抗癌药物)含量非常低。红豆杉和柴胡(2n=12)的亲缘关系较远,研究人员尝试运用体细胞杂交技术培育产生紫杉醇的柴胡。先用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,再将其与未经紫外线照射的柴胡原生质体融合,得到两两融合的细胞,然后筛选杂种细胞,杂种细胞中两种植物细胞的染色体间排斥较为明显。下列说法错误的是 (　　) A.融合前需将红豆杉细胞和柴胡细胞用纤维素酶和果胶酶处理 B.可以用化学诱导剂PEG诱导红豆杉原生质体与柴胡原生质体融合 C.融合细胞中染色体数为13~23的为杂种细胞,24条的可能不是杂种细胞 D.应在能合成紫杉醇的杂种细胞中选择红豆杉染色体数较少的细胞进行培养 √ 解析:植物细胞有细胞壁,阻碍细胞间杂交,所以在两种植物细胞融合前,需要用纤维素酶和果胶酶处理,A正确;诱导植物细胞原生质体融合的方法有电融合法、PEG融合法等,B正确;先用一定剂量的紫外线照射红豆杉原生质体,破坏部分染色体,所以红豆杉染色体<24条,融合细胞中染色体数为两种植物细胞染色体数目的和,13~36的为杂种细胞,24条的可能是杂种细胞,C错误;杂种细胞中两种植物细胞的染色体间排斥较为明显,所以应在能合成紫杉醇的杂种细胞中选择红豆杉染色体数较少的细胞进行培养,这样染色体间的排斥较弱,D正确。 随堂小结即时回顾与评价 NO.3 一、建构概念体系 二、融通科学思维 1.细胞的全能性是指__________________________________________ ____________________________。 2.在生长发育过程中,细胞不能表现出全能性的原因是_____________ ________________________________________。 细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体 或分化成其他各种细胞的潜能 在特定的时间 和空间条件下,细胞中的基因会选择性地表达 3.植物组织培养是将______________________________等,培养在____________________,给予适宜的培养条件,诱导其形成___________的技术。 4.植物体细胞杂交是指_____________________________________ _________________________________________________。 离体的植物器官、组织或细胞 人工配制的培养基上 完整植株 将不同来源的植物体细胞,在一定条件下 融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术 1.(2024·洛阳高二校考)植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽,下列关于移栽措施的说法错误的是 (　　) A.移栽时,应打开培养瓶的封口后马上移植 B.移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩 C.移栽时需用流水清洗掉根部的培养基 D.幼苗需移植到消过毒的新环境下生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中 √ 三、综合检测反馈 解析:植物组织培养过程中分化成的幼苗需要移栽,移栽前,应先将培养瓶的封口膜打开,让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,等幼苗长壮后再移栽到土壤。 2.(2024·武汉联考)器官发生途径是指利用外植体脱分化产生愈伤组织再分化产生根与芽,或者直接从外植体上诱导不定芽并最终长成完整植株的过程。下列叙述错误的是 (　　) A.器官发生途径一般需要添加植物激素 B.器官发生途径能在母体植物上直接完成 C.器官发生途径过程中存在基因选择性表达 D.器官发生途径依赖于细胞核中的全套遗传信息 √ 解析:利用外植体得到根与芽或完整植株的过程一般要添加生长素和细胞分裂素等植物激素,A正确;由题干可知,器官发生的两种途径都需要利用外植体诱导得到根与芽或完整植株,而不能在母体植物上直接完成,B错误;器官发生途径过程中通过诱导外植体经细胞分裂、分化得到根、芽或完整植株,该过程中存在基因选择性表达,C正确;器官发生的原理是植物细胞的全能性,植物细胞具有全能性的原因是高度分化的细胞的细胞核中具有该物种的全套遗传信息,D正确。 3.(2024·唐山期末)土壤盐渍化是指盐分在土壤表层积累的现象。科学家利用甲、乙两个不同的物种培育耐盐新品种的过程如下图所示。下列分析正确的是 (　　) A.①过程可以使用胰蛋白酶去除植物细胞壁 B.②过程可以利用电融合法诱导原生质体融合 C.③④过程所用的培养基成分除盐浓度外均相同 D.耐盐植株一定表现出双亲全部优良性状 √ 解析:植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,①过程用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,A错误;人工诱导原生质体融合的方法基本上包括物理法(电融合法、离心法等)、化学法(聚乙二醇融合法等),B正确;③表示脱分化、④表示再分化,培养的目的不一样,培养基的成分有差别,例如③与④中植物激素的浓度不同,C错误;获得的耐盐植株由于基因表达的调控,不一定能表现出双亲全部优良性状,D错误。 4.(2024·重庆一中期末)下图1表示植物激素X和植物激素Y的浓度比对未分化细胞群变化情况的影响,图2为利用某种耐酸植物甲(4N)和高产植物乙(2N)培育高产耐酸植物丙的过程。下列相关叙述正确的是 (　　) A.植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,诱导未分化细胞群分化出根 B.①是利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁的过程,此过程应在低渗溶液中进行 C.②是在植物激素X与Y的浓度比为1的培养基上诱导杂种细胞发生脱分化的过程 D.植物丙是六倍体可育植株,其成功培育说明植物甲和乙不存在生殖隔离 √ 解析:激素Y是生长素,激素X是细胞分裂素,当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,诱导未分化细胞群分化出芽,A错误;植物细胞壁主要由纤维素和果胶组成,酶具有专一性,故可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,但此过程应在等渗溶液中进行,如果在低渗溶液中进行会导致原生质体吸水膨胀甚至涨破,B错误;当植物激素X与Y的浓度比为1时,未分化的细胞群经分裂形成愈伤组织,也就是杂种细胞的脱分化的过程,C正确;根据题意可知,某种耐酸植物甲有四个染色体组,高产植物乙有两个染色体组,因此丙植物体细胞中有六个染色体组,丙是可育的,但甲和乙之间仍存在生殖隔离,D错误。 5.(2024·株洲一模)为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株,科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合(基本过程与植物体细胞杂交一致)。菌株甲抗利福平(Rifr)但对链霉素敏感(StrS),菌株乙抗链霉素(Strr)但对利福平敏感(RifS)。下列叙述错误的是 (　　) A.过程①中不能用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙 B.为避免原生质体失水而影响融合,应将制备好的原生质体置于低渗环境中 C.若只考虑两两融合,融合子有3种,可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选 D.过程②体现了细胞膜的流动性,PEG可以诱导植物细胞融合 √ 解析:细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A正确；失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，B错误；形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确；过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，PEG是常用的细胞融合诱导剂，可诱导植物细胞的融合，D正确。 课时跟踪检测 NO.5 1 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A级——固基础,注重综合 1.下列有关植物细胞全能性的说法,错误的是(　　) A.体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因 B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物细胞一般具有全能性是植物组织培养的理论基础 D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性 解析:植物体的体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因,A正确;高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性,B正确;植物细胞一般具有全能性是植物组织培养技术的理论基础,C正确;玉米种子长成一棵植株没有体现植物细胞具有全能性,D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2.(2024·青岛高二期中)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成完整植株的技术。下列关于菊花组织培养的操作的叙述,错误的是 (　　) A.组织培养选择植物幼嫩的部分作外植体,更易诱导脱分化 B.接种时用镊子夹取菊花的外植体,全部插入诱导愈伤组织的培养基中 C.将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养,长出芽后再诱导生根 D.将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土 解析:植物幼嫩部分细胞全能性高,细胞分裂能力强,更容易经过脱分化形成愈伤组织,A正确;接种时用镊子夹取菊花的外植体,在酒精灯火焰旁,将其1/3~1/2插入诱导愈伤组织的培养基中,而不是全部插入,B错误;植物组织培养时,先将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养,长出芽后再转接至诱导生根的培养基上培养,C正确;将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是 (　　) √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.过程①获得的原生质体需悬浮在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中 B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化 C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生 D.原生质体虽无细胞壁,但仍保持细胞的全能性 解析:过程①获得的原生质体不能悬浮在质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液中,质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡,A错误;过程②为再分化,需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B错误;过程③可以表示诱导根的分化形成幼苗,此时细胞壁已经形成,C错误;原生质体虽无细胞壁,但含有细胞核等结构,即含有生物体全部的遗传信息,原生质体仍保持细胞的全能性,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4.(2024年1月·贵州高考适应性演练)植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株,拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是 (　　) A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶 B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团 C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍 D.“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析: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,在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,A错误;愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化而形成的未分化的薄壁组织团块,B错误;杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍,C错误;生物体中基因的作用是相互联系的,且基因控制相关性状,“番茄—马铃薯”的基因无法有序表达导致杂种植株没达预期目标,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5.(2024·葫芦岛期末)铁皮石斛是非常好的药材,但因为铁皮石斛自然繁殖力极弱,生长缓慢,再加上人们掠夺式采挖,资源已接近枯竭,植物组织培养技术为铁皮石斛的繁殖提供了新思路。下列相关叙述正确的是 (　　) A.利用铁皮石斛的体细胞进行组织培养的过程中发生了染色体数目的变异 B.诱导愈伤组织形成和后续培养过程中,每日需要给予适当时间和适当强度的光照 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 C.为获得无菌培养物,除了要无菌操作外,还需要对铁皮石斛的外植体进行严格灭菌 D.植物组织培养过程中用适当诱变因素处理,可能筛选到高产的突变体进而培养成新品种 解析:利用铁皮石斛的体细胞进行组织培养的过程中一般不会发生染色体数目的变异,A错误; 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 诱导愈伤组织形成期间不需要光,后续培养过程中,为了诱导叶绿素的形成,每日需要给予适当时间和适当强度的光照,B错误;需要对外植体进行消毒,不能进行灭菌处理,以保持外植体的活性,C错误;植物组织培养过程中,由于培养的细胞一直处于不断分生的状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变,因此植物组织培养过程中用适当诱变因素处理,可能筛选到高产的突变体进而培养成新品种,D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6．(2024·山东高考，改编)下列关于植物愈伤组织的说法错误的是(　　) A．用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体 B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织 C．体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核 D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于无性繁殖 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，A正确。融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确。体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误。通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性繁殖，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7.下图表示利用耐酸植物甲(4n)和高产植物乙(2n)培育高产耐酸杂种植物的过程(图中标号表示过程或处理手段),下列相关叙述错误的是 (　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.图示过程中依据的原理主要有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等 B.过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理 C.过程②可以用PEG诱导,过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组 D.过程④⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素,但加入的比例不同 1 2 3 4 5 6 7 8 9 √ 解析:图示过程为植物体细胞杂交技术，该过程中原生质体融合利用的原理是细胞膜的流动性，植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性，A正确；图中①表示酶解法去壁获得原生质体的过程，由于原生质体失去了细胞壁的保护会发生失水皱缩或吸水涨破的现象，因此该过程需要在含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理，B正确；过程②表示诱导原生质体融合的过程，可以用PEG诱导，产生的杂种细胞中的染色体组数是两种原生质体中染色体组之和，因此杂种细胞中应该含有6个染色体组，C错误；过程④⑤表示脱分化和再分化的过程，两个过程的培养基中都需要加入生长素和细胞分裂素，但是两种植物激素的比例不同，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8.(2024·常州高二期中)猕猴桃是一种营养丰富的美味水果。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个品种培育出了更加优良的品种,其过程如下图所示。请分析并回答下列问题: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (1)因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在__________,所以用有性杂交方法很难得到可育后代。  (2)用酶解法制备原生质体时,用________________酶去除细胞壁,获得原生质体。  (3)③过程依据的生物学原理是________________。此过程使用的化学法包括________________融合法和________________融合法等。  (4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是_________________,⑤⑥过程分别称为_________________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 生殖隔离 纤维素酶和果胶 细胞膜的流动性 　聚乙二醇(PEG) 高Ca2+—高pH 植物细胞的全能性 脱分化、再分化 (5)已知用X射线处理会使染色体受影响而导致细胞失去分裂能力;用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长。为了能筛选得到杂种细胞F,若在①过程对“中华猕猴桃”用X射线处理,需对“美味猕猴桃”用 ___________处理,以便最终能获得优良杂种植株H。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 碘乙酰胺 解析:用X射线处理会使细胞失去分裂能力,用碘乙酰胺处理会使细胞内的酶失活而抑制生长,已经对“中华猕猴桃”用X射线处理,需对“美味猕猴桃”用碘乙酰胺处理,使它们自身融合的原生质体无法生长,只有当两个不同种的原生质体融合时才能生长,筛选得到杂种细胞F,以便最终能获得优良杂种植株H。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (6)若两种猕猴桃都是二倍体,则杂种植株为__________倍体。从理论上讲,该杂种植株的育性为_______(填“可育”或“不育”)。  解析:若两种猕猴桃都是二倍体,则诱导形成的杂种细胞中会有四个染色体组,因此杂种植株为异源四倍体。因为杂种细胞内的同源染色体在减数分裂时可以正常联会产生配子,所以理论上该杂种植株可育。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (异源)四 可育 B级——强应用,体现创新 9.(2024·青岛期末)利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。如图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析错误的是(　　) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A.进行原生质体融合有多种手段,如电刺激、离心、聚乙二醇诱导等 B.细胞融合依赖膜的流动性,获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染 C.可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选 D.由图可知,杂种植株的核基因只来自早花柠檬,线粒体基因只来自山金柑 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析:电融合法、离心法、PEG融合法均是诱导植物原生质体融合的方法，A正确；若将融合的原生质体置于无菌水中，由于无细胞壁的限制，原生质体可能会吸水涨破，B错误；愈伤组织无色，叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色，可通过观察叶绿体的有无，即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志，C正确；由图可知，杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同，而杂种植株的线粒体DNA与山金柑细胞的线粒体DNA完全相同，说明杂种植株的核基因来自早花柠檬，而线粒体基因来自山金柑，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10.平菇具有味道鲜美,抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮,生长旺盛的优势。为获得具有优良性状的平菇形菌株,研究者利用原生质体融合技术,进行了如下研究。 (1)以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是________________________________。  解析:以原生质体融合技术培育杂种新菌株的典型优势是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 (2)用酶解法处理平菇和杏鲍菇获取原生质体,酶解之前需先用较____ (填“高”或“低”)渗透压的溶液处理。培养原生质体时,需要向培养液中加入适宜浓度的甘露醇来维持_________,以维持细胞正常的形态和功能。  解析: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,目的是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。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇来保持一定的渗透压,以维持原生质体的形态和活性。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 高 渗透压 (3)采用不同浓度PEG诱导原生质体融合,实验结果如下表所示: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 PEG质 量分数 25% 30% 35% 40% 原生质 体状态 有破碎现 象,哑铃 型细胞 比例 <0.01% 表现正常,哑铃型细胞比例为0.03% 原生质体出现缩小现象,哑铃型细胞比例为0.01%~0.02% 原生质体 出现缩小 现象,哑铃 型细胞比 例为0.01% ~0.02% 两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞,融合的原理是_________________。实验结果显示: ____________________________ ____________________________________________________________ ____________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 细胞膜的流动性 质量分数为30%的PEG溶液 诱导原生质体融合效果最好,高于或低于此浓度均不利于获得融合 的原生质体 解析:原生质体融合的原理是细胞膜的流动性,已知两个原生质体融合效果较好时会呈现哑铃型细胞。实验结果显示:质量分数为30%的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好,高于或低于此浓度均不利于获得融合的原生质体。 (4)鉴定菌株间遗传关系时,常将待测菌株的菌丝体接种于同一培养基内,若两菌丝体间长出“拮抗线”,说明二者的遗传关系较远(见图1)。借助此原理,快速筛选出一株与两亲本菌株遗传关系较远的融合菌株X,请在图2中绘制模式图,标注接种菌丝体位置、菌株类型,预测拮抗线的位置并标注。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析:图示见答案。 答案:如图所示: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 (5)在组织培养中发现,有一个MS培养基中没有加入杠杆激素的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素(生长素和细胞分裂素等植物激素)的培养瓶中一样的愈伤组织,瓶中还长出了一些某种真菌的菌落。研究人员没有放弃这难得的机遇,初步做出一个假设,继续进行实验:他们就地取材,首先纯化该真菌,再增设一组实验,具体做法是在未添加杠杆激素的MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的________________的培养基,再接种外植体,其他环境条件与正常组培相同,观察能否培养出正常的愈伤组织。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 培养过该真菌 预测结果:如果产生了正常的愈伤组织,支持该假设。如果没有产生愈伤组织,不支持假设。他们做的假设是_______________________ ________________________________________________________。  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 该真菌能产生杠杆激素 (且不被高温破坏)(或该真菌能产生具有杠杆激素作用的物质) 解析:根据题干信息“在组织培养中发现,有一个MS培养基中没有加入杠杆激素(生长素和细胞分裂素等植物激素)的培养瓶中也长出了与加有杠杆激素的培养瓶中一样的愈伤组织,瓶中还长出了一些某种真菌的菌落”,可作出的假设是“该种菌产生了有杠杆激素作用的物质”,所以可以增设一组实验,在MS培养基中加入经高压蒸汽灭菌处理的该种真菌或经高压蒸汽灭菌处理过的培养过该真菌的培养基,如果产生了正常的愈伤组织,则支持该假设。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 本课结束 $$