第2章第1节（第1课时）植物细胞工程的基本技术-【举一反三】2024-2025学年高二生物下学期同步教学讲义（人教版2019选择性必修3）

第1节　第1课时　植物细胞工程的基本技术 【题型1 植物组织培养技术】 【题型2 植物体细胞杂交技术】 【题型1 植物组织培养技术】 【紧扣教材】 植物组织培养技术 1.原理:植物细胞的全能性。 (1)概念: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。 (2)分化的细胞不能表现出全能性的原因: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。 2.含义: 对象 离体的植物器官、组织或细胞 场所 人工配制的培养基上 结果 形成完整植株 3.过程: (1)过程:①脱分化、②再分化。 (2)激素。 种类 细胞分裂素和生长素 作用 启动细胞分裂、脱分化和再分化 应用 浓度、比例等影响发育的方向 【题型突破】 【例1】 如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图，下列相关叙述正确的是（　　）    A．②阶段会发生有丝分裂和减数分裂过程 B．①阶段不需要光照和激素，②阶段则需要适宜光照和激素 C．根据图中过程所得植株基因型应该与兰花叶片基因型相同 D．以此兰花的花药进行离体培养直接得到的植株含有两个染色体组，即为二倍体 【变式1-1】 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（    ） A．植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性 B．培养基中含有营养物，故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照 C．需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理 D．菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素 【变式1-2】 某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮培养技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程，相关叙述错误的是（    ）    A．用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞 B．番茄红素是胡萝卜生长所必需的初生代谢产物 C．细胞培养时使用的液体培养基需要进行灭菌处理 D．细胞培养时需要适宜的温度、pH以及氧气等 【变式1-3】 组织培养可快速繁殖植物，得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗，苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽，下列说法错误的是（    ） A．MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖，以减少微生物污染 B．MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液，以减少称量的误差 C．接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，避免倒插 D．培养时一般先诱导愈伤组织生根再诱导其生芽 【变式1-4】 薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王”“芳香药草之后”等，但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如图是利用植物组织培养技术培育薰衣草的流程。下列叙述正确的是（　　） A．取自同一株薰衣草的花药经组织培养获得的植株基因型相同 B．选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是因其分裂旺盛且抗病毒 C．在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养，不需要遮光 D．为了充分利用营养物质，形成的丛芽在原培养基中继续培养 【题型2 植物体细胞杂交技术】 【紧扣教材】 植物体细胞杂交技术 1.过程: (1)过程①使用的酶是纤维素酶和果胶酶。 (2)过程②诱导原生质体融合的两种方法。 物理法:电融合法、离心法等。 化学法:聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等。 (3)过程③和过程④依次是脱分化和再分化。 2.含义: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。 3.优点:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。 4.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草。 【题型突破】 【例2】 如图是科学家采用体细胞杂交技术得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，但该植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。下列有关叙述错误的是（　　） A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获取原生质体a和原生质体b B．过程②可采用聚乙二醇融合法或者灭活的病毒得到杂种细胞 C．过程③④⑤⑥过程体现了植物细胞具有全能性 D．“番茄—马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关 【变式2-1】 酵母是酿酒工业的灵魂。酿酒酵母缺乏编码淀粉水解酶的基因，不能直接利用淀粉生产酒精，而糖化酵母则可以分泌淀粉酶。为了实现以谷物为原料高效生产酒精的目的，科研人员进行了如下图所示改良酵母菌种实验。下列相关叙述错误的是（　　） A．过程①需用几丁质酶去除两种酵母的细胞壁，过程②则可用物理法或PEG B．以谷物为原料用酿酒酵母酿酒时，需对原料进行糖化处理 C．过程③以淀粉为唯一碳源即可筛选出杂种酵母再大量培养 D．淀粉能转化为还原糖并高效产生酒精是最终鉴定目的酵母的指标 【变式2-2】 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果图2所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤 B．图1过程①是在无菌水中进行，过程②是在固体培养基中进行 C．若只考虑原生质体两两融合，图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64条 D．病菌接种到杂种植株叶片一段时间后，病斑面积占叶片总面积比例最小的植株抗病性最强 【变式2-3】 科研人员利用两种植物进行体细胞杂交时，各组分别加入不同浓度的PEG来促进原生质体融合，其他条件均相同，结果如下表。下列叙述错误的是（    ） PEG浓度/% 25 30 35 40 45 融合率/% 10 12 15 30 20 A．植物体细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B．原生质体融合利用了细胞膜具有流动性的原理 C．低浓度PEG促进原生质体融合，高浓度则抑制融合 D．融合后的细胞经组织培养得到的一般为多倍体植株 【变式2-4】 为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述错误的是（　　）    A．过程①常使用纤维素酶和果胶酶 B．经过②获得的融合细胞即为所需杂种细胞 C．过程③的培养基中需要添加生长素和细胞分裂素 D．获得的植株C染色体组成与植株A、柑橘B均不相同 一、单选题 1．下列关于消毒灭菌的说法，错误的是（    ） A．用滤膜法收集大肠杆菌的实验中，过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需进行消毒处理 B．植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理，之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理。 C．对实验室进行消毒的方法是紫外线 D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌 2．下列关于植物组织培养的叙述，正确的是（　　） A．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同 B．培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用 C．适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽 D．常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含有毒物质 3．为拓宽白菜育种的基因资源，改良白菜品质，研究人员以白菜（2n=20，AA）和甘蓝（2n=18，CC）为材料进行植物体细胞杂交，得到杂种植物。对两种亲本和某融合植株进行细胞DNA含量检测，结果如图。下列说法正确的是（　　） A．白菜的DNA相对含量较少说明白菜核DNA比甘蓝少 B．常使用秋水仙素用于诱导原生质体融合 C．检测结果说明待检测植株为白菜—甘蓝杂种植株 D．检测的细胞中部分细胞处于分裂过程中 4．通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜-甘蓝植株，下列相关叙述错误的是（    ） A．在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体 B．人工诱导原生质体融合，可以采取物理法和化学法 C．植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种 D．利用植物体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝的过程中不发生同源染色体联会现象 5．马铃薯长期营养繁殖会导致病毒蔓延，我国科研人员利用马铃薯茎尖培养获得脱毒苗，使马铃薯的产量和品质大幅度提高，脱毒流程如下图，下列叙述正确的是（     ） A．茎尖材料消毒时，要用配制好的酒精和次氯酸钠溶液各处理30min B．茎尖培养到愈伤组织后须先转移到生长素比例较高的培养基再培养 C．病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测，呈阳性反应则为带毒苗 D．生根试管苗炼苗后，应连带培养基栽植于消过毒的蛭石或珍珠岩中 6．下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是（    ）    A．②过程的作用是使组织中的微生物在图中处理温度下全部灭活 B．带叶原基的芽与植物体其他成熟组织相比所含的病毒较少 C．过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同 D．图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性 7．中华猕猴桃是中国所特有的一种水果，富含维生素C。为探究不同植物生长调节剂种类及浓度组合对不定芽形成的影响，科研人员分别以中华猕猴桃的叶片和叶柄为外植体进行了-系列相关实验，浓度组合如表所示，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） NAA6-BA 0.1μg·mL-1 0.2μg·mL-1 0.4μg·mL-1 2.0μg·mL-1 1 2 3 1.0μg·mL-1 4 5 6 0.5μg·mL-1 7 8 9 注：6-BA为细胞分裂素类生长调节剂，NAA是生长素类生长调节剂。1～9为不同的浓度组合    A．植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性 B．随6-BA/NAA浓度比值下降，不定芽的再生率先升高后下降 C．后续诱导生根的培养中，培养基中各成分的含量不需要做任何变化 D．作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒，然后立刻用清水清洗2～3次 8．辣椒素是辣椒的活性成分，对人有刺激性并可在口腔中产生灼烧感，不仅能作为一种调味品，还广泛应用于食品保健、医药、工业等领域。利用植物细胞工程技术获得辣椒素的途径如图所示。下列表述正确的是（　　）    A．外植体需要进行灭菌处理后才能接种到培养基上 B．①过程和②过程的培养基成分中植物激素的比例有差异 C．②过程不需要光照，这一过程中存在基因的选择性表达 D．通过高产细胞系获得辣椒素的过程，体现了植物细胞的全能性 9．科研人员为了培育出猕猴桃新品种，利用毛花猕猴桃和软枣猕猴桃为实验材料，进行了植物体细胞杂交实验，部分实验流程如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程I可以使用酶解法，还可以用盐酸和酒精混合配制的解离液来完成 B．过程Ⅱ通常在无菌水中，采用化学法或物理法诱导原生质体融合 C．过程Ⅲ表示原生质体融合后再生出细胞壁，是植物细胞融合成功的标志 D．过程Ⅳ为脱分化，过程V为再分化，两者所需的植物生长调节剂的配比相同 10．在植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中均运用了酶的催化作用，下列正确的是（    ） A．用纤维素酶、果胶酶将植物细胞制成细胞悬液 B．用胰蛋白酶水解细胞膜表面的糖被，从而使细胞扩散 C．37℃左右条件下，动物细胞融合所用酶的催化活性最高 D．没有纤维素酶和果胶酶，可用解离液代替 二、多选题 11．图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述错误的是（    ） A．步骤①常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗 C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间 D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养 12．研究者利用胡萝卜韧皮部细胞诱导形成愈伤组织，在培养基中分别添加DNA甲基化酶的抑制剂Aza和组蛋白去甲基化酶的抑制剂GSK，检测发现Aza组、对照组、GSK组形成的愈伤组织体积依次减小。据此分析错误的是（　　） A．对外植体消毒时，要兼顾消毒的效果和外植体的耐受性 B．DNA甲基化和组蛋白去甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成 C．诱导愈伤组织形成过程需严格无菌、适宜光照、植物激素诱导等条件 D．表观遗传通过改变蛋白质的氨基酸序列进而影响愈伤组织的形成 13．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（    ） A．用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官或组织 B．植物组织培养时，常常需要添加细胞分裂素和赤霉素两种植物激素 C．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养物质和调节渗透压 D．切取作物茎尖进行组织培养，可以获得抵抗病毒的抗毒苗 14．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖（niè枝芽）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。下列叙述正确的是（    ） 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中常采用离心、振动、电激或PEG诱导原生质体融合 C．过程③成功的标志是甲、乙原生质体的细胞核完成融合 D．过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的比例有差异 15．某研究小组通过植物体细胞杂交技术，获得了兼有甲、乙两种二倍体植物各自优势且耐盐的目的植株，其实验流程如图，a~e表示不同操作。下列叙述错误的是（    ）    A．a操作在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体 B．b操作使用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等均可实现 C．d操作为脱分化过程，所用的培养基中应添加一定浓度的钠盐 D．甲、乙通过有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍 三、非选择题 16．下图是科学家利用滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交，培育“耐盐-高产大豆”新品种的过程，请回答下列问题： (1)图中①过程使用了 酶去除细胞壁，获得植物原生质体。此过程利用了酶的 性。 (2)过程②一般用 作为化学诱导剂，使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则经过该过程后，产生的融合细胞最多有 种。过程③与 （填细胞器名称）活动直接相关。 (3)图中④⑤过程运用的技术是 ，体现出植物细胞具有 性，其中步骤⑤是 过程。 (4)科学家在甲瓶的培养基中加入了0.6%的NaCl，发现仅有部分细胞转变为愈伤组织，未转变为愈伤组织的细胞是 （填“滩涂野耐盐大豆细胞”“普通高产大豆细胞”或“杂种细胞”）。 (5)上述体细胞杂交方法克服了滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆远缘杂交的障碍。除了上述办法，还可以采用其他思路获得上述新品种，请简要列举一种思路 。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第1节　第1课时　植物细胞工程的基本技术 【题型1 植物组织培养技术】 【题型2 植物体细胞杂交技术】 【题型1 植物组织培养技术】 【紧扣教材】 植物组织培养技术 1.原理:植物细胞的全能性。 (1)概念: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。 (2)分化的细胞不能表现出全能性的原因: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。 2.含义: 对象 离体的植物器官、组织或细胞 场所 人工配制的培养基上 结果 形成完整植株 3.过程: (1)过程:①脱分化、②再分化。 (2)激素。 种类 细胞分裂素和生长素 作用 启动细胞分裂、脱分化和再分化 应用 浓度、比例等影响发育的方向 【题型突破】 【例1】 如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图，下列相关叙述正确的是（　　）    A．②阶段会发生有丝分裂和减数分裂过程 B．①阶段不需要光照和激素，②阶段则需要适宜光照和激素 C．根据图中过程所得植株基因型应该与兰花叶片基因型相同 D．以此兰花的花药进行离体培养直接得到的植株含有两个染色体组，即为二倍体 【答案】C 【分析】题图分析：图示表示将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的过程，其中①阶段表示脱分化，该阶段能形成愈伤组织，其细胞分化程度低，全能性高；②阶段表示再分化过程，该阶段能形成胚状体，进一步发育形成植株。 【详解】A、图中②阶段表示再分化过程，该阶段能形成胚状体，②阶段产生根、芽是有丝分裂和细胞分化的结果，该过程中没有减数分裂过程，A错误； B、①和②阶段都需要生长素和细胞分裂素，只是这两种激素的比例不同，B错误； C、图示过程为植物组织培养过程，其属于无性繁殖，该技术的优势是能保持亲本的优良性状，因此该过程所得植株基因型应该与兰花叶片基因型相同，C正确； D、此兰花为四倍体，其配子中含有两个染色体组，因而经过花药经离体培养所得植株含有两个染色体组，但是应为单倍体，D错误。 故选C。 【变式1-1】 植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（    ） A．植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性 B．培养基中含有营养物，故诱导愈伤组织、生根、生芽期间都不需要光照 C．需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理 D．菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素 【答案】B 【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育形成植株。 【详解】A、植物组织培养过程是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体，植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性，A正确； B、诱导生芽、生根期间需要一定强度的光照，B错误； C、进行植物组织培养时，需用酒精（体积分数70%）和次氯酸钠（5%）溶液对外植体进行消毒处理，C正确； D、培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化，因此菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素，D正确。 故选B。 【变式1-2】 某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮培养技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程，相关叙述错误的是（    ）    A．用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞 B．番茄红素是胡萝卜生长所必需的初生代谢产物 C．细胞培养时使用的液体培养基需要进行灭菌处理 D．细胞培养时需要适宜的温度、pH以及氧气等 【答案】B 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，其过程是：离体的植物组织、器官或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，进一步发育植株（新植体）。 【详解】A、由愈伤组织得到悬浮细胞可以使用纤维素酶和果胶酶进行处理，去除细胞壁，A正确； B、番茄红素是胡萝卜细胞产生的次级代谢产物，初级代谢产物是细胞生长所必需的代谢物，B错误； C、细胞培养时使用的液体培养基需要进行灭菌处理，这样可以避免细胞培养过程中的杂菌污染，C正确； D、细胞培养时需要适宜的温度、pH以及氧气等，进而满足细胞培养所需要的适宜条件，D正确。 故选B。 【变式1-3】 组织培养可快速繁殖植物，得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗，苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽，下列说法错误的是（    ） A．MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖，以减少微生物污染 B．MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液，以减少称量的误差 C．接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，避免倒插 D．培养时一般先诱导愈伤组织生根再诱导其生芽 【答案】D 【分析】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。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。 【详解】A、培养微生物时一般用葡萄糖作为能源物质，蔗糖不是微生物利用的直接能源，所以使用蔗糖可以有效减少培养基的污染，A正确； B、在实际生产中，可以把需要生产的药物的浓缩物即母液先生产出，以便于储存和节约空间，再将高效高浓度的药剂用几倍或少量的水兑成浓度较高的药液，最后通过进一步的稀释得到我们最终所需要的产品，MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液，以减少称量的误差，B正确； C、由于生长素的极性运输，接种时用镊子夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，再插入培养基，不能倒插，C正确； D、为提高成活率，植物组织培养过程一般先诱导愈伤组织生芽，再诱导生根，D错误。 故选D。 【变式1-4】 薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王”“芳香药草之后”等，但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如图是利用植物组织培养技术培育薰衣草的流程。下列叙述正确的是（　　） A．取自同一株薰衣草的花药经组织培养获得的植株基因型相同 B．选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是因其分裂旺盛且抗病毒 C．在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养，不需要遮光 D．为了充分利用营养物质，形成的丛芽在原培养基中继续培养 【答案】C 【分析】植物组织培养技术： 1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）; 2、原理：植物细胞的全能性; 3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）; 4、植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、取自同一株薰衣草的花药经组织培养获得的植株基因型不一定相同，因为同一株薰衣草的花药中的花粉的基因型不一定相同，A错误； B、选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是因其分裂旺盛且病毒少，但其不能抗病毒，B错误； C、诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但再分化过程将形成根和芽等营养器官，芽的形成需要一定的光照，同时叶绿素的形成过程也离不开光照，所以再分化过程需要光照，C正确； D、由于植物不同发育时期，对营养和激素的需求不同，形成的丛芽需要转移到新的培养基中才能再分化形成植株，D错误。 故选C。 【题型2 植物体细胞杂交技术】 【紧扣教材】 植物体细胞杂交技术 1.过程: (1)过程①使用的酶是纤维素酶和果胶酶。 (2)过程②诱导原生质体融合的两种方法。 物理法:电融合法、离心法等。 化学法:聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等。 (3)过程③和过程④依次是脱分化和再分化。 2.含义: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。 3.优点:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种。 4.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草。 【题型突破】 【例2】 如图是科学家采用体细胞杂交技术得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，但该植株并没有地上结番茄、地下长马铃薯。下列有关叙述错误的是（　　） A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获取原生质体a和原生质体b B．过程②可采用聚乙二醇融合法或者灭活的病毒得到杂种细胞 C．过程③④⑤⑥过程体现了植物细胞具有全能性 D．“番茄—马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关 【答案】B 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性可知，过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁获得原生质体，A正确； B、番茄和马铃薯的原生质体可采用聚乙二醇融合法得到杂种细胞，此外还可通过物理方法等诱导其融合，不能用灭活的病毒诱导融合，灭活的病毒用来融合动物细胞，B错误； C、过程③④⑤⑥过程从一个杂种细胞经过脱分化和再分化发育成了完整的杂种植株，体现植物细胞的全能性，C正确； D、生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄—马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关，D正确。 故选B。 【变式2-1】 酵母是酿酒工业的灵魂。酿酒酵母缺乏编码淀粉水解酶的基因，不能直接利用淀粉生产酒精，而糖化酵母则可以分泌淀粉酶。为了实现以谷物为原料高效生产酒精的目的，科研人员进行了如下图所示改良酵母菌种实验。下列相关叙述错误的是（　　） A．过程①需用几丁质酶去除两种酵母的细胞壁，过程②则可用物理法或PEG B．以谷物为原料用酿酒酵母酿酒时，需对原料进行糖化处理 C．过程③以淀粉为唯一碳源即可筛选出杂种酵母再大量培养 D．淀粉能转化为还原糖并高效产生酒精是最终鉴定目的酵母的指标 【答案】C 【分析】由图分析可知，图中利用了细胞融合技术，酵母菌细胞存在细胞壁，如果使二者细胞融合，必须除去细胞壁，根据酵母菌细胞壁的主要成分是几丁质，利用酶的专一性应该选择几丁质酶去除细胞壁，形成原生质体，融合后诱导再生新的细胞壁，形成杂种细胞即杂种酵母。 【详解】A、由图分析可知，图中利用了细胞融合技术，酵母菌细胞存在细胞壁，如果使二者细胞融合，必须除去细胞壁，根据酵母菌细胞壁的主要成分是几丁质，利用酶的专一性应该选择几丁质酶去除细胞壁，形成原生质体，融合后诱导再生新的细胞壁，形成杂种细胞即杂种酵母。过程②可利用物理方法或PEG（聚乙二醇）促进酵母原生质体融合，体现膜的流动性，A正确； B、题目提示，酿酒酵母不能直接利用淀粉生产酒精，因此，以谷物为原料用酿酒酵母酿酒时，需对原料进行糖化处理，B正确； C、糖化酵母可以分泌淀粉酶，能以淀粉为碳源，因此只以淀粉为唯一碳源无法区分杂种酵母和糖化酵母，需要再次筛选出杂种酵母再大量培养，C错误； D、结合题干信息分析可知，为了实现以谷物为原料高效生产酒精的目的，目的菌最终的鉴定指标应该是既能利用淀粉又能高效产生酒精，D正确。 故选C。 【变式2-2】 花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果图2所示。下列有关叙述错误的是（    ） A．图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤 B．图1过程①是在无菌水中进行，过程②是在固体培养基中进行 C．若只考虑原生质体两两融合，图2中4、5植株体细胞染色体数目最多可达到64条 D．病菌接种到杂种植株叶片一段时间后，病斑面积占叶片总面积比例最小的植株抗病性最强 【答案】B 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。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；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍； 图谱分析，4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，而1、2、3号个体只有紫罗兰中的蛋白质，说明不是杂种细胞。 【详解】A、图1包括原生质体融合和植物组织培养等步骤，其中原生质体融合过程依赖膜的流动性实现，A正确； B、为保证组织细胞的活性，图1过程①应在等渗或略微高渗的溶液中进行，过程②应在液体培养基中进行，B错误； C、若只考虑原生质体两两融合，图2中4、5植株是杂种植株，其细胞在有丝分裂后期染色体数目为64条，C正确； D、病菌接种到杂种植株叶片一段时间后，若病斑面积占叶片总面积比例越小，则说明该植株抗病性越强，即病斑面积占叶片总面积比例最小的植株是抗病性最强的个体，D正确。 故选B。 【变式2-3】 科研人员利用两种植物进行体细胞杂交时，各组分别加入不同浓度的PEG来促进原生质体融合，其他条件均相同，结果如下表。下列叙述错误的是（    ） PEG浓度/% 25 30 35 40 45 融合率/% 10 12 15 30 20 A．植物体细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B．原生质体融合利用了细胞膜具有流动性的原理 C．低浓度PEG促进原生质体融合，高浓度则抑制融合 D．融合后的细胞经组织培养得到的一般为多倍体植株 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。 【详解】A、植物体细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶处理细胞，去除细胞壁，A正确； B、原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性，只有依赖于细胞膜的流动性，原生质体才能融合，B正确； C、由表可知，PEG浓度为45%时，融合率较40%时低，但仍为促进融合，C错误； D、融合后的细胞的染色体是两种植物细胞染色体的总和，经组织培养得到的一般为多倍体植株，D正确。 故选C。 【变式2-4】 为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如下流程。相关叙述错误的是（　　）    A．过程①常使用纤维素酶和果胶酶 B．经过②获得的融合细胞即为所需杂种细胞 C．过程③的培养基中需要添加生长素和细胞分裂素 D．获得的植株C染色体组成与植株A、柑橘B均不相同 【答案】B 【分析】题图分析：图中①表示去除细胞壁，获得原生质体；②表示诱导原生质体融合；③表示采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，①表示去除细胞壁，获得原生质体，故①过程常利用的酶是纤维素酶和果胶酶，A正确； B、通过过程②得到的两两融合细胞除了杂种细胞外，还有同种细胞的融合，如柑橘A-柑橘A融合细胞、柑橘B-柑橘B融合细胞，B错误； C、③表示采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株，过程③的培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，C正确； D、杂种细胞由柑橘A （1个染色体组）细胞和柑橘B （2个染色体组）细胞融合而成，细胞中都含有3个染色体组，故获得的植株C有3个染色体组，与柑橘A、B不相同，D正确。 故选B。 一、单选题 1．下列关于消毒灭菌的说法，错误的是（    ） A．用滤膜法收集大肠杆菌的实验中，过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需进行消毒处理 B．植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理，之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理。 C．对实验室进行消毒的方法是紫外线 D．可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌 【答案】A 【分析】消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物，灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。 【详解】A、 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理，保证实验不受其它微生物干扰，A错误； B、植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理，之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理，防止杂菌污染，B正确； C、对实验室进行消毒的方法是紫外线，也可加上石炭酸辅助，C正确； D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌，湿热灭菌常用的操作是高压蒸汽灭菌法，D正确。 故选A。 2．下列关于植物组织培养的叙述，正确的是（　　） A．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同 B．培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用 C．适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽 D．常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含有毒物质 【答案】C 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 【详解】A、以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型不相同，原因是花药中花粉是经过减数分裂形成的，其所含核基因只有体细胞的一半，A错误； B、脱分化形成的愈伤组织细胞不含叶绿体，不能进行光合作用，再分化培养过程中需要给予光照，B错误； C、适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽，培养基中生长素的比例高，有利于分化为根，C正确； D、常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖几乎不含病毒，而非不含有毒物质，D错误。 故选C。 3．为拓宽白菜育种的基因资源，改良白菜品质，研究人员以白菜（2n=20，AA）和甘蓝（2n=18，CC）为材料进行植物体细胞杂交，得到杂种植物。对两种亲本和某融合植株进行细胞DNA含量检测，结果如图。下列说法正确的是（　　） A．白菜的DNA相对含量较少说明白菜核DNA比甘蓝少 B．常使用秋水仙素用于诱导原生质体融合 C．检测结果说明待检测植株为白菜—甘蓝杂种植株 D．检测的细胞中部分细胞处于分裂过程中 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交过程：酶解法去壁获取原生质体→人工诱导原生质体融合→再生出新细胞壁，标志着原生质体融合完成→经脱分化和再分化过程，通过组织培养把杂种细胞培育成杂种植株。 【详解】A、根据题意，“白菜（2n=20，AA）和甘蓝（2n=18，CC）”，说明白菜细胞核内含有20条染色体，含有20个核DNA，甘蓝的细胞核内含有18条染色体，18个核DNA，因此白菜核DNA比甘蓝多，白菜的DNA相对含量较少可能是白菜细胞的细胞质DNA少，A错误； B、诱导原生质体融合可以用化学方法PEG诱导，也可以用物理方法如离心法，秋水仙素用于诱导染色体数目加倍，B错误； C、据图可知，白菜DNA相对含量约为50，甘蓝DNA相对含量约为75，检测结果DNA相对含量为＞150，说明待检测植株不是白菜-甘蓝杂种植株，可能为甘蓝—甘蓝杂合植株，C错误； D、检测的细胞有些具有分裂的能力，故部分细胞处于分裂过程中，D正确。 故选D。 4．通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜-甘蓝植株，下列相关叙述错误的是（    ） A．在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体 B．人工诱导原生质体融合，可以采取物理法和化学法 C．植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种 D．利用植物体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝的过程中不发生同源染色体联会现象 【答案】C 【分析】1、植物体细胞杂交包括植物细胞融合和植物组织培养两个阶段，原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 2、可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体。 【详解】A、在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确； B、人工诱导原生质体融合，可以采取物理法（离心、振动、电激）和化学法（聚乙二醇），B正确； C、植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色体数目不一致的两个物种，C错误； D、利用植物体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝的过程包括植物原生质体融合和植物组织培养技术，不进行减数分裂，不会发生同源染色体联会现象，D正确。 故选C。 5．马铃薯长期营养繁殖会导致病毒蔓延，我国科研人员利用马铃薯茎尖培养获得脱毒苗，使马铃薯的产量和品质大幅度提高，脱毒流程如下图，下列叙述正确的是（     ） A．茎尖材料消毒时，要用配制好的酒精和次氯酸钠溶液各处理30min B．茎尖培养到愈伤组织后须先转移到生长素比例较高的培养基再培养 C．病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测，呈阳性反应则为带毒苗 D．生根试管苗炼苗后，应连带培养基栽植于消过毒的蛭石或珍珠岩中 【答案】C 【分析】植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞，脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽最终形成植物体。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。早在20世纪50年代，科学家就发现植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 【详解】A、茎尖材料消毒时，酒精处理的时间一般较短，通常为30s左右，次氯酸钠溶液处理的时间一般为30min，A错误； B、脱分化和再分化使用的培养基不同，通常使愈伤组织先生芽再生根，所以茎尖培养到愈伤组织后须先转移到细胞分裂素比例较高的培养基再培养，B错误； C、病毒含有特定的蛋白质抗原，可利用抗毒血清进行检测，呈阳性反应则为带毒苗，C正确； D、生根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，待其长壮后再移栽入土，D错误。 故选C。 6．下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述不正确的是（    ）    A．②过程的作用是使组织中的微生物在图中处理温度下全部灭活 B．带叶原基的芽与植物体其他成熟组织相比所含的病毒较少 C．过程③、④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同 D．图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性 【答案】A 【分析】分析题图，取芽进行培养因为芽具有较高的分裂和分化能力，经过热水处理脱毒效果好与阻碍病毒进入有一定的关系，图中③、④为再分化过程。 【详解】A、②过程的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活，A错误； B、带叶原基的芽代谢旺盛，分裂能力强，很少有病毒，B正确； C、③、④所用培养基分别是生芽培养基和生根培养基，生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C正确； D、上图中脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术，最终获得脱毒幼苗，体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选A。 7．中华猕猴桃是中国所特有的一种水果，富含维生素C。为探究不同植物生长调节剂种类及浓度组合对不定芽形成的影响，科研人员分别以中华猕猴桃的叶片和叶柄为外植体进行了-系列相关实验，浓度组合如表所示，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（　　） NAA6-BA 0.1μg·mL-1 0.2μg·mL-1 0.4μg·mL-1 2.0μg·mL-1 1 2 3 1.0μg·mL-1 4 5 6 0.5μg·mL-1 7 8 9 注：6-BA为细胞分裂素类生长调节剂，NAA是生长素类生长调节剂。1～9为不同的浓度组合    A．植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性 B．随6-BA/NAA浓度比值下降，不定芽的再生率先升高后下降 C．后续诱导生根的培养中，培养基中各成分的含量不需要做任何变化 D．作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒，然后立刻用清水清洗2～3次 【答案】A 【分析】1、植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、组织、细胞等进行培养，使其再生出完整植株的技术。其依据的生物学原理是植物细胞具有全能性，即每个细胞都具有发育成完整植株的潜能； 2、在植物组织培养中，细胞分裂素和生长素的比例会影响植物细胞的分化方向和生长状态。 【详解】A、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能，A正确； B、不定芽的再生率与6-BA和NAA的浓度及比例均有关系，由图可知，随6-BA/NAA浓度比值升高，叶片不定芽的再生率先升高后下降，叶柄不定芽的再生率先升高后下降再升高，B错误； C、诱导生根和诱导生芽所需的培养基成分和比例通常是不同的，后续诱导生根的培养中，培养基中各成分的含量需要做出相应的变化，C错误； D、作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒，然后用无菌水清洗 2~3 次，而不是立刻用清水清洗，D错误。 8．辣椒素是辣椒的活性成分，对人有刺激性并可在口腔中产生灼烧感，不仅能作为一种调味品，还广泛应用于食品保健、医药、工业等领域。利用植物细胞工程技术获得辣椒素的途径如图所示。下列表述正确的是（　　）    A．外植体需要进行灭菌处理后才能接种到培养基上 B．①过程和②过程的培养基成分中植物激素的比例有差异 C．②过程不需要光照，这一过程中存在基因的选择性表达 D．通过高产细胞系获得辣椒素的过程，体现了植物细胞的全能性 【答案】B 【分析】植物组织培养技术：（1）过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）；（2）原理：植物细胞的全能性；（3）条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】A、外植体接种前需要进行消毒处理，而不是灭菌处理，如果对外植体进行灭菌处理会造成外植体死亡，A错误； B、①过程是脱分化过程，②过程是再分化过程，脱分化和再分化过程中，培养基内的生长素和细胞分裂素的比例不同，B正确； C、再分化过程需要在光照条件下进行，该过程中存在基因的选择性表达，C错误； D、通过高产细胞系获得辣椒素的过程，只培养到特定植物细胞，并没有培养成植株或分化为其他各种细胞，不能体现植物细胞的全能性，D错误。 故选B。 9．科研人员为了培育出猕猴桃新品种，利用毛花猕猴桃和软枣猕猴桃为实验材料，进行了植物体细胞杂交实验，部分实验流程如图所示。下列相关叙述正确的是（    ） A．过程I可以使用酶解法，还可以用盐酸和酒精混合配制的解离液来完成 B．过程Ⅱ通常在无菌水中，采用化学法或物理法诱导原生质体融合 C．过程Ⅲ表示原生质体融合后再生出细胞壁，是植物细胞融合成功的标志 D．过程Ⅳ为脱分化，过程V为再分化，两者所需的植物生长调节剂的配比相同 【答案】C 【分析】图示表示植物体细胞杂交过程，过程Ⅰ表示酶解法去除细胞壁获得细胞原生质体的过程，过程Ⅱ表示原生质体融合的过程，过程Ⅲ表示融合细胞再生出新的细胞壁的过程，过程Ⅳ表示脱分化的过程，过程Ⅴ表示再分化的过程。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程Ⅰ要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精混合配制的解离液会杀死细胞，A错误； B、过程Ⅱ通常在等渗溶液中采用化学法（聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法）或物理法（离心法、电融合法等）诱导原生质体融合，B错误； C、Ⅲ为融合的原生质体再生出新的细胞壁的过程，是细胞融合成功的标志，C正确； D、图中过程Ⅳ表示脱分化，Ⅴ表示再分化，两者所需的植物生长调节剂的配比不同，如生长素与细胞分裂素比例适中时，有利于愈伤组织的形成；生长素/细胞分裂素比例升高，利于根的分化；生长素/细胞分裂素比例降低，利于芽的分化，D错误。 故选C。 10．在植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中均运用了酶的催化作用，下列正确的是（    ） A．用纤维素酶、果胶酶将植物细胞制成细胞悬液 B．用胰蛋白酶水解细胞膜表面的糖被，从而使细胞扩散 C．37℃左右条件下，动物细胞融合所用酶的催化活性最高 D．没有纤维素酶和果胶酶，可用解离液代替 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交过程需要先去除细胞壁，因为植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体；动物细胞培养过程中获得单个细胞需利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。 【详解】A、纤维素酶和果胶酶的作用是除去细胞壁，而不是使细胞分散从而制成细胞悬液，A错误； B、胰蛋白酶作用于细胞之间的蛋白质，而不是细胞表面的糖被，B错误； C、37 ℃是动物细胞融合所用酶的最适温度，动物细胞融合所用酶的催化活性最高，C正确； D、解离液由盐酸和酒精混合而成，用解离液处理后的植物细胞死亡，不能用于植物体细胞杂交技术以去除细胞壁，D错误。 故选C。 二、多选题 11．图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述错误的是（    ） A．步骤①常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗 C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间 D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养 【答案】BD 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、步骤①添加纤维素酶或果胶酶去除细胞，其原理是酶的专一性，A正确； B、步骤②吸取原生质体放入等渗液中清洗，否则会导致原生质体吸水涨破，B错误； C、结合图示可知原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间，因而可推测原生质体的密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间，C正确； D、台盼蓝检测后应选择无色的原生质体继续培养，染成蓝色的原生质体活性差或死亡，D错误。 故选BD。 12．研究者利用胡萝卜韧皮部细胞诱导形成愈伤组织，在培养基中分别添加DNA甲基化酶的抑制剂Aza和组蛋白去甲基化酶的抑制剂GSK，检测发现Aza组、对照组、GSK组形成的愈伤组织体积依次减小。据此分析错误的是（　　） A．对外植体消毒时，要兼顾消毒的效果和外植体的耐受性 B．DNA甲基化和组蛋白去甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成 C．诱导愈伤组织形成过程需严格无菌、适宜光照、植物激素诱导等条件 D．表观遗传通过改变蛋白质的氨基酸序列进而影响愈伤组织的形成 【答案】CD 【分析】表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，即基因型未发生变化而表现型却发生了改变，如DNA的甲基化，甲基化的基因不能与RNA聚合酶结合，故无法进行转录产生mRNA，也就无法进行翻译，最终无法合成相应蛋白，从而抑制了基因的表达。 【详解】A、通常使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理，要兼顾消毒效果和植物的耐受性，避免过度消毒对外植体造成损伤，A正确； B、分析题意，在培养基中分别添加DNA甲基化酶的抑制剂Aza和组蛋白去甲基化酶的抑制剂GSK，检测发现Aza组、对照组、GSK组形成的愈伤组织体积依次减小，即与对照组相比，加入DNA甲基化酶的抑制剂后愈伤组织体积增大，而加入组蛋白去甲基化酶的抑制剂后愈伤组织体积变小，说明DNA甲基化和组蛋白去甲基化分别抑制、促进愈伤组织形成，B正确； C、诱导愈伤组织形成过程需无菌、避光（利于愈伤组织的形成）、植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导等条件，C错误； D、表观遗传是指DNA序列不发生变化，但基因的表达却发生了可遗传的改变，基因控制控制蛋白质的合成，故表观遗传不改变蛋白质的氨基酸序列，D错误。 故选CD。 13．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（    ） A．用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官或组织 B．植物组织培养时，常常需要添加细胞分裂素和赤霉素两种植物激素 C．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养物质和调节渗透压 D．切取作物茎尖进行组织培养，可以获得抵抗病毒的抗毒苗 【答案】BD 【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的步骤，这两个步骤都需要植物激素诱导，但植物激素的比例不同。 【详解】A、用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官或组织，外植体应选择分裂旺盛的部分，如根尖、茎尖等，A正确； B、植物组织培养时，常常需要添加植物激素，比如生长素和细胞分裂素，B错误； C、培养基中添加蔗糖的目的是提供营养，同时调节渗透压，维持细胞正常形态，C正确； D、茎尖位于植物分生区附近，病毒极少，甚至无病毒。因此，若要获得脱毒苗，一般选取植物体的茎尖组织进行培养，但不一定能抵抗病毒，D错误。 故选BD。 14．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖（niè枝芽）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。下列叙述正确的是（    ） 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中常采用离心、振动、电激或PEG诱导原生质体融合 C．过程③成功的标志是甲、乙原生质体的细胞核完成融合 D．过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的比例有差异 【答案】ABD 【分析】1、植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。植物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。 2、分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。 【详解】A、据图可知，过程①表示去壁获取原生质体的过程，酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，该过程酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构可能有差异，A正确； B、据图可知，过程②表示人工诱导原生质体融合，常用离心、‌振动、‌电激等物理方法和PEG等化学方法诱导原生质体融合，B正确； C、据图可知，过程③表示再生出新细胞壁的过程，该过程成功的标志是再生出新的细胞壁，C错误； D、据图可知，过程④表示脱分化形成愈伤组织，过程⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。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，D正确。 故选ABD。 15．某研究小组通过植物体细胞杂交技术，获得了兼有甲、乙两种二倍体植物各自优势且耐盐的目的植株，其实验流程如图，a~e表示不同操作。下列叙述错误的是（    ）    A．a操作在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体 B．b操作使用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等均可实现 C．d操作为脱分化过程，所用的培养基中应添加一定浓度的钠盐 D．甲、乙通过有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍 【答案】ACD 【分析】分析题图：图中a表示去除细胞壁获得有活力的原生质体；b表示诱导融合后的细胞，包括多种；c表示愈伤组织培养形成的新植体。 【详解】A、a操作在等渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体，防止原生质体吸水涨破，A错误； B、诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（电融合法、离心法等）和化学方法[聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法等]，B正确； C、d操作为再分化过程，所用的培养基中应添加一定浓度的钠盐，筛选耐盐的幼苗，C错误； D、甲、乙通过体细胞杂交能克服远缘杂交不亲和的障碍，有性杂交不能克服远缘杂交不亲和的障碍，D错误。 故选ACD。 三、非选择题 16．下图是科学家利用滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交，培育“耐盐-高产大豆”新品种的过程，请回答下列问题： (1)图中①过程使用了 酶去除细胞壁，获得植物原生质体。此过程利用了酶的 性。 (2)过程②一般用 作为化学诱导剂，使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则经过该过程后，产生的融合细胞最多有 种。过程③与 （填细胞器名称）活动直接相关。 (3)图中④⑤过程运用的技术是 ，体现出植物细胞具有 性，其中步骤⑤是 过程。 (4)科学家在甲瓶的培养基中加入了0.6%的NaCl，发现仅有部分细胞转变为愈伤组织，未转变为愈伤组织的细胞是 （填“滩涂野耐盐大豆细胞”“普通高产大豆细胞”或“杂种细胞”）。 (5)上述体细胞杂交方法克服了滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆远缘杂交的障碍。除了上述办法，还可以采用其他思路获得上述新品种，请简要列举一种思路 。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶 专一 (2) 聚乙二醇（或PEG） 3 高尔基体 (3) 植物组织培养 全能性 再分化 (4)普通高产大豆细胞 (5)提取普通高产大豆的高产基因，转入滩涂野耐盐大豆中培育“耐盐-高产”大豆品种（或提取滩涂野耐盐大豆的耐盐基因，转入普通高产大豆）；（或诱导滩涂野耐盐大豆染色体数目加倍，形成多倍体） 【分析】植物体细胞杂交技术是指将来源不同的植物体细胞，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。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 【详解】（1） 植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此图中①过程使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得植物原生质体。此过程利用了酶的专一性。 （2）过程②一般用聚乙二醇（PEG）作为化学诱导剂（与诱导动物细胞融合相同的方法），使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则产生的融合细胞有：滩涂野耐盐大豆-滩涂野耐盐大豆型、滩涂野耐盐大豆-普通高产大豆型、普通高产大豆-普通高产大豆型3种。过程③表示再生出细胞壁，细胞壁的形成与高尔基体活动直接相关。 （3）杂种细胞要变成杂种植株，还需要运用植物组织培养技术获得，该技术体现出植物细胞具有全能性，其中步骤④是脱分化，步骤⑤是再分化。 （4）普通高产大豆不具有耐盐性，因此在加入0.6%的NaCl的培养基中未转变为愈伤组织的细胞是普通高产大豆。 （5）上述体细胞杂交方法克服了滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆远缘杂交的障碍。除了上述办法，还可以采用基因工程的方法获得，即提取普通高产大豆的高产基因，转入滩涂野耐盐大豆中培育“耐盐-高产”大豆品种或提取滩涂野耐盐大豆的耐盐基因，转入普通高产大豆等。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$