第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

细胞工程 第2章　 第1节　植物细胞工程 第1课时　植物细胞工程的基本技术 [目标导学]　1.概述植物组织培养的原理和过程。2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　植物体细胞杂交技术 学习任务一　细胞工程概念及植物组织培养技术 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 细胞工程概念及植物组织培养技术 学习任务一 1．细胞工程的概念 梳理 归纳教材知识 分子　 细胞器　 细胞 器官 2．细胞的全能性 (1)概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生______________或分化成________________的潜能，即细胞具有全能性。 (2)原因：一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的全部遗传信息。 (3)体内细胞不能表现全能性 ①实例：芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。 ②原因：在特定的________________条件下，细胞中的基因会________________。 完整生物体　 其他各种细胞 时间和空间　 选择性地表达 3．植物组织培养技术 (1)概念：将________的植物器官、组织或细胞等，培养在____________________，给予适宜的培养条件，诱导其形成____________的技术。 (2)理论基础：植物细胞一般具有____________。 (3)基本过程 离体　 人工配制的培养基上　 完整植株 全能性 外植体　 愈伤组织 (4)相关概念 外植体：用于植物组织培养的__________植物器官、组织或细胞。 脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成____________细胞的过程。 愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、________________组织团块。 再分化：愈伤组织重新________成芽、根等器官的过程。 离体的　 未分化　 不定形的薄壁　 分化 (5)操作实例——菊花的组织培养 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　 生长 [正误辨析] (1)植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。(　　) (2)在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。(　　) (3)若用菊花茎切段作为外植体，应将其形态学上端插入诱导愈伤组织的培养基中。(　　) (4)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。(　　) × × × × 观察菊花植物组织培养流程图，探究以下问题。 探究 要点合作突破 (1)选用菊花的外植体时，一般选用幼嫩的茎段，其原因是什么？ 提示：幼嫩的茎段由于细胞分裂旺盛，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)植物组织培养所用的培养基中，在启动细胞分裂、脱分化和再分化中,起关键作用的激素是什么？ 提示：细胞分裂素和生长素。 (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，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？ 提示：应含有。因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖环境中的有机物才能生存。 (4)菊花组织培养中，前后三次用到的培养基其功能分别是什么？ 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。 (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：外植体体积小、抗性差，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。 [归纳总结] 1．体现植物细胞全能性的条件 材料 离体的细胞、组织或器官 培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素 外界条件 (1)无菌操作； (2)光照：诱导愈伤组织时一般不需要光照，再分化时需要光照 2．生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响 生长素用量与细胞分裂素用量的比值 结果 比值高 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 3.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。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不好诱导生芽了。 (3)菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在再分化的培养过程中，需要一定的光照。 1．如图是植物组织培养过程示意图，下列相关说法正确的是(　　)   A．上述植物组织培养过程依据的生物学原理是植物细胞具有全能性 B．需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染 C．外植体若是月季的花药，则图中的①过程需要光照 D．外植体若是菊花的根尖组织，因细胞中没有叶绿体，故培养成的新植株叶片无色 强化 题点对应训练 A 解析：植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，A正确；外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以保持外植体的活性，B错误；①是脱分化过程，月季花药的脱分化过程不需要光照且应避光培养，当愈伤组织再分化形成芽和叶时才需要适当时间和强度的光照，C错误；菊花根尖组织中含有控制叶绿体形成的基因，在培养过程中，基因的选择性表达会使培养成的新植株叶片呈绿色，D错误。 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需要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．再生植株需要去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田 D．试管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 C 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，用无菌水清洗，再用质量分数为5%的次氯酸钠溶液处理，最后再用无菌水清洗，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；试管苗生存能力较弱，需要进行锻炼，采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气，蛭石不含营养物质，C正确，D错误。 植物体细胞杂交技术 学习任务二 1．概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成____________，并把杂种细胞培育成____________的技术。 2．过程 梳理 归纳教材知识 杂种细胞　 新植物体 细胞壁　 细胞壁　 杂种细胞 (1)去壁：用________________________去除植物细胞壁，获得原生质体。 (2)人工诱导原生质体融合的方法 ①物理法：__________________等。 ②化学法：________________融合法、____________________融合法等。 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法　 聚乙二醇(PEG) 高Ca2+—高pH 3．原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的____________，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的____________。 4．意义：打破____________，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 流动性　 全能性 生殖隔离 [正误辨析] (1)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。(　　) (2)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。(　　) (3)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性。(　　) (4)利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合。(　　) × √ × × 如图为植物体细胞杂交技术流程图，其中A和B分别表示两种二倍体植物细胞。请据图分析回答下列问题。 探究 要点合作突破 (1)图中过程：①为________________，③为____________________，④为____________，⑤为____________。 去除细胞壁　 再生出新的细胞壁　 脱分化　 再分化 (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)将若干a和b等量混合后，经过程②得到的细胞类型有几种？若只考虑两两融合，则融合细胞有哪几种？我们需要筛选出哪一种？ 提示：细胞类型有3种，即未融合的细胞、两两融合的细胞和多细胞融合体，其中两两融合的细胞为aa、bb和ab。需筛选出ab。 等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 (4)从结果上看，杂种植株最终为几倍体？杂种植株一定能表现出两种亲本的优良性状吗？为什么？ 提示：异源四倍体。不一定。杂种植株具有两种亲本的遗传物质，但生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，故其不一定能表现出两种亲本的优良性状。 (5)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术的最大优点是什么？ 提示：能够打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 [归纳总结] 1．植物组织培养和植物体细胞杂交的比较 项目 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 过程     项目 植物组织培养 植物体细胞杂交 选材 选取根尖、茎尖、具有形成层等容易诱导形成愈伤组织的部位 不同来源的植物体细胞 技术操作 脱分化、再分化 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 2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 3．甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。下列叙述错误的是(　　) A．为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．用化学诱导剂PEG或高Ca2+—高pH诱导二者融合 C．形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，这一过程中进行了植物组织培养 D．上述杂种植株属于二倍体 强化 题点对应训练 D 解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；诱导原生质体融合可用化学诱导剂PEG或采用高Ca2+—高pH融合法，B正确；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。 4．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．经①过程获得的a、b称为原生质层 B．c细胞只有AABB这一种类型 C．过程④和⑤分别是分化和再分化 D．植物d可育 D 解析：经①过程获得的a、b称为原生质体，A错误；两两融合的细胞有AAAA、BBBB、AABB三种，另外有些细胞可能没有融合，所以c细胞有多种类型，B错误；过程④和⑤分别是脱分化和再分化过程，C错误；获得的植物d是经过筛选后的植物类型，基因型为AABB，含同源染色体，而且可育，D正确。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是(　　) A．在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性 B．植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性 C．诱导植物细胞全能性表达的关键激素是生长激素和细胞分裂素 D．雄蜂的发育体现了已分化的动物细胞也具有全能性 2 3 1 4 C 5 解析：在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，因为在生物的生长发育过程中，细胞中的基因会选择性表达，A正确；植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，因为植物组织培养的目的是获得完整的植株，B正确；诱导植物细胞全能性表达的关键激素是生长素和细胞分裂素，C错误；雄蜂是由未受精的卵细胞直接发育成一个完整的个体，体现了已分化的动物细胞(卵细胞)也具有全能性，D正确。 2 3 1 4 5 2．如图表示用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程，下列叙述错误的是(　　)   A．a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的 B．b→c→d过程发生了细胞分化 C．a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源 D．杂合植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离 2 3 1 4 D 5 解析：a→b过程是脱分化过程，形成愈伤组织，该过程中细胞的分裂方式是有丝分裂，A正确；b→c→d过程为再分化过程，形成根、芽等器官，发生了细胞分化，B正确；a→b过程植物不能进行光合作用，所需的营养来自培养基，培养基应含有机碳源和氮源，C正确；图中植物组织培养过程中细胞的分裂方式是有丝分裂，杂合植株经上述过程获得的幼苗的基因型与亲本相同，仍然为杂合子，不会出现性状分离，D错误。 2 3 1 4 5 3．植物组织培养过程中，无菌操作步骤至关重要。下列关于无菌操作的叙述，错误的是(　　) A．不耐高温的植物激素需过滤除菌后才能添加到已灭菌的培养基中 B．超净工作台可用紫外线消毒，镊子、剪刀可灼烧灭菌 C．外植体用次氯酸钠消毒后接种到培养基中 D．玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌 2 3 1 4 C 5 解析：对不耐高温的植物激素除菌时无法用高压蒸汽灭菌法，可以用滤膜过滤除菌，再添加到已灭菌的培养基中，A正确；接种室和超净工作台等表面可用紫外线进行消毒，镊子、剪刀等金属器具可灼烧灭菌，B正确；植物组织培养中的外植体用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液进行消毒，外植体取出后，要在无菌水中清洗干净后才能接种到培养基中，C错误；玻璃培养皿常采用干热灭菌法灭菌，D正确。 2 3 1 4 5 4．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植株白菜—甘蓝的过程，下列有关说法错误的是(　　) A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程 B．②过程可用聚乙二醇诱导原生质体融合 C．③过程中高尔基体活动旺盛 D．最终获得的杂种植株体细胞内含19条染色体 2 3 1 4 D 5 解析：最终获得的杂种植株体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38(条)染色体，故D错误。 2 3 1 4 5 5．科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄—马铃薯”植株。请据图回答下列问题。 2 3 1 4 5 (1)题图中所示技术的原理是______________和________。 (2)过程Ⅰ使用_________酶去除细胞壁，从而获得有活力的原生质体。c表示__________。植物体细胞融合完成的标志是________。 (3)过程Ⅳ是________，过程Ⅴ增殖的方式为_________；诱导试管f中植株生根过程的培养基中，生长素与细胞分裂素的比值较过程Ⅳ________(填“高”或“低”)，最终获得的“番茄—马铃薯”属于________倍体植株。 (4)植物体细胞杂交和传统杂交技术相比的优点是____________。 2 3 1 4 5 答案：(1)细胞膜具有一定的流动性　植物细胞的全能性 (2)纤维素酶和果胶　正在融合的原生质体　杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁) (3)脱分化　有丝分裂　高　六 (4)打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，在培养植物新品种等方面展示出独特的优势 2 3 1 4 5 解析：(1)题图中所示技术的名称是植物体细胞杂交技术，体现了细胞膜具有一定的流动性；将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性。 (2)分析可知，过程Ⅰ表示去除细胞壁获得原生质体的过程，需要用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，c表示正在融合的原生质体，植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁)。 2 3 1 4 5 (3)过程Ⅳ是脱分化，过程Ⅴ是再分化形成幼苗的过程，细胞增殖的方式为有丝分裂；当细胞分裂素与生长素的浓度比值大于1时，可以促进芽的分化，当该比值小于1时，可以促进根的分化；所以诱导 f 中植株生根过程的培养基中生长素与细胞分裂素的比值较过程Ⅳ高；最终获得的“番茄—马铃薯”属于六倍体植株。 (4)植物体细胞杂交和传统杂交技术相比，其优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，在培养植物新品种等方面展示出独特的优势。 2 3 1 4 5 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相关叙述不正确的是(　　) A．组成花瓣的细胞具有全能性 B．花瓣细胞中有个体发育所需要的全套遗传物质 C．利用花瓣培育出完整的植株涉及细胞分裂和细胞分化 D．在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：花瓣细胞属于植物的体细胞，因其细胞中具有个体发育所需要的全套遗传物质，所以花瓣细胞具有全能性，A、B正确；在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都能表现出全能性，而是分化为各种组织和器官，由花瓣培育出完整植株，其前提是花瓣必须离体培养，且处于适宜的培养条件下，在培养过程中涉及细胞分裂和细胞分化，C正确，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 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 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 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。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 3．植物组织培养可以形成愈伤组织，下列有关愈伤组织的叙述错误的是(　　) A．愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的 B．形成愈伤组织的培养基不含有机分子 C．愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 D．愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的，A正确；形成愈伤组织的培养基含有机分子，B错误；愈伤组织经过再分化可以形成具有生根发芽能力的胚状结构，C正确；线粒体中可进行DNA复制、转录和翻译，核糖体中可进行翻译，故愈伤组织细胞的线粒体和核糖体中可能发生碱基互补配对，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 4．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。下列叙述正确的是(　　) A．外植体消毒的过程：酒精消毒30 s→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次 B．愈伤组织是一种不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适时光照 C．诱导生芽的培养基与诱导生根的培养基相比，前者中细胞分裂素所占的比例和用量更高 D．打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消毒的蛭石环境中炼苗处理 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：消毒的原则是既要杀死材料表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，故外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精消毒30 s后，用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误；诱导形成愈伤组织的脱分化过程不需要光照，否则会形成维管组织，不会形成愈伤组织，B错误；生长素和细胞分裂素的比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，即诱导生芽的培养基中细胞分裂素所占的比例和用量更高，C正确；移栽时，应先将培养瓶的封口膜打开一段时间，让试管苗在培养箱内生长几日，然后用流水清洗根部的培养基，再移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中炼苗处理，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 5．如图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是(　　)   A．实验中②试管中细胞的全能性最高 B．④试管中培育出的个体都是纯合子 C．①→②过程需要光照 D．①→④过程培养基保持不变 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高，A正确；植物组织培养属于无性繁殖，不改变基因型，所以④试管中培育出的个体基因型与外植体相同，可能是纯合子也可能是杂合子，B错误；①→②过程为脱分化的过程，一般不需要光照，C错误；①→②过程为脱分化过程，②→③过程为再分化过程，脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 6．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　)   A．培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压 B．过程甲、乙中生长素与细胞分裂素含量的比值相同 C．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目可能不同 D．过程乙的实质是基因的选择性表达 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压，A正确；甲表示脱分化过程，乙表示再分化过程，两过程中生长素和细胞分裂素含量的比值不同，B错误；同一植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目不一定相同，如花粉细胞经培养形成的愈伤组织细胞的核基因数目只有体细胞的一半，C正确；乙(再分化)过程的实质是基因的选择性表达，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 7．如图为“番茄—马铃薯”杂种植株幼苗的培育过程，下列有关叙述错误的是(　　)   A．通常在等渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体a和b B．诱导原生质体a、b融合的化学方法有聚乙二醇、高Ca2+—高pH融合法等 C．可以根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生 D.上述过程中包含了有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：①为去除细胞壁的过程，植物 体细胞杂交的实质是植物原生质体的 融合，所以在融合前需要使用酶解法 (纤维素酶和果胶酶)去除植物的细胞 壁，获得植物的原生质体，为了获得植物的原生质体，操作一般在等渗溶液中进行，以维持去除细胞壁的原生质体的形态，A正确；利用聚乙二醇、高Ca2+—高pH融合法等化学方法可诱导原生质体a、b融合，B正确；融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志，故可以利用质壁分离现象鉴别细胞壁是否再生，C正确；图中①至⑤过程表示植物体细胞杂交，涉及细胞的分裂和分化，但不涉及有性生殖过程的减数分裂，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 8．科研工作者通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，但该种植株并没有发育成地上结番茄、地下长马铃薯的理想植株，下列最可能的原因是(　　) A．实验中不宜采用聚乙二醇促进细胞融合 B．在植物组织培养操作中细胞被微生物感染 C．两种生物的基因直接或间接相互作用的结果 D．在植物组织培养中激素的种类及比例设计不合理 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：基因影响性状，通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，但这种植株并没有发育成地上结番茄、地下长马铃薯的理想植株，原因可能是两种生物的基因直接或间接相互作用，导致基因不能有序表达，C符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 [素能培优练] 9．科学家利用拟南芥的愈伤组织进行实验， 探究植物组织培养过程中诱导愈伤组织生根 的机理，结果如图所示。诱导生根的培养 基(RIM)的配方中含有生长素(IAA)，wei8是 拟南芥生长素合成基因。下列说法正确的 是(　　) A．诱导形成愈伤组织和诱导生根、生芽过 程均需避光处理 B．增加培养基中IAA的浓度，1组的生根效果会更好 C.2、4组比较，没有遵循实验设计中的单一变量原则 D．培养基中的IAA和自身产生的生长素有利于愈伤组织生根 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：诱导形成愈伤组织需避光处理，再分 化过程需要适当时间和强度的光照，A错误； 生长素具有低浓度促进、高浓度抑制的作用 特点，若增加浓度，到一定值后会产生抑制 作用，B错误；2、4组实验进行比较，除自 变量是否含IAA外，其他变量一致，遵循单一变量原则，C错误；分析第1组结果可知，培养基中的IAA和自身产生的生长素有利于愈伤组织生根，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 10．植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5＋PLT 诱导出根 ③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 A.WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B．WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C．ARR5促进细胞分裂素的积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：根据表格信息可知，WOX5能维持细胞未分化状态，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A合理；生长素与细胞分裂素比值高时有利于根的再生，再结合表格信息，WOX5＋PLT可诱导生根，可推测WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B合理；生长素与细胞分裂素比值低时有利于生芽，而抑制ARR5能诱导出芽，故可推测ARR5抑制细胞分裂素的积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C不合理；由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D合理。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 11．组培苗在移栽前一般需要炼苗，目的是提高组培苗对外界环境条件的适应性。如图是不同炼苗方式组合对白兰地红枫组培苗移栽存活率的影响，下列有关叙述不正确的是(　　) A.炼苗前期的环境应与培养时的环境条件 相似，不能与室外环境相同 B．开盖炼苗期间应控制的环境条件为无 菌、无光，并保持一定的湿度 C．图中白兰地红枫组培苗的最佳炼苗方式 是闭盖炼苗6 d后，再开盖炼苗2 d D．白兰地红枫组培苗的移栽存活率随着闭盖炼苗时间的增加先升高后降低 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：炼苗前期应和培养时的环境条件 相似，炼苗后期则要与外界环境中的栽 培条件相似，从而达到逐步适应外界环 境的目的，A正确；组织培养期间需要 无菌操作，开盖炼苗期间不需要无菌的环境，应和外界环境中栽培条件相似，且长成幼苗后应给予光照，使幼苗进行光合作用，B错误；分析题图可知，闭盖炼苗6 d后，再开盖炼苗2 d，组培苗的移栽存活率最高，是白兰地红枫组培苗的最佳炼苗方式，C正确；分析题图可知，在相同开盖炼苗天数下，白兰地红枫组培苗的移栽存活率随着闭盖炼苗时间的增加先升高后降低，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 12．两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，过程如图所示。下列说法错误的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 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中常用灭活的病毒诱导原生质体融合 D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 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“将其中一个细胞的染色体在 融合前断裂，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，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”，故过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，不能用灭活的病毒诱导，C错误；实验最终将不耐盐的普通小麦和耐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。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 13．粉美人萱草形态优美、色彩艳丽，具有极大的栽培价值。某实验小组选择健壮、无病虫害的单株粉美人萱草作为取样母株，剪取新鲜花茎带回实验室，消毒处理后，移入培养基中，回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (1)对粉美人萱草进行离体培养时，首选花序轴作为外植体，这些细胞在培养基上培养时会由原来的分化状态变成分生状态，产生________，原细胞失去其特有的_____，该过程称为_________ 。 (2)取样时间对获得粉美人萱草无菌材料至关重要。一般选择生长适宜时间的花序轴，若所取花序轴生长时间短，花序轴较为幼嫩，消毒时_______________；若所取花序轴生长时间长，花序轴老化，消毒不彻底导致污染率________。 (3)不同种类植物对培养基的成分如________浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异。为防止______(答出2点即可)等影响培养物生长，一般需要在2～4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养。诱导再分化时，需要在无菌条件下将愈伤组织先________后再转移至诱导________的培养基上，诱导形成试管苗。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)愈伤组织　结构和功能　脱分化 (2)幼嫩的材料容易在酒精中失绿或被酒精杀死　高 (3)激素　营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织代谢产物的积累　诱导生芽　生根 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)高度分化的细胞在植物体中是不会再分裂增殖的，这些细胞若离体后在培养基上培养时会由原来的分化状态，失去原有的某些具有特定结构和功能的细胞结构(如叶肉细胞的叶绿体等)，变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，该过程称为脱分化。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (2)用于外植体表面消毒处理的试剂有很多，一定浓度的次氯酸钠、氯化汞和酒精是较常用的消毒剂。多种药剂配合使用消毒外植体，往往具有良好的效果。酒精的渗透性很强，幼嫩的材料容易在酒精中失绿，所以浸泡时间不可过长，防止酒精杀死植物的组织细胞。故对粉美人萱草取样时不宜选择较为幼嫩的花序轴。若所取花序轴生长时间长，花序轴老化，消毒不彻底导致污染率高。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (3)不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异。为了防止由于营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织代谢产物的积累，必须将组织及时转移到新的培养基上。诱导再分化时，需要在无菌条件下将愈伤组织转移至诱导生芽的培养基上，生芽后再转移至诱导生根的培养基上，诱导形成试管苗。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 14．某研究小组利用品种1(2N＝32)和品种2(2N＝42)的两个鸢尾属远缘种为亲本，通过植物体细胞杂交技术，培育出了结实率高、观赏性和适应性更强的品种3(68条染色体)。请据图回答下列问题。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (1)植物体细胞杂交是指______________的技术。该技术依据的生物学原理有______________，在育种上的优点是_________________。 (2)过程②常用的化学试剂是________。过程③过程成功的标志是____________。 (3)过程④和过程⑤依次为________________。 (4)据图分析，品种1(2N＝32)和品种2(2N＝42)通过体细胞杂交技术培养出的品种3的染色体只有68条的原因是_____________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体　细胞膜的流动性、植物细胞的全能性　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 (2)PEG(聚乙二醇)　杂种细胞再生出细胞壁 (3)脱分化、再分化 (4)γ射线对品种1的原生质体进行处理，引起其部分染色体丢失，从而融合的原生质体中只有68条染色体 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。该技术包括植物体细胞杂交和植物组织培养两个部分，依据的生物学原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性，在育种上的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (2)过程①是酶解法去除细胞壁，用的酶是纤维素酶和果胶酶。过程②是诱导原生质体融合，常用的化学试剂是PEG(聚乙二醇)。③过程成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 (3)过程④和过程⑤依次为脱分化、再分化。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (4)品种1(2N＝32)和品种2(2N＝42)通过体细胞杂交技术培养出的品种3的染色体只有68条，据图分析，原因是γ射线对品种1的原生质体进行处理，引起其部分染色体丢失，从而融合的原生质体中只有68条染色体。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 →→→→ $$