第二章 第一节 植物细胞工程-【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（苏教版）

细胞工程 第二章　 第一节　植物细胞工程 [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　植物组织培养技术 课时作业 素养达标 备选题库 教师独具 植物组织培养技术 学习任务一 梳理 归纳教材知识 1.概念 细胞全能性　 离体　 无菌　 完整植株 2.具体步骤 无菌水 无菌 植物激素 发育途径 分生 分裂 诱导分 化 胚状体 根 芽 pH 愈伤组织 3.流程图(以某种植物茎尖为外植体的组织培养为例) 生芽 愈伤组织 生根 4.天竺葵的组织培养 (1)实验目的 ①学会配制植物组织培养的培养基(如MS培养基),学会外植体的制备、 、消毒、灭菌等多项技术。 ②掌握 在愈伤组织再分化等过程中的作用,学会合理使用植物激素。 ③尝试进行植物组织培养,关注植物组织培养技术在生产中的应用。 接种 植物激素 (2)实验原理 ①植物体的每个体细胞都携带了来自受精卵的完整的 。当植物细胞处于 状态时,经过适当处理后,它们在适宜的培养基上,经过脱分化、再分化,可发育成完整的植株。 ②组织培养得到的试管苗是非常幼嫩的植株,其表面蜡质和角质层等保护组织不发达,气孔数目少,有叶绿体但光合作用 。这样的试管苗一般要经过 ,以逐渐适应自然环境下的生长条件。 基因组 离体 能力差 炼苗 (3)实验步骤 1/5~1/4 瓶口或瓶 壁上 彻底灭菌 幼嫩 氯化汞 外植体 灼烧 生芽 生根 蛭石或珍珠岩 [正误辨析] (1)由于植物所有的体细胞都来源于受精卵的有丝分裂,所以在植物个体发育的过程中,所有的细胞都能表现出全能性。 ( ) (2)诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。 ( ) (3)脱分化过程一般不需要光照,再分化过程需要光照。 ( ) × × √ 探究 要点合作突破 1.如图为某种植物茎尖组织培养过程示意图,回答下列问题。 (1)在图中“　　　　”上填写缺失的内容。 接种 愈伤 组织 生芽 生根 (2)图中所示茎尖组织培养过程,用到了哪几种类型的培养基? 提示:脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基。 (3)图示茎尖组织培养获得的植株能否保持母株的优良性状?分析原因。 提示:能够保持母株的优良性状。茎尖细胞是体细胞,利用茎尖作为外植体经组织培养获得的植株的遗传物质与母株相同,故能够保持母株的优良性状。 2.下列是植物组织培养的基本过程,请回答下列相关问题。 ①叶片接种到培养基上　②产生愈伤组织　③愈伤组织增殖　④愈伤组织开始分化　⑤愈伤组织分化出芽 ⑥培养基中的试管苗 (1)在植物组织培养过程中,为什么要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作? 提示:避免杂菌在培养基上生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长。 (2)②⑤的培养基中生长素和细胞分裂素的浓度关系是怎样的? 提示:②中生长素和细胞分裂素浓度相当;⑤中生长素和细胞分裂素浓度比值较低。 (3)在植物组织培养过程中,需要两次“转接”,一是将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上,二是将长出芽后的愈伤组织转接到诱导生根的培养基上,请问“转接”的原因是什么? 提示:诱导愈伤组织、诱导生芽和诱导生根培养基的成分不同,它们所需的生长素和细胞分裂素的相对浓度的不同。 (4)⑥培养基中的试管苗能不能直接移栽到大田土壤中?应如何操作?目的是什么? 提示:不能。应炼苗后再移栽。目的是使幼苗逐渐适应自然环境,以保证幼苗移植到大田能顺利成活。 [核心知识] 1.不同细胞全能性的大小 (1)体细胞全能性:分化程度低的>分化程度高的;细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。 (2)不同细胞的全能性:受精卵>生殖细胞>体细胞。 (3)不同生物的细胞全能性:植物细胞>动物细胞。 2.脱分化和再分化的比较 内容 脱分化 再分化 过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→胚状体 形成体 的特点 排列疏松、无规则、高度液泡化、无定形的薄壁细胞 胚状体中胚芽、胚根、胚轴等结构完整 条件 离体 适宜的营养 生长素与细胞分裂素浓度相当 生长素与细胞分裂素浓度的比例高诱导生根,比例低诱导生芽 不需要光照 需要光照 3.体现细胞全能性的条件 材料 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 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 无菌操作; ②光照:诱导脱分化形成愈伤组织时，一般不需要光照,再分化时需要光照 强化 题点对应训练 1.植物组织培养是依据细胞的全能性,在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程,流程如图所示。下列相关叙述错误的是 (　　) A.甲和丙分别是脱分化 和再分化 B.外植体经过细胞增殖 与分化形成乙 C.有些植物的外植体可以直接长出丛芽 D.丙过程的实质是基因的选择性表达 B 解析:由图分析可知,甲表示脱分化过程,丙表示再分化过程,A正确;乙是愈伤组织,外植体经过脱分化过程形成愈伤组织,脱分化过程只进行细胞增殖不进行细胞分化,B错误;植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,有些植物的外植体可以直接长出丛芽,C正确;丙过程为愈伤组织的再分化,该过程的实质是基因的选择性表达,D正确。 2.(多选)关于天竺葵组织培养的操作,下列说法正确的是(　 　) A.培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌 B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间,再移栽到大田土壤中 C.嫩叶消毒后要用自来水多次冲洗 D.用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,一旦感染杂菌则前功尽弃 ABD 解析:培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌,A正确;幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间,再移栽到大田土壤中,B正确;嫩叶消毒后要用无菌水冲洗2~3次,C错误;用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长,一旦感染杂菌则前功尽弃,D正确。 植物体细胞杂交技术 学习任务二 梳理 归纳教材知识 1.概念:植物体细胞杂交技术主要是指将自发或人工融合的 培育成新品种植物体的技术。 杂种细胞 2.过程 细胞壁 细胞壁 (1)去壁:用 去除植物细胞壁,获得原生质体。 (2)原生质体的融合 ①自发融合 缺点:效率比较 。 ②诱导融合 a.优点:效率高且对原生质体伤害小。 b.方法:化学融合法——聚乙二醇(PEG)法;物理融合法——电融合法。 纤维素酶和果胶酶 低 3.原理 (1)原生质体融合的过程利用了细胞质膜的 性。 (2)杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的 。 4.意义:可以克服不同种植物之间杂交的 障碍,打破 ,实现远缘物种之间的核质融合,再通过培养便可获得新品种植株。 5.问题:杂种后代遗传性状 、再生植株 。 流动 全能性 不亲和 生殖隔离 不够稳定 寿命较短 [正误辨析] (1)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性。( ) (2)若原生质体均为两两融合,则融合后的细胞有3种类型。 ( ) (3)经植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程,发生了染色体数目变异。( ) × √ √ 如图为植物体细胞杂交技术流程图,分析并回答有关问题。 探究 要点合作突破 (1)图中过程:①为　　　　　　,②为　　　 　 　　,③为________,④为　　　　。  (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)若只考虑细胞两两融合,经过程②后可得到　 种细胞,其中符合要求的细胞中含有　 个染色体组。  去除细胞壁 再生出新的细胞壁 脱分化 再分化 等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 3 4 (4)通过体细胞杂交获得的植株是否可育?说明理由。 提示:可育。因为通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体,含有同源染色体,可以正常联会。 (5)从新品种培育的角度分析,植物体细胞杂交技术最大的优点是什么? 提示:打破生殖隔离,使不同种植物杂交成为可能。 [核心知识] 1.植物有性生殖与体细胞杂交中遗传物质的变化 类型 染色体数 染色体倍性 基因型 育性 A植物 2M 二倍体 Aa 可育 B植物 2N 二倍体 Bb 可育 有性生殖(A×B) M+N 二倍体 AB、Ab、aB、ab 不可育 体细胞杂交(A+B) 2M+2N 四倍体 AaBb 可育 2.植物体细胞杂交过程中杂种细胞的类型及其检测方法 (1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B) ①未融合的细胞:A和B。 ②两两融合的细胞:AA、BB和AB。 ③多细胞融合体。 (2)检测方法:对诱导产生的细胞进行植物组织培养,然后根据得到的植物性状进行判断。 ①若只表现出一种植物的性状,说明是未融合的细胞。 ②若得到的是具有两种亲本性状的植物,说明是杂种植株。 ③若得到的是具有两种亲本性状的植物,且一种植物的性状得到加强,则是多细胞融合体。 ④若得到的是只存一种亲本性状的植物,但是性状得到加强,则是同种细胞融合的结果。 1.某研究小组利用品种1(2N=28)和品种2(2N=40)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(62条染色体)。下列说法正确的是 (　　) 强化 题点对应训练 A.过程①可聚乙二醇(PEG)去除细胞壁 B.品种3的产生说明两个鸢尾品种不存在生殖隔离 C.该过程利用了细胞质膜的流动性和细胞的全能性的原理 D.由于植物是自养型生物,整个过程培养基中不需要提供有机碳源 答案:C 解析:①表示去壁获取原生质体的过程,去除细胞壁需用纤维素酶和果胶酶,A错误;品种3的产生说明两个鸢尾品种存在生殖隔离,而植物体细胞杂交能克服生殖隔离,B错误;该过程是植物体细胞杂交技术,利用了细胞质膜的流动性和细胞的全能性的原理,C正确;植物组织培养形成幼苗前需要添加蔗糖等有机碳源,因为脱分化和再分化叶子长出前不能进行光合作用,D错误。 2.科学家用紫外线照射板蓝根原生质体,使其部分染色体丢失,将处理后的板蓝根原生质体与油菜原生质体融合,培育出了只含一条板蓝根染色体和油菜全部染色体的非对称杂种植株,该过程运用了非对称细胞融合技术。下列说法错误的是 (　　) A.用纤维素酶和果胶酶分解植物细胞的细胞壁得到原生质体 B.融合原生质体需放在无菌水中培养,以防杂菌污染 C.非对称细胞融合技术降低了不同物种间基因表达的干扰程度 D.培育非对称杂种植株一般没有发生基因重组,发生了染色体数目变异 B 解析:原生质体是用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁后的植物细胞,A正确;原生质体放在无菌水中会吸水涨破,应放到等渗的溶液中,以保持原生质体的完整性,B错误;非对称融合过程中部分染色体丢失,从而降低了不同物种间基因表达的干扰程度,C正确;培育出了只含一条板蓝根染色体和油菜全部染色体的非对称杂种植株,说明发生了染色体数目变异,没有发生基因重组,D正确。 备选题库 教师独具 1.根尖细胞与其脱分化而成的愈伤组织细胞的不同点是 (　　) A.细胞结构　　　　　　　 　 B.遗传物质 C.核苷酸 D.供能物质 解析:愈伤组织细胞在形成过程中,失去其特定的结构和功能而转变成未分化的细胞,因此愈伤组织细胞与根尖细胞的结构不同,但二者的遗传物质、核苷酸、供能物质都相同,A正确,B、C、D错误。 A 2.依据如图所示流程,某校科研兴趣小组利用菊花叶片进行植物组织培养,并成功获得了新的植株。下列叙述错误的是 (　　) A.脱分化和再分化过程中会出现基因的选择性表达 B.图中途径二为体细胞胚发生途径 C.该实验证明了成熟的菊花叶片细胞具有全能性 D.以带芽的幼茎切段作外植体进行植物组织培养无需植物激素处理 D 解析:脱分化和再分化过程中会出现基因的选择性表达,导致细胞种类和功能出现差异,A正确;图中途径二中,胚状体发育成植株,为体细胞胚发生途径,B正确;菊花叶片细胞最终培育出一个完整植株,该实验证明了成熟的菊花叶片细胞具有全能性,C正确;以带芽的幼茎切段作外植体进行植物组织培养诱导发芽和生根时也需要适宜浓度及配比的植物激素处理,D错误。 3.如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是 (　　) A.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体 B.过程②诱导原生质体融合依据的原理是细胞质膜具有选择透过性 C.④过程通常需要避光培养,e的培养需要为其提供有机碳源 D.该育种方法的突出优点是极大地缩短了育种年限 答案:C 解析:获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,若在低渗溶液中进行,则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而涨破,A错误;过程②诱导原生质体融合,主要依据细胞质膜具有流动性的原理,B错误;④为植物组织培养的脱分化过程,脱分化是植物组织培养的起始阶段,通常在避光条件下进行。e为愈伤组织,培养愈伤组织需要为其提供有机碳源,C正确;番茄和马铃薯在自然状态下具有生殖隔离,不能通过有性生殖进行杂交,植物体细胞杂交可以打破物种生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍,D错误。 4.如图亲本植株的基因型为Aa(染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植物为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题。 (1)植物组织培养过程中,外植体需要进行消毒处理。利用图中的部分叶片进行植物组织培养时,需将其先用　　　　　　 　　消毒10 s后,用无菌水清洗2~3次,再用　 　　　　　　　处理 　　　　(填时间)后,立即用无菌水漂洗4~6次。  (2)经过B过程获得的子代植株基因型为　　,子代再连续自交2代后,A的基因频率和AA基因型频率分别为　　　和　 　　　。  体积分数为70%的酒精 质量分数为0.1%的氯化汞溶液 5 min Aa 50% 37.5%(或3/8) (3)图中①过程需经过的生理过程是　　　　　　　　。  (4)图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是　　　　 ,某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞,可观察到的染色体组数目分别为　　　　　　。A、B、C、D过程获得的子代植株中可育的有　　　　　　。  脱分化、再分化 愈伤组织 1、2、2、4 B、C、D 解析:(1)植物组织培养的整个过程应严格无菌无毒,利用图中的部分叶片进行植物组织培养时,需将其先用体积分数为70%的酒精消毒10 s后,用无菌水清洗2~3次,再用质量分数为0.1%的氯化汞溶液处理5 min后,立即用无菌水漂洗4~6次。 (2)亲本植物的基因型为Aa,B表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体,因此得到的后代基因型仍为Aa;子代再连续自交2代后,由于没有淘汰和选择,故A的基因频率不变,即A=50%;Aa自交一代,AA=1/4,Aa=1/2, aa=1/4,继续自交,AA=1/4+1/2×1/4=3/8=37.5%。 (3)图中①是植物组织培养,需经过的生理过程是脱分化、再分化。 (4)图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织;某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞,A是单倍体植株,含有1个染色体组;B、C都是通过植物组织培养得到的,含有2个染色体组;D是植物体细胞杂交,可观察到4个染色体组。A是单倍体植株,不可育;A、B、C、D过程获得的子代植株中可育的有B、C、D。 课时作业 素养达标 [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的全套遗传物质 C.利用花瓣培育出完整的植株的过程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 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的全套遗传物质,所以花瓣细胞具有全能性,A、B正确;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,由花瓣培育出完整植株的前提是花瓣必须离体培养,且处于适宜的培养条件,在培养过程中涉及细胞分裂和细胞分化,C正确,D错误。 2.下列有关植物组织培养技术的叙述,正确的是 (　　) A.培养基在使用之前要放在烤箱中高温干热灭菌 B.接种操作可在普通房间的酒精灯火焰旁进行 C.解剖刀在火焰上灼烧后需冷却才能用于切割外植体 D.生长素与细胞分裂素的含量比值较高时,有利于芽的形成 C 解析:培养基在使用之前应进行高压蒸汽灭菌,A错误;接种操作应在接种室或接种台的酒精灯火焰旁进行,B错误;解剖刀在火焰上灼烧后需冷却才能用于切割外植体,避免高温导致细胞死亡,C正确;生长素与细胞分裂素的含量比值较高时,有利于根的形成,D错误。 3.如图为植物组织培养技术的流程图,下列相关说法错误的是(　　) A.组织块在原植株中没有发育成个体,是由于在特定时间和空间条件下基因发生了选择性表达 B.②试管中细胞全能性最高 C.①→②、②→③分别是脱分化和再分化过程 D.最终所得植株④的基因型一定是相同的 D 解析:组织块在原植株中没有发育成个体,是由于在特定时间和空间条件下基因发生了选择性表达,即发生了细胞分化,A正确;①试管中为高度分化的组织细胞,②试管中为脱分化形成的愈伤组织细胞,具有较高的全能性,③试管中为愈伤组织再分化后形成的幼体,所以②试管中细胞全能性最高,B正确;①→②表示高度分化的组织细胞经过脱分化形成愈伤组织的过程,②→③表示愈伤组织经过再分化形成幼体的过程,C正确;植物组织培养属于无性繁殖,最终所得植株④的基因型与原母本完全相同,但在培养过程中也可能发生基因突变,所得植株④的基因型不一定是相同的,D错误。 4.植物组织培养技术常用于商业化生产过程,其过程一般为无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是 (　　) A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可以接种培养 B.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异 C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根 D.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构 B 解析:植物组织培养过程中应注意无菌操作,为获得无菌培养物,外植体要经过表面消毒处理后,才能进行培养,所用的培养基必须彻底灭菌,A正确;用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异,如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异,B错误;生长素和细胞分裂素浓度的比值高时,有利于根的形成,因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值有利于诱导生根,C正确;组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构,D正确。 5.用一定剂量的紫外线处理具有抗盐特性的拟南芥原生质体可使其染色体片段化,再利用此原生质体与水稻原生质体融合,以获得抗盐水稻植株。以下说法错误的是(　　) A.用酶解法去除植物细胞壁 B.融合成功的杂种细胞经再分化形成愈伤组织 C.通过调整植物激素比例诱导生芽或生根 D.利用高浓度盐水浇灌筛选抗盐植株 B 解析:植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此可用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁,A正确;融合成功的杂种细胞经脱分化形成愈伤组织,B错误;通过调整植物激素的比例可诱导生芽或生根,生长素/细胞分裂素的比值高时,有利于生根,比值低时有利于生芽,C正确;抗盐水稻植株具有抗盐特性,因此利用一定浓度的盐水浇灌可筛选抗盐水稻植株,D正确。 6.为培育具有市场竞争力的无籽柑橘,研究者设计如图流程。下列相关叙述不正确的是 (　　) A.过程①需使用几丁质酶处理 B.实现过程②可采用PEG融合法 C.过程③需应用植物组织培养技术 D.三倍体植株可结出无籽柑橘 A 解析:植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;②过程为细胞融合过程,依赖细胞质膜的流动性,可采用PEG融合法,B正确;过程③需应用植物组织培养技术将杂种细胞培养形成个体,C正确;三倍体植株含有三个染色体组,减数分裂时联会紊乱,可产生无籽柑橘,D正确。 7.如图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答有关问题。 (1)步骤①目的是　 　　,最常用的方法是　　　　。参与步骤③的主要细胞器是　 　　　。  (2)步骤②一般常用的化学试剂是　　　,目的是　 　　　　　,该过程依据的原理　　　　　　　　　。  (3)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,步骤④相当于　　　　过程,步骤⑤相当于　　　　过程。 去壁(获得原生质体) 酶解法 高尔基体 PEG 诱导原生质体融合 细胞质膜的流动性 脱分化 再分化 (4)亲本A细胞与亲本B细胞两两融合后的细胞有　　 种,具体为　　　　　　　　。  (5)若远缘杂交亲本A和亲本B都是二倍体,则杂种植株为　 　倍体。  3 AA、BB、AB 四 解析:(1)步骤①是进行植物细胞杂交的第一步,就是要去掉位于细胞最外层的细胞壁,获得有活力的原生质体;最常用的方法是酶解法,即利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁的主要成分。③表示再生出新细胞壁的过程,参与步骤③的主要细胞器是高尔基体。 (2)步骤②表示原生质体融合,常用聚乙二醇(PEG)做促融剂,其目的是诱导原生质体融合;该过程涉及细胞质膜的融合,依据的原理是细胞质膜的流动性。 (3)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,需要经过步骤④脱分化和步骤⑤再分化。 (4)由于细胞的融合具有随机性,所以亲本A细胞与亲本B细胞两两融合后的细胞有AA、BB和AB,共3种。 (5)细胞融合的实质是两种细胞的细胞核融合成一个细胞核,两细胞的染色体汇合在一起。若远缘杂交亲本A和亲本B都是二倍体,则杂种植株为四倍体。 [素能培优练] 8.利用胡萝卜根段培养获得试管苗的过程如图。下列相关叙述错误的是 (　　) A.对试管苗炼苗的操作 步骤之一是用流水除去 根部培养基 B.步骤②消毒一般是先用70%酒精浸泡10 min,再用无菌水冲洗2~3次 C.步骤③切取的组织块中需带有形成层,原因是其分裂旺盛易脱分化 D.步骤⑤和步骤⑥所用培养基中生长素和细胞分裂素相对含量不同 B 解析:对试管苗炼苗的操作步骤之一是用流水除去根部培养基,需将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩中生活一段时间,等幼苗长壮后再移栽到土壤中,A正确;步骤②消毒方法一般是先用70%酒精浸泡10 s(时间过长会伤害植物细胞),再用无菌水冲洗2~3次,B错误;步骤③切取的组织块中要带有形成层,其原因是形成层有大量的纺锤状原始细胞和射线原始细胞,它们分裂迅速,容易形成愈伤组织,获得试管苗,C正确;步骤⑤(脱分化)和步骤⑥(再分化)所用培养基中生长素和细胞分裂素相对含量不同,D正确。 9.通过植物细胞工程对光果甘草进行培养以获得药物甘草西定,过程如图所示。下列相关叙述正确的是 (　　) A.过程③通常先在生长素与细 胞分裂素比例高的培养基中培养 B.过程④常用射线或化学物质 处理即可获得大量所需的突变体植株丙 C.过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得 D.所得三种植株中乙和丙的遗传信息与甲相同,植株丁和甲是同一物种 C 解析:生长素/细胞分裂素的值高时,利于生根,该值低时利于生芽,过程③是再分化,需先生芽,再生根,所以需要先在生长素与细胞分裂素比例低的培养基中培养,A错误;过程④为诱变育种,常用射线或化学物质处理愈伤组织,经筛选并进一步培养才能获得大量所需的突变体植株丙,B错误;过程⑥中甘草西定可通过植物细胞培养获得,C正确;所得三种植株中乙和丙的遗传信息不一定与甲相同,因为植株丙是诱变育种得到的,遗传信息可能会发生改变;植株丁经过了植物体细胞杂交,染色体数目发生了改变,和甲不一致,所以不是同一物种,D错误。 10.某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是 (　　) A.叶片经消毒后需用自来水流水冲洗,避免消毒剂对细胞产生毒害 B.①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压 C.②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率 D.③过程清洗培养基应采用高渗溶液,防止原生质体吸水涨破 C 解析:叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而对细胞产生毒害,A错误;聚乙二醇是诱导细胞融合的物质,不是调节渗透压的物质,B错误;图示②过程通过抽真空处理,利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙,提高了酶与细胞壁的接触面积,从而提高酶解效率,C正确;图示③过程清洗培养基应采用等渗溶液,防止原生质体吸水涨破和失水皱缩,D错误。 11.(多选)辣椒的辣椒素是食品调味料的重要成分之一,辣椒素可通过如图所示途径获得,下列叙述正确的是(　　) A.①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染 B.图中所示的愈伤组织是未分化的有固定形态的薄壁组织团块,具备较强的分裂、分化能力 C.若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离,则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁 D.在脱分化过程中一般不需要光照,再分化过程中光照可诱导植物形态建成 答案:AD 解析:①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染,A正确;愈伤组织是一团没有特定结构和功能,排列疏松而无规则,高度液泡化的无固定形状态的薄壁组织团块,具有分裂、分化能力,B错误;盐酸会杀死细胞,不能用盐酸分离细胞,C错误;在脱分化过程中一般不需要光照,利于形成愈伤组织,再分化过程中光可诱导叶绿素的合成,诱导植物形态建成,D正确。 12.(多选)进行植物种间原生质体融合时,可以利用亲本材料对药物抗性的差异来选择杂种细胞,如图表示拟矮牵牛和矮牵牛的种间原生质体融合时的筛选过程,下列有关说法正确的是 (　　) A.矮牵牛叶原生质体经a过程形成愈伤组织足以体现植物细胞全能性 B.制备叶原生质体时应使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶以去除细胞壁 C.c中细胞融合完成的标志是再生出细胞壁,可做质壁分离实验来鉴定 D.杂种细胞在含有放线菌素D的MS培养基上可以正常生长 答案:CD 解析:植物细胞的全能性是指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,因此矮牵牛叶原生质体经a过程形成愈伤组织未体现植物细胞全能性,A错误;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此制备叶原生质体时应使用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,B错误;c是植物体细胞杂交过程,细胞融合完成的标志是再生出细胞壁,可做质壁分离实验来鉴定,C正确;由图可知,只有杂种细胞能在含放线菌素D的MS培养基上正常生长,D正确。 13.已知某种青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,研究人员利用植物体细胞杂交技术,培育细胞质中存在抗除草剂基因的优良青花菜新品种,基本流程如图所示,图中字母代表相应的过程。请回答下列问题。 (1)图中　　　(填“甲”或“乙”)植株是青花菜植株。  (2)过程B中常用　　　　　　　等化学方法诱导原生质体融合。融合前需要去除植物的细胞壁获得原生质体,常用的酶主要有　 　　　　　　。 (3)步骤D代表　　　的过程,步骤E代表　　　过程,从步骤D到步骤E需要更换新的培养基的原因是随着培养时间的增加,培养基中营养物质不断减少,有害代谢产物逐渐积累,会抑制植物的生长;诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的　 　　　　(填激素)的比例不同。  甲 PEG融合法 纤维素酶和果胶酶 脱分化 再分化 生长素和细胞分裂素 (4)研究人员发现,培育的青花菜新品种植株的细胞中具有抗除草剂基因,但未表现出抗除草剂的性状,推测其原因是 。  (5)由该实验可知,与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是　 　　,该技术的关键环节是过程 　　 (填图中字母)。 抗除草剂基因不能表达 可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 B 解析:(1)分析题意可知,青花菜远缘植物的细胞质中存在抗除草剂基因,则在植物体细胞杂交时应保留青花菜远缘植物的细胞质,图中的乙原生质体细胞核失去活性,但细胞质正常,为青花菜远缘植物,甲的原生质体细胞质失活,为青花菜植株。 (2)诱导原生质体融合的方法有两大类:物理法和化学法。物理法包括电融合法;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法。融合前需用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质体。 (3)步骤D代表脱分化,步骤E代表再分化,生长素和细胞分裂素的比例不同会影响愈伤组织的形成和分化。 (4)培育的青花菜新品种植株的细胞中具有抗除草剂基因,但未表现出抗除草剂的性状,说明其抗除草剂基因不能表达。 (5)与传统杂交相比,植物体细胞杂交技术的优点是可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,该技术的关键环节是B原生质体间的融合过程。 14.如图为通过植物体细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程,请回答下列有关问题。 (1)取马铃薯和番茄充分展开的嫩叶片,用70%酒精和0.1%的氯化汞对其　　　　,每次处理后用　　　　冲洗叶片5次,去除残留于叶片上的药剂,处理后的叶片切成薄片备用。  (2)图中过程①用　 　　　　　　酶处理可获得具有活力的原生质体。过程②一般可用　 　(填化学物质)作为诱导剂来诱导细胞融合。  消毒 无菌水 纤维素酶和果胶 聚乙二醇(PEG) (3)过程④为　 　　,该过程中需要的条件有　　　(填字母)。  A.无菌环境 B.一定浓度的植物激素 C.适宜的温度 D.充足的光照 E.充足的养料 脱分化 ABCE (4)人们培育“番茄—马铃薯”的目的是想获得地上结番茄、地下结马铃薯的植株,从理论上这种设想是可以实现的,原因是_____________________ __________________。 但最后却未能如愿,其原因是基因的表达相互调控、相互影响。尽管如此,从整个过程来看,植物体细胞杂交的研究在 方面,取得了巨大突破。  该植株同时具有番茄和 克服远缘杂交不亲和的障碍 马铃薯的遗传信息 (5)番茄有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时,参照品种B的最佳激素配比(如表)进行预实验。 品种B组织 培养阶段 细胞分裂素浓度/ (μmol/L) 生长素浓度/ (μmol/L) Ⅰ.诱导形成 愈伤组织 m1 n1 Ⅱ.诱导形成幼芽 m2 n2 Ⅲ.诱导生根 m3 n3 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是　　　 　阶段。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,细胞分裂素最高浓度应设为　　　　μmol/L。 Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ m1+1.0 解析:(1)为防止微生物污染,应取马铃薯和番茄充分展开的嫩叶片,用70%酒精和0.1%的氯化汞对其消毒,每次处理后用无菌水冲洗叶片5次,并去除残留于叶片上的药剂。 (2)据图示可知,过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体,由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原则,可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,②为原生质体融合的过程,常利用化学诱导剂聚乙二醇(PEG)诱导融合。 (3)④表示脱分化过程。植物组织培养需要在无菌无毒的环境中进行,A正确;植物组织培养需要一定的植物激素条件,如细胞分裂素和生长素,B正确;植物组织培养需要适宜的温度,以保证细胞代谢的正常进行,C正确;植物组织培养在脱分化过程不需要光照,D错误;植物组织培养过程需要充足的养料,以保证代谢的正常进行,E正确。故选ABCE。 (4)人们培育“番茄—马铃薯”的目的是想获得地上结番茄、地下结马铃薯的植株,由于该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息,因此理论上这种设想是可以实现的。植物体细胞杂交的研究在克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍方面,取得了巨大突破。 (5)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中都发生了基因的选择性表达。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度,参照品种B的激素配比(m1>2.0),以0.5 μmol/L为梯度,设计5个浓度水平的实验,则细胞分裂素浓度依次为m1-1.0 μmol/L、m1-0.5 μmol/L、m1 μmol/L、m1+0.5 μmol/L、m1+1.0 μmol/L,由此可见细胞分裂素的最高浓度应设为m1+1.0 μmol/L。 $$