第二章 第一节 植物细胞工程-【名师导航】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教师用书配套课件（苏教版）

该高中生物学课件聚焦植物细胞工程，核心涵盖植物组织培养和植物体细胞杂交技术，从细胞全能性切入，通过概念解析、步骤拆解（如选材、消毒、脱分化等）构建知识支架，衔接技术原理与应用实例，帮助学生系统认知。 其亮点在于紧扣核心素养，以细胞全能性原理培养生命观念，用流程图和对比表格强化科学思维，通过合作探究和实验设计提升探究实践能力。资料含详细步骤解析、分层练习和课堂小结，助力学生深化理解，也为教师提供结构化素材，提高教学效率。

第二章　细胞工程 第一节　植物细胞工程 课标内容要求 核心素养对接 1．阐明植物组织培养技术是利用细胞全能性，在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株的技术。 2．概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成为杂种细胞，继而培育成新植物体的技术。 生命观念：通过植物组织培养技术理解细胞的全能性及原因。 科学思维：理解植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理，以流程图形式表示植物组织培养和植物体细胞杂交的过程。 科学探究：尝试探究植物生长素和细胞分裂素的使用顺序及比例对植物组织培养的影响。 第一节　植物细胞工程 必备知识·自主预习储备 一、植物组织培养技术 1．概念：利用____________，在无菌条件下，将_____________ ____________________________等，在培养基上培养，使其发育成________________的技术。 细胞全能性 离体的植物 器官、组织、细胞或原生质体 部分或完整植株 2．具体步骤 选材：外植体：用于植物组织培养的材料如______________________________________。植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片、花药是植物组织培养中常用的外植体。 　↓ 消毒：用消毒剂除去外植体表面的微生物，消毒后的外植体需要用________充分冲洗，以避免消毒剂对外植体的生长、分化过程产生不良影响。 　↓ 离体的植物器官、组织、细胞或原生质体 无菌水 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 接种：无菌条件下，将外植体置于适宜的培养基上的操作。接种用的培养基一般都要含有适量的水分、无机盐、碳源、氮源、维生素以及__________等。 　↓ 诱导脱分化：将已有特定结构和功能的植物组织，在一定的条件下，诱导其细胞改变发育途径，逐步____________________，转变为具有__________的细胞的过程。植物细胞脱分化后形成__________。 　↓ 植物激素 失去原有的分化状态 分生能力 愈伤组织 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 诱导再分化：愈伤组织生长一段时间后，将其移植到新的培养基上继续培养，经诱导分化，形成芽和根等器官，或进一步发育成完整植株，也可以诱导形成胚状体。 　↓ 炼苗移植：对分化形成的幼小植株需要进行炼苗，使之逐渐______________，以保证幼苗移植到大田能顺利成活。 适应自然环境 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 二、植物体细胞杂交技术 1．概念：将__________________________培育成新品种植物体的技术。 2．环节 原生质体的制备：________(如纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁→低速离心分离纯化 　↓ ____________________：化学融合法[__________(PEG)法]和物理融合法(__________) 　↓ 自发或人工融合的杂种细胞 酶解法 原生质体融合的诱导 聚乙二醇 电融合法 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 杂种细胞______和培养：两两融合有______________三种类型；融合成功的标志：______________ 　↓ 杂种细胞________________：技术是______________，原理是__________________ 　↓ 杂种植株的____________ 筛选 AA、BB、AB 再生出细胞壁 脱分化和再分化 植物组织培养 植物细胞的全能性 再生和鉴定 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 3．应用实例 “白菜—甘蓝”、萝卜和甘蓝、烟草和番茄、马铃薯和番茄、水稻和稻稗。 4．意义：__________________________________________________，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．目前存在的问题 (1)杂种后代遗传性状不够稳定； (2)再生植株寿命较短等。 克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，打破生殖隔离 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。 (　　) 提示：具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出全能性。 ×　 2．在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。 (　　) 提示：植物组织培养主要是通过细胞分裂和分化实现的，遗传物质一般不会发生改变。 ×　 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 3．脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。 (　　) √ 4．植物组织培养得到的个体可直接移栽到大田。 (　　) 提示：植物组织培养过程得到的幼苗需炼苗后才可移栽到大田。 ×　 5．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。 (　　) √ 6．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。 (　　) √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 关键能力·重难探究达成 核心点一　植物细胞的全能性 1．细胞具有全能性的原因 一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 2．细胞全能性大小的比较 (1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。 (2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。 (3)体细胞：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，幼嫩的细胞>衰老的细胞。 3．植物细胞表现全能性的条件 (1)离体状态。 (2)营养物质：种类齐全、比例合适。 (3)植物激素：生长素、细胞分裂素。 (4)外界条件：适宜的温度、pH和光照(愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需光照)等。 (5)无菌操作。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 创新应用 合作探究：与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少了一半，为什么生殖细胞仍具有全能性？ 提示：在生物的体细胞中染色体是成对存在的，基因也是成对存在的，生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但基因的种类没有少，仍具有控制生长发育的全套的遗传信息和全部的基因，因此生殖细胞仍具有全能性。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [对点练习] 1．在植物体内，茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，是因为(　　) A．细胞核失去了全能性 B．不同的细胞基因是不同的 C．细胞中基因的表达有选择性 D．细胞核中的基因发生了不同的变异 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 C　[茎顶端分生组织的细胞，其细胞核没有失去全能性，A错误；同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都具有相同的遗传物质，B、D错误；由于细胞中基因的选择性表达，使得茎顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，C正确。] 2．植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是(　　) A．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；减数分裂 B．导入其他植物细胞的基因；有丝分裂 C．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内；减数分裂 D．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；有丝分裂 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 D　[植物细胞表现全能性的条件：①离体的器官、组织、细胞或原生质体和适宜的外界条件；②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素。植物组织培养形成植株的过程，包括脱分化和再分化两个重要的过程，在这两个过程中细胞都是通过有丝分裂方式进行增殖的。] 核心点二　植物组织培养技术 1．植物组织培养的过程 (1)外植体：用于植物组织培养的材料如离体的植物器官、组织、细胞或原生质体。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (2)植物脱分化：将已有特定结构和功能的植物组织，在一定的条件下，诱导其细胞改变发育途径，逐步失去原有的分化状态，转变为具有分生能力的细胞的过程。 (3)愈伤组织：一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞，一般处于旺盛分裂状态。 (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，经诱导分化，形成芽和根等器官，或进一步发育成完整植株的过程。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 2．植物组织培养技术的注意事项 (1)外植体的选择与制备 ①外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花药和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶中成熟的组织较难。 ②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (2)无菌操作 植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。 (3)光照的控制 对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (4)植物激素的使用 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性激素，两类激素的浓度及用量的比例等都会影响实验结果。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 创新应用 合作探究：(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面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 (2)在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？ 提示：三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (3)诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？ 提示：后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。 (4)若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？ 提示：培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，因此愈伤组织中不含有叶绿体。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [对点练习] 1．下图是植物组织培养过程示意图，相关说法正确的是(　　) 外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活 A．上述植物组织培养的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 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 A　[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过程是脱分化过程，月季花药的脱分化过程不需要光照，幼小植株形成后才需要光照，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．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(　　) √ A．过程①获得的原生质体需悬浮在30%蔗糖溶液中 B．过程②需提高生长素浓度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 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 D　[过程①获得的原生质体不能悬浮在30%的蔗糖溶液中，30%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为再分化过程，需提高细胞分裂素浓度的比例以促进芽的分化，B错误；过程③不需用秋水仙素处理，且愈伤组织细胞就已经具有细胞壁，C错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D正确。] 知识拓展 (1)由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素浓度的比例来实现。 生长素用量/细胞分裂素用量 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 比值相当 促进愈伤组织的形成 (2)生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 核心点三　植物体细胞杂交技术 1．植物体细胞杂交的原理 原生质体融合的过程利用了细胞质膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 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 细胞质膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 过程 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 名称 植物组织培养 植物体细胞杂交 选材 选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化　 不同植物的体细胞 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 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 3．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法 (1)诱导产物(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。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (2)检测方法：对诱导产物中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。 植物性状 结论 若只表现出一种植物的性状 未融合细胞 若得到的是具有两种亲本性状的植物 杂种植株 若得到的是两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强 多细胞融合体 若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强 同种细胞融合 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 创新应用 合作探究：(1)从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？ 提示：遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。染色体数目增加，属于染色体数目变异。 (2)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：克服了不同种植物之间杂交的不亲和障碍，使不同种植物杂交成为可能。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (3)科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植物，但这种植物并没有地上结番茄，地下长马铃薯。你如何解释这一现象？ 提示：基因之间、基因与基因产物之间、基因与环境之间存在着复杂的相互作用，两种生物的基因结合到一个细胞中之后，不能按照原来的顺序表达了。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [对点练习] 1．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是(　　) 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 A．获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B．诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素 C．a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞质膜具有流动性 D．d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化 √ 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 C　[植物体细胞在杂交之前，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、b细胞融合为c细胞的原理是细胞质膜具有一定的流动性，诱导a、b细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇，d、e分别为脱分化和再分化。] 2．下图是植物体细胞杂交过程示意图，如果A、B植物均为二倍体，据图分析回答： 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (1)图中所示过程的原理有__________________________________ ____________。 (2)图中的①过程是___________________________。 (3)植物体细胞融合成功的标志是_____________________， 其产生与细胞内________(填细胞器)有关。 细胞质膜具有流动性、植物细胞具有 全能性 (去壁)制备原生质体 形成新的细胞壁 高尔基体 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (4)③和④过程分别是________和________过程。则该杂种植株有________个染色体组。 (5)该技术最显著的优势是_____________________________。 脱分化 再分化　 四 克服远缘杂交不亲和的障碍 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [解析]　(1)植物体细胞杂交过程中有原生质体A和原生质体B的融合过程，其原理是细胞质膜具有流动性；将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞具有全能性。(2)图中的①过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。(3)植物体细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(4)杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。图中杂种植株是由两个二倍体细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体，含有四个染色体组。(5)植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。 方法技巧 体细胞杂交后细胞内染色体数目、染色体组数目及基因型的判断 体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因型还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [课堂小结] 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 1．植物组织培养技术是利用细胞的全能性，在无菌条件 下，将离体的植物器官、组织、细胞或原生质体等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株的技术。 2．将已有特定结构和功能的植物组织，在一定的条件下，诱导其细胞改变发育途径，逐步失去原有的分化状态，转变为具有分生能力的细胞，这一过程称为植物细胞脱分化。 3．愈伤组织经诱导分化，形成芽和根等器官，或进一步发育成完整植株。这一过程称为再分化。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 4．愈伤组织在生长素浓度/细胞分裂素浓度的比值高的情 况下，有利于根的形成；反之，则有利于芽的形成。而生长素和细胞分裂素浓度相当时，会促进愈伤组织的生长。 5．植物体细胞杂交技术主要是指将自发或人工融合的杂种细胞培育成新品种植物体的技术。 6．植物体细胞杂交技术可以克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，打破生殖隔离，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。 必备知识 关键能力 学习效果 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 学习效果·随堂评估自测 √ 1．细胞的全能性是指(　　) A．细胞具有各项生理功能 B．已分化的细胞能恢复到分化前的状态 C．已分化的细胞全部能再进一步分化 D．细胞仍具有发育成完整个体的潜能 D　[由于细胞分化，每种细胞具有特定的形态、结构和生理功能，A错误；已经分化的细胞一般一直保持分化后的状态，直到死亡，细胞分化具有持久性，B错误；高度分化的细胞不能进一步分化，C错误；细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，D正确。] √ 2．植物组织培养过程中的脱分化是指(　　) A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程 B．未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程 C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程 D．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 C　[植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞(愈伤组织)的过程，C正确。 ] 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 √ 3．在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件是不需要的(　　) A．消毒灭菌　　　　 B．适宜的温度 C．充足的光照 D．适宜的养料和激素 C　[形成愈伤组织，需要在消毒灭菌条件下进行，因为只有在消毒灭菌条件下，才能保证培养出的组织、细胞避免感染，否则培养基内将长出许多微生物，与离体细胞争夺营养与生存空间，使其不能形成愈伤组织，由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此不需要光照。] 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 4．(多选)下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是(　　) A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上 B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合 D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞 √ √ √ 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 ABC　[植物体细胞杂交之前，需要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；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体。] 5．培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 回答下列问题： (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________________________________________。 (2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是_______________________________。 (3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是______________________________________________________________________________________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的________过程，最终可形成试管苗。 全能性(或形成完整植株所需的全部基因) 形成层容易诱导形成愈伤组织 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生长素和细胞分裂素的比例不同 再分化　 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 (4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是_________________________ _________________________。 (5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的_______________，这种繁殖方式属于________繁殖。 诱导叶绿素的形成，使 试管苗能够进行光合作用 遗传特性　 无性 学习效果 必备知识 关键能力 课时分层作业 第一节　植物细胞工程 [解析]　(1)分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有全能性。(2)在本实验中，切取胡萝卜块时要切取含有形成层的部分，原因是形成层容易诱导形成愈伤组织。(3)决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，步骤⑤(诱导愈伤组织形成)和步骤⑥(诱导愈伤组织分化形成试管苗)所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故从步骤⑤到步骤⑥需更换培养基。愈伤组织通过细胞的再分化过程形成试管苗。(4)步骤⑥需要照光培养，其作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。(5)组织培养没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性繁殖，组织培养得到的植株保持了原品种的遗传特性。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 题组一　植物细胞的全能性 1．植物细胞表现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，给予适宜的营养和外界条件 D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内 课时分层作业(6)　植物细胞工程 60 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[高度分化的植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质和外界条件下才能表现全能性。] 61 √ 2．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是(　　) A．只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因 B．高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性 C．植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一 D．配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 62 C　[配子也具有发育成完整个体所必需的全部基因，花药离体培养证明配子也具有并且能表现出全能性，细胞表达全能性的首要前提是处于离体状态。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 63 √ 题组二　植物组织培养技术 3．下列有关愈伤组织细胞的叙述，不正确的是(　　) A．细胞壁薄、分裂旺盛 B．细胞具有较高的全能性 C．由高度分化的植物细胞经脱分化和分裂形成 D．细胞有叶绿体，能进行光合作用 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 64 D　[愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞；愈伤组织是由离体的植物组织经脱分化和分裂形成的，细胞具有较高的全能性；在无光条件下培养产生的愈伤组织无叶绿体。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 65 √ 4．下图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相关叙述中正确的是(　　) 四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株 A．(2)阶段会发生减数分裂过程 B．(1)阶段需要生长素而(3)阶段需要细胞分裂素 C．此过程体现植物细胞具有全能性 D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 66 C　[愈伤组织只能进行有丝分裂，不能进行减数分裂；脱分化和再分化过程都需要生长素和细胞分裂素；植物组织培养体现了植物细胞具有全能性；花药离体培养所得的植株是单倍体。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 67 √ 5．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体细胞全能性　②离体植物器官、组织或细胞　③根、芽　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 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 68 A　[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根、芽，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，故A正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 69 题组三　植物体细胞杂交技术 6．驱蚊草散发的气味可在一定范围内驱除蚊子，驱蚊草是由天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交得到的。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是(　　) A．培育方法属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍 B．培育过程中要用纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或电激、离心等方法 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 70 √ C．培育手段是植物体细胞杂交，它不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗的形成 D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草的有性杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[驱蚊草是通过天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交而得到的，在此技术中仍需要利用植物组织培养技术，有愈伤组织和试管苗的形成过程。] 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 71 √ 7．下图所示为白菜—甘蓝的培育流程，下列叙述错误的是(　　) 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 A．过程①用到的酶是纤维素酶和果胶酶 B．过程②常用的化学试剂是聚乙二醇 C．经过程④获得的细胞的全能性提高 D．过程⑤细胞的全能性降低，最终失去全能性 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 72 D　[过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶；过程②为诱导原生质体融合，常用的化学试剂为聚乙二醇；杂种细胞是已经分化的细胞，而愈伤组织细胞是未分化的细胞，所以愈伤组织细胞的全能性高于杂种细胞；无论是已分化的还是未分化的植物细胞都具有全能性。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 73 √ 8．下图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。有关叙述正确的是(　　) A．过程①②表示脱分化，过程③表示再分化 B．过程①②需要避光，过程③需要光照 C．过程①②③说明花粉细胞具有全能性 D．过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 74 C　[过程①表示脱分化，过程②表示再分化，过程③表示诱导生根和细胞增殖；过程①需要避光，过程②③需要光照，以利于芽中形成叶绿素；过程③获得的单倍体植株具有高度不育的特点。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 75 √ 9．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是(　　) A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害 B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞 C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D．生根时，培养基通常应含萘乙酸等生长素类调节剂 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 76 B　[植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对培养材料的伤害；形成的愈伤组织需先除去细胞壁得到原生质体，再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞；细胞分化的实质是基因的选择性表达；植物组织培养过程中，生根阶段的培养基中通常应含有生长素类调节剂。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 77 √ 10．(多选)有关传统植物杂交与植物体细胞杂交的比较，正确的是 (　　) A．两者涉及的变异类型依次是基因重组、染色体变异 B．两者的操作中都需要使用纤维素酶和果胶酶 C．两项技术培育出的新个体与亲代之间均不存在生殖隔离 D．与传统植物杂交相比，植物体细胞杂交可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 √ 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 78 AD　[传统植物杂交为有性杂交，涉及的变异类型是基因重组，植物体细胞杂交涉及的变异类型是染色体变异，A正确；有性杂交时不需要使用纤维素酶和果胶酶，B错误；植物体细胞杂交获得的新个体与亲代之间存在生殖隔离，C错误；有性杂交一般发生在同种生物之间，而植物体细胞杂交打破了生殖隔离，能克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。] 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 79 11．(12分)科研人员将获得的若干具有活力的天竺葵(2n＝12)花粉原生质体和香茅草(2n＝20)花粉原生质体经诱导融合，成功培育出了杂种植物——驱蚊草。请回答下列问题： (1)制备原生质体需要配制酶解反应液，该液体内含果胶酶、纤维素酶、渗透压稳定剂等。在该反应液中，果胶酶和纤维素酶的作用是____________，加入渗透压稳定剂的目的是___________________ ___________________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 去除细胞壁　 维持原生质体的正常 形态，防止其破裂 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 80 (2)在原生质体融合处理阶段，融合体系中除含异种融合的原生质体外，可能还有__________________的原生质体存在，体系中出现多种类型原生质体的原因是____________________________________。融合形成的杂种细胞经过________________________________过程形成杂种植株，该过程运用的生物学原理是___________________。 (3)由该途径获得的驱蚊草，通常是________(填“不育的”或“可育的”)，理由是____________________________________________ ______________。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 同种融合、未融合 细胞融合是随机的，且融合率达不到100%(3分) 脱分化和再分化(或植物组织培养) 植物细胞的全能性 不育的 驱蚊草的细胞在减数分裂过程中，没有同源染色 体联会(3分) 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 81 [解析]　(1)植物细胞需去除细胞壁才可获得原生质体，果胶酶和纤维素酶的作用就是去除细胞壁，加入渗透压稳定剂的目的主要是维持原生质体的正常形态，防止其破裂。(2)原生质体融合处理后，有的原生质体并不融合，而融合的原生质体可能有三种类型——天竺葵花粉自身融合的原生质体、香茅草花粉自身融合的原生质体、天竺葵花粉与香茅草花粉融合的原生质体，这主要是由于细胞融合是随机的，且融合率达不到100%。融合形成的杂种细胞需要经过植物组织培养过程才能形成杂种植株，包括脱分化和再分化两个具体过程，该过程的原理是植物细胞的全能性。(3)由该途径获得的驱蚊草通常是不育的，因为在细胞中没有同源染色体，减数分裂时无法进行联会。 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 82 √ 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 易错点　不能准确理解细胞的全能性 12．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是(　　) A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达 C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高 D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 83 题号 1 3 5 2 4 6 8 7 9 10 11 12 C　[受精卵未分化，在自然条件下能形成完整个体，全能性最高，A正确；生物体内的体细胞由于细胞分化，基因选择性表达程度高，因此全能性不能表达，B正确；卵细胞属于已分化的细胞，卵细胞的全能性相对于受精卵低，两者全能性不同，C错误；植物细胞在离体状态及适宜的条件下培养能够形成完整的植株个体，具有全能性，D正确。] 84 (教师用书独具) 1．(多选)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。下列叙述正确的是(　　) 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，之后形成完整植株，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 √ √ √ 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 85 ABC　[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；可用化学诱导剂PEG诱导原生质体融合，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四倍体，D错误。] 86 2．下图甲为植物组织培养流程图，图乙为植物组织培养过程的部分示意图，请回答下列问题： 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 87 (1)从理论上讲，植物细胞有形成再生植株的可能性，这是____________________的表现。 (2)图甲a代表________过程。图甲中的②和图乙A中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成的，称为___________。 (3)图乙中D培养物已经形成幼体。请根据植物组织培养过程对图乙重新排序：_____________________。 (4)图乙中B中为胡萝卜根尖细胞，则培养成的新植株的叶片的颜色是________，这说明根尖细胞_____________________________。 植物细胞全能性 脱分化 愈伤组织　 B→A→C→D 绿色 含有控制叶片绿色性状的基因 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 88 (5)某高二生物兴趣小组用芦荟的新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养，愈伤组织能正常形成且以后继续长大，正常根和芽却迟迟不能形成。你认为导致该情况出现的最可能的原因是________。 A．葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足 B．培养环境如光照、温度、pH或氧气浓度不适宜 C．生长素和细胞分裂素比例不协调 D．无菌条件没有控制好 C 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 89 [解析]　(1)植物细胞有形成再生植株的可能性，这是植物细胞全能性的表现。 (2)离体的植物器官或组织先脱分化形成愈伤组织，愈伤组织继续进行培养，再分化成胚状体或丛芽，因此图甲a代表脱分化过程。图甲b为再分化过程，图甲中的②和图乙A中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成，称为愈伤组织。 (3)A中是愈伤组织，B是消毒后的外植体，C是再分化形成了根、芽等器官，D是形成植物幼体，植物组织培养过程是外植体(脱分化)→愈伤组织(再分化)→根或芽→完整植物体，即B→A→C→D。 90 (4)图乙中B中为胡萝卜根尖细胞，根尖细胞含有该植物的一整套遗传物质，故含有控制叶片绿色性状的基因，因此培养成的新植株的叶片的颜色是绿色的。 (5)若葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足，愈伤组织不能正常生长，A错误；培养环境光照、温度、pH或氧气浓度不适宜，愈伤组织不能正常生长，B错误；用芦荟新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养，能脱分化形成愈伤组织，但不能再分化形成正常根和芽，说明再分化过程出现问题，而决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素(生长素和细胞分裂素)的种类和比例，因此，导致正常根和芽迟迟不能形成的原因是生长素和细胞分裂素比例不协调，C正确；若无菌条件没有控制好，则不能正常形成愈伤组织，D错误。故选C。 91 3．利用体细胞杂交技术获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物”。 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 92 (1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用了原生质体融合和____________技术，该技术的理论基础是______________________ ___________________。 (2)图中①步骤所示用_________________除去植物细胞的细胞壁，分离出有活力的原生质体。 (3)图中②过程细胞两两融合时，可出现________种融合细胞，要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有__________和______两类激素。 (4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。 植物组织培养 植物细胞的全能性(和 细胞质膜的流动性) 纤维素酶和果胶酶 3 细胞分裂素 生长素 脱分化 再分化 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 93 (5)利用马铃薯和番茄的______________得到单倍体植株，然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，再用____________处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。 花药离体培养 秋水仙素 课时分层作业 必备知识 关键能力 学习效果 第一节　植物细胞工程 94 [解析]　(1)植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用到植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能性(和细胞质膜的流动性)。(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此除去细胞壁时，为分离出有活力的原生质体，利用酶的专一性，即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。(3)甲、乙(甲代表马铃薯细胞，乙代表番茄细胞)2种细胞融合时，可能会出现3种情况：甲甲融合，乙乙融合，甲乙融合，其中甲乙融合类型的细胞才是最终需要的杂种细胞，植物组织培养过程中需要使用的激素主要是生长素和细胞分裂素。(4)杂种细胞经脱分化和再分化过程形成完整植株。(5)二倍体的单倍体植株一般不可育，需要用秋水仙素处理使染色体的数目加倍才可育。 95 $