2.1 第1课时 植物细胞工程的基本技术-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册教用Word(人教版)

该教案聚焦植物细胞工程的基本技术，核心涵盖植物组织培养和植物体细胞杂交。以细胞全能性为起点，衔接细胞分化知识，通过流程图解和模型构建，搭建从脱分化、再分化到原生质体融合的知识支架。 资料特色在于融合生命观念（细胞全能性）、科学思维（模型与建模分析流程）和探究实践（菊花组织培养实验）。通过判断正误、问题探讨深化理解，例题解析强化应用，助力学生提升科学思维与实验能力，为教师提供结构化教学资源，便于开展探究式教学。

第1课时　植物细胞工程的基本技术 导学 聚焦 1.基于对植物组织培养原理的理解，阐明植物生命发生、发展的过程。 2.运用模型与建模、归纳与概括的方法，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。 3.能依据实验步骤，制订实验方案，完成菊花的组织培养操作 知识点（一）　植物组织培养技术 1. 细胞工程的定义 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 　细胞器　、细胞或　组织　水平 目的 获得特定的　细胞、组织、器官、个体　或其产品 分类 植物细胞工程和动物细胞工程 2.植物细胞工程的理论基础 3.植物组织培养技术 （1）概念：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。 （2）理论基础：植物细胞的　全能性　。 （3）基本过程 ①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的　结构和功能　，转变成　未分化　的细胞，进而形成愈伤组织的过程。 ②愈伤组织：脱分化形成的　不定形的薄壁组织　团块。 ③再分化：愈伤组织重新分化成　芽、根　等器官的过程。 （4）菊花的组织培养 4.判断下列有关表述的正误 （1）植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。（　×　） 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）脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（　√　） （3）在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。（　×　） 提示：对外植体进行消毒处理。 （4）诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。（　×　） 提示：不一样，生长素和细胞分裂素的含量不同。 探讨　分析植物组织培养的过程和条件 1.观察植物组织培养流程图，将①～④序号填写在图中A～D所指的空格处。 ①诱导生根　②接种外植体　③诱导愈伤组织 ④诱导生芽 2.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，需要依赖于环境中的有机物才能生存。 （3）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。 （4）在植物组织培养的过程中，如何控制光照条件？ 提示：脱分化过程中一般不需要光照，但是再分化过程中需要给予适当时间和强度的光照。 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。 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。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不容易诱导生芽了。 （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。 1.下面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 解析：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，月季花药的脱分化过程不需要光照，再分化过程才需要一定的光照，C错误；菊花根尖组织的细胞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.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 解析：C　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，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理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条件，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，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。 知识点（二）　植物体细胞杂交技术 1.过程 （1）去壁：用　纤维素酶和果胶酶　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 ①物理法：　电融合　法、　离心　法等。 ②化学法：　聚乙二醇（PEG）　融合法、　高Ca2＋—高pH　融合法等。 2.概念：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.意义：打破生殖隔离，实现　远缘杂交　育种，培育植物新品种。 4.判断下列有关表述的正误 （1）在进行体细胞杂交之前，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。（　×　） 提示：植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株。 （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。（　×　） 提示：植物细胞去除细胞壁后才能诱导融合。 （4）杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。（　√　） 探讨　植物体细胞杂交技术 　如图为植物体细胞杂交部分过程示意图，请思考回答： （1）植物体细胞杂交实现的基础和杂种细胞实现组织培养的理论基础分别是　　。 提示：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 （2）获得原生质体时，应在　等渗　（填“低渗”或“等渗”）溶液中进行，理由是　低渗溶液中原生质体易吸水涨破　。 （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　　种融合细胞，符合要求的杂种细胞是　　。 提示：3（AA、BB、AB）。AB。 （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：四。四。 （6）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。 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：产生新的植株。 （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 细胞膜具有一定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 1.（2024·天津静海一中高二期末）如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是（　　） 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 解析：D　最终获得的杂种植株体细胞内所含的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和，即含有20＋18＝38（条）染色体，D错误。 2.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 解析：D　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或高Ca2＋—高pH，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。 　（1）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　。 （2）在生长发育过程中，细胞不能表现出全能性的原因是　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　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。 （4）植物体细胞杂交是指　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·河南洛阳联考）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根部的培养基 D.最后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 解析：A　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，A错误；移栽的基质可以是消过毒的蛭石或者珍珠岩，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，B正确；移栽时需用流水清洗根部的培养基，C正确；最后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，D正确。 2.（2024·湖北武汉联考）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：B　利用外植体得到根与芽或完整植株的过程一般需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，这一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.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：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。 4.（2024·河北唐山期末）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：B　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包括物理法（电融合、离心法）、化学法（聚乙二醇）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。 5.（2024·湖南株洲模拟）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）。下列叙述正确的是（　　） A.过程①中需要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.融合后的融合子有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体现了细胞膜的选择透过性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合 解析：C　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错误；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，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，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，除此之外还可以诱导动物细胞融合以及植物细胞的融合，D错误。 知识点一　植物组织培养技术 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：D　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。 2.（2024·山东滨州高二检测）下列关于菊花组织培养的叙述，错误的是（　　） A.菊花的组织培养需要经过细胞的脱分化和再分化过程 B.要控制好培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例 C.为避免环境中微生物的污染，要对外植体进行灭菌处理 D.接种外植体到培养基时，需要注意形态学方向，不可倒插 解析：C　培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响植物细胞的发育方向，故要控制好培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例，B正确；植物组织培养时，需要对外植体消毒，既要杀死外植体表面的微生物，又要减少消毒剂对细胞的伤害，不能对其进行灭菌处理，C错误；有些植物激素是进行极性运输的，即从形态学上端运输到形态学下端，故接种外植体到培养基时，需要注意形态学方向，不可倒插，D正确。 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（　　） A.过程①获得的原生质体需悬浮在质量分数为30％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：D　过程①获得的原生质体不能悬浮在质量分数为30％的蔗糖溶液中，质量分数为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，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。 4.甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列说法错误的是（　　） A.植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，依据的原理是植物细胞的全能性 B.植物组织培养的基本步骤是“取材—消毒—愈伤组织培养—生根—出芽—移栽” C.愈伤组织再分化为根和芽，本质上是基因选择性表达的结果 D.培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1时，可促进愈伤组织分化出根 解析：B　植物组织培养的基本步骤是“消毒—取材—愈伤组织培养—出芽—生根—移栽”，B错误。 5.（2024·襄阳五中期中）某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是（　　） A.取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少 B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施 C.接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中 D.“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基 解析：D　培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例，及时更换培养基，否则会导致外植体死亡，D错误。 知识点二　植物体细胞杂交技术 6.科研人员通过植物体细胞杂交技术获得了具有油菜叶绿体和萝卜雄性不育特性的春油菜，下列叙述正确的是（　　） A.春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作 B.将油菜细胞与萝卜细胞直接诱导融合形成杂种细胞 C.杂种细胞培育成新植物体的过程属于有性生殖 D.春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体总数的一半 解析：A　根据题意可知，春油菜具有萝卜的雄性不育特性，因此春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作，A正确；要先去除油菜细胞与萝卜细胞的细胞壁获得原生质体，然后诱导融合，之后还要再生出新的细胞壁才能形成杂种细胞，B错误；通过植物体细胞杂交技术获得的杂种细胞培育成新植物体属于无性生殖，C错误；春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体数的总和，D错误。 7.（2024·天津滨海新区高二期末）下图为“番茄—马铃薯”杂种植株幼苗的培育过程图，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a、b细胞融合的化学方法有聚乙二醇、高Ca2＋—高pH融合法等 C.可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 解析：D　①过程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或略大于细胞液浓度的溶液中进行，维持去掉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实现a、b细胞融合，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，故可利用质壁分离现象鉴定细胞壁是否再生，C正确；图中①至⑤过程表示植物体细胞杂交，涉及细胞的有丝分裂和分化，但不涉及有性生殖过程的减数分裂，D错误。 8.（2024·山东青岛高二期中）白菜和甘蓝均为二倍体生物，科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了“白菜—甘蓝”，它具有生长周期短、耐热性强和易储存等优点。下列叙述错误的是（　　） A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性 B.“白菜—甘蓝”的培育用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术 C.杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，所以体细胞杂交属于有性生殖 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 解析：C　植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，体现了酶的专一性，A正确；“白菜—甘蓝”的产生过程是先将两种植物的原生质体融合，形成杂种细胞，再通过植物组织培养形成杂种植株，B正确；植物体细胞杂交属于无性生殖，因为没有经过减数分裂和受精作用，C错误；利用植物体细胞杂交技术培育“白菜—甘蓝”的过程，不进行减数分裂，不会发生同源染色体联会现象，D正确。 9.（2024·北京大兴一中月考）如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（　　） A.所得到的“白菜—甘蓝”植株不能结子 B.愈伤组织是已高度分化的细胞 C.上述过程中包含有丝分裂、减数分裂等过程 D.诱导原生质体融合时可用聚乙二醇 解析：D　白菜和甘蓝都是二倍体植物，二者的体细胞杂交后培育成的“白菜—甘蓝”杂种植株属于异源四倍体，该杂种植株的体细胞中，有2个染色体组来自白菜，有2个染色体组来自甘蓝，因此“白菜—甘蓝”是可育的，能结子，A错误；愈伤组织是杂种细胞经过脱分化形成的，是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞，没有高度分化，B错误；上述过程包括去除细胞壁、原生质体融合、植物组织培养等过程，其结果是形成“白菜—甘蓝”幼苗，因此整个过程中包含有丝分裂和细胞分化，没有减数分裂过程，C错误。 10.（2024·北京昌平期末）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植物细胞的全能性 解析：D　诱导原生质体融合的障碍是细胞壁，所以通过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；非对称融合过程中部分染色体丢失（断裂），所以会降低植物细胞的全能性，D错误。 11.（2024·山东日照期末）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交细胞中选择红豆杉染色体数较少的细胞进行培养 解析：C　诱导植物细胞原生质体融合的方法：电融合法、PEG融合法，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之和：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交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。 12.（多选）（2024·陕西师大附中期末）铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述正确的是（　　） A.过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭菌30 min，再用次氯酸钠溶液处理30 s B.过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性 C.过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成 D.结果表明，生物碱含量与PLBs重量呈正相关，光照条件有利于PLBs的生长 解析：CD　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％的酒精处理30 s，无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理30 min，A错误；过程③拟原球茎的长大，涉及的生物学原理是细胞增殖，拟原球茎经有丝分裂而不断生长，B错误；过程②为脱分化，固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎（类似愈伤组织）的形成，C正确；据图2可知，生物碱含量与PLBs重量呈正相关，PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量，说明光照条件有利于PLBs的生长，D正确。 13.（多选）（2024·山东青岛期末）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。下列分析正确的是（　　） A.进行原生质体融合有多种手段，如电刺激、离心、振荡、聚乙二醇、病毒等诱导 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 解析：CD　病毒可以诱导动物细胞融合，但不是诱导植物原生质体融合的方法，A错误；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而呈绿色，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，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。 14.（2024·江苏常州高二期中）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）因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在生殖隔离，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，用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。 （3）③过程依据的生物学原理是细胞膜的流动性。此过程使用的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法和　高Ca2＋—高pH融合法等。 （4）在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是植物细胞的全能性，⑤⑥过程分别称为脱分化、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”用碘乙酰胺处理，以便最终能获得优良杂种植株H。 （6）若两种猕猴桃都是二倍体，则杂种植株为（异源）四倍体。从理论上讲，该杂种植株的育性为可育（填“可育”或“不育”）。 解析：（5）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。（6）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可以正常联会产生配子，所以理论上该杂种植株可育。 15.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，酶解之前需先用较高（选填“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渗透压，以维持细胞正常的形态和功能。 （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： 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，融合的原理是细胞膜的流动性。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30％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。 答案：（4）图见解析图 （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过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，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。 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，不支持该假设。他们做的假设是：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：（2）原生质体放在低渗溶液中，会吸水涨破，放在高渗溶液中会失水皱缩，利用酶解法去除细胞壁时，应严格控制使用种类、浓度、温度和处理时间等条件，以提高原生质体产量并降低破损率，以获得存活质量较高的原生质体。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。（3）原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，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30％均不利于获得融合的原生质体。（4）已知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。借助此原理，若要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，可接种菌丝如下： （5）根据后面的信息“在MS培养基中”，所以应该选择MS培养基，纯化的方法是平板划线法；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”，就出现该现象的原因作出的假设是“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过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。 16.（2024·泰州高二月考）甲、乙两位同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题： （1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。 （2）甲、乙同学在诱导愈伤组织形成所用的培养基中均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核（填“具有完整的细胞核”或“具有叶绿体”）。 （3）图中A、B、C显示的是不同的培养结果，出现不同结果主要是由于培养基中两种激素用量不同，这两种激素是细胞分裂素、生长素（填名称）。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。 （4）若该种植物是一种名贵花卉的杂合子，要快速获得与原植株基因型和表型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时不能（填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉的基因型不同于原植株。 解析：（2）用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整的细胞核，才具有发育为完整个体的一整套遗传信息。（3）影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。 16 / 16 学科网（北京）股份有限公司 $