第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术（教师版）-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步复习（人教版）

世五维课堂 生物·选择性必修3 第二章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第1课时 植物细胞工程的基本技术 课标内容要求 核心素养对接 1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和 生命观念：简述植物组织培养和植物体细 细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最 胞杂交技术 终形成完整植株的过程 科学探究：结合菊花的组织培养实验，与同 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 学交流讨论，尝试设计植物组织培养技术 成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术 的流程简图 教材梳理。预新知 对应学生讲义P18 ◆[基础梳理] (2)过程 1.细胞工程 植物细胞A、B (1)操作水平：细胞水平或细胞器水平。 V纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁 (2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或 获得细胞产物。 原生质体AB 2.植物细胞的全能性 ↓聚乙二醇处理（或离心、振动、电激等） (1)概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细 融合的原生质体 胞，都具有发育成完整生物体的潜能。 (2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。 ↓再生出细胞壁（融合完成的标志） (3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体 杂种脱分化.愈伤 再分化 胚状体发育杂种 状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界 细胞 组织 或丛芽 植株 条件。 ◆[基础诊断] 3.植物组织培养技术 (1)细胞工程可以通过在分子水平上的操作，按照人 (1)原理：植物细胞具有全能性。 的意愿来改变细胞内的遗传物质。 (×) (2)过程 胚状体 人造胚乳和种皮 (2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细 人工种子 胞的全能性。 (×) 离体的 发育 (3)在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都 植物器 脱分化 愈伤 再分化 发生改变。 (×) 官、组织 营养物质、 根、芽→植物体 激素 组织激素、光 (4)植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁 或细胞 阻碍了原生质体的融合。 (√) 4.植物体细胞杂交技术 (5)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。（√） (1)概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合 (6)植物细胞M和N杂交，得到的细胞一定是MN 成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的 型杂交细胞。 (X) 技术。 ·38· 第二章细胞工程 五维课堂兰 互动探究。克疑难 对应学生讲义P19 疑难点一植物组织培养 1,细胞具有全能性的原因 ◆[对点训练] 一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的 1.下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是( 全套遗传物质，都具有发育成为完整生物体或分化 A.受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个 成其他各种细胞的潜能 体，因此全能性最高 2.细胞全能性大小的比较 B.生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能 (1)植物细胞>动物细胞（动物细胞只有细胞核具有 表达 全能性)。 C.卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高 (2)受精卵>生殖细胞（精子、卵细胞）>体细胞。 D.植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全 (3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂 能性 能力强的>细胞分裂能力弱的，幼嫩的细胞>衰 解析：C[受精卵是个体发育的起，点，在自然条件 下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受 老的细胞。 精卵的全能性最高：体内的每一个体细胞（红细胞 3.植物细胞表现全能性的条件 除外)都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有 (1)离体状态。 发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应 (2)营养物质：种类齐全、比例合适。 该具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细 (3)植物激素：生长素、细胞分裂素。 胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能 (4)外界条件：适宜的温度、pH和光照（愈伤组织的形 性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与 成和生长需要避光培养，分化培养需照光)等。 受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植 (5)无菌操作。 物细胞尽管具有全能性，但如果全能性要表达，植 ◆[互动採究] 物细胞必须在一定条件下进行离体培养。] 材料一：利用菊花的花瓣就能培育出完整的菊花 2.下列事实中，可以体现细胞全能性的是() 植株。 ①利用胡萝卜韧皮部的细胞培育出植株②转入 材料二：利用烟草的根细胞经组织培养，可以培育成 抗虫基因的棉花叶肉细胞培育出植株③番茄体 成熟植株。 细胞与马铃薯体细胞融合后培育出植株④利用 小麦花药离体培育出单倍体植株⑤蜜蜂未受精 的卵发育成雄蜂 A.只有①④⑤ B.只有①②③ C.只有①②④⑤ D.①②③④⑤ 解析：D[植物组织培养、杂交体细胞培育成植 株、单倍体育种的原理都是细胞的全能性。①、④ 取烟草形成愈 发育 长成植 成熟植株 烟草 根细胞伤组织成幼胚 物幼体 属于植物组织培养；②利用了基因工程和植物组织 植株 培养 培养的方法；③利用了细胞融合和植物组织培养的 (1)为什么利用植物的体细胞（如花瓣细胞、根细胞） 方法；⑤是蜜蜂的孤雌生殖，体现了卵细胞的全能 就能培养出完整植株？ 性，D正确。] 提示：正常的植物体细胞具有该生物生长发育和 ◆[易错警示] 繁殖所需的全套遗传物质，具有全能性。 生殖细胞是否具有全能性 (2)是否所有的植物细胞都适合进行植物的组织 细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体 培养？ 所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配子染色体 提示：不是，设有细胞核的筛管细胞无全能性，不 数虽减半，但仍含有完整的染色体组，具有发育成完 适合进行植物的组织培养。 整个体所必需的“全套基因”，因此仍然具有全能性。 ·39· 世五维课堂 生物·选择性必修3 疑难点二 植物组织培养技术 1.植物组织培养的过程 3.在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导 离体的植物器官、组织、 一定的营养、激素 愈伤 生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么 细胞（外植体） 脱分化 组织 不同？ 提示：诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基 调整激素比例 试管苗 胚状体或丛芽 再分化 和诱导生根的培养基在成分上的区别是所含激素 (1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组 的种类及比例不同。 织或细胞。 4.脱分化后产生的薄壁组织团块是什么结构？有没 (2)脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有 有全能性？ 的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。 提示：脱分化形成的不定形的薄壁组织团块是愈伤组 (3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、 织，具有全能性，其可再分化后继续发育为植物体。 呈无定形状态的薄壁细胞团。 ◆[对点训练] (4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又 1.韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞 可以重新分化出根或芽等器官的过程。 进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误 2,植物组织培养技术的注意事项 的是 ( (1)外植体的选择与制备 A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形 ①外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种 成的 类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来 B.该愈伤组织的细胞没有全能性 说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易， C.该愈伤组织由排列疏松的薄壁细胞组成 而植物的茎、叶和成熟的组织较难。 D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状 ②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层 结构 的部分，因为形成层细胞易脱分化。 解析：B[愈伤组织是由外植体经过脱分化和分裂 (2)无菌操作 形成的，A正确；愈伤组织细胞含有该生物全部的 植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染， 遗传物质，具有全能性，且全能性比外植体高，B错 所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格 误；愈伤组织是高度液泡化，无定形状态薄壁细胞 的无菌操作。 组成的排列疏松、无规则的组织，C正确；愈伤组织 (3)光照的控制 经过再分化可以形成胚状体，D正确。] 对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在 2.如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形 愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细 成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是 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 离体 组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光 组织 ① 照，有利于叶片内叶绿素的合成。 愈伤组织 试管苗 (4)植物激素的使用 培养基 培养基 生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和 A.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子 再分化的关键性激素，两类激素的浓度及用量的 B.①②过程中都会发生细胞的增殖和分化 比例等都会影响实验结果。 C.多倍体植株的培育必须经过如图所示过程 ◆[互动探究] D.此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性 1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消 解析：A[图示为植物组织培养过程，利用此过程获 毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 得的试管苗的基因型与离体组织所属个体的基因型 提示：为了防止杂菌污染，使植物细胞能更好地生 相同，可能为杂合子，也可能为纯合子，A正确：①是脱 长发育。 分化过程，没有发生细胞分化，B错误；多倍体植株的 2.图中脱分化和再分化阶段对光照的需求相同吗？ 培育一般不需要采用植物组织培养技术，而是采用秋 提示：不同。脱分化阶段需要避光培养，再分化阶 水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗，C错误； 段需要光照。 此过程依据的原理是细胞的全能性，D错误。] ·40· 第二章细胞工程 五维课堂坐 疑难点三 植物体细胞杂交 1.植物体细胞杂交的原理 ◆[互动探究] 原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种 下图为植物体细胞杂交过程示意图，请思考回答： 细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 原生质体A ① 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 植物细胞A 4 细胞膜具有一定的流动 原理植物细胞的全能性 正在融 杂种 愈伤 性和植物细胞的全能性 杂种 原生质 合的原 细胞 组织 植株 离体的植物器官 植物细胞B 体B 生质体 组织或细胞 植物细胞A 1.将植物细胞A和植物细胞B融合时，首先遇到的 去壁 ￥脱分化 原生质体A 人工 障碍是什么？用什么方法可以解除此障碍？ 融合的原 愈伤组织 原生质体B 诱导 生质体AB 提示：细胞壁阻碍细胞间的融合。用纤维素酶和果 过程 ￥再分化 去壁 再生壁) 胶酶去除细胞壁。 丛芽或胚状体 植物细胞B 杂种细胞AB 2.从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种 脱分化 植株的染色体组成上看属于何种变异？ ￥发育 再分化 杂种植株 愈伤组织 提示：(1)遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传 植物体 性状。(2)染色体数目增加，属于染色体数目的 选取根尖、茎尖、形 变异。 选材 成层部位最容易诱 不同种植物体细胞 3.从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最 导脱分化 大的优点是什么？ 除脱分化、再分化外，还 提示：克服了不同种植物远缘杂交不亲和的障碍， 技术 要用酶解法去除细胞 脱分化、再分化等 使不同种植物杂交成为可能。 操作 壁，用一定的方法诱导 ◆[对点训练] 细胞融合 1.下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是() 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植 关系 A.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细 物体细胞杂交所用的技术更复杂 胞杂交过程 3.植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法 B.融合的原生质体仍具有再生细胞壁、连续分裂并 (1)诱导产物（假设用于杂交的两种植物细胞分别为 长成完整植株的能力 A、B) C.参与杂种细胞的细胞壁形成的细胞器主要是线 ①未融合的细胞：A和B。 粒体和核糖体 ②两两融合的细胞：AA、BB和AB D.原生质体融合成功的标志为杂种细胞再生出细 ③多细胞融合体。 胞壁 (2)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培 解析：C[植物体细胞杂交过程包括不同种植物原 养，然后根据得到的植物性状进行判断」 生质体的融合、融合原生质体再生出细胞壁形成杂 种细胞、杂种细胞发育为杂种植株的过程，A、B正 植物性状 结论 确；参与植物细胞壁形成的细胞器主要是高尔基体 若只表现出一种植物的性状 未融合细胞 和线粒体，C错误：杂种细胞再生出细胞壁是细胞 若得到的是具有两种亲本性状的植物 杂种植株 融合成功的标志，D正确。] 2.马铃薯四倍体栽培种没有青枯病的抗性基因，少数 若得到的是两种亲本性状的植物， 多细胞融合体 马铃薯野生种存在青枯病的抗性基因。由于核型 且一种植物的性状得到加强 等差异，野生种难以与四倍体马铃薯栽培种直接杂 若得到的是一种植物的性状， 交繁育，为获得具有抗青枯病的马铃薯栽培种，研 同种细胞融合 但是效果得到加强 究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如 下图所示。下列有关叙述正确的是 ) ·41 世五维课堂 生物·选择性必修3 野生种胚的下胚轴细胞(A) 过程，其培养基中需添加等量的生长素类和细胞分裂 ② 细胞（©愈伤组织⑩） ③ 胚状体E) 素类植物生长调节剂，C错误；③为再分化过程，植株 四倍体栽培种叶肉细胞(B) 的抗病性状是由蛋白质表现出来的，可以采用抗原一 A.在低渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理A和 抗体杂交的方法鉴定，DNA分子杂交技术只能检测是 B以获得两种原生质体 否含有抗病基因，D错误。] B.培育成的马铃薯新品种与野生型或四倍体栽培 ◆汇方法总结] 种之间存在核型差异 体细胞杂交后细胞内染色体数目、染色体组数目及基 C.过程②的培养基中需添加等量的生长素类和赤 因型的判断 霉素类植物生长调节剂 体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色 D.③为再分化过程，可用DNA分子杂交技术鉴定 体、基因型还是染色体组都是两亲本之和。若一植物 植株的抗病性状 细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为 解析：B[酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体， Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体 但不能在低渗溶液中进行，否则原生质体会吸水涨破， 组，基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体，其体 A错误；培育成的马铃薯新品种是细胞融合的结果，其 细胞中染色体为(2x十2y)条，4个染色体组，基因型 为六倍体，与野生型（二倍体）或四倍体栽培种之间存 为AabbccDd。 在核型差异，B正确；过程②是植物组织培养的脱分化 课堂自测⊙固双基 对应学生讲义P22 1.培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是 C.要先诱导生根后再转接到诱导生芽培养基上进 A.组织培养 B.细胞杂交 一步形成试管苗 C.显微注射 D.核移植 D.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环 解析：A[由于植物分生组织中病毒很少或没有 境下生活一段时间 病毒，常用茎尖通过组织培养技术培育脱毒苗；细 解析：C[用酒精对外植体进行消毒处理，培养基 胞杂交通常用于培育杂种个体；显微注射技术常用 需要高压蒸汽灭菌处理，A正确；离体的植物组织， 于基因工程，培育转基因生物；核移植技术常用于 器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织，脱分化 培养克隆动物。故A项符合题意。] 受基因选择性表达的调控，B正确：将生长良好的 2.以下不能说明细胞全能性的实验是 愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养，长出芽 A.胡萝卜韧皮部细胞培育出植株 后再诱导生根，C错误；将幼苗先移植到消过毒的 B.紫色糯性玉米种子培育出植株 蛭石或者珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入 C.转人抗虫基因的棉花细胞培育出植株 土，D正确。] D.番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株 4.将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗时，培养基中不需 解析：B[细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然 要的成分是 具有发育成完整生物体或分化为其他各种细胞的 A.蔗糖和氨基酸 B.生长素和细胞分裂素 潜能。能体现细胞全能性的最好实例是植物组织 C.无机营养 D.纤维素酶和果胶酶 培养，离体的植物器官、组织或细胞经过脱分化和 解析：D[将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗的过 再分化最终能形成一个完整的植株。紫色糯性玉 程中，多使用MS培养基，该培养基中含有硝酸钾、 米种子培育出植株是由种子经过萌发、生长成一个 硝酸铵等盐类，同时还含有蔗糖和氨基酸，在植物 完整的植物体，即来源于种子，没有体现出细胞的 组织培养的培养基中还需添加生长素和细胞分裂 全能性。A、C、D三项都要用到植物组织培养技 素以促进细胞分裂、脱分化和再分化；而纤维素酶 术，故B项符合题意。] 和果胶酶会分解胡萝卜韧皮部的细胞壁，不能用于 3.下列有关菊花组织培养的叙述，错误的是() 胡萝卜韧皮部细胞的培养。D符合题意。] A.对外植体需要消毒处理，对培养基需要高压蒸 5.科学家用植物体细胞杂交技术，将人参(2N=48) 汽灭菌处理 的原生质体和胡萝卜(2N=18)的原生质体融合， B.产生愈伤组织是细胞脱分化的结果，受基因选择 成功地培育出了人参一胡萝卜杂种植株，提高了人 性表达的调控 参皂甙等次生代谢产物含量，据图回答下列问题： ·43· 第二章细胞工程 五维课堂型 ⊙⊙ 解析：(1)①过程为去壁过程，根据酶的专一性，使用了 移 人参细胞a 2C⊙人回人参胡卜 纤维素酶和果胶酶（或“纤维素酶”）。过程③为细胞壁 ⊙-⊙ 杂种植株 c d e f 的再生，细胞壁的形成与高尔基体密切相关。 胡萝卜细胞b (2)过程④属于脱分化，⑤属于再分化形成具有根、 (1)①过程使用了 酶，以获得植物原生 芽的幼苗。 质体。与过程③密切相关的具有单层膜的细胞器 (3)人参(2N=48)和胡萝卜(2N=18)均属于二倍 为 体，通过体细胞杂交获得的人参一胡萝卜杂种植株 (2)过程 属于再分化。 含有四个染色体组，属于四倍体；人参和胡萝卜属 (3)图中人参一胡萝卜杂种植株为 倍 于不同物种，二者之间存在生殖隔离，采用有性杂 体，若人参和胡萝卜采用有性杂交能成功的话，得 交得到的后代不可育。 到的后代是否可育 (填“可育”或“不可 答案：(1)纤维素酶和果胶（或“纤维素酶”）高尔 育”)。 基体(2)⑤(3)四不可育 课时评价。提能力 对应课时作业P13 基础点精练 C,用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制 成人工种子 [知识点一]植物细胞的全能性 D.植物耐盐突变体可通过添加适量NaCI的培养 1细胞的全能性是指 基培养筛选而获得 A.细胞具有各项生理功能 解析：D[愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高 B.已分化的细胞能恢复到分化前的状态 度液泡化的、呈无定形状态的、具有分生能力的薄 C.已分化的细胞全部能再进一步分化 壁细胞，不具有特定的结构和功能，A错误；二倍体 D.细胞仍具有发育成完整个体的潜能 植株的花粉中只含一个染色体组，培养得到的个体 解析：D[细胞分化使每种细胞具有特定的形态、 为单倍体，高度不育，只有幼苗用秋水仙素处理后 结构和生理功能，A错误；已经分化的细胞一般一 得到的植株才能稳定遗传，B错误；人工种子中包 直保持分化后的状态，直到死亡，具有持久性，B错 裹的是再分化形成的胚状体或不定芽、顶芽和腋芽 误；高度分化的细胞不能进一步分化，C错误；细胞 等，但不能是愈伤组织，C错误；用特定的选择培养 的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生 基可筛选出所需的突变体类型，如植物耐盐突变体 完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，D 的筛选可利用加适量NaCI的培养基进行，D 正确。] 正确。] 2.下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生 4.如图的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判 物学过程是 断中不正确的是 ( A.蜥蜴断尾后再生出新的尾部 ①脱分化@再分化③→④ B.胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株 A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞， C.小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞 则④可能出现不同植物的遗传特性 D.小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株 B.若①是花粉，则④是单倍体植株，经染色体加倍 解析：B[蜥蜴断尾后再生出新尾部的过程中发生 后可得到稳定遗传的品种 了细胞分化，但没有体现体细胞的全能性，A错误； C,若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细 胡萝卜根韧皮部细胞经组织培养发育成新植株的 胞产物人参皂甙的产量 过程中发生了细胞分化，该过程体现了体细胞的全 D.若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进 能性，B正确；小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细 行繁育会发生性状分离 胞体现的是基因的选择性表达，C错误；小麦花粉 解析：D[若①是来自不同植物体细胞融合的杂 是生殖细胞，不是体细胞，D错误。] 种细胞，则其含有两个亲本的遗传物质，所以④可 [知识点二]植物组织培养 能出现不同植物的遗传特性，故A正确；若①是花 3.下列有关植物组织培养的叙述，正确的是() 粉，则④是花药离体培养形成的单倍体植株，其高 A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 度不育，但经染色体加倍后可得到稳定遗传的品 B.二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳 种，故B正确；若①是人参细胞，则将其脱分化形 定遗传的植株 成②愈伤组织，再进行扩大培养可提高细胞产物 ·43· 世五维课堂 生物·选择性必修3 人参皂武的产量，故C正确；只有杂合子才会发生 A.图中①过程发生的化学变化是纤维素和果胶水解 性状分离，而具有杂种优势的农作物细胞也可能是 B.经过②和③过程形成的c细胞只有AABB这 纯合子，所以用③进行繁育不一定会发生性状分 种类型 离，故D错误。 C.过程②一般使用聚乙二醇作为诱导剂 5.下列关于植物组织培养的叙述，正确的是( D.过程④产生的细胞是具有分生能力的薄壁细胞 A.需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂 解析：B[图中①过程是用纤维素酶和果胶酶去除 菌污染 植物细胞的细胞壁获得原生质体，A正确；应用化 B.在培养过程中需要给予适宜的光照，以诱导脱分 学法（聚乙二醇）或物理法诱导原生质体融合，在融 化过程 合培养基中含有五种类型的细胞（只考虑两两融 C.培养基中所添加的激素种类和含量对培养过程 合，包括没有发生融合的a和b细胞、自身融合的 起重要的调节作用 a一a及b一b细胞，以及二者融合的a一b细胞)，它 D.若制备人工种子，外植体只需培养成愈伤组织 们是AABB、AAAA、BBBB、AA、BB五种，B错误； 即可 过程②诱导原生质体融合，一般使用聚乙二醇作为 解析：C[外植体一般只消毒，不进行灭菌处理，以 保持外植体的活性，A错误；愈伤组织的诱导一般 诱导剂，C正确；由杂种细胞长成杂种植株，利用的 是植物组织培养技术，过程④是脱分化，产生的愈 不需要光照，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，B错误；培养基中所添加 伤组织，是具有分生能力的薄壁细胞，D正确。] 的激素种类和含量对培养过程起重要的调节作用， 9.去掉A种植物细胞（基因型为Aa)和B种植物细 C正确；若制备人工种子，外植体需培养成胚状体， 胞（基因型为Bb)的细胞壁后，诱导两种细胞的原 再用人工种皮包襄，D错误。] 生质体融合，形成单核杂种细胞。再经过组织培养 6.下列关于植物组织培养的说法，错误的是( 得到的杂种植株是 ) A.在进行植物组织培养时，需要适宜的温度、营 A.四倍体，基因型为AAaaBBbb 养、氧气和pH B.二倍体，基因型为A AaaBBbb B.植物组织培养的整个过程都需要光 C.四倍体，基因型为AaBb C.不同植物进行组织培养时，所需的温度有所不同 D.二倍体，基因型为AaBb D.由外植体形成幼苗的过程中，培养基中营养物 解析：C[A细胞含2套染色体组，B细胞也含2 质的总量会减少 套染色体组，但由于彼此属于不同物种，染色体组 解析：B[植物组织培养需要适宜的温度、营养、氧 彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有4套染色 气和pH等条件，A正确；由外植体脱分化形成愈 体组，应属于四倍体，而基因型则是A十B,应为 伤组织的过程不需要光，在再分化阶段一定要有光 AaBb,故选C,] 照，否则形成的试管苗不能合成叶绿素，B错误；不 10.紫草为常用中药材，其主要成分紫草宁及其衍生 同植物进行组织培养时，所需的温度有所不同，C 物属于萘醌类化合物，具有抗肿瘤、消炎等作用。 正确；由外植体形成幼苗的过程中，细胞不断地从 请回答下列问题。 培养基中吸收营养，因此培养基中营养物质的总量 (1)若要通过植物组织培养的方法获得大量的紫 会减少，D正确。] 草宁，该方法的原理是 。植物组 [知识点三]植物体细胞杂交 织培养的两大步骤是 和 7.在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞 (2)营养因子对紫草的组织培养有影响，实验表 后，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞 明：葡萄糖和蔗糖可明显促进紫草宁的生产。它 器是 ) 们的最适浓度均为6%，但葡萄糖优于蔗糖，推测 A.叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体 原因可能是 C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网 (3)紫草怕涝，而像垂柳、紫穗槐等是最耐涝植物。 解析：B[细胞壁生成与植物细胞高尔基体相关， 有科学家设想要通过植物细胞工程的方法获得可 需要线粒体供能。门 生产紫草宁的耐涝紫草，并进行大面积种植。具 8.以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分 体方法如下：第一步，选择垂柳的细胞和紫草的细 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。据图分析不正确的是 胞用纤维素酶和果胶酶处理后获得 ;第 ( 二步，二者融合后，诱导其再生出 ,获得 杂种细胞；第三步，进行组织培养形成愈伤组织， 再生出小植株，形成杂种植物，选育所需植株，移 栽并推广。在选育的过程中，选择的植株需具备 的两个条件是 ·44 第二章细胞工程 五维课堂兰 解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。 A.一种 B.二种 植物组织培养需要经过脱分化和再分化过程。 C.三种 D.四种 (2)葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，单糖更易被植物 解析：D[秋水仙素处理萌发的种子或幼苗后，植 细胞吸收利用，所以葡萄糖比蔗糖明显促进紫草 株经过生长得到多倍体植株，没有采用植物组织培 宁的产生。 养技术，①不符合题意。花药离体培养得到单倍体 (3)在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶 植株需要通过植物组织培养技术进行脱分化和再 和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体； 分化，②符合题意。培育的抗棉铃虫的棉花植株要 原生质体融合之后，需要诱导其再生出细胞壁。 将重组质粒导入棉花细胞后，通过植物组织培养技 根据题意，选育时应该选择可正常生长且耐涝的 术进行脱分化和再分化，培养成抗棉铃虫的棉花植 植株，并且还要能产生紫草宁。 株，③符合题意。培育“番茄一马铃薯”杂种植株， 答案：(1)植物细胞的全能性脱分化再分化 要先进行植物体细胞杂交，得到杂种细胞后，通过 (2)葡萄糖为单糖，更容易被植物细胞吸收利用 植物组织培养技术进行脱分化和再分化，培养成杂 (合理即可)(3)原生质体细胞壁可正常生 种植株，④符合题意。无子西瓜的大量繁殖，需要 长并且耐涝可以产生紫草宁 对三倍体西瓜幼苗进行组织培养，⑤符合题意。] 拓展点提升 》 4.下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是 1.科学家利用植物组织培养技术将胡萝卜韧皮部细 胞培育成新植株。下列有关叙述错误的是( ) A.植物体细胞杂交产生的杂种植株的变异类型属 A.新植株的形成与细胞的分裂和分化密切相关 于染色体变异 B.该实验的结果说明胡萝卜韧皮部细胞具有全 B.植物体细胞杂交产生的杂种植株一定不具有繁 能性 殖能力 C,新植株的培育过程中没有细胞的衰老 C植物体细胞杂交的结果是形成杂种植株 D.新植株的根尖分生区细胞中有叶绿体基因 D.植物体细胞杂交产生杂种植株的过程中需使用 解析：C[植物的生长发育离不开细胞的分裂和分 植物组织培养技术 化，A项正确；细胞的全能性是指已经分化的细胞， 解析：B[植物体细胞杂交产生的杂种植株的染色 仍然具有发育成完整个体的潜能，该实验的结果说 体数目加倍，属于染色体数目变异，A项正确；两个 明胡萝卜韧皮部细胞具有全能性，B项正确；新植 二倍体植物的体细胞杂交产生的杂种植株则具有 株的培育过程中有细胞的衰老，C项错误；同一个 繁殖能力，B项错误；植物体细胞杂交的结果就是 体不同细胞间的差异是基因选择性表达的结果，同 形成杂种植株，C项正确；植物体细胞杂交包括原 一个体不同细胞所含基因一般相同，D项正确。] 生质体融合和植物组织培养两个过程，D项正确。] 2.某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟 5.现有甲、乙两种植物（均为二倍体纯合子），其中甲 种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量 种植物的光合作用能力高于乙种植物，但乙种植物 优质苗，下列技术中不能选用的是 ( 很适宜在盐碱地种植，相关性状均由核基因控制。 A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 若要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐碱的植 B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 株，最佳的方案是 C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 A.利用植物体细胞杂交技术获得目的植株 D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 B.将乙种植物的耐盐碱基因导人甲种植物的卵细 解析：B[利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗属 胞中，然后进行离体培养 于无性繁殖的营养繁殖，能保持亲本的优良性状， C.使两种植物有性杂交获得F1,再利用单倍体育 A能选用；花粉粒通过减数分裂产生，再离体培养 种技术获得目的植株 会产生性状分离，B不能选用；幼芽嫁接属于无性 D.诱导两种植物的花粉融合，并直接培育成幼苗 繁殖，能保持亲本的优良性状，C能选用；植物组织 解析：A利用植物体细胞杂交技术将两种植物 培养属于无性繁殖，D能选用。] 体细胞融合后，杂种细胞是四倍体，再经植物组织 3.在下列过程中，需要采用植物组织培养技术的有几 培养可以获得高产耐盐的四倍体杂种目的植株，A 种 ( ) 符合题意；将乙种植株耐盐基因导入到甲种植林的 ①用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍 卵细胞，然后进行离体培养得到的是单倍体植株，单倍 体植株②利用花药离体培养得到单倍体植株 体植株弱小，高度不育，B不符合题意；不同种的植物 ③利用基因工程培养抗病转基因植株④利用细 之间存在生殖隔离，因此这两种植物无法直接杂交，C 胞工程培养“番茄一马铃薯”杂种植株⑤无子西 不符合题意；“花粉融合”后直接培育成的幼苗中不含 瓜的大量繁殖 同源染色体，后代不可育，D不符合题意。 ·45· 世五维课堂 生物·选择性必修3 6.下图为植物组织培养的基本过程，则制作生产人参皂 (4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则[4]称为 苷干粉、人工种子，应分别选用的编号是 ( 植株，基因型可能是 ,植株 ①分化②浮分化③一0 特点为 ,需用 处理，使其恢 A.①② 复正常体细胞染色体数，对应的基因型为 B.②④ C.②③ D.①③ 解析：(1)题图中[1]过程为脱分化，[2]过程为再 解析：C[图中①为离体的植物组织或器官，②为 分化。 愈伤组织，③为胚状体，④为新植株。人工种子是 (2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从 指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 培养基中获得水分、无机盐和小分子有机物等营养 腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子。因 物质。 此，要制作人工种子，应该选择编号③；要获得细胞 (3)如果[1]是无病毒植株，则题图所示过程表示的 代谢产物，应该培养到愈伤组织。因此，生产人参 是脱毒苗的培育，培育脱毒苗时，选用的外植体应 皂苷干粉，应该选择编号②。] 该是茎尖或根尖细胞，这种繁殖方式属于无性生 7.(多选)实验人员制备了矮牵牛(2n=14)红色花瓣 殖，子代与亲本的遗传物质相同，因此培养成的植 (液泡呈红色)与枸杞(4n=48)叶肉细胞的原生质 株的基因型为AaBb。 体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下 (4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则题图所 列有关叙述正确的是 示为花粉离体培养，所得的[4幻为单倍体植株；根据 A.可采用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁 自由组合定律可知，单倍体植株的基因型可能是 B.可采用PEG、灭活的病毒、电激、振动等方式促 aB、ab、Ab、AB;单倍体植株弱小，且高度不育，需 进原生质体融合 用秋水仙素处理，使其恢复正常体细胞染色体数， C.可利用显微镜筛选融合后的杂种原生质体 对应的基因型为aaBB、aabb、AAbb、AABB。 D.若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中 答案：(1)脱分化再分化 染色体数目可能为62条或28条或96条 (2)水分无机盐 解析：ACD[植物细胞壁的主要成分是纤维素和 (3)茎尖根尖无性生殖AaBb 果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶去除胞壁，A (4)单倍体aB、ab、Ab、AB植株弱小，高度不育 正确；诱导植物原生质体融合可采用物理法（电激、 秋水仙素aaBB、aabb、AAbb、AABB 振动等)或化学法(PEG),但不能用灭活的病毒，B 易错点警示 -》 错误；根据染色体的数目不同，可利用显微镜筛选 植物组织培养的过程 融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为 某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技 两两融合，则融合后的细胞中染色体数目可能为 术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生 62(14+48)条或28(14+14)条或96(48+48)条，D 根→移栽”。下列有关叙述，错误的是 正确。] A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减 8.将基因型为AaBb的水稻（具有24条染色体）的叶 少消毒剂对细胞的伤害 肉细胞通过无菌操作接人营养成分全面的培养基 B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获 中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图 得染色体加倍的细胞 所示： C.出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的 水稻的某1] 调控 愈伤组织 L2] [3] 种细胞 [4 D.生根时，培养基通常应含&一萘乙酸等生长素类 调节剂 (1)图中的1]过程为 ,[2]过程为 解析：B[消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又 要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A正确；植物 (2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从 细胞融合是指经纤雏素酶和果胶酶处理后得到的 培养基中获得 和小分子 原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞 有机物等营养物质。 不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B错误；出 (3)如果[4]是无病毒植株，则“水稻的某种细胞”应 芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的 选用 或 细胞，这种繁殖方 选择性表达，C正确；Q一茶乙酸为生长素类似物， 式实际上是 ,培养成的植株的基因型 可诱导愈伤组织生根，D正确。] 为 ·46·