专题02 植物细胞工程（期末真题汇编，北京专用）高二生物下学期

**基本信息** 聚焦植物细胞工程两大核心考点，汇编北京多区近年期末真题，以辣椒素生产、紫杉醇提取等真实科研情境为载体，构建基础概念到实验探究的能力梯度。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择题|16题|植物组织培养（外植体消毒、脱分化/再分化、激素调节）、植物体细胞杂交（原生质体制备、融合诱导）|结合国凤兰组织培养光照实验、葡萄脱毒技术等案例，考查无菌操作、实验分析等基础能力| |非选择题|10大题|综合应用（如甘薯体细胞杂交产量分析、花椰菜抗黑腐病育种）、实验设计（如原生质体融合密度优化、抗病性检测）|以紫杉醇工厂化生产、药用植物原生质体融合等前沿应用为情境，融合图表分析与遗传推理，体现科学思维与探究实践素养|

专题02 植物细胞工程 2大高频考点概览 考点01 植物组织培养 考点02 植物体细胞杂交 地 城 考点01 植物组织培养 1．（24-25高二下·北京通州·期末）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（　　） A．用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B．①和②分别表示脱分化和再分化过程 C．果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D．组织培养的培养基中需要加入植物激素 【答案】A 【分析】分析题图：①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程。植物组织培养的环境为无菌环境，为防止杂菌的污染，所用的外植体需要经过消毒处理。 【详解】A、培养基需要用湿热灭菌法灭菌，外植体需要用酒精溶液和次氯酸钠溶液消毒处理，若用湿热灭菌法处理外植体，外植体将失去活性，A错误； B、分析题图可知，①和②分别表示脱分化和再分化过程，B正确； C、植物组织培养属于无性繁殖，能保持亲本的优良性状，故果实细胞的基因型与外植体基因型相同，C正确； D、组织培养的培养基中需要加入植物激素（生长素和细胞分裂素），D正确。 故选A。 2．（24-25高二下·北京海淀·期末）紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（　　） 红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇 A．过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B．过程①②都需在光照条件下培养 C．过程②③需接种到固体培养基上培养 D．过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 【答案】D 【详解】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。其具体流程为：接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→移栽成活。 【分析】A、过程①为脱分化，通常需要生长素和细胞分裂素的浓度比例适中以诱导愈伤组织形成，而非生长素比例远高于细胞分裂素，A错误； B、过程①（脱分化）需避光培养，B错误； C、过程②③为细胞悬浮培养，需在液体培养基中进行以促进细胞增殖，而非固体培养基，C错误； D、细胞全能性需发育为完整个体或分化为其他各种细胞，而过程①②③仅形成愈伤组织或细胞群，未体现全能性，D正确。 故选D。 3．（24-25高二下·北京昌平·期末）下列实验中关于酒精的叙述不正确的是（　　） A．DNA粗提取时用冷酒精溶解DNA B．在涂布前需将涂布器浸泡在酒精中 C．葡萄汁在酵母菌的作用下产生酒精 D．用70%酒精对菊花外植体进行消毒 【答案】A 【分析】本题考察不同实验中酒精的作用，需结合各实验步骤及原理判断。 【详解】A、DNA粗提取时，冷酒精用于析出DNA而非溶解，因DNA在较高浓度酒精中溶解度低，A错误； B、涂布器灭菌需浸泡酒精后灼烧，确保无菌操作，B正确； C、酵母菌无氧呼吸将葡萄糖转化为酒精，符合发酵原理，C正确； D、70%酒精可有效消毒外植体，同时避免过度损伤细胞，D正确。 故选A。 4．（24-25高二下·北京昌平·期末）为探究不同条件对国凤兰组织培养的影响，研究人员开展实验，结果如下表。相关叙述不正确的是（　　） 培养条件 白光 蓝光 红光 黑暗 黑暗IAA 黑暗6-BA 黑暗IAA+6-BA 芽分化率（%） 99.33 95.83 35.83 0 0 0 0 根分化率（%） 67.00 27.67 0 0 0 0 0 注：IAA为生长素类似物，6-BA为细胞分裂素类似物，光照时间为12h/d A．国凤兰愈伤组织再分化形成芽和根 B．光是诱导国凤兰芽分化的必要条件 C．国凤兰芽和根的分化不需要植物激素的诱导 D．光缺乏对芽和根分化的影响不能通过外源激素恢复 【答案】C 【分析】在无菌条件下，将植物器官或组织（如芽、茎尖、根尖或花药）的一部分切下来，放在适当的人工培养基上进行培养，这些器官或组织就会进行细胞分裂，形成新的组织。不过这种组织没有发生分化，只是一团薄壁细胞，叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下，愈伤组织便开始分化，产生出植物的各种器官和组织，进而发育成一棵完整的植株。 【详解】A、愈伤组织的再分化是指在特定条件下形成芽、根等器官的过程。国凤兰愈伤组织再分化形成芽和根，A正确； B、黑暗条件下芽分化率为0，而不同光质下均有分化，说明光是诱导芽分化的必要条件，B正确； C、植物组织培养中芽和根的分化通常需要生长素和细胞分裂素的调控。虽然黑暗中外源激素未诱导分化，但光下国凤兰芽和根的分化依赖内源激素或光和激素协同作用，C错误； D、黑暗条件下添加IAA、6-BA或其组合分化率都为0，说明光缺乏的影响不能通过外源激素弥补，D正确； 故选C。 5．（24-25高二下·北京东城·期末）下述实验操作需在无菌环境条件下进行的是（    ） A．对分解尿素细菌进行显微计数 B．将外植体接种到培养基上 C．从新鲜洋葱中粗提取DNA D．用PCR仪对DNA片段进行扩增 【答案】B 【分析】植物组织培养要求非常严格的无菌环境，如果灭菌不彻底，培养过程中存在污染，会造成培养的幼苗生长缓慢甚至培育失败。 【详解】A、对分解尿素细菌进行显微计数，通常是在已经培养好的菌液中进行操作，不需要在严格的无菌环境下，因为此时主要是对已有的细菌进行计数，A错误； B、将外植体接种到培养基上，植物组织培养过程中，外植体容易受到杂菌污染，一旦污染，杂菌会与外植体争夺营养，影响外植体的生长和分化，所以必须在无菌环境下进行，B正确； C、从新鲜洋葱中粗提取DNA，该实验主要是利用物理和化学方法将DNA从细胞中分离出来，不需要严格的无菌环境，C错误； D、用PCR仪对DNA片段进行扩增，PCR反应体系中有耐高温的DNA聚合酶等物质，并且反应在高温条件下进行，一般杂菌难以生存，不需要在无菌环境下操作，D错误。 故选B。 6．（23-24高二下·北京昌平·期末）酒精是生物学实验中常用的试剂，下列有关酒精应用的叙述错误的是（　　） A．进行DNA粗提取与鉴定时，使用冷酒精溶解DNA B．观察植物根尖细胞有丝分裂时，使用酒精配制解离液 C．在菊花的组织培养时，使用酒精对外植体进行消毒处理 D．检测生物组织中的脂肪时，使用酒精洗去染液浮色 【答案】A 【分析】精是生物实验常用试剂之一，如检测脂肪实验中需用体积分数为50%的酒精溶液洗去浮色；观察植物细胞有丝分裂实验和低温诱导染色体数目加倍实验中都需用体积分数为95%的酒精对材料进行解离；绿叶中色素的提取和分离实验中需用无水酒精来提取色素；果酒和果醋制作实验中可用体积分数为70%的酒精进行消毒，DNA的粗提取和鉴定中可以体积分数为95%的冷酒精进一步纯化DNA等。 【详解】A、“DNA的粗提取与鉴定”实验中，蛋白质能溶于酒精，DNA不溶于酒精，故可以用酒精初步分离DNA与蛋白质，A错误； B、观察植物细胞有丝分裂实验时用体积分数为95%的酒精和盐酸一起制成解离液对材料进行解离，B正确； C、菊花的组织培养中，要用酒精对外植体进行消毒，C正确； D、“检测生物组织中脂肪”实验中，可以用体积分数为50%的酒精洗去苏丹Ⅲ染色后的浮色，D正确。 故选A。 7．（23-24高二下·北京石景山·期末）樱桃是人们喜爱的水果，并且其产生的一种次生代谢物——槲皮素具有抗氧化活性。目前已实现利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列操作或叙述不正确的是（　　） A．通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体，以获得脱毒苗 B．外植体的脱分化和再分化均需要在适宜激素等条件下进行 C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 【答案】C 【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体，因为茎尖一般不含病毒或含病毒极少，这样可以获得脱毒苗，A正确； B、外植体的脱分化和再分化都需要在适宜的激素种类及浓度比例等条件下进行，不同的阶段激素的种类和比例往往不同，B正确； C、次生代谢物不是植物生长发育所必需的，但其具有重要的生理功能或药用价值。选择细胞进行培养时，不仅要考虑产量，还要考虑次生代谢物的含量和活性等因素，C错误； D、利用组织培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，因为组织培养可以模拟植物体内的生理环境和代谢过程，产生一些特殊的化合物，D正确。 故选C。 8．（23-24高二下·北京朝阳·期末）科研人员以携带葡萄灰比诺病毒的“阳光玫瑰”葡萄为材料，研究了外植体取材部位、光照处理和热处理方式对脱除病毒的影响，结果如下表所示。相关叙述错误的是（    ） 组号 温度/光照+湿度/黑暗 接种部位 存活率/% 株系脱毒率/% 1 38℃/16h+38℃/8h 茎尖 50.00 ———— 2 同上 第1腋芽 33.33 ———— 3 同上 第2腋芽 0 ———— 4 38℃/8h+32℃/8h 茎尖 88.89 100.00 5 同上 第1腋芽 94.44 100.00 6 同上 第2腋芽 94.44 83.33 A．接种前不应对外植体消毒，以免干扰各处理条件下的株系脱毒率 B．茎尖和第1、2腋芽都含有顶端分生组织，因此可以作为脱毒材料 C．研究人员未检测1～3组脱毒率的原因可能是该条件下外植体存活率较低 D．生产中应选择38℃/8h光照+32℃/8h黑暗，以第1腋芽为外植体脱毒 【答案】A 【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、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，其原理为植物细胞的全能性。植物组织培养中外植体发育为完整植株的条件为：离体、严格的无菌条件、适宜的培养条件及适宜浓度和比例的激素。 【详解】A、植物组织培养中外植体发育为完整植株必须要有严格的无菌条件，故接种前应对外植体消毒，A错误； B、茎尖和第1、2腋芽都含有顶端分生组织，病毒极少甚至无病毒，可以作为脱毒材料，B正确； C、分析图表可知，1～3组未检测株系脱毒率，可能因为在38℃/16h光照+38℃/8h黑暗条件下外植体存活率低，C正确； D、分析图表可知，38℃/8h光照+32℃/8h黑暗条件下，第1腋芽的存活率和株系脱毒率均较高，因此生产中应选择38℃/8h光照+32℃/8h黑暗，以第1腋芽为外植体脱毒，D正确。 故选A。 9．（23-24高二下·北京西城·期末）在进行“菊花的组织培养”一段时间后，外植体周围出现黄色和白色的菌落，下列说法合理的是（　　） A．该现象可能是微生物污染导致 B．外植体消毒时间越长组培越容易成功 C．培养基中添加生长素避免污染 D．出现菌落不影响外植体形成愈伤组织 【答案】A 【分析】植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成完整植株的潜能；培养过程的顺序是离体植物器官、组织或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织，再分化形成根、芽等器官进而形成新的植物体。 【详解】A、微生物污染是组织培养中常见的问题尤其是在无菌操作条件不严格的情况下，黄色和白色菌落的出现很可能是细菌或真菌的生长，这些微生物可以从环境、培养基、甚至是植物材料本身带入，A正确； B、外植体消毒时间越长，并不意味着组织培养就越容易成功。过长的消毒时间可能会对外植体造成伤害，影响其生长或甚至导致死亡。消毒的目的是去除潜在的微生物污染，但需要找到一个平衡点，以确保外植体的存活和健康，B错误； C、培养基中添加生长素(如激素)是为了促进外植体的生长和分化，而不是为了避免污染。虽然生长素对植物细胞的生长和分化至关重要，但它们并不能防止微生物污染，C错误； D、出现菌落很可能会影响外植体形成愈伤组织，因为微生物污染可能会竞争营养物质，释放有害物质，甚至直接侵害植物细胞，从而影响外植体的健康和愈伤组织的形成，D错误。 故选A。 10．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列实验操作程序不正确的是（    ） A．蔬菜加工+泡菜盐水→加调料、装坛泡菜 B．动物组织制备细胞悬液→原代培养→传代培养 C．挑选葡萄、冲洗、榨汁果酒果醋 D．离体组织消毒、接种愈伤组织试管苗 【答案】B 【分析】果酒和果醋制作过程中的相关实验操作： （1）材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。 （2）灭菌：①榨汁机要清洗干净，并晾干。②发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒。 （3）榨汁：将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。 （4）发酵：①将葡萄汁装入发酵瓶，要留要大约三分之一的空间，并封闭充气口。②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃，时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行。及时的监测。③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。 【详解】A、泡菜的制作的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，A正确； B、动物细胞培养过程中，制备细胞悬液需要利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开，B错误； C、果酒果醋制作过程中，先酵母菌无氧呼吸产生果酒，再醋酸菌有氧呼吸产生果醋，C正确； D、植物组织培养的流程是：离体细胞消毒、接种，然后脱分化形成愈伤组织，再分化形成试管苗，D正确。 故选B。 11．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列实验操作程序不正确的是（    ） A．蔬菜加工+泡菜盐水→加调料、装坛无氧发酵→泡菜 B．动物组织+纤维素酶→制备细胞悬液→原代培养→传代培养 C．挑选葡萄、冲洗、榨汁无氧发酵→果酒→有氧发酵→果醋 D．离体组织消毒、接种→脱分化→愈伤组织→再分化→试管苗 【答案】B 【分析】果酒和果醋制作过程中的相关实验操作：（1）材料的选择与处理：选择新鲜的葡萄，榨汁前先将葡萄进行冲洗，除去枝梗。（2）灭菌：①榨汁机要清洗干净，并晾干。②发酵装置要清洗干净，并用70%的酒精消毒。（3）榨汁：将冲洗除枝梗的葡萄放入榨汁机榨取葡萄汁。（4）发酵：①将葡萄汁装入发酵瓶，要留要大约三分之一的空间，并封闭充气口。②制葡萄酒的过程中，将温度严格控制在18℃～25℃（或18℃～30℃），时间控制在10～12d左右，可通过出料口对发酵的情况进行及时的监测。③制葡萄醋的过程中，将温度严格控制在30℃～35℃，时间控制在前7～8d左右，并注意适时通过充气口充气。 【详解】A、泡菜的制作的原理是乳酸菌无氧呼吸产生乳酸，A正确； B、动物细胞培养过程中，制备细胞悬液需要利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶使细胞分散开，B错误； C、果酒果醋制作过程中，先酵母菌无氧呼吸产生果酒，再醋酸菌有氧呼吸产生果醋，C正确； D、植物组织培养的流程是：离体细胞消毒、接种，然后脱分化形成愈伤组织，再分化形成试管苗，D正确。 故选B。 12．（23-24高二下·北京东城·期末）动物细胞培养和植物组织培养技术都是细胞工程的基础性技术，两种技术都（　　） A．能实现大量获得细胞产物 B．以细胞的全能性为技术原理 C．需要使用液体培养基 D．使用酶将组织分散为细胞 【答案】A 【分析】1、植物组织培养是指将离体的植物器官、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，其原理为植物细胞的全能性。植物组织培养中细胞表现出全能性的条件为：离体、严格的无菌条件、适宜的培养条件及适宜浓度和比例的激素。 2、动物细胞培养：指从动物细胞中取出相关的组织，将它们分散成单个细胞，然后在适宜的条件下，让这些细胞生长和增殖的技术。 【详解】A、动物细胞培养的可获得大量的细胞或细胞产物，生产实践中可将外植体脱分化获得愈伤组织，再经过细胞分裂可获得大量细胞进而获得大量细胞产物，即动物细胞培养和植物组织培养技术都能实现大量获得细胞产物，A正确； B、动物细胞培养过程中没有发育成完整个体，也没有分化成其他各种细胞，没有体现细胞的全能性，B错误； C、植物组织培养技术使用固体培养基，动物细胞培养一般使用液体培养基，C错误； D、植物组织培养技术不需要用酶将组织分散成细胞，动物细胞培养需要用胰蛋白酶或胶原蛋白酶将组织分散为细胞，D错误。 故选A。 13．（22-23高二下·北京西城·期末）盾叶薯蓣根茎富含薯蓣皂素，可用于治疗心血管病等。利用植物细胞工程可快捷、大量地生产薯蓣皂素。下图是盾叶薯蓣愈伤组织生长曲线，下列说法错误的是（    ） A．不同植物激素的浓度和比例会影响愈伤组织的增重 B．愈伤组织后期增重缓慢与营养减少和代谢废物积累有关 C．愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性 D．通过植物组培获得大量薯蓣植株，实现薯蓣皂素的工厂化生产 【答案】D 【分析】据图可知，随着培养时间的延长，愈伤组织增重量先增加后有所减小的趋势。 【详解】A、在植物组织培养过程中，不同植物激素的浓度和比例会影响愈伤组织的生长和分化，即会影响愈伤组织的增重，A正确； B、愈伤组织后期增重缓慢与培养基中营养减少和代谢废物积累有关，B正确； C、据图可知，培养30天后，愈伤组织增重有所减少，说明其分裂能力下降，因此愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性，C正确； D、实现薯蓣皂素的工厂化生产，只需培养到愈伤组织时期即可，D错误。 故选D。 14．（22-23高二下·北京大兴·期末）由于长期的人为定向选择及栽培，花椰菜（2n=18，用MM表示）对黑腐病无抗性，黑芥（2n=16，用NN表示）为花椰菜近缘野生种，其对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线（UV）照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，获得抗黑腐病的杂合植株。 (1)图①是有活力的原生质体，其是用_____酶处理植物细胞后获得的。 (2)利用_____诱导黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，显微镜观察，初步筛选出融合细胞，继续培养。 (3)融合细胞经过_____过程形成图②的愈伤组织，再经过_____过程形成图③。理论上获得的杂种植株染色体组成为_____（用字母M和N表示），含有_____个染色体组。 (4)如果要检测上述技术是否成功改造花椰菜，使其具有了黑芥对黑腐病的抗性，该如何设计实验？请写出实验思路_____。 (5)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表。 植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株H1 杂合新植株H2 杂合新植株H3 染色体数/条 18 16 58 19 30 ①表中数据显示，杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因是_____。 ②根据杂合细胞染色体数目的特点，尝试写出这种融合过程可能具有的应用价值_____。 【答案】(1)纤维素酶和果胶 (2)PEG（聚乙二醇） (3) 脱分化 再分化 MMNN 4 (4)将杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较其生长情况。能正常生长的说明其具有了黑芥对黑腐病的抗性 (5) 融合是随机的，可能存在多个细胞的融合；融合后部分染色体可能会丢失； 能克服远缘杂交不亲和障碍，实现不同物种之间杂交形成多倍体 【分析】植物体细胞杂交技术：（1）定义：是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。（2）过程：①诱导融合的方法：物理法和化学法，化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；④杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】（1）酶具有专一性，植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可获得有活力的原生质体。 （2）利用PEG（聚乙二醇）诱导原生质体融合可获得杂种细胞。 （3）融合细胞经过脱分化过程形成图②的愈伤组织，再经过再分化过程形成图③胚状体。花椰菜2n=18，用MM表示，黑芥2n=16，用NN表示，理论上获得的杂种植株染色体组成是两种细胞染色体组成的和，为MMNN，含有4个染色体组。 （4）若要检测杂种植株是否具有了黑芥对黑腐病的抗性，可对杂种植株接种黑腐病菌，检测其是否具有抗性。若能正常生长的即为对黑腐病有抗性的杂种植株。 （5）①理论上杂合植株所含染色体数目为18+16=34条，但杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，原因可能是融合过程中染色体会丢失，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，可能是融合是随机的，存在多个细胞融合且融合后存在部分染色体丢失的现象。 ②植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，实现远缘杂交育种；在培育植物新品种等方面展示出独特的优势，即这种融合可以实现跨物种之间杂交形成多倍体。 15．（23-24高二下·北京大兴·期末）研究人员以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。 (1)在植物组织培养过程中，根段细胞经过细胞分裂素(CK)与________的调节形成愈伤组织，此后调整培养基中两者的________诱导愈伤组织的再分化。 (2)在愈伤组织生芽过程中，CK 通过A 基因和W基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将 A 基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK 与生长素比例高的培养基(高CK)中诱导生芽，在此过程中测定 W基因的表达量，结果如图1。 ①据图1分析，野生型的 W基因表达量与高CK诱导时间的关系是________。 ②分析图1结果，依据________，表明在高CK诱导下A基因促进 W基因表达。 (3)用转基因方法在上述突变体a中过量表达 W基因，获得材料甲。将材料甲 突变体a 和野生型三组愈伤组织在高CK 培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此得出的结论有_。 A．A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用 B．W 基因的表达产物调控A 基因的表达 C．缺失 A 基因时 W基因少量表达不能促进生芽 D．过量表达 W 基因可使生芽时间提前 (4)Y基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现，在高 CK诱导条件下，突变体a 中 Y 基因的表达量明显高于野生型。依据此发现和上述所有实验结果，完善在生芽过程中有关基因和植物激素的相互关系模式图________。请在方框中选填“A 基因”“W 基因”“Y基因”，在括号中选填“+”或“-”(“+”表示促进,“-”表示抑制)。 【答案】(1) 生长素 比例 (2) 随着高CK 诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高 和野生型相比，随着高CK诱导时间的延长，突变体a的W基因表达量始终较低 (3)ACD (4)     【分析】离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株。 【详解】（1）细胞分裂素和生长素是植株组织培养的关键激素，在组织培养过程中，根段细胞经过细胞分裂素与生长素的调节形成愈伤组织，此后调整培养基中二者的比例可诱导愈伤组织分化，细胞分裂素与生长素的比例高有利于生芽，比值低时有利于根的分化。 （2）①由图1分析可知，野生型的W基因表达量与高CK 诱导时间的关系是随着处理时间的延长，W基因的表达量显著升高， ②分析图1结果，和野生型相比，随着高CK诱导时间的延长，突变体a的W基因表达量始终较低，说明在高CK诱导下A基因促进W基因表达。 （3）AC、分析图2可知，由野生型曲线和突变体a曲线对比可知，A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用，缺失A 基因时W基因表达较弱，不能促进生芽，AC正确； B、由题干信息可知，材料甲体内的W基因过量表达，突变体a的A基因不能表达，野生型是正常的，B错误； D、由材料甲曲线和野生型曲线比较可知，过量表达W基因可使生芽时间提前，D正确。 故选ACD。 （4）Y基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现，在高CK诱导条件下，突变体a中Y基因的表达量明显高于野生型。依据此发现和（3），分析可知，A基因的表达产物可促进W基因的表达，W基因表达产物促进愈伤组织生芽；A基因表达产物抑制Y基因的表达，最终生长素减少，促进愈伤组织生芽。具体如图：       16．（22-23高二下·北京石景山·期末）生姜自古被医学家视为药食同源的保健品。研究者对生姜的繁殖以及药用价值开展了相关研究。 (1)生姜通常采用无性繁殖的方式进行生产，但感染的病毒很容易在植株体内累积。生姜的茎尖分生区附近无病毒，可作为组织培养的_______，经脱分化形成_______，再将其接种到含特定激素的培养基上，可以诱导其_______成芽和根，进而发育成完整植株。诱导分化生根的培养基中，生长素的含量_______（填“多于”“少于”或“等于”）细胞分裂素的含量。 (2)生姜块茎可以提取生姜精油，为进一步研究生姜精油的药用价值，科研人员进行了如下的两个实验。 实验一：分别取0.1mL的表皮葡萄球菌（A）、金黄色葡萄球菌（B）、枯草芽孢杆菌（C）悬液涂布于培养基中。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔，向4个小孔中分别加入不同添加物，添加情况及实验结果如下表所示。实验结果表明_______。 组别 （小孔编号） 小孔添加物 对不同菌种的抑菌圈直径（mm） A B C 1 150μL纯生姜精油 13.4 13.3 13.9 2 150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1∶1） 15.8 15.6 15.6 3 150μL缓冲液（空白对照） 8 8 8 4 150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1∶1） 8 8 8 注：吐温是一种非离子型表面活性剂，常作为水包油型乳化剂 实验二：向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后，测定衰老相关基因SODⅠ、TOR、MTH的表达量，结果见下图。已知生姜精油具有抗衰老的作用，请判断上述3种基因与细胞衰老的关系是_______。 (3)若要将生姜精油应用于相关产品的开发，除了安全性以外，还应研究的问题包括_______。（答出两个即可） 【答案】(1) 外植体 愈伤组织 再分化 多于 (2) 生姜精油具有抑菌的作用，且吐温溶液能增强生姜精油的抑菌效果 SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老，TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老 (3)使用方法、使用剂量、提取方法等 【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、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。 【详解】（1）生姜的顶端分生区附近无病毒，可作为组织培养的外植体，经脱分化形成愈伤组织，在再分化的培养基上诱导再分化形成芽和根，进而发育成完整植株。细胞分裂素和生长素的比值会影响愈伤组织分化的方向，通常在诱导分化生根的培养基中，需要使生长素的含量多于细胞分裂素的含量，因为生长素能促进生根。 （2）由表格可知，小孔添加150μL纯生姜精油对不同菌种的抑菌圈直径，比空白对照组以及添加150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1∶1）都要大，说明纯生姜精油对不同菌种均有抑制作用。另外，小孔添加150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1∶1）对不同菌种的抑菌圈直径比小孔添加150μL纯生姜精油的抑菌圈直径大，说明吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用，综上所述，实验结果表明纯生姜精油具有抑菌的作用，且吐温溶液可以增加纯生姜精油的抑菌作用。由题意可知，生姜精油具有抗衰老的作用，根据柱形图结果可知，与对照组相比，SODI基因的表达量随生姜精油的浓度增大而增大，而TOR和MTH基因表达量减小，说明SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老，TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老。 （3）由于生姜精油具有一定的价值，因此要进行生姜精油相关产品的开发，在开发生姜精油等相关产品时，除了安全性以外，还可以研究生姜精油的提取方法（提高提取的纯度和产量）、使用剂量（口服或外用）、使用方法、原料来源、经济成本等。 地 城 考点02 植物体细胞杂交 17．（24-25高二下·北京房山·期末）利用植物体细胞杂交技术培养番茄—马铃薯杂种植株，过程如图。下列说法正确的是（　　） A．过程①需要使用胰蛋白酶处理两种细胞 B．过程②可以使用灭活病毒诱导促使其融合 C．可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体 D．过程③需要光照诱导杂种细胞发生再分化 【答案】C 【分析】分析题图：①表示用酶解法去除细胞壁；②是诱导原生质体融合；③是杂种细胞经脱分化形成愈伤组织；④是愈伤组织经再分化形成杂种植株。 【详解】A、过程①是去除植物细胞壁获得原生质体，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，所以应使用纤维素酶和果胶酶处理两种细胞，A错误； B、过程②是诱导原生质体融合，诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法。物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等。灭活病毒可用于诱导动物细胞融合，但不能用于诱导植物原生质体融合，B错误； C、由于番茄的原生质体细胞膜用红色荧光标记，马铃薯的原生质体细胞膜用绿色荧光标记，所以融合的原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光，可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体，C正确； D、过程③是杂种细胞经脱分化形成愈伤组织，一般不需要光照，培养基中需加入植物激素来诱导杂种细胞发生脱分化，D错误。 故选C。 18．（24-25高二下·北京丰台·期末）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（    ） A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 【答案】B 【详解】A、板蓝根和油菜属于不同物种，不同物种之间存在生殖隔离，A正确； B、植物体细胞杂交技术通过细胞融合实现，属于无性生殖范畴，无需对母本去雄（去雄是防止自花传粉的有性杂交步骤），B错误； C、杂种细胞需在培养基中经脱分化形成愈伤组织，再通过再分化发育成完整植株，C正确； D、杂种细胞最终发育为完整植株，体现了植物细胞的全能性，D正确。 故选B。 19．（24-25高二下·北京顺义·期末）小麦抗盐能力较弱，高冰草具有耐盐特征。科研人员通过图示方法培育高产、耐盐小麦新品系。下列分析不正确的是（    ） A．①过程需使用纤维素酶和果胶酶 B．实现过程②不依赖膜的流动性 C．③过程需要借助组织培养技术 D．耐盐小麦可能获得多个耐盐基因 【答案】B 【分析】题图表示的是植物体细胞杂交的过程，①表示用纤维素酶和果胶酶处理形成原生质体，②表示经过诱导融合后形成的原生质体，③表示再生出细胞壁的杂种细胞，然后通过植物组织培养将其培养形成植株，并在高盐环境下筛选耐盐的植株。 【详解】A、①表示用纤维素酶和果胶酶处理形成原生质体，A正确； B、②为经过诱导融合后形成的原生质体，原生质体融合的原理是细胞膜的流动性（依赖膜的流动性实现两个细胞的融合），B错误； C、过程③涉及 “杂种细胞培育为杂种植株”，植物体细胞杂交中，融合后的杂种细胞需通过植物组织培养技术（脱分化形成愈伤组织，再分化形成植株）培育为完整植株，C正确； D、高冰草具有耐盐特征，其基因组中可能含有多个耐盐基因。通过体细胞杂交，高冰草的全部遗传物质（包括多个耐盐基因）可转移到杂种细胞中，因此培育出的耐盐小麦可能获得多个耐盐基因，D正确。 故选B。 20．（24-25高二下·北京·期末）科学家以水稻（2n=24）和稗草（2n=54）为材料，利用植物体细胞杂交技术获得了具有稗草抗逆性（如耐盐、抗除草剂）的水稻，流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．获得原生质体时，需要在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．原生质体融合前需用胰蛋白酶处理，以获得有活力的原生质体 C．可以用离心、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合 D．该技术打破水稻与稗草之间的物种界限，实现了远缘杂交育种 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交技术是将不同种植物的体细胞，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。该技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，为培育新品种提供了新途径。 【详解】A、植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶，需用纤维素酶和果胶酶去除。但原生质体无细胞壁保护，在低渗溶液中会因吸水破裂，因此需在等渗或适宜的高渗溶液中处理， A错误； B、胰蛋白酶的作用是分解动物细胞间的蛋白质，使动物细胞分散，而植物原生质体制备无需胰蛋白酶，B错误； C、灭活病毒是动物细胞融合的诱导方法，不适用于植物原生质体融合，原生质体融合的诱导方法包括，物理法：离心、振动、电融合等；化学法：聚乙二醇（PEG）融合法，C错误； D、水稻和稗草属于不同物种，存在生殖隔离（远缘杂交不亲和），植物体细胞杂交技术通过融合二者的原生质体，直接获得杂种细胞并培育成植株，打破了物种界限，实现了远缘杂交育种， D正确。 故选D。 21．（24-25高二下·北京西城·期末）采用“叶肉原生质体+胚性愈伤组织原生质体”融合模式进行育种，获得了柑橘种间杂种植株和少量同源四倍体植株。相关叙述错误的是（　　） A．采用酶解法获得原生质体时需要无菌操作 B．植物激素的浓度和比例影响愈伤组织形成和分化 C．只有杂种融合细胞能发育形成完整植株 D．采用原生质体融合可克服柑橘远缘杂交不亲和 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交技术的实质是将来自两个不同植物原生质体的融合，这就需要使用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体，再应用化学法（聚乙二醇）或物理方法诱导原生质体融合。 【详解】A．酶解法使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，操作需在无菌条件下进行以避免杂菌污染，A正确； B．植物激素（如生长素和细胞分裂素）的浓度及比例直接调控愈伤组织的形成和再分化过程，B正确； C．融合细胞包括杂种细胞（异源融合）和同源融合细胞（如叶肉原生质体自融形成同源四倍体），题干中明确提到“少量同源四倍体植株”，说明同源融合细胞也能发育为完整植株，C错误； D．原生质体融合技术通过细胞水平融合绕过生殖隔离，克服了远缘杂交不亲和的障碍，D正确。 故选C。 22．（24-25高二下·北京东城·期末）白叶枯病是水稻最严重的病害之一，疣粒野生稻具有高度抗病性。利用疣粒野生稻与栽培稻进行体细胞杂交培育抗病植株（如下图）。对获得的72株杂种植株鉴定，发现24株染色体数目在27~38条之间，40株表现抗病。下列叙述不正确的是（    ） A．①用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体 B．②可用聚乙二醇、灭活病毒等方法处理，获得融合细胞 C．杂种植株形成说明两种细胞融合后分裂能力恢复 D．杂种植株细胞中染色体的丢失可能与X射线照射有关 【答案】B 【分析】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株的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展现出独特的优势。原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】A、①为获得原生质体，可纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得，A正确； B、②获得融合细胞，灭活病毒诱导法用于动物细胞融合，B错误； C、由题可知，X射线处理及碘乙酰胺处理后的原生质体均不能进行细胞分裂，故杂种植株形成说明两种细胞融合后分裂能力恢复，C正确； D、X射线照射可能会导致疣粒野原生质体中染色体丢失，从而导致融合细胞形成的杂种植株细胞中染色体的丢失，D正确。 故选B。 23．（23-24高二下·北京昌平·期末）下列关于植物细胞工程的叙述错误的是（　　） A．利用植物组织培养技术获得的植株能保持亲本的优良性状 B．植物体细胞杂交技术可克服远缘杂交不亲和的障碍 C．用花药培养得到单倍体植株不需要用到植物组织培养技术 D．对高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养可获得大量次生代谢产物 【答案】C 【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（包括微型繁殖，作物脱毒、人工种子等）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、植物组织培养技术属于无性繁殖，因此利用植物组织培养技术获得的植株，能保持亲本的优良性状，A正确; B、植物体细胞杂交技术能克服生物远缘杂交不亲和的障碍，B正确； C、花药培养是一种植物组织培养技术，通过这一技术可以从花药中诱导出单倍体植株。这个过程涉及到在适当的培养基上培养花药，以促进花粉发育成完整的植株，需要利用植物组织培养，C错误； D、对高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养可以获得大量次生代谢产物，D正确； 故选C。 24．（23-24高二下·北京昌平·期末）红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，为了培育产生紫杉醇的柴胡，科研人员用一定剂量的紫外线照射从红豆杉愈伤组织中获得的原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体诱导融合得到融合细胞。下列说法错误的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体 B．原生质体的融合依赖细胞膜的流动性 C．融合的原生质体可直接进行植物组织培养 D．可利用PCR技术鉴定是否为杂种细胞 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交技术： (1)概念：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。 (2)过程：①诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等.化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂；②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；④杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。 (3)意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】A、植物细胞有细胞壁，所以在两种植物细胞融合前，需要用纤维素酶和果胶酶处理，A正确； B、原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性，B正确； C、融合的原生质体需要经过筛选后进行植物组织培养，C错误； D、可利用PCR技术扩增DNA，鉴定是否为杂种细胞，D正确。 故选C。 25．（23-24高二下·北京海淀·期末）植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术的共性是（    ） A．均出现贴壁生长现象 B．融合细胞的染色体组数均增加 C．均需用胰蛋白酶处理 D．均可用灭活的病毒诱导细胞融合 【答案】B 【分析】植物体细胞杂交技术是先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体，然后诱导两个原生质体融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术，将杂种细胞培育成杂种植株。 【详解】 A、动物细胞培养过程中会出现贴壁生长现象，而植物体细胞杂交技术过程中不会出现贴壁生长现象，A错误； B、植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术得到的融合细胞的染色体组数均增加，B正确； C、植物体细胞杂交技术过程中不需要用胰蛋白酶处理，C错误； D、植物体细胞杂交技术过程中不能用灭活的病毒诱导细胞融合，D错误。 故选B。 26．（23-24高二下·北京大兴·期末）科研人员通过体细胞杂交技术将白菜和紫甘蓝的细胞融合后，培养获得植株甲。下列叙述错误的是（    ） A．在两种细胞融合之前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．低渗溶液有利于制备原生质体及诱导融合的过程 C．植株甲表现出的性状是基因选择性表达的结果 D．白菜和紫甘蓝体细胞杂交打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种 【答案】B 【分析】进行植物体细胞杂交时需要用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除植物细胞的细胞壁，然后用相应的诱导方法诱导原生质体融合，植物细胞的融合通常使用化学法（聚乙二醇）或物理方法诱导融合，融合后的杂种细胞利用植物的组织培养技术培育成植株。 【详解】A、两种细胞融合之前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确； B、诱导原生质体融合的过程不能在低渗溶液中进行，以防止原生质体吸水涨破，B错误； C、由于基因选择性表达，获得的植株甲能表现出相应的性状，C正确； D、白菜和甘蓝属于两个不同的物种，通过植物体细胞杂交打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种，D正确。 故选B。 27．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列过程中不涉及植物组织培养技术的是（    ） A．培育甘蓝——萝卜的体细胞杂交植株 B．用植物茎尖培养可减少病毒感染的脱毒苗 C．用秋水仙素处理单倍体西瓜幼苗获得二倍体植株 D．利用植物细胞生产药品、调料等细胞产物 【答案】C 【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。 【详解】A、甘蓝和萝卜体细胞经过细胞融合技术形成杂种细胞，杂种细胞再利用植物组织培养技术培育成为杂种植株，A不符合题意； B、植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性，故可利用植物茎尖通过植物组织培养技术得到的脱毒苗，B不符合题意； C、用秋水仙素处理单倍体西瓜幼苗获得二倍体植株不需要经过植物组织培养技术，C符合题意； D、利用植物细胞生产药品、调料等细胞产物，需要将离体的组织通过脱分化形成愈伤组织，利用了植物组织培养技术，D不符合题意。 故选C。 28．（23-24高三上·北京海淀·期末）紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（    ） A．加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体 B．用灭活病毒诱导法可促进细胞融合 C．融合的细胞即为杂交细胞 D．杂交细胞不一定具备双亲的优良性状 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交技术的基本流程：去除细胞壁制备原生质体→诱导原生质体的融合→杂种细胞→愈伤组织→杂种植株。 【详解】A、紫花苜蓿培育过程中不需要使用胰蛋白酶，需要使用生长素和细胞分裂素等植物激素，需要纤维素酶除去细胞壁，A错误； B、诱导植物细胞原生质体融合的方法有物理诱导和化学诱导两种，没有生物诱导，B错误； C、融合的细胞不一定为杂交细胞，也可能为同种细胞，需要进一步筛选，C错误； D、基因的表达可能存在相互干扰，杂交细胞不一定具备双亲的优良性状，D正确。 故选D。 29．（24-25高二下·北京朝阳·期末）甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。 (1)徐薯X18与野生种K121细胞经________酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、_________法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过_______、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中________是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 (2)研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。 图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是_______。 (3)研究者为分析XT1遗传特性，进行以下实验： ①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自_______。 ②核基因组条带统计如下表： 类型 双亲共有条带 K121特有条带 X18特有条带 新条带 条带数 373 60 629 141 结果说明，XT1的再生过程中较多的保留了__________。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中__________导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。 (4)植物体细胞杂交的意义是：__________。 【答案】(1) 纤维素酶、果胶 高Ca2+-高pH融合 脱分化 生长素、细胞分裂素的浓度和比例 (2)正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18 (3) X18 X18特有条带及双亲共有遗传物质 染色体变异 (4)克服远缘杂交障碍,培育兼具亲本优良性状的新品种 【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系）。植物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。 【详解】（1）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，徐薯X18与野生种K121细胞经纤维素酶、果胶酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过脱分化、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中生长素、细胞分裂素的浓度和比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 （2）图1结果为正常条件下，XT1的产量接近X18，而干旱胁迫下，XT1的产量高于X18，表明XT1兼具双亲优良性状。 （3）①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的叶绿体、线粒体DNA特异性片段的电泳条带与X18相同，故XT1的细胞质基因主要来自X18。    ②根据表格可知：XT1的再生过程中较多的保留了X18特有条带及双亲共有遗传物质。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中染色体变异导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。 （4）植物体细胞杂交能够克服远缘杂交障碍，培育兼具亲本优良性状的新品种。 30．（24-25高二下·北京昌平·期末）水稻规模化育种，杂交时不易人工去雄，使用雌花正常、雄花败育的雄性不育系可省去人工去雄。水稻细胞质可育和不育基因分别用N和S表示，细胞核可育和不育基因分别用R和r表示，只有S和rr基因同时存在时，才表现为雄性不育。科研人员制备水稻不育系同型保持系过程如下图。 (1)外植体细胞在人工条件下发生_______，形成愈伤组织，以酶解法获得原生质体，加入________试剂诱导融合。为防止微生物改变水稻的遗传信息，需全程保持______条件。 (2)下列实验中关键步骤的叙述，正确的是________（多选）。 A．I过程可用花药离体培养获取愈伤组织B B．Ⅱ过程采用振荡培养以保证细胞有氧呼吸 C．Ⅲ过程需对纤维素酶、果胶酶进行高温灭菌 D．V过程先诱导愈伤组织长芽，后诱导其生根 (3)用适宜剂量紫外线和适宜浓度碘乙酰胺分别处理相应的原生质体，可省去______步骤，提高原生质体正确融合的比例。 (4)利用不育系同型保持系C和不育系杂交，使后代保持雄性不育，降低生产成本。请写出该杂交过程的遗传图解：________（必须写出配子）。 【答案】(1) 脱分化 聚乙二醇（PEG） 无菌 (2)BD (3)人工筛选融合子 (4)遗传图解： 【分析】（1）植物体细胞杂交技术是将不同种植物的体细胞，在人工诱导下融合成杂种细胞，并通过植物组织培养技术培育成新的杂种植株的技术。 （2）诱导原生质体融合：物理方法：电融合法、离心法；化学方法：聚乙二醇（PEG） 融合法、高Ca2+-高pH融合法。 【详解】（1）外植体细胞形成愈伤组织的过程为脱分化；诱导原生质体融合常用聚乙二醇（PEG） 作为化学试剂；植物组织培养和原生质体融合过程需全程保持无菌条件，防止微生物污染干扰实验。 （2） A、Ⅰ 过程获取的愈伤组织 B 来自不育系的体细胞（而非花药），若用花药离体培养，获得的是单倍体，与图中 “同型保持系” 的遗传背景不符，A错误； B、Ⅱ 过程为原生质体培养，振荡培养可增加培养液溶氧量，保证细胞有氧呼吸，促进细胞增殖，B正确； C、纤维素酶、果胶酶的化学本质是蛋白质，高温灭菌会破坏其活性，需采用过滤灭菌保留酶活性，C错误； D、植物组织培养中，先诱导愈伤组织长芽，后诱导生根，有利于幼苗形成，D正确。 故选BD。 （3）紫外线和碘乙酰胺处理使原生质体失去部分功能，仅正确融合的细胞能存活，减少筛选步骤。 （4）同型保持系 C 需满足与不育系杂交后，后代仍为Srr（保持不育特性）。因此保持系的细胞质基因为 N（可育），细胞核基因为 rr（与不育系一致），基因型为Nrr。杂交时，父本（保持系）产生配子为Nr，母本（不育系）产生配子为Sr，子代基因型为Srr（细胞质基因随母本为 S，细胞核基因 rr），表现为雄性不育，实现 “后代保持不育” 的目的。 31．（23-24高二下·北京朝阳·期末）枸杞是一味传统中药，野生黑果枸杞富含花青素，且抗逆性强，但比人工种植的宁夏枸杞个体小、产量低。研究人员尝试利用不对称植物体细胞杂交技术将野生黑果枸杞的抗逆性状转移到宁夏枸杞中。 (1)愈伤组织细胞生长旺盛，是制备原生质体的良好材料。在特定的培养条件下，外植体经过______转变成愈伤组织，培养基中________是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 (2)不对称植物体细胞杂交操作过程如下： ①对黑果枸杞原生质体进行辐射处理，使其细胞核中的______部分断裂，用药物处理宁夏枸杞原生质体，使其细胞质中的某些酶失活，两种原生质体都失去分裂能力。 ②用化学诱导剂_________诱导原生质体融合，培养体系中只有两种不同枸杞的融合原生质体可分裂形成再生愈伤组织。 (3)研究人员对3种愈伤组织的同工酶进行检测。同工酶是功能相同，但酶本身的分子结构、理化性质等方面有所不同的一组酶。 ①过氧化氢酶的功能是______。将提取的愈伤组织蛋白质进行电泳，电泳后的凝胶浸泡在淀粉、KI和H2O2混合溶液中，已知KI遇O2生成I2，一段时间后过氧化氢酶所在部位显色，如下图所示。显色条带为_____色，显色深浅由酶的_______决定。 ②结果显示融合原生质体再生愈伤组织中缺乏来自______的部分过氧化氢同工酶，原因可能是_______。 (4)本研究中，获得多株杂种植株后下一阶段的研究方向是___________。 【答案】(1) 脱分化 生长素、细胞分裂素的浓度、比例 (2) 染色体（DNA） 聚乙二醇（PEG） (3) 催化过氧化氢分解 蓝 活性 宁夏枸杞和黑果枸杞 相关基因丢失或未表达 (4)依据其抗逆性进一步筛选 【分析】植物组织培养是一种在无菌条件下，将植物的离体器官、组织或细胞培养在人工配制的培养基上，使其发育成完整植株的技术。 【详解】（1）植物组织培养，在特定的培养条件下，外植体经过脱分化转变成愈伤组织；培养基中生长素、细胞分裂素的浓度、比例是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 （2）①对黑果枸杞原生质体进行辐射处理，使其细胞核中的染色体（DNA）部分断裂，导致其发生变异，使其细胞质中的某些酶失活，两种原生质体都失去分裂能力。 ②用化学诱导剂聚乙二醇（PEG）诱导植物细胞原生质体融合。 （3）①过氧化氢酶的功能是催化过氧化氢分解。 首先，过氧化氢酶的主要功能是催化过氧化氢分解为水和氧气。在实验中，通过特定的方法可以检测过氧化氢酶的活性。在进行同工酶电泳时，会使用特定的显色剂。如果存在过氧化氢酶，它会与显色剂发生反应，从而产生显色现象。通常，如果显色结果为蓝色，说明存在过氧化氢酶的作用。显色的深浅程度与过氧化氢酶的活性密切相关。 ②在对融合原生质体再生愈伤组织进行检测时，发现其中缺少宁夏枸杞和黑果枸杞部分过氧化氢同工酶。这意味着在融合过程中，可能由于相关基因丢失或未表达等其他遗传变化，导致某些原本存在于亲本中的过氧化氢同工酶基因没有在融合后的细胞中正常表达，或者表达量显著降低，以至于在检测中无法呈现出相应的同工酶条带。 （4）比如可以进一步研究杂种植株的生长特性、生理特性、对环境的适应性、依据其抗逆性进一步筛选，或者探索如何提高杂种植株的产量、品质等方面。 32．（23-24高二下·北京西城·期末）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用植物体细胞杂交技术育种 植物体细胞杂交技术分为对称杂交和不对称杂交。对称杂交是指双亲细胞的遗传物质完整融合于杂种植株中，但远缘体细胞杂交往往出现双亲染色体排斥及随机丢失、愈伤组织难以分化、杂种细胞形态异常等现象。因此，科学家发展了不对称体细胞杂交技术，即通过射线、紫外线等因素处理供体（提供少量遗传物质的细胞）原生质体，造成部分染色体断裂、易位、消除，用碘乙酰胺（IOA）处理受体原生质体，抑制其细胞分裂，之后融合时只将供体部分染色体或基因转移到受体亲本。 花椰菜（2n=18）营养价值和经济价值较高，但其生产常受到多种病害影响。黑芥（2n=16）携带抗黑腐病等抗性基因。以黑芥叶肉细胞为供体、花椰菜下胚轴细胞为受体，利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜。融合后筛选杂种细胞的方法很多，可在显微镜下观察融合原生质体的形态、检测染色体数目，通过流式细胞仪测定融合细胞DNA含量，观察杂种植株的性状表现等。 除花椰菜和黑芥外，育种工作者尝试进行多种作物的不对称体细胞杂交，如抗白叶枯病的疣粒野生稻和栽培水稻杂交、耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦杂交，以期获得优质高产的水稻和小麦。不对称杂交获得的杂种植株大多表现为供体和受体的中间类型，但有少数杂种表型偏向受体植株，这些类型的杂种植株将成为创新育种的理想材料。 (1)请在①~⑤中补充恰当的名称，完善利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病花椰菜的部分技术流程：①___；②___；③___；④___；⑤___。 (2)利用植物体细胞杂交技术育种的优势体现在___（多选）。 A．与有性杂交育种相比，打破了生殖隔离的限制 B．与转基因育种相比，可转移未知或多基因控制的性状 C．与诱变育种相比，无需筛选即可获得纯种个体 D．与多倍体育种相比，染色体数目没有发生变化 (3)花椰菜和黑芥体细胞杂交获得的再生植株染色体数目介于 19和68之间，染色体数目不等的原因是___。最好选择染色体数目___的再生植株进行后续育种研究。 (4)在耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦不对称体细胞杂交过程中，为快速获得优质高产小麦，科研小组首选仅有的2株表型偏向小麦的杂种植株，将其作为育种材料，原因是___。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 射线、紫外线 PEG/电融合 叶绿体 组织培养 (2)AB (3) 融合原生质体的种类、数量及丢失的染色体数目不同 介于19~34之间 (4)这2株杂种植株遗传物质几乎全部来自小麦，只需鉴定耐盐抗病性状即可 【分析】植物体细胞杂交技术的一般流程：去壁、促融、组培。原理：细胞膜的流动性、细胞全能性。 【详解】（1）据图分析，①为利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体的过程。黑芥作为供体，需要通过射线、紫外线等因素处理供体（提供少量遗传物质的细胞）原生质体，造成部分染色体断裂、易位、消除。植物原生质体融合方法有PEG/电融合技术。黑芥叶肉细胞含有叶绿体，以叶绿体作为观察指标筛选融合的原生质体。融合的原生质体再生细胞壁后通过组织培养获得杂种植株。 （2）A、有性杂交育种是同一物种不同个体之间进行的育种方式，植物体细胞杂交技术可以进行不同物种之间的杂交，打破了生殖隔离的限制，A正确； B、转基因育种会将目的基因导入受体细胞，而植物体细胞杂交技术会有部分染色体（基因）缺失，导致受体获得供体的部分基因，且该部分基因未知，B正确； C、植物体细胞杂交技术育种获得融合原生质体种类很多，同样需要进行筛选才可获得纯种个体，C错误； D、植物体细胞杂交技术育种同时获得了受体和供体的染色体，染色体数目发生了改变，D错误。 故选AB。 （3）由于融合原生质体的种类、数量及丢失的染色体数目不同，因此花椰菜和黑芥体细胞杂交获得的再生植株染色体数目介于 19和68之间，染色体数目不等。利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜，由于花椰菜（2n=18）为受体，需要含有花椰菜的全部染色体，也需要黑芥（2n=16）携带抗黑腐病等抗性基因，因此再生植株至少含有18+1=19条染色体，花椰菜和黑芥总的染色体数为34，因此最好选择染色体数目介于19~34之间的再生植株进行后续育种研究。 （4）为了获得优质（耐盐抗病）高产小麦，小麦的遗传物质应该基本保留，只需要冰草的耐盐抗病基因即可，因此科研小组首选仅有的2株表型偏向小麦的杂种植株，将其作为育种材料。 33．（24-25高二下·北京延庆·期末）白草和鱼肌草是科不同属的两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）用到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产的具体操作如图1，进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2. (1)图1中①过程通过酶解法去除_____获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂_____诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带_____的杂种原生质体。 (2)由图2可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____个/mL。 (3)通常情况下，能增加免疫器官（如胸腺）的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。结合图1的生产流程，为了判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组（实验组） B组（对照组1） C组（对照组2） 实验处理 Ⅰ_____ 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 II_____ 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的Ⅲ_____ ①请补充完善表格中的实验设计。 ②若实验结果为_____，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【答案】(1) 细胞壁 聚乙二醇（PEG） 双色（红、绿荧光） (2)1×106 (3) 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 加入等量的蒸馏水 胸腺重量 A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组 【分析】分析图可知，图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为脱分化形成愈伤组织，④为提取代谢产物。图2柱形图中，随着原生质体密度增大，双核异核融合体比例先升高后降低，其中在1×106个·mL-1时， 比例最高。 ②C组为对照组，若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【详解】（1）据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体。诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG（（聚乙二醇））诱导融合，所以过程②利用化学诱导剂PEG诱导融合。由于三百草细胞酶解液中加入了红荧光色素，鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素，所以杂种原生质体应该带红、绿双色荧光色素。 （2）由图2柱形图可知，在密度为1×106个·mL-1时， 双核异核融合体比例最高，说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个·mL-1。 （3）为了判断融合体对动物免疫力的影响，实验的自变量应该是实验动物的处理方式，因变量是胸腺的质量，故 A组应该用三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物，C组为对照组，根据对A、B两组的处理，C组应用等量的蒸馏水，三组每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量。若A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组，则说明融合体能增强动物免疫力，支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 34．（24-25高二下·北京怀柔·期末）中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图1. (1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其消毒，每次处理后用_________（蒸馏水/无菌水）冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的药剂。处理后的叶片撕去表皮，切成1mm薄片备用。 (2)过程①通过酶解法去除细胞壁获取__________，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂聚乙二醇（或PEG）诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带红绿荧光的杂种原生质体。 (3)科研人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图 注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞 由图2可知促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____，高于此密度不利于形成双核异核融合体的原因是_____。此外，影响原生质体融合的因素还应包括________等。 (4)通常情况下，能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员选取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为3组实验处理见下表。 组  别 A组 B组 C组（空白对照组） 实验 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 蒸馏水 处理 每天一次等量灌胃生长状态相似的小白鼠，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量 若实验结果为小鼠胸腺重量A组大于（或等于）B组，且B组____（填大于或小于）C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 【答案】(1)无菌水 (2)原生质体 (3) 1x106个/ml 原生质体密度过高时会促进多核融合，不利于双核异核的融合 诱导剂的浓度、用量、处理时间、实验控制的温度条件等等 (4)大于 【分析】分析图可知，图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为脱分化形成愈伤组织，④为提取代谢产物。图2柱形图中，随着原生质体密度增大，双核异核融合体比例先升高后降低，其中在1×106个/mL1时， 比例最高。 【详解】（1）为防止微生物污染，应取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其消毒；为防止杂菌污染，每次处理后用无菌水冲洗叶片5次，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。 （3）由图2柱形图可知，在密度为1×106个/mL时， 双核异核融合体比例最高，说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个/mL；高于此密度不利于形成双核异核融合体，因为密度过高时会促进多核融合，不利于双核异核的融合；此外，影响原生质体融合的因素还应包括诱导剂的浓度、用量、处理时间、实验控制的温度条件等等。 （4）本实验目的是判断融合体对动物免疫力的影响，因为C组为空白对照组，用等量的蒸馏水每天一次等量灌胃，连续一周、A组加入三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物、B组加入三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物。若实验结果为小鼠胸腺重量A组大于（或等于）B组，且B组大于C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 35．（23-24高二下·北京大兴·期末）马铃薯软腐病是一种细菌性病害，常引起马铃薯栽培品种的块茎腐烂现象。马铃薯二倍体野生种不结块茎，但对软腐病具有高的抗性。该抗性遗传模式比较复杂，涉及到的基因分布于整个基因组的12条染色体上，研究人员尝试通过植物体细胞杂交技术将抗性基因转移到马铃薯栽培种中。 (1)利用植物体细胞杂交技术，获得了马铃薯四倍体栽培种品系甲和二倍体野生种乙的杂种植株丙若干，对丙的叶片组织进行离体培养，获得了株系丁。用品系甲做父本，与丙进行回交，获得了回交后代戊。 ①马铃薯栽培品种与二倍体野生种有性杂交很难成功的原因是________. ②通过植物体细胞杂交技术获得丙的过程依据的原理有_______。 ③理论上，杂种植株丙叶肉细胞中含有_______个染色体组。 ④研究人员用品系甲做父本，与丙进行回交的目的是________。 (2)上述育种过程得到的丁、戊大部分都能产生块茎，按照下列方法对获得的块茎进行软腐病抗性的测定：每个株系取10个质量约100g的块茎，用打孔器在块茎上打孔后，注入50μL软腐病菌菌液，再将打孔器打出的块茎放回原处，用凡士林密封伤口，称重。放置一周后，将腐烂的块茎组织用水洗掉，用吸水纸吸干水分，重新称重，计算损失质量，结果如图。 图中的对照品系为_______。实验结果说明_______。 (3)若要向马铃薯栽培种转入软腐病的抗性基因使其获得抗性，具有较大困难。根据本文信息分析其原因是________。 【答案】(1) 存在生殖隔离 细胞膜具有一定的流动性与植物细胞的全能性 六/6 获得的后代戊既具备甲品系的优良性状又抗软腐病 (2) 品系甲 丁、戊对软腐病的抗性均强于对照，且戊的整体抗性效果好于丁 (3)马铃薯二倍体野生种抗性遗传模式复杂，涉及的基因分布于整个基因组的12条染色体上，所以利用基因工程具有较大的困难。 【分析】植物体细胞杂交技术：1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。2、过程：（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。（2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。（3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。（4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。3、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】（1）①马铃薯栽培品种与二倍体野生种是两个物种，由于存在生殖隔离马铃薯栽培品种与二倍体野生种有性杂交很难成功。 ②植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养技术，依据的原理有细胞膜具有一定的流动性与植物细胞的全能性。 ③杂种植株丙叶肉细胞中含有染色体应该是两个细胞染色体之和，品系甲为四倍体，野生种乙为二倍体，理论上，杂种植株丙叶肉细胞中含有6个染色体组。 ④丙是杂种植株，含有抗软腐病的基因，研究人员用品系甲做父本，与丙进行回交的目的是获得的后代戊既具备甲品系的优良性状又抗软腐病。 （2）对照组损失的质量最多，故对照组为品系甲。由图可知，丁和戊块茎损失的质量低于对照组，且戊组整体损失的均较少，实验结果说明丁、戊对软腐病的抗性均强于对照，且戊的整体抗性效果好于丁。 （3）由于马铃薯二倍体野生种抗性遗传模式复杂，涉及的基因分布于整个基因组的12条染色体上，所以利用基因工程具有较大的困难，故向马铃薯栽培种转入软腐病的抗性基因使其获得抗性具有较大困难。 36．（23-24高二下·北京东城·期末）甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G 是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 (1)如图1，利用_____去除细胞壁获得原生质体。分别加入 IOA 和 R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是_____。 (2)科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用_____。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT 表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整为该推测提供证据（选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 _____ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 _____ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 _____ 不转入基因的原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合 2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 e.完成再生壁的细胞比例 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的?请简述理由_____。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制，从而无法正常分裂 (2) 激素组合1 a e a 不能，还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响 【分析】植物体细胞杂交技术：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。操作步骤：先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体，再利用聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高PH融合法或电融合法、离心法诱导原生质体融合，融合后的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株。 【详解】（1）分析题图1，植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体。诱导原生质体融合后，只有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，而未融合或同种融合原生质体不能分裂，因为杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制从而无法正常分裂 （2）分析题图2可知，与使用激素组合 2相比，使用激素组合1的甘蔗杂种原生质体完成再生壁的细胞比例较高，故甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用激素组合 1。为验证激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT 表达，从而促进细胞壁再生，可进行如下实验设计：将甘蔗杂种原生质体随机均分为1、2、3三组，1组不使用激素，原生质体中转入过量表达GAUT基因载体；2组不使用激素，原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体；3组不使用激素，不转入基因的原生质体。在相同且适宜的条件下培养一段时间，检测各组完成再生壁的细胞比例。但由于没有进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响，故上表实验不能够达成完整验证推测的目的。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 植物细胞工程 2大高频考点概览 考点01 植物组织培养 考点02 植物体细胞杂交 地 城 考点01 植物组织培养 1．（24-25高二下·北京通州·期末）辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。以下叙述不正确的是（　　） A．用湿热灭菌法处理外植体和培养基 B．①和②分别表示脱分化和再分化过程 C．果实细胞的基因型与外植体基因型相同 D．组织培养的培养基中需要加入植物激素 2．（24-25高二下·北京海淀·期末）紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，具有较强抗癌作用。为保护野生红豆杉资源，科研人员用下图所示方法提取紫杉醇。下列相关叙述正确的是（　　） 红豆杉外植体→①→愈伤组织→②→单个细胞→③→高产细胞群→提取→紫杉醇 A．过程①需使生长素比例远高于细胞分裂素 B．过程①②都需在光照条件下培养 C．过程②③需接种到固体培养基上培养 D．过程①②③未体现红豆杉细胞的全能性 3．（24-25高二下·北京昌平·期末）下列实验中关于酒精的叙述不正确的是（　　） A．DNA粗提取时用冷酒精溶解DNA B．在涂布前需将涂布器浸泡在酒精中 C．葡萄汁在酵母菌的作用下产生酒精 D．用70%酒精对菊花外植体进行消毒 4．（24-25高二下·北京昌平·期末）为探究不同条件对国凤兰组织培养的影响，研究人员开展实验，结果如下表。相关叙述不正确的是（　　） 培养条件 白光 蓝光 红光 黑暗 黑暗IAA 黑暗6-BA 黑暗IAA+6-BA 芽分化率（%） 99.33 95.83 35.83 0 0 0 0 根分化率（%） 67.00 27.67 0 0 0 0 0 注：IAA为生长素类似物，6-BA为细胞分裂素类似物，光照时间为12h/d A．国凤兰愈伤组织再分化形成芽和根 B．光是诱导国凤兰芽分化的必要条件 C．国凤兰芽和根的分化不需要植物激素的诱导 D．光缺乏对芽和根分化的影响不能通过外源激素恢复 5．（24-25高二下·北京东城·期末）下述实验操作需在无菌环境条件下进行的是（    ） A．对分解尿素细菌进行显微计数 B．将外植体接种到培养基上 C．从新鲜洋葱中粗提取DNA D．用PCR仪对DNA片段进行扩增 6．（23-24高二下·北京昌平·期末）酒精是生物学实验中常用的试剂，下列有关酒精应用的叙述错误的是（　　） A．进行DNA粗提取与鉴定时，使用冷酒精溶解DNA B．观察植物根尖细胞有丝分裂时，使用酒精配制解离液 C．在菊花的组织培养时，使用酒精对外植体进行消毒处理 D．检测生物组织中的脂肪时，使用酒精洗去染液浮色 7．（23-24高二下·北京石景山·期末）樱桃是人们喜爱的水果，并且其产生的一种次生代谢物——槲皮素具有抗氧化活性。目前已实现利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列操作或叙述不正确的是（　　） A．通常选取樱桃植株的茎尖组织经消毒后作为外植体，以获得脱毒苗 B．外植体的脱分化和再分化均需要在适宜激素等条件下进行 C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 8．（23-24高二下·北京朝阳·期末）科研人员以携带葡萄灰比诺病毒的“阳光玫瑰”葡萄为材料，研究了外植体取材部位、光照处理和热处理方式对脱除病毒的影响，结果如下表所示。相关叙述错误的是（    ） 组号 温度/光照+湿度/黑暗 接种部位 存活率/% 株系脱毒率/% 1 38℃/16h+38℃/8h 茎尖 50.00 ———— 2 同上 第1腋芽 33.33 ———— 3 同上 第2腋芽 0 ———— 4 38℃/8h+32℃/8h 茎尖 88.89 100.00 5 同上 第1腋芽 94.44 100.00 6 同上 第2腋芽 94.44 83.33 A．接种前不应对外植体消毒，以免干扰各处理条件下的株系脱毒率 B．茎尖和第1、2腋芽都含有顶端分生组织，因此可以作为脱毒材料 C．研究人员未检测1～3组脱毒率的原因可能是该条件下外植体存活率较低 D．生产中应选择38℃/8h光照+32℃/8h黑暗，以第1腋芽为外植体脱毒 9．（23-24高二下·北京西城·期末）在进行“菊花的组织培养”一段时间后，外植体周围出现黄色和白色的菌落，下列说法合理的是（　　） A．该现象可能是微生物污染导致 B．外植体消毒时间越长组培越容易成功 C．培养基中添加生长素避免污染 D．出现菌落不影响外植体形成愈伤组织 10．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列实验操作程序不正确的是（    ） A．蔬菜加工+泡菜盐水→加调料、装坛泡菜 B．动物组织制备细胞悬液→原代培养→传代培养 C．挑选葡萄、冲洗、榨汁果酒果醋 D．离体组织消毒、接种愈伤组织试管苗 11．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列实验操作程序不正确的是（    ） A．蔬菜加工+泡菜盐水→加调料、装坛无氧发酵→泡菜 B．动物组织+纤维素酶→制备细胞悬液→原代培养→传代培养 C．挑选葡萄、冲洗、榨汁无氧发酵→果酒→有氧发酵→果醋 D．离体组织消毒、接种→脱分化→愈伤组织→再分化→试管苗 12．（23-24高二下·北京东城·期末）动物细胞培养和植物组织培养技术都是细胞工程的基础性技术，两种技术都（　　） A．能实现大量获得细胞产物 B．以细胞的全能性为技术原理 C．需要使用液体培养基 D．使用酶将组织分散为细胞 13．（22-23高二下·北京西城·期末）盾叶薯蓣根茎富含薯蓣皂素，可用于治疗心血管病等。利用植物细胞工程可快捷、大量地生产薯蓣皂素。下图是盾叶薯蓣愈伤组织生长曲线，下列说法错误的是（    ） A．不同植物激素的浓度和比例会影响愈伤组织的增重 B．愈伤组织后期增重缓慢与营养减少和代谢废物积累有关 C．愈伤组织应在30天内传代，以保持其分裂能力和细胞活性 D．通过植物组培获得大量薯蓣植株，实现薯蓣皂素的工厂化生产 14．（22-23高二下·北京大兴·期末）由于长期的人为定向选择及栽培，花椰菜（2n=18，用MM表示）对黑腐病无抗性，黑芥（2n=16，用NN表示）为花椰菜近缘野生种，其对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线（UV）照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，获得抗黑腐病的杂合植株。 (1)图①是有活力的原生质体，其是用_____酶处理植物细胞后获得的。 (2)利用_____诱导黑芥叶肉原生质体和花椰菜下胚轴原生质体融合，显微镜观察，初步筛选出融合细胞，继续培养。 (3)融合细胞经过_____过程形成图②的愈伤组织，再经过_____过程形成图③。理论上获得的杂种植株染色体组成为_____（用字母M和N表示），含有_____个染色体组。 (4)如果要检测上述技术是否成功改造花椰菜，使其具有了黑芥对黑腐病的抗性，该如何设计实验？请写出实验思路_____。 (5)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表。 植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株H1 杂合新植株H2 杂合新植株H3 染色体数/条 18 16 58 19 30 ①表中数据显示，杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因是_____。 ②根据杂合细胞染色体数目的特点，尝试写出这种融合过程可能具有的应用价值_____。 15．（23-24高二下·北京大兴·期末）研究人员以拟南芥根段作为组织培养材料，探讨激素诱导愈伤组织分化生芽的机制。 (1)在植物组织培养过程中，根段细胞经过细胞分裂素(CK)与________的调节形成愈伤组织，此后调整培养基中两者的________诱导愈伤组织的再分化。 (2)在愈伤组织生芽过程中，CK 通过A 基因和W基因起作用。为探讨A基因与W基因的关系，将 A 基因功能缺失突变体(突变体a)和野生型的愈伤组织分别置于CK 与生长素比例高的培养基(高CK)中诱导生芽，在此过程中测定 W基因的表达量，结果如图1。 ①据图1分析，野生型的 W基因表达量与高CK诱导时间的关系是________。 ②分析图1结果，依据________，表明在高CK诱导下A基因促进 W基因表达。 (3)用转基因方法在上述突变体a中过量表达 W基因，获得材料甲。将材料甲 突变体a 和野生型三组愈伤组织在高CK 培养基中培养，三组愈伤组织分化生芽的比例如图2，由此得出的结论有_。 A．A基因在愈伤组织分化生芽的过程中起作用 B．W 基因的表达产物调控A 基因的表达 C．缺失 A 基因时 W基因少量表达不能促进生芽 D．过量表达 W 基因可使生芽时间提前 (4)Y基因编码生长素合成途径中的一种关键酶。研究发现，在高 CK诱导条件下，突变体a 中 Y 基因的表达量明显高于野生型。依据此发现和上述所有实验结果，完善在生芽过程中有关基因和植物激素的相互关系模式图________。请在方框中选填“A 基因”“W 基因”“Y基因”，在括号中选填“+”或“-”(“+”表示促进,“-”表示抑制)。 16．（22-23高二下·北京石景山·期末）生姜自古被医学家视为药食同源的保健品。研究者对生姜的繁殖以及药用价值开展了相关研究。 (1)生姜通常采用无性繁殖的方式进行生产，但感染的病毒很容易在植株体内累积。生姜的茎尖分生区附近无病毒，可作为组织培养的_______，经脱分化形成_______，再将其接种到含特定激素的培养基上，可以诱导其_______成芽和根，进而发育成完整植株。诱导分化生根的培养基中，生长素的含量_______（填“多于”“少于”或“等于”）细胞分裂素的含量。 (2)生姜块茎可以提取生姜精油，为进一步研究生姜精油的药用价值，科研人员进行了如下的两个实验。 实验一：分别取0.1mL的表皮葡萄球菌（A）、金黄色葡萄球菌（B）、枯草芽孢杆菌（C）悬液涂布于培养基中。在培养基中制备4个直径为8mm的小孔，向4个小孔中分别加入不同添加物，添加情况及实验结果如下表所示。实验结果表明_______。 组别 （小孔编号） 小孔添加物 对不同菌种的抑菌圈直径（mm） A B C 1 150μL纯生姜精油 13.4 13.3 13.9 2 150μL吐温溶液和纯生姜精油（体积比1∶1） 15.8 15.6 15.6 3 150μL缓冲液（空白对照） 8 8 8 4 150μL吐温溶液和缓冲液（体积比1∶1） 8 8 8 注：吐温是一种非离子型表面活性剂，常作为水包油型乳化剂 实验二：向果蝇饲料中添加不同浓度的生姜精油后，测定衰老相关基因SODⅠ、TOR、MTH的表达量，结果见下图。已知生姜精油具有抗衰老的作用，请判断上述3种基因与细胞衰老的关系是_______。 (3)若要将生姜精油应用于相关产品的开发，除了安全性以外，还应研究的问题包括_______。（答出两个即可） 地 城 考点02 植物体细胞杂交 17．（24-25高二下·北京房山·期末）利用植物体细胞杂交技术培养番茄—马铃薯杂种植株，过程如图。下列说法正确的是（　　） A．过程①需要使用胰蛋白酶处理两种细胞 B．过程②可以使用灭活病毒诱导促使其融合 C．可利用细胞膜表面荧光标记颜色筛选融合原生质体 D．过程③需要光照诱导杂种细胞发生再分化 18．（24-25高二下·北京丰台·期末）板蓝根和油菜是两个物种，研究者利用植物体细胞杂交技术培育了携带板蓝根染色体的新品种油菜。相关叙述错误的是（    ） A．板蓝根和油菜之间存在生殖隔离 B．体细胞杂交之前，必须先对母本去雄 C．融合后得到的杂种细胞需诱导成愈伤组织 D．培育新品种油菜的过程能体现植物细胞的全能性 19．（24-25高二下·北京顺义·期末）小麦抗盐能力较弱，高冰草具有耐盐特征。科研人员通过图示方法培育高产、耐盐小麦新品系。下列分析不正确的是（    ） A．①过程需使用纤维素酶和果胶酶 B．实现过程②不依赖膜的流动性 C．③过程需要借助组织培养技术 D．耐盐小麦可能获得多个耐盐基因 20．（24-25高二下·北京·期末）科学家以水稻（2n=24）和稗草（2n=54）为材料，利用植物体细胞杂交技术获得了具有稗草抗逆性（如耐盐、抗除草剂）的水稻，流程如下图。下列叙述正确的是（　　） A．获得原生质体时，需要在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．原生质体融合前需用胰蛋白酶处理，以获得有活力的原生质体 C．可以用离心、聚乙二醇或灭活病毒诱导两种原生质体融合 D．该技术打破水稻与稗草之间的物种界限，实现了远缘杂交育种 21．（24-25高二下·北京西城·期末）采用“叶肉原生质体+胚性愈伤组织原生质体”融合模式进行育种，获得了柑橘种间杂种植株和少量同源四倍体植株。相关叙述错误的是（　　） A．采用酶解法获得原生质体时需要无菌操作 B．植物激素的浓度和比例影响愈伤组织形成和分化 C．只有杂种融合细胞能发育形成完整植株 D．采用原生质体融合可克服柑橘远缘杂交不亲和 22．（24-25高二下·北京东城·期末）白叶枯病是水稻最严重的病害之一，疣粒野生稻具有高度抗病性。利用疣粒野生稻与栽培稻进行体细胞杂交培育抗病植株（如下图）。对获得的72株杂种植株鉴定，发现24株染色体数目在27~38条之间，40株表现抗病。下列叙述不正确的是（    ） A．①用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体 B．②可用聚乙二醇、灭活病毒等方法处理，获得融合细胞 C．杂种植株形成说明两种细胞融合后分裂能力恢复 D．杂种植株细胞中染色体的丢失可能与X射线照射有关 23．（23-24高二下·北京昌平·期末）下列关于植物细胞工程的叙述错误的是（　　） A．利用植物组织培养技术获得的植株能保持亲本的优良性状 B．植物体细胞杂交技术可克服远缘杂交不亲和的障碍 C．用花药培养得到单倍体植株不需要用到植物组织培养技术 D．对高产紫杉醇的细胞进行植物细胞培养可获得大量次生代谢产物 24．（23-24高二下·北京昌平·期末）红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，为了培育产生紫杉醇的柴胡，科研人员用一定剂量的紫外线照射从红豆杉愈伤组织中获得的原生质体，破坏部分染色体，与未经紫外线照射的柴胡原生质体诱导融合得到融合细胞。下列说法错误的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织获得原生质体 B．原生质体的融合依赖细胞膜的流动性 C．融合的原生质体可直接进行植物组织培养 D．可利用PCR技术鉴定是否为杂种细胞 25．（23-24高二下·北京海淀·期末）植物体细胞杂交技术与动物细胞融合技术的共性是（    ） A．均出现贴壁生长现象 B．融合细胞的染色体组数均增加 C．均需用胰蛋白酶处理 D．均可用灭活的病毒诱导细胞融合 26．（23-24高二下·北京大兴·期末）科研人员通过体细胞杂交技术将白菜和紫甘蓝的细胞融合后，培养获得植株甲。下列叙述错误的是（    ） A．在两种细胞融合之前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．低渗溶液有利于制备原生质体及诱导融合的过程 C．植株甲表现出的性状是基因选择性表达的结果 D．白菜和紫甘蓝体细胞杂交打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种 27．（23-24高二下·北京大兴·期末）下列过程中不涉及植物组织培养技术的是（    ） A．培育甘蓝——萝卜的体细胞杂交植株 B．用植物茎尖培养可减少病毒感染的脱毒苗 C．用秋水仙素处理单倍体西瓜幼苗获得二倍体植株 D．利用植物细胞生产药品、调料等细胞产物 28．（23-24高三上·北京海淀·期末）紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（    ） A．加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体 B．用灭活病毒诱导法可促进细胞融合 C．融合的细胞即为杂交细胞 D．杂交细胞不一定具备双亲的优良性状 29．（24-25高二下·北京朝阳·期末）甘薯是重要的粮食、饲料、工业原料和新型能源作物。我国研究者将甘薯栽培品种徐薯X18与近缘抗旱野生种K121进行体细胞杂交以获得抗旱甘薯。 (1)徐薯X18与野生种K121细胞经________酶处理后获得原生质体，再利用聚乙二醇融合法、_________法等化学法诱导其融合。融合得到的杂种细胞在特定的培养条件下经过_______、再分化过程，发育形成完整的杂种植株XT1，培养基中________是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 (2)研究者分别测定正常条件和干旱胁迫下双亲及杂种植株XT1的块根产量（图1）。 图1结果表明，XT1兼具双亲优良性状，判断依据是_______。 (3)研究者为分析XT1遗传特性，进行以下实验： ①对叶绿体、线粒体DNA特异性片段扩增后电泳（图2），XT1的细胞质基因主要来自_______。 ②核基因组条带统计如下表： 类型 双亲共有条带 K121特有条带 X18特有条带 新条带 条带数 373 60 629 141 结果说明，XT1的再生过程中较多的保留了__________。新条带可能是由于在体细胞杂交过程中__________导致，使XT1产生不同于双亲的新性状。 (4)植物体细胞杂交的意义是：__________。 30．（24-25高二下·北京昌平·期末）水稻规模化育种，杂交时不易人工去雄，使用雌花正常、雄花败育的雄性不育系可省去人工去雄。水稻细胞质可育和不育基因分别用N和S表示，细胞核可育和不育基因分别用R和r表示，只有S和rr基因同时存在时，才表现为雄性不育。科研人员制备水稻不育系同型保持系过程如下图。 (1)外植体细胞在人工条件下发生_______，形成愈伤组织，以酶解法获得原生质体，加入________试剂诱导融合。为防止微生物改变水稻的遗传信息，需全程保持______条件。 (2)下列实验中关键步骤的叙述，正确的是________（多选）。 A．I过程可用花药离体培养获取愈伤组织B B．Ⅱ过程采用振荡培养以保证细胞有氧呼吸 C．Ⅲ过程需对纤维素酶、果胶酶进行高温灭菌 D．V过程先诱导愈伤组织长芽，后诱导其生根 (3)用适宜剂量紫外线和适宜浓度碘乙酰胺分别处理相应的原生质体，可省去______步骤，提高原生质体正确融合的比例。 (4)利用不育系同型保持系C和不育系杂交，使后代保持雄性不育，降低生产成本。请写出该杂交过程的遗传图解：________（必须写出配子）。 31．（23-24高二下·北京朝阳·期末）枸杞是一味传统中药，野生黑果枸杞富含花青素，且抗逆性强，但比人工种植的宁夏枸杞个体小、产量低。研究人员尝试利用不对称植物体细胞杂交技术将野生黑果枸杞的抗逆性状转移到宁夏枸杞中。 (1)愈伤组织细胞生长旺盛，是制备原生质体的良好材料。在特定的培养条件下，外植体经过______转变成愈伤组织，培养基中________是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素。 (2)不对称植物体细胞杂交操作过程如下： ①对黑果枸杞原生质体进行辐射处理，使其细胞核中的______部分断裂，用药物处理宁夏枸杞原生质体，使其细胞质中的某些酶失活，两种原生质体都失去分裂能力。 ②用化学诱导剂_________诱导原生质体融合，培养体系中只有两种不同枸杞的融合原生质体可分裂形成再生愈伤组织。 (3)研究人员对3种愈伤组织的同工酶进行检测。同工酶是功能相同，但酶本身的分子结构、理化性质等方面有所不同的一组酶。 ①过氧化氢酶的功能是______。将提取的愈伤组织蛋白质进行电泳，电泳后的凝胶浸泡在淀粉、KI和H2O2混合溶液中，已知KI遇O2生成I2，一段时间后过氧化氢酶所在部位显色，如下图所示。显色条带为_____色，显色深浅由酶的_______决定。 ②结果显示融合原生质体再生愈伤组织中缺乏来自______的部分过氧化氢同工酶，原因可能是_______。 (4)本研究中，获得多株杂种植株后下一阶段的研究方向是___________。 32．（23-24高二下·北京西城·期末）学习以下材料，回答（1）~（4）题。 利用植物体细胞杂交技术育种 植物体细胞杂交技术分为对称杂交和不对称杂交。对称杂交是指双亲细胞的遗传物质完整融合于杂种植株中，但远缘体细胞杂交往往出现双亲染色体排斥及随机丢失、愈伤组织难以分化、杂种细胞形态异常等现象。因此，科学家发展了不对称体细胞杂交技术，即通过射线、紫外线等因素处理供体（提供少量遗传物质的细胞）原生质体，造成部分染色体断裂、易位、消除，用碘乙酰胺（IOA）处理受体原生质体，抑制其细胞分裂，之后融合时只将供体部分染色体或基因转移到受体亲本。 花椰菜（2n=18）营养价值和经济价值较高，但其生产常受到多种病害影响。黑芥（2n=16）携带抗黑腐病等抗性基因。以黑芥叶肉细胞为供体、花椰菜下胚轴细胞为受体，利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病的花椰菜。融合后筛选杂种细胞的方法很多，可在显微镜下观察融合原生质体的形态、检测染色体数目，通过流式细胞仪测定融合细胞DNA含量，观察杂种植株的性状表现等。 除花椰菜和黑芥外，育种工作者尝试进行多种作物的不对称体细胞杂交，如抗白叶枯病的疣粒野生稻和栽培水稻杂交、耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦杂交，以期获得优质高产的水稻和小麦。不对称杂交获得的杂种植株大多表现为供体和受体的中间类型，但有少数杂种表型偏向受体植株，这些类型的杂种植株将成为创新育种的理想材料。 (1)请在①~⑤中补充恰当的名称，完善利用不对称体细胞杂交技术培育抗黑腐病花椰菜的部分技术流程：①___；②___；③___；④___；⑤___。 (2)利用植物体细胞杂交技术育种的优势体现在___（多选）。 A．与有性杂交育种相比，打破了生殖隔离的限制 B．与转基因育种相比，可转移未知或多基因控制的性状 C．与诱变育种相比，无需筛选即可获得纯种个体 D．与多倍体育种相比，染色体数目没有发生变化 (3)花椰菜和黑芥体细胞杂交获得的再生植株染色体数目介于 19和68之间，染色体数目不等的原因是___。最好选择染色体数目___的再生植株进行后续育种研究。 (4)在耐盐抗病的野生高冰草和普通小麦不对称体细胞杂交过程中，为快速获得优质高产小麦，科研小组首选仅有的2株表型偏向小麦的杂种植株，将其作为育种材料，原因是___。 33．（24-25高二下·北京延庆·期末）白草和鱼肌草是科不同属的两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）用到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产的具体操作如图1，进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图2. (1)图1中①过程通过酶解法去除_____获取原生质体，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂_____诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带_____的杂种原生质体。 (2)由图2可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____个/mL。 (3)通常情况下，能增加免疫器官（如胸腺）的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。结合图1的生产流程，为了判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组，实验处理如下表。 组别 A组（实验组） B组（对照组1） C组（对照组2） 实验处理 Ⅰ_____ 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 II_____ 每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的Ⅲ_____ ①请补充完善表格中的实验设计。 ②若实验结果为_____，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 34．（24-25高二下·北京怀柔·期末）中医治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图1. (1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶片，用70%乙醇和2%的次氯酸钠对其消毒，每次处理后用_________（蒸馏水/无菌水）冲洗叶片5次，去除残留于叶片上的药剂。处理后的叶片撕去表皮，切成1mm薄片备用。 (2)过程①通过酶解法去除细胞壁获取__________，并向三白草和鱼腥草细胞酶解液中分别加入红、绿荧光色素（带荧光色素的原生质体仍能融合和再生）。过程②利用化学诱导剂聚乙二醇（或PEG）诱导融合，随后在荧光显微镜下选择带红绿荧光的杂种原生质体。 (3)科研人员研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如图 注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞 由图2可知促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为_____，高于此密度不利于形成双核异核融合体的原因是_____。此外，影响原生质体融合的因素还应包括________等。 (4)通常情况下，能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响，科研人员选取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为3组实验处理见下表。 组  别 A组 B组 C组（空白对照组） 实验 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 蒸馏水 处理 每天一次等量灌胃生长状态相似的小白鼠，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量 若实验结果为小鼠胸腺重量A组大于（或等于）B组，且B组____（填大于或小于）C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。 35．（23-24高二下·北京大兴·期末）马铃薯软腐病是一种细菌性病害，常引起马铃薯栽培品种的块茎腐烂现象。马铃薯二倍体野生种不结块茎，但对软腐病具有高的抗性。该抗性遗传模式比较复杂，涉及到的基因分布于整个基因组的12条染色体上，研究人员尝试通过植物体细胞杂交技术将抗性基因转移到马铃薯栽培种中。 (1)利用植物体细胞杂交技术，获得了马铃薯四倍体栽培种品系甲和二倍体野生种乙的杂种植株丙若干，对丙的叶片组织进行离体培养，获得了株系丁。用品系甲做父本，与丙进行回交，获得了回交后代戊。 ①马铃薯栽培品种与二倍体野生种有性杂交很难成功的原因是________. ②通过植物体细胞杂交技术获得丙的过程依据的原理有_______。 ③理论上，杂种植株丙叶肉细胞中含有_______个染色体组。 ④研究人员用品系甲做父本，与丙进行回交的目的是________。 (2)上述育种过程得到的丁、戊大部分都能产生块茎，按照下列方法对获得的块茎进行软腐病抗性的测定：每个株系取10个质量约100g的块茎，用打孔器在块茎上打孔后，注入50μL软腐病菌菌液，再将打孔器打出的块茎放回原处，用凡士林密封伤口，称重。放置一周后，将腐烂的块茎组织用水洗掉，用吸水纸吸干水分，重新称重，计算损失质量，结果如图。 图中的对照品系为_______。实验结果说明_______。 (3)若要向马铃薯栽培种转入软腐病的抗性基因使其获得抗性，具有较大困难。根据本文信息分析其原因是________。 36．（23-24高二下·北京东城·期末）甘蔗是蔗糖的主要来源，甘蔗R具有高产高糖的优良特性但耐寒性差；甘蔗G 是耐寒品种。科研人员利用植物体细胞杂交技术以期快速培育出耐寒性更强且性状更优良的甘蔗新品种。 (1)如图1，利用_____去除细胞壁获得原生质体。分别加入 IOA 和 R-6G钝化后诱导原生质体融合。仅有杂种原生质体可持续分裂形成再生细胞团，原因是_____。 (2)科研人员发现制备原生质体及原生质体融合后均会不同程度发生氧化褐变、细胞壁再生困难的现象。为解决这一问题，科研人员利用甘蔗杂种原生质体进行以下实验。 ①由图2可知，甘蔗杂种原生质体再生过程中最好使用_____。 ②科研人员推测激素通过促进果胶合成关键酶基因GAUT 表达，从而促进细胞壁再生，请将下表补充完整为该推测提供证据（选填下列字母）。 组别 激素使用 实验处理 检测指标 1 _____ 原生质体中转入过量表达GAUT基因载体 _____ 2 a 原生质体中转入抑制GAUT基因表达载体 3 _____ 不转入基因的原生质体 a.不使用激素 b.使用激素组合1 c.使用激素组合 2 d.原生质体中2，4-D和6-BA的含量 e.完成再生壁的细胞比例 ③上表实验是否能够达成完整验证推测的目的?请简述理由_____。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 植物细胞工程 答案版 地 城 考点01 植物组织培养 1．A 2．D 3．A 4．C 5．B 6．A 7．C 8．A 9．A 10．B 11．B 12．A 13．D 14．(1)纤维素酶和果胶 (2)PEG（聚乙二醇） (3) 脱分化 再分化 MMNN 4 (4)将杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较其生长情况。能正常生长的说明其具有了黑芥对黑腐病的抗性 (5) 融合是随机的，可能存在多个细胞的融合；融合后部分染色体可能会丢失； 能克服远缘杂交不亲和障碍，实现不同物种之间杂交形成多倍体 15．(1) 生长素 比例 (2) 随着高CK 诱导时间的延长，野生型的W基因表达量显著升高 和野生型相比，随着高CK诱导时间的延长，突变体a的W基因表达量始终较低 (3)ACD (4)     16．(1) 外植体 愈伤组织 再分化 多于 (2) 生姜精油具有抑菌的作用，且吐温溶液能增强生姜精油的抑菌效果 SODI基因表达的产物能延缓细胞衰老，TOR基因和MTH基因表达产物能促进细胞衰老 (3)使用方法、使用剂量、提取方法等 地 城 考点02 植物体细胞杂交 17．C 18．B 19．B 20．D 21．C 22．B 23．C 24．C 25．B 26．B 27．C 28．D 29．(1) 纤维素酶、果胶 高Ca2+-高pH融合 脱分化 生长素、细胞分裂素的浓度和比例 (2)正常条件下，XT1的产量接近X18；干旱胁迫下，XT1的产量高于X18 (3) X18 X18特有条带及双亲共有遗传物质 染色体变异 (4)克服远缘杂交障碍,培育兼具亲本优良性状的新品种 30．(1) 脱分化 聚乙二醇（PEG） 无菌 (2)BD (3)人工筛选融合子 (4)遗传图解： 31．(1) 脱分化 生长素、细胞分裂素的浓度、比例 (2) 染色体（DNA） 聚乙二醇（PEG） (3) 催化过氧化氢分解 蓝 活性 宁夏枸杞和黑果枸杞 相关基因丢失或未表达 (4)依据其抗逆性进一步筛选 32．(1) 纤维素酶和果胶酶 射线、紫外线 PEG/电融合 叶绿体 组织培养 (2)AB (3) 融合原生质体的种类、数量及丢失的染色体数目不同 介于19~34之间 (4)这2株杂种植株遗传物质几乎全部来自小麦，只需鉴定耐盐抗病性状即可 33．(1) 细胞壁 聚乙二醇（PEG） 双色（红、绿荧光） (2)1×106 (3) 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 加入等量的蒸馏水 胸腺重量 A、B两组小鼠的胸腺重量相同且都大于C组 34．(1)无菌水 (2)原生质体 (3) 1x106个/ml 原生质体密度过高时会促进多核融合，不利于双核异核的融合 诱导剂的浓度、用量、处理时间、实验控制的温度条件等等 (4)大于 35．(1) 存在生殖隔离 细胞膜具有一定的流动性与植物细胞的全能性 六/6 获得的后代戊既具备甲品系的优良性状又抗软腐病 (2) 品系甲 丁、戊对软腐病的抗性均强于对照，且戊的整体抗性效果好于丁 (3)马铃薯二倍体野生种抗性遗传模式复杂，涉及的基因分布于整个基因组的12条染色体上，所以利用基因工程具有较大的困难。 36．(1) 纤维素酶和果胶酶 杂种原生质体生理互补，细胞呼吸正常，能正常分裂；而未融合或同种融合原生质体会在细胞呼吸不同阶段受到抑制，从而无法正常分裂 (2) 激素组合1 a e a 不能，还需进行实验验证使用激素组合对GAUT基因表达量的影响 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $