2.1.1植物细胞工程的基本技术-2022-2023学年高二生物学人教版（2019）选择性必修三（学案）（有答案）

第1节 植物细胞工程
（一）植物细胞工程的基本技术
1、概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程
2、举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率
3、尝试进行植物组织培养
一、植物细胞工程的基本技术
基础梳理
1. 细胞全能性的概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生 或 成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性
2. 体内细胞不能表现全能性的原因：在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会
的表达
1.细胞的全能性高时，分化能力差（ ）
2、 植物组织培养技术
1. 植物组织培养的概念：植物组织培养是指将 、 或 等，培养在人工配制的 上，给予 ，诱导其形成 的技术
2. 外植体的概念： 培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体
3. 植物组织培养的过程：
外植体 愈伤组织 完整植株
4. 植物组织培养的原理：植物细胞一般具有
1.植物再分化的过程中，细胞增殖的方式是有丝分裂（ ）
2.植物组织培养时通常选择根尖、茎尖等诱导形成愈伤组织（ ）
3、 植物体细胞杂交技术
1. 植物体细胞杂交的概念：不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把 培育成 的技术
2. 植物体细胞杂交的原理： 、
3. 人工诱导原生质体融合的方法：
（1）物理法： 、
（2）化学法： 、
4. 杂种细胞形成的标志：
5. 植物体细胞杂交的结果：
6. 植物体细胞杂交育种的优点：植物体细胞杂交技术在打破 ，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势
1.与传统植物杂交技术相比，植物体细胞杂交培育出的新个体和亲代之间不存在生殖隔离（ ）
2.植物体细胞杂交属于无性生殖（ ）
随堂训练
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.新植株的形成与细胞的分裂和分化密切相关
B.该实验的结果说明胡萝卜韧皮部细胞具有全能性
C.新植株的培育过程中没有细胞的衰老
D.新植株的根尖分生区细胞中有叶绿体基因
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
3.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )
A.培养的细胞一直处于不断的分生状态 B.纺锤丝的形成容易受抑制
C.培养基营养丰富，易于植物生长 D.DNA复制容易受抑制
4.在植物细胞工程的技术中,无需激素调节的是( )
A.植物组织培养中促使细胞脱分化
B.制备植物原生质体
C.植物组织培养中促使细胞再分化
D.促使融合的植物细胞形成愈伤组织
5.在下列选项中，不需要采用植物组织培养技术的是( )
A.利用细胞工程培养“番茄一马铃薯”杂种植株
B.利用花药离体培养得到单倍体植株
C.利用基因工程培养抗棉铃虫的棉花植株
D.利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株
6.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.植物体细胞杂交技术体现了植物细胞膜的功能特点
B.愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C.上述培育过程中包含有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程
D.“白菜—甘蓝”杂种植株产生的变异属于染色体变异
7.某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是( )
A.利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗　　 B.采用花粉粒组织培养获得单倍体苗
C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物上　 D.采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养
8.草莓是人们经常食用的一种水果，有较高的营养价值。草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒在体内积累，使产量降低、品质下降。下图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过程，请据图回答：
(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是_______。培育脱毒苗时，一般选取_____作为外植体，其依据是_______________。
(2)①是脱分化过程，细胞脱分化是指已经分化的细胞，经过诱导后，失去其__________而转变为未分化细胞的过程。②是_________过程。
(3)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用______________（药剂）处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；二是利用__________（药剂）诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种技术被称为___________技术。
答案以及解析
1.答案：C
解析：植物的生长发育离不开细胞的分裂和分化,A项正确;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,该实验的结果说明胡萝卜韧皮部细胞具有全能性,B项正确;新植株的培育过程中有细胞的衰老,C项错误;同一个体不同细胞间的差异是基因选择性表达的结果,同一个体不同细胞所含基因一般相同,D项正确.
2.答案：D
解析：本题考查原生质体的培养等知识，意在考查考生的科学思维素养。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项错误；过程②为再分化过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B项错误；过程③不需用秋水仙素处理，愈伤组织细胞就已经有了细胞壁，C项错误；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项正确。
3.答案：A
解析：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，容易受到培养条件和外界压力（如射线、化学物质等）的影响而产生突变，因此容易获得突变体．
故选：A．
4.答案：B
解析：植物组织培养包括脱分化和再分化两个阶段;植物培养过程中需要在培养基中加入植物激素,如生长素和细胞分裂素等。制备原生质体需要用纤维素酶和果胶酶除掉细胞壁,B错误。
5.答案：D
解析：植物细胞工程的基本技术：植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。植物组织培养是离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。所以培养“番茄一马铃薯”杂种植株、花药离体培养、利用基因工程培养抗棉铃虫的棉花植株都要用到植物组织培养技术。而用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗后，由植株正常生长、发育就可获得多倍体植株，不需要采用植物组织培养技术。故选D。
6.答案：D
解析：植物体细胞杂交技术体现了植物细胞膜的结构特点，即细胞膜具有一定的流动性，A错误；愈伤组织不含叶绿体，不能进行光合作用制造有机物，因此其代谢类型是异养需氧型，B错误；题述过程中包含有丝分裂、细胞分化，没有减数分裂，C错误；“白菜—甘蓝”杂种植株产生的变异属于染色体数目变异，D正确。
7.答案：C
解析：A、利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗属于无性生殖的营养生殖，能保持亲本的优良性状，A正确；
B、幼芽嫁接属于无性生殖，能保持亲本的优良性状，B正确；
C、花粉粒通过减数分裂产生，再离体培养可能会产生和亲本不同的性状，C错误；
D、植物组织培养属于无性生殖，D正确．
故选：C．
8.答案：(1)植物细胞的全能性；茎尖（或芽尖或根尖）；植物分生区附近（或茎尖或芽尖或根尖）病毒极少，甚至无病毒
(2)特有的结构和功能；再分化
(3)秋水仙素；聚乙二醇（或PFG）；植物体细胞杂交
解析：(1)本题主要考查学生对植物组织培养技术的原理及过程的理解。植物体的任何一个细胞都具有发育成完整植株的潜能，称为植物细胞的全能性。外植体能够形成幼苗所依据的原理是植物细胞的全能性。培育脱毒苗时，一般选取茎尖（或芽尖或根尖）作为外植体，其依据是植物分生区附近（或茎尖或芽尖或根尖）病毒极少，甚至无病毒。
(2)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成未分化细胞的过程叫脱分化。②是再分化过程。
(3)秋水仙素可以诱导产生多倍体，使用秋水仙素处理草莓的愈伤组织，再经培养获得多倍体植株；也可以利用聚乙二醇（PEG）诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经组织培养获得多倍体植株，这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。
学习目标
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基础梳理
生长发育
再分化
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基础梳理
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