(共94张PPT)
第3课时
植物细胞工程
课标要求
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，最终形成完整植株的过程。
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杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。
3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
考点一 植物组织培养技术
考点二 植物体细胞杂交技术
考点三 植物细胞工程的应用
内容索引
重温高考 真题演练
课时精练
考点一
植物组织培养技术
1.细胞工程的概念
归纳 夯实必备知识
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学
操作水平 、细胞或 水平
目的 获得特定的 或其产品
分类 植物细胞工程和动物细胞工程
细胞器
组织
细胞、组织、器官、个体
2.植物细胞的全能性
定义 细胞经分裂和分化后，仍然具有 或______
的潜能
原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的_______
______
大小比较 (1)受精卵>生殖细胞>体细胞；(2)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞；(3)植物细胞>动物细胞
体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株
产生完整生物体
分化
成其他各种细胞
全套
基因
未表现及 原因
表现条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性
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.植物组织培养技术
(1)概念：将离体的 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 的技术。
(2)理论基础：植物细胞的 。
植物器官、组织或细胞
完整植株
全能性
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 ，转变成 的细胞，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化产生的 团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成 等器官的过程。
结构和功能
(3)基本过程
外植体(离体培养的____
__________________
_________
芽、根
完整植株
―→
植物
器官、组织或细胞
愈伤组织
未分化
不定形的薄壁组织
芽、根
(4)探究实践——菊花的组织培养
无菌水
次氯酸钠
无菌水
0.5～
1 cm
1/3～1/2
愈伤组织
封口膜
生
芽
生根
封口膜
生长
源于选择性必修3 P116“附录1”：
(1)诱导菊花 的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。
(2)诱导菊花 的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)诱导菊花 的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
愈伤组织
生芽
生根
观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题：
拓展 提升科学思维
(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，不易培养成完整植株。
(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？
提示 植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？
提示 培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。
1.下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是
A.乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高
B.细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质
C.离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性
D.植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性
√
突破 强化关键能力
乳腺癌细胞易于进行离体培养，但没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞，没有体现全能性，A错误。
2.(不定项)(2023·山东菏泽高三期末)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是
A.①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞
B.②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成
C.③表示再分化过程，无需严格的无菌操作
D.该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性
√
√
√
①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；
②表示脱分化过程，不需要在光照条件下进行，B错误；
②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，C错误；
该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，D正确。
植物组织培养过程中应注意的问题
归纳
总结
(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，就不好诱导生芽了。
(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，需要一定量的光照。
(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。
归纳
总结
(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。
植物组织培养过程中应注意的问题
考点二
植物体细胞杂交技术
1.过程
归纳 夯实必备知识
(1)过程①为去除 获得原生质体，用到的酶是 和 。
(2)过程②为 的融合，人工诱导的物理法包括 、______
等，化学法包括 、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)过程③为融合的原生质体再生出 ，这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为 ，过程⑤为 。
细胞壁
纤维素酶
果胶酶
原生质体
电融合法
离心法
聚乙二醇(PEG)融合法
细胞壁
脱分化
再分化
2.概念
植物体细胞杂交是指将 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 的技术。
3.意义
植物体细胞杂交技术在打破 ，实现 杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
4.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
5.局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
不同来源
新植物体
生殖隔离
远缘
不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分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。
拓展 提升科学思维
1.植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？
提示 细胞膜的流动性；植物细胞的全能性。
2.将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
提示 3种：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3.二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 有四个染色体组；是四倍体。
4.从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？
提示 遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状；从染色体组成上看属于染色体数目变异。
3.疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久而且稳定，是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是
A.疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流
B.两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞
C.杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
D.经组织培养获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用
于生产实践
突破 强化关键能力
√
两种水稻细胞融合后的不同种类细胞中的染色体数目相同，故不能通过观察染色体数目筛选出杂种细胞，需要观察染色体形态，B错误。
4.玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。下列说法错误的是
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②中常用PEG诱导原生质体融合
C.“黄金大米”植株染色体数目为22
D.该技术体现了植物细胞具有全能性
√
过程①是获得原生质体，需去除植物的细胞壁(主要由纤维素和果胶组成)，因此需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；
过程②中常用PEG诱导原生质体融合，是一种化学诱导法，B正确；
“黄金大米”植株是两种植株的融合体，染色体数目为44，C错误；
该技术将杂种细胞培育成“黄金大米”植株，体现了植物细胞具有全能性，D正确。
植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
归纳
总结
考点三
植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
归纳 夯实必备知识
高效、快速地实现种苗的大量繁殖
保持优良品种的遗传特性
植物顶端分生区附近(如茎
尖)
2.作物新品种的培育
项目 单倍体育种 突变体的利用
原理 染色体变异 __________
优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状
过程
基因突变
单倍体
3.细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物
①概念：不是植物基本的生命活动所 的产物，是一类小分子有机化合物。
②种类：酚类、萜类和含氮化合物等。
(2)生产的技术手段： 技术。
(3)优点： 。
(4)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
必需
植物细胞培养
生产速度快
源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所 的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着；次生代谢 生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
必需
不是
植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。观察图示回答相关问题：
拓展 提升科学思维
(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：
愈伤
组织
细胞悬液
(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？
提示 若要提取细胞产物，应培养到愈伤组织阶段。
5.(2023·湖南怀化高三模拟)植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述错误的是
A.用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性
B.光照会抑制愈伤组织的形成，植物组织培养全过程均需避光进行
C.植物组织培养使用的MS培养基中并不都需添加植物激素
D.制备脱毒种苗时，脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关
√
突破 强化关键能力
6.(不定项)下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是
A.该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B.为了充分利用营养物质，培养白三叶草组织细胞的培养基为液体培养基
C.白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D.过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂
√
√
该过程应用了植物组织培养技术，应用的是固体培养基，B项错误；
白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同，但由于细胞分化，基因的选择性表达，RNA种类不同，C项错误。
植物体细胞杂交后的遗传物质分析
归纳
总结
(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。
四
重温高考 真题演练
1.(2022·浙江6月选考，23改编)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
1
2
3
4
√
自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用体积分数为70%的酒精消毒，用无菌水清洗，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理，最后再用无菌水清洗，A错误；
培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；
组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误。
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2.(2021·江苏，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是
A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
1
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3
4
√
植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；
生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；
用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异，D错误。
1
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3.(2021·湖北，6)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6－BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率(%)结果如表。
1
2
3
4
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是
A.6－BA浓度大于4.0 mg·L－1时，芽分化率明显降低
B.6－BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例
C.在培养基中同时添加适量的6－BA和IBA，可促进芽分化
D.2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
1
2
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4
√
据表可知，6－BA浓度为从4.0 mg·L－1到5.0 mg·L－1时，芽分化率降低非常明显，故6－BA浓度大于4.0 mg·L－1时，芽分化率明显降低，A正确；
据表可知，当6－BA与IBA的比例为10∶1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%，因此6－BA与IBA的比例为10∶1时，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；
据表可知，6－BA与IBA的比例会影响芽的分化率，因此在培养基中同时添加适量的6－BA和IBA，可促进芽分化，C正确；
据表可知，芽分化率为95%是最高的，此时6－BA和IBA分别为2.0 mg·L－1、0.2 mg·L－1，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。
1
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4
4.(2020·山东，13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是
1
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4
A.过程①需使用纤维素酶和果胶
酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草
的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导
原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
√
植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体，A正确；
紫外线属于诱发变异的物理因素，紫外线照射的目的是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；
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过程③为诱导植物原生质体融合，常用离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等方式处理，不用灭活的病毒诱导，C错误；
普通小麦没有耐盐基因，耐盐小麦的形成是将来自中间偃麦草的含有耐盐基因的染色体片段整合到普通小麦染色体上的结果，D正确。
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2
3
4
1.判断关于细胞全能性和植物组织培养的叙述
(1)一般情况下，分化程度越高的细胞其全能性越低( )
(2)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照( )
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( )
(4)常选用胡萝卜根的形成层进行组织培养( )
(5)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变( )
(6)植物组织培养过程中所用器械需要进行消毒处理( )
√
五分钟 查落实
×
×
√
×
×
2.判断关于植物体细胞杂交的叙述
(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合( )
(2)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程( )
(3)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞( )
(4)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性
( )
√
×
×
×
3.判断关于植物细胞工程应用的叙述
(1)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种( )
(2)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株( )
(3)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种
( )
(4)单倍体育种是通过培养花药或花粉获得植株的育种方法( )
(5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性( )
×
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√
4.填空默写
(1)(选择性必修3 P31)细胞工程：___________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P35)脱分化：____________________________________
_____________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P35)再分化： 。
愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程
指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，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、个体或其产品的一门综合性的生物工程
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的过程
(4)(选择性必修3 P34)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为在_________________________________________
___________。
(5)(选择性必修3 P35)植物组织培养是_______________________________
____________________________________________________________________________。
(6)(选择性必修3 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用___________
去除细胞壁。
特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达
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
纤维素酶和
果胶酶
(7)(选择性必修3 P38)植物体细胞杂交技术在打破 ，实现______
育种，培育 等方面展示出独特的优势。
(8)(选择性必修3 P41)植物细胞培养是指_____________________________
______________________________。
生殖隔离
远缘杂
交
植物新品种
在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术
五
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1.将兰花细胞培养成幼苗的过程中，下列不属于必需条件的是
A.外植体细胞处于未分化状态
B.细胞处于离体状态
C.细胞具有完整的细胞核
D.营养物质和植物激素
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2.下列有关植物组织培养的叙述，正确的是
A.愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B.脱分化过程不需要植物激素，植物激素只在再分化过程中发挥作用
C.由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影
响实验的结果
D.生长素和细胞分裂素的使用顺序和用量比例会影响植物组织培养的结果
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愈伤组织是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞，A错误；
脱分化过程中要用到生长素和细胞分裂素，B错误。
3.植物体细胞杂交育种的一个重要应用是将栽培品种与相关的野生资源作为亲本，经过原生质体融合、选择与再生，使栽培品种获得野生型的抗性特征。下列说法错误的是
A.若杂种植株可育并能稳定地遗传，就有可能形成农业上有用的新物种
B.体细胞杂交可转移核染色体、细胞质DNA，在一定程度上克服远缘杂
交的不亲和性
C.可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒来诱导原生质体的融合
D.由二倍体亲本体细胞杂交可获得异源四倍体，与二倍体亲本回交，产
生不育的三倍体
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√
可用电融合法、聚乙二醇融合法等来诱导原生质体的融合，但灭活病毒诱导法只能用于诱导动物细胞融合，C项错误；
利用植物体细胞杂交得到的植株含有双亲的全部遗传物质，因此由二倍体亲本体细胞杂交可获得可育的异源四倍体，与二倍体亲本回交，产生不育的三倍体，D项正确。
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4.(2023·山东枣庄高三期末)用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下列有关培养过程的叙述，错误的是
A.原生质体的融合常用PEG作为诱导剂
B.形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型
C.由杂种细胞→杂种植株，要经过有丝分裂和细胞的分化
D.该项技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
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杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织，自身不含叶绿素无法进行光合作用，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型，B错误。
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5.为培育抗旱性强、可溶性糖含量高的甘薯KT1，研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是
A.该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近
B.过程①通过酶解法处理后，细胞进行减数分裂
C.过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁
D.过程③需要控制生长素和细胞分裂素的比例
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植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，所以该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近，A正确；
过程①需要通过酶解法处理去除细胞壁，不进行减数分裂，B错误；
杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁，高尔基体与植物细胞壁的形成有关，所以过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁，C正确；
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过程③包括脱分化和再分化过程，需要控制生长素和细胞分裂素的比例，该比例不同会使愈伤组织向不同的方向分化，D正确。
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6.(2023·辽宁营口高三调研)紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了下图所示实验。下列有关叙述错误的是
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A.制备原生质体时，可使植物细胞
处于微弱的质壁分离状态后再用
酶解法处理
B.原生质体融合依赖膜的流动性，
融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂
C.紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株
D.融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株
√
用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，然后用酶消化去除细胞壁，获得原生质体，A正确；
原生质体融合依赖细胞膜的
流动性，融合的原生质体只
有重新形成细胞壁后，才可
进行有丝分裂，B正确；
紫罗兰和油菜之间存在生殖隔离，不能杂交得到所需植株，C错误。
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7.草莓营养价值较高，但草莓是无性繁殖，感染的病毒很容易传给后代，导致品质变差。科研人员通过热处理结合茎尖培养法，取得了较好的脱毒效果，实验结果如下表(S代表成活率，D代表脱毒率)。
茎尖长度 (mm) 38 ℃热处理时间(d)
10 20 30 40
0.3～0.5 S：36.7%； D：81.8% S：40.0%； D：83.3% S：30.0%； D：100% S：16.7%；
D：100%
0.5～0.8 S：60.0%； D：66.7% S：60.0%； D：72.2% S：50.0%； D：93.3% S：40.0%；
D：100%
0.8～1.0 S：93.3%； D：57.1% S：85.7%； D：69.2% S：60.0%； D：94.4% S：46.7%；
D：92.8%
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下列相关叙述错误的是
A.茎尖培养利用的原理是细胞的全能性
B.热处理的目的可能是阻止病毒进入茎尖
C.脱分化时应给予光照促进愈伤组织的形成
D.一般情况下，脱毒率与茎尖大小呈负相关
√
脱分化时应避光处理，促进愈伤组织的形成，C项错误。
8.(2023·湖南娄底高三模拟)某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是
A.培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离
B.细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C.为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选
D.杂种细胞发育为杂种植株须经外源生长素和细胞分裂素的诱导
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培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核，与原有的烟草植株属于同一物种，不存在生殖隔离，A错误；
细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，然后诱导原生质体融合，B正确；
杂种细胞丙具有链霉素的抗性，在培养基上加入链霉素，使未融合的乙细胞，以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活，从而筛选出杂种细胞丙，C正确；
利用组织培养技术使杂种细胞发育为杂种植株，该过程须经外源生长素和细胞分裂素的诱导，D正确。
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二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9.下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是
A.不同种植物叶肉细胞融合时，应先去除细胞膜
B.叶肉细胞经脱分化后，可形成无定形状态的薄壁细胞
C.叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织
D.叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞的全能性
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√
不同种植物叶肉细胞融合时，应先用酶解法去除细胞壁；叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织，即无定形状态的薄壁细胞团，再分化形成胚状体或丛芽，进而发育成小植株。
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10.(2023·河北保定高三检测)现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术可行的是
A.利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B.将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植株
C.两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种，可较快获得所需植株
D.诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出
所需植株
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利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的四倍体杂种植株；将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需植株；甲、乙为不同物种，二者之间存在生殖隔离，一般不能杂交，即使杂交，形成的后代也是不可育的；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，就会得到符合要求的四倍体纯种植株。
11.紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如表：
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下列叙述错误的是
A.愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B.愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C.光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量
D.培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量
光照条件 接种干重/(g·L－1) 收获干重/(g·L－1) 紫杉醇含量/%(干重)
光照 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
√
√
√
植物组织培养过程中，愈伤组织主要进行细胞生长和分裂，不能体现植物细胞的全能性，A错误；
愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，以避免微生物的污染，B正确；
由表格数据可知，两组接种干重相似，但光照条件下收获的愈伤组织干重和紫杉醇含量均低于黑暗条件下的，C错误；
植物组织培养过程中，有机物可以为植物细胞提供必需的营养物质和能量，此外还可以调节渗透压，D错误。
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12.将绿色荧光蛋白和分泌蛋白融合基因连入表达载体后，通过PEG介导法，将表达载体导入拟南芥叶肉细胞原生质体，用荧光显微镜观察蛋白质分泌的过程。下列相关叙述错误的是
A.通过盐酸解离处理获得原生质体
B.需用蒸馏水悬浮原生质体以便于载体导入
C.叶肉细胞用PEG处理后可直接导入载体
D.在细胞外观察到荧光说明细胞分泌了蛋白质
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制备植物原生质体的方法是酶解法，即利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得，若用盐酸处理会将细胞杀死，不能获得原生质体，A错误；
原生质体无细胞壁，在蒸馏水中会因过度吸水而涨破，故不能将原生质体悬浮在蒸馏水中，B错误；
结合题干信息可知，叶肉细胞需去除细胞壁制成原生质体后再导入载体，C错误。
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三、非选择题
13.科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，培育过程如图所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：
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(1)在植物体细胞杂交技术中，过程①常用________________酶处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②表示________________，依据的生物学原理是________________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是_________。
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纤维素酶和果胶
诱导原生质体融合
细胞膜具有流动性
高尔基体
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_____________
_____，其中过程④表示__________过程，过程⑤涉及的细胞分裂方式为
___________。
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植物细胞的全
能性
有丝分裂
脱分化
(5)若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞内含n条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含_______条染色体；若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？________。
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m＋n
单倍体
植物体细胞杂交得到的杂种细胞中染色体数目是番茄细胞和马铃薯细胞中染色体数目之和，即m＋n；若培育成的杂种植株是四倍体，则该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株是单倍体，因为其是由配子(如花粉)发育而来的。
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(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的处理方法是________________________________________
________。
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用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子
或幼苗
利用同一株植物的体细胞融合得到的植株是同源多倍体，获得同源多倍体更常用且有效的方法是利用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的植物种子或幼苗。
14.青蒿素被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出了突出贡献而获2015年诺贝尔生理学或医学奖。
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如图为组织培养获得含青蒿素较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：
(1)建立无菌体系时，需要用到_________________的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失绿，所以浸泡时间要短，而且酒精处理后马上要用________冲洗。获得愈伤组织属于植物组织培养技术过程中的________阶段。
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体积分数为70%
无菌水
脱分化
(2)题中④培养基与③培养基是否一致，并请说明理由：______
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激素的种类和比例不同
否，
(3)组织培养过程中外植体通常
选取黄花蒿的分生区组织的原因
是_________________________
_____________________________，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因是_____________________________。步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是_____。
生长较为旺盛，分裂能力强，
分化程度低，容易得到愈伤组织
相关基因没有在愈伤组织中表达
杀菌
(4)某小组对生根的青蒿继续组织培养得到了黄花蒿幼苗，但是幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加______元素，也可能是________________
__________。
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培育过程中没有
镁
给予光照第3课时 植物细胞工程
课标要求 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，最终形成完整植株的过程。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杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
考点一 植物组织培养技术
1．细胞工程的概念
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学
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.植物细胞的全能性
定义 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
原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
大小比较 (1)受精卵>生殖细胞>体细胞；(2)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞；(3)植物细胞>动物细胞
体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株
未表现及 原因
表现条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
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：脱分化产生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)探究实践——菊花的组织培养
源于选择性必修3 P116“附录1”：
(1)诱导菊花愈伤组织的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。
(2)诱导菊花生芽的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)诱导菊花生根的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
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，不易培养成完整植株。
(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？
提示 植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？
提示 培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。
1．下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是( )
A．乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高
B．细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质
C．离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性
D．植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性
答案 A
解析 乳腺癌细胞易于进行离体培养，但没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞，没有体现全能性，A错误。
2.(不定项)(2023·山东菏泽高三期末)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是( )
植物细胞(二倍体)新细胞愈伤组织胚状体―→新品种
A．①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞
B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成
C．③表示再分化过程，无需严格的无菌操作
D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性
答案 ABC
解析 ①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②表示脱分化过程，不需要在光照条件下进行，B错误；②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，C错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，D正确。
归纳总结 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，就不好诱导生芽了。
(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，需要一定量的光照。
(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。
考点二 植物体细胞杂交技术
1．过程
(1)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。
(2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的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。
(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。
2．概念
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。
3．意义
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示出独特的优势。
4．实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
5．局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分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。
1．植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？
提示 细胞膜的流动性；植物细胞的全能性。
2．将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
提示 3种：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。
3．二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 有四个染色体组；是四倍体。
4．从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？
提示 遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状；从染色体组成上看属于染色体数目变异。
3．疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久而且稳定，是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是( )
A．疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流
B．两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞
C．杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
D．经组织培养获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践
答案 B
解析 两种水稻细胞融合后的不同种类细胞中的染色体数目相同，故不能通过观察染色体数目筛选出杂种细胞，需要观察染色体形态，B错误。
4．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β-胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②中常用PEG诱导原生质体融合
C．“黄金大米”植株染色体数目为22
D．该技术体现了植物细胞具有全能性
答案 C
解析 过程①是获得原生质体，需去除植物的细胞壁(主要由纤维素和果胶组成)，因此需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；过程②中常用PEG诱导原生质体融合，是一种化学诱导法，B正确；“黄金大米”植株是两种植株的融合体，染色体数目为44，C错误；该技术将杂种细胞培育成“黄金大米”植株，体现了植物细胞具有全能性，D正确。
归纳总结 植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
考点三 植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径
2．作物新品种的培育
项目 单倍体育种 突变体的利用
原理 染色体变异 基因突变
优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状
过程
3.细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物
①概念：不是植物基本的生命活动所必需的产物，是一类小分子有机化合物。
②种类：酚类、萜类和含氮化合物等。
(2)生产的技术手段：植物细胞培养技术。
(3)优点：生产速度快。
(4)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。观察图示回答相关问题：
(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：
(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？
提示 若要提取细胞产物，应培养到愈伤组织阶段。
5．(2023·湖南怀化高三模拟)植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述错误的是( )
A．用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性
B．光照会抑制愈伤组织的形成，植物组织培养全过程均需避光进行
C．植物组织培养使用的MS培养基中并不都需添加植物激素
D．制备脱毒种苗时，脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关
答案 B
6．(不定项)下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是( )
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．为了充分利用营养物质，培养白三叶草组织细胞的培养基为液体培养基
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂
答案 BC
解析 该过程应用了植物组织培养技术，应用的是固体培养基，B项错误；白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类相同，但由于细胞分化，基因的选择性表达，RNA种类不同，C项错误。
归纳总结 植物体细胞杂交后的遗传物质分析
(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。
1．(2022·浙江6月选考，23改编)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
答案 D
解析 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用体积分数为70%的酒精消毒，用无菌水清洗，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理，最后再用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误。
2．(2021·江苏，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
答案 D
解析 植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异，D错误。
3．(2021·湖北，6)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6－BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率(%)结果如表。
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是( )
A．6－BA浓度大于4.0 mg·L－1时，芽分化率明显降低
B．6－BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6－BA和IBA，可促进芽分化
D．2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
答案 B
解析 据表可知，6－BA浓度为从4.0 mg·L－1到5.0 mg·L－1时，芽分化率降低非常明显，故6－BA浓度大于4.0 mg·L－1时，芽分化率明显降低，A正确；据表可知，当6－BA与IBA的比例为10∶1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%，因此6－BA与IBA的比例为10∶1时，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；据表可知，6－BA与IBA的比例会影响芽的分化率，因此在培养基中同时添加适量的6－BA和IBA，可促进芽分化，C正确；据表可知，芽分化率为95%是最高的，此时6－BA和IBA分别为2.0 mg·L－1、0.2 mg·L－1，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。
4．(2020·山东，13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
答案 C
解析 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体，A正确；紫外线属于诱发变异的物理因素，紫外线照射的目的是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；过程③为诱导植物原生质体融合，常用离心法、电融合法、聚乙二醇融合法等方式处理，不用灭活的病毒诱导，C错误；普通小麦没有耐盐基因，耐盐小麦的形成是将来自中间偃麦草的含有耐盐基因的染色体片段整合到普通小麦染色体上的结果，D正确。
1．判断关于细胞全能性和植物组织培养的叙述
(1)一般情况下，分化程度越高的细胞其全能性越低( √ )
(2)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照( × )
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( × )
(4)常选用胡萝卜根的形成层进行组织培养( √ )
(5)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变( × )
(6)植物组织培养过程中所用器械需要进行消毒处理( × )
2．判断关于植物体细胞杂交的叙述
(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合( × )
(2)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程( × )
(3)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞( √ )
(4)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性( × )
3．判断关于植物细胞工程应用的叙述
(1)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种( × )
(2)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株( × )
(3)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种( × )
(4)单倍体育种是通过培养花药或花粉获得植株的育种方法( × )
(5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性( √ )
4．填空默写
(1)(选择性必修3 P31)细胞工程：指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，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、个体或其产品的一门综合性的生物工程。
(2)(选择性必修3 P35)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的过程。
(3)(选择性必修3 P35)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
(4)(选择性必修3 P34)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为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。
(5)(选择性必修3 P35)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。
(6)(选择性必修3 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
(7)(选择性必修3 P38)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示出独特的优势。
(8)(选择性必修3 P41)植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
课时精练
一、选择题：每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
1．将兰花细胞培养成幼苗的过程中，下列不属于必需条件的是( )
A．外植体细胞处于未分化状态
B．细胞处于离体状态
C．细胞具有完整的细胞核
D．营养物质和植物激素
答案 A
2．下列有关植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞
B．脱分化过程不需要植物激素，植物激素只在再分化过程中发挥作用
C．由于植物细胞都具有全能性，所以菊花的组织培养实验中选材不会影响实验的结果
D．生长素和细胞分裂素的使用顺序和用量比例会影响植物组织培养的结果
答案 D
解析 愈伤组织是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞，A错误；脱分化过程中要用到生长素和细胞分裂素，B错误。
3．植物体细胞杂交育种的一个重要应用是将栽培品种与相关的野生资源作为亲本，经过原生质体融合、选择与再生，使栽培品种获得野生型的抗性特征。下列说法错误的是( )
A．若杂种植株可育并能稳定地遗传，就有可能形成农业上有用的新物种
B．体细胞杂交可转移核染色体、细胞质DNA，在一定程度上克服远缘杂交的不亲和性
C．可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒来诱导原生质体的融合
D．由二倍体亲本体细胞杂交可获得异源四倍体，与二倍体亲本回交，产生不育的三倍体
答案 C
解析 可用电融合法、聚乙二醇融合法等来诱导原生质体的融合，但灭活病毒诱导法只能用于诱导动物细胞融合，C项错误；利用植物体细胞杂交得到的植株含有双亲的全部遗传物质，因此由二倍体亲本体细胞杂交可获得可育的异源四倍体，与二倍体亲本回交，产生不育的三倍体，D项正确。
4．(2023·山东枣庄高三期末)用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草，使有驱蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中，达到驱蚊的效果。下列有关培养过程的叙述，错误的是( )
A．原生质体的融合常用PEG作为诱导剂
B．形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型
C．由杂种细胞→杂种植株，要经过有丝分裂和细胞的分化
D．该项技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
答案 B
解析 杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织，自身不含叶绿素无法进行光合作用，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型，B错误。
5．为培育抗旱性强、可溶性糖含量高的甘薯KT1，研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是( )
A．该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近
B．过程①通过酶解法处理后，细胞进行减数分裂
C．过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁
D．过程③需要控制生长素和细胞分裂素的比例
答案 B
解析 植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，所以该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近，A正确；过程①需要通过酶解法处理去除细胞壁，不进行减数分裂，B错误；杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁，高尔基体与植物细胞壁的形成有关，所以过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁，C正确；过程③包括脱分化和再分化过程，需要控制生长素和细胞分裂素的比例，该比例不同会使愈伤组织向不同的方向分化，D正确。
6．(2023·辽宁营口高三调研)紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了下图所示实验。下列有关叙述错误的是( )
A．制备原生质体时，可使植物细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理
B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂
C．紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株
D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株
答案 C
解析 用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁分离状态，然后用酶消化去除细胞壁，获得原生质体，A正确；原生质体融合依赖细胞膜的流动性，融合的原生质体只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂，B正确；紫罗兰和油菜之间存在生殖隔离，不能杂交得到所需植株，C错误。
7．草莓营养价值较高，但草莓是无性繁殖，感染的病毒很容易传给后代，导致品质变差。科研人员通过热处理结合茎尖培养法，取得了较好的脱毒效果，实验结果如下表(S代表成活率，D代表脱毒率)。下列相关叙述错误的是( )
茎尖长度(mm) 38 ℃热处理时间(d)
10 20 30 40
0.3～0.5 S：36.7%；D：81.8% S：40.0%；D：83.3% S：30.0%；D：100% S：16.7%；D：100%
0.5～0.8 S：60.0%；D：66.7% S：60.0%；D：72.2% S：50.0%；D：93.3% S：40.0%；D：100%
0.8～1.0 S：93.3%；D：57.1% S：85.7%；D：69.2% S：60.0%；D：94.4% S：46.7%；D：92.8%
A.茎尖培养利用的原理是细胞的全能性
B．热处理的目的可能是阻止病毒进入茎尖
C．脱分化时应给予光照促进愈伤组织的形成
D．一般情况下，脱毒率与茎尖大小呈负相关
答案 C
解析 脱分化时应避光处理，促进愈伤组织的形成，C项错误。
8．(2023·湖南娄底高三模拟)某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是( )
A．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离
B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选
D．杂种细胞发育为杂种植株须经外源生长素和细胞分裂素的诱导
答案 A
解析 培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核，与原有的烟草植株属于同一物种，不存在生殖隔离，A错误；细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，然后诱导原生质体融合，B正确；杂种细胞丙具有链霉素的抗性，在培养基上加入链霉素，使未融合的乙细胞，以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活，从而筛选出杂种细胞丙，C正确；利用组织培养技术使杂种细胞发育为杂种植株，该过程须经外源生长素和细胞分裂素的诱导，D正确。
二、选择题：每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
9．下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是( )
A．不同种植物叶肉细胞融合时，应先去除细胞膜
B．叶肉细胞经脱分化后，可形成无定形状态的薄壁细胞
C．叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织
D．叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞的全能性
答案 BD
解析 不同种植物叶肉细胞融合时，应先用酶解法去除细胞壁；叶肉细胞经脱分化形成愈伤组织，即无定形状态的薄壁细胞团，再分化形成胚状体或丛芽，进而发育成小植株。
10．(2023·河北保定高三检测)现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术可行的是( )
A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B．将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植株
C．两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种，可较快获得所需植株
D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株
答案 ABD
解析 利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的四倍体杂种植株；将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需植株；甲、乙为不同物种，二者之间存在生殖隔离，一般不能杂交，即使杂交，形成的后代也是不可育的；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，就会得到符合要求的四倍体纯种植株。
11．紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如表：
光照条件 接种干重/(g·L－1) 收获干重/(g·L－1) 紫杉醇含量/%(干重)
光照 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
下列叙述错误的是( )
A．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C．光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量
D．培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量
答案 ACD
解析 植物组织培养过程中，愈伤组织主要进行细胞生长和分裂，不能体现植物细胞的全能性，A错误；愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，以避免微生物的污染，B正确；由表格数据可知，两组接种干重相似，但光照条件下收获的愈伤组织干重和紫杉醇含量均低于黑暗条件下的，C错误；植物组织培养过程中，有机物可以为植物细胞提供必需的营养物质和能量，此外还可以调节渗透压，D错误。
12.将绿色荧光蛋白和分泌蛋白融合基因连入表达载体后，通过PEG介导法，将表达载体导入拟南芥叶肉细胞原生质体，用荧光显微镜观察蛋白质分泌的过程。下列相关叙述错误的是( )
A．通过盐酸解离处理获得原生质体
B．需用蒸馏水悬浮原生质体以便于载体导入
C．叶肉细胞用PEG处理后可直接导入载体
D．在细胞外观察到荧光说明细胞分泌了蛋白质
答案 ABC
解析 制备植物原生质体的方法是酶解法，即利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得，若用盐酸处理会将细胞杀死，不能获得原生质体，A错误；原生质体无细胞壁，在蒸馏水中会因过度吸水而涨破，故不能将原生质体悬浮在蒸馏水中，B错误；结合题干信息可知，叶肉细胞需去除细胞壁制成原生质体后再导入载体，C错误。
三、非选择题
13．科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，培育过程如图所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：
(1)在植物体细胞杂交技术中，过程①常用__________________酶处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②表示____________________，依据的生物学原理是________________________。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是__________。
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是________________________，其中过程④表示________________过程，过程⑤涉及的细胞分裂方式为_____________________。
(5)若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞内含n条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含______________条染色体；若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？________。
(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的处理方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)纤维素酶和果胶 (2)诱导原生质体融合 细胞膜具有流动性 (3)高尔基体 (4)植物细胞的全能性 脱分化 有丝分裂 (5)m＋n 单倍体 (6)用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗
解析 (5)植物体细胞杂交得到的杂种细胞中染色体数目是番茄细胞和马铃薯细胞中染色体数目之和，即m＋n；若培育成的杂种植株是四倍体，则该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株是单倍体，因为其是由配子(如花粉)发育而来的。(6)利用同一株植物的体细胞融合得到的植株是同源多倍体，获得同源多倍体更常用且有效的方法是利用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的植物种子或幼苗。
14．青蒿素被誉为“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦因在抗疟疾药物青蒿素的提取方面做出了突出贡献而获2015年诺贝尔生理学或医学奖。如图为组织培养获得含青蒿素较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：
(1)建立无菌体系时，需要用到______________的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失绿，所以浸泡时间要短，而且酒精处理后马上要用____________冲洗。获得愈伤组织属于植物组织培养技术过程中的__________阶段。
(2)题中④培养基与③培养基是否一致，并请说明理由：________________________________。
(3)组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是_______________________
_____________________________________________________________，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因是________________________________________________________________。步骤③青蒿叶片组织加入抗生素的作用是___________________________________________。
(4)某小组对生根的青蒿继续组织培养得到了黄花蒿幼苗，但是幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加________元素，也可能是_____________________________________
_______________________________________________________________________________。
答案 (1)体积分数为70% 无菌水 脱分化 (2)否，激素的种类和比例不同 (3)生长较为旺盛，分裂能力强，分化程度低，容易得到愈伤组织 相关基因没有在愈伤组织中表达 杀菌 (4)镁 培育过程中没有给予光照第3课时 植物细胞工程
课标要求 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，最终形成完整植株的过程。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杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
考点一 植物组织培养技术
1．细胞工程的概念
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学
操作水平 ________、细胞或________水平
目的 获得特定的________________________或其产品
分类 植物细胞工程和动物细胞工程
2.植物细胞的全能性
定义 细胞经分裂和分化后，仍然具有 或 的潜能
原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的________
大小比较 (1)受精卵>生殖细胞>体细胞；(2)分化程度低的细胞>分化程度高的细胞；(3)植物细胞>动物细胞
体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株
未表现及 原因
表现条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
3.植物组织培养技术
(1)概念：将离体的________________________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________________的技术。
(2)理论基础：植物细胞的________。
(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__________，转变成________的细胞，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化产生的____________团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成________等器官的过程。
(4)探究实践——菊花的组织培养
源于选择性必修3 P116“附录1”：
(1)诱导菊花________________的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5 mg/L。
(2)诱导菊花________的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)诱导菊花________的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1 mg/L。
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？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？
________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________
1．下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是( )
A．乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高
B．细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质
C．离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性
D．植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性
2. (不定项)(2023·山东菏泽高三期末) SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述错误的是( )
植物细胞(二倍体)新细胞愈伤组织胚状体―→新品种
A．①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞
B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成
C．③表示再分化过程，无需严格的无菌操作
D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性
归纳总结 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，就不好诱导生芽了。
(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，需要一定量的光照。
(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。
考点二 植物体细胞杂交技术
1．过程
(1)过程①为去除________获得原生质体，用到的酶是________________和________。
(2)过程②为________________的融合，人工诱导的物理法包括________________、________等，化学法包括________________、高Ca2＋—高pH融合法等。
(3)过程③为融合的原生质体再生出________，这是原生质体融合成功的标志。
(4)过程④为________，过程⑤为________。
2．概念
植物体细胞杂交是指将__________________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______________的技术。
3．意义
植物体细胞杂交技术在打破______________，实现________杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
4．实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。
5．局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分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。
1．植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
2．将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
3．二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？
_______________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________
4．从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？
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3．疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久而且稳定，是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是( )
A．疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流
B．两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞
C．杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化
D．经组织培养获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践
4．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β 胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。下列说法错误的是( )
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②中常用PEG诱导原生质体融合
C．“黄金大米”植株染色体数目为22
D．该技术体现了植物细胞具有全能性
归纳总结 植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
考点三 植物细胞工程的应用
1．植物繁殖的新途径
2．作物新品种的培育
项目 单倍体育种 突变体的利用
原理 染色体变异 基因突变
优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状
过程
3.细胞产物的工厂化生产
(1)次生代谢物
①概念：不是植物基本的生命活动所________的产物，是一类小分子有机化合物。
②种类：酚类、萜类和含氮化合物等。
(2)生产的技术手段：______________________技术。
(3)优点：________________。
(4)实例：人参、三七、紫草和红豆杉的细胞产物都已实现了工厂化生产。
源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所________的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着；次生代谢________生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。观察图示回答相关问题：
(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：
(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？
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5．(2023·湖南怀化高三模拟)植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述错误的是( )
A．用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性
B．光照会抑制愈伤组织的形成，植物组织培养全过程均需避光进行
C．植物组织培养使用的MS培养基中并不都需添加植物激素
D．制备脱毒种苗时，脱毒苗比率与剥离的茎尖大小密切相关
6．(不定项)下图所示为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列叙述错误的是( )
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．为了充分利用营养物质，培养白三叶草组织细胞的培养基为液体培养基
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂
归纳总结 植物体细胞杂交后的遗传物质分析
(1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组
①染色体组数＝两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株，有几个染色体组就称为几倍体。
1．(2022·浙江6月选考，23改编)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
2．(2021·江苏，5)植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
3．(2021·湖北，6)月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6－BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率(%)结果如表。
6－BA/(mg·L－1) IBA/(mg·L－1)
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
1.0 31 63 58 49 41
2.0 40 95 76 69 50
3.0 37 75 64 54 41
4.0 25 35 31 30 25
5.0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是( )
A．6－BA浓度大于4.0 mg·L－1时，芽分化率明显降低
B．6－BA与IBA的比例为10∶1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6－BA和IBA，可促进芽分化
D．2.0 mg·L－16－BA和0.2 mg·L－1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
4．(2020·山东，13)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
1．判断关于细胞全能性和植物组织培养的叙述
(1)一般情况下，分化程度越高的细胞其全能性越低( )
(2)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照( )
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的( )
(4)常选用胡萝卜根的形成层进行组织培养( )
(5)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比值始终不变( )
(6)植物组织培养过程中所用器械需要进行消毒处理( )
2．判断关于植物体细胞杂交的叙述
(1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合( )
(2)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程( )
(3)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞( )
(4)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性( )
3．判断关于植物细胞工程应用的叙述
(1)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种( )
(2)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株( )
(3)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种( )
(4)单倍体育种是通过培养花药或花粉获得植株的育种方法( )
(5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性( )
4．填空默写
(1)(选择性必修3 P31)细胞工程：____________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)(选择性必修3 P35)脱分化：______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(3)(选择性必修3 P35)再分化：______________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(4)(选择性必修3 P34)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，这是因为在___________________________________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(5)(选择性必修3 P35)植物组织培养是________________________________________________
_______________________________________________________________________________。
(6)(选择性必修3 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用__________________________去除细胞壁。
(7)(选择性必修3 P38)植物体细胞杂交技术在打破________________，实现______________育种，培育________________等方面展示出独特的优势。
(8)(选择性必修3 P41)植物细胞培养是指______________________________________________
_______________________________________________________________________________。
