第2章 第1节 第1课时
基 础 题 组
一、选择题
1．(2023·河南洛阳高二统考期中)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A．离体的菊花茎段必须经过严格灭菌后才能接种到培养基中
B．诱导愈伤组织阶段为了使细胞获得能量应给与适当时间和强度的光照
C．诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于生长素和细胞分裂素的比例不同
D．利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养
2．(2023·河南省实验中学高二校考期中)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )
A．原理是植物细胞一般具有全能性
B．所需关键激素是细胞分裂素和生长素
C．用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D．培养基中添加蔗糖仅可提供营养物质
3．下列有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是( )
A．已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程
B．已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞的过程
C．离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程
D．离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导
4．(2023·湖南娄底统考模拟预测)如图是某植物愈伤组织通过培养形成植株的过程中产生的不同类型细胞的示意图。下列叙述正确的是( )
A．愈伤组织分化形成的不同组织细胞中的核基因不同
B．已高度分化的叶肉细胞、表皮细胞仍然具有全能性
C．核糖体蛋白基因只在某类组织细胞中特异性表达
D．愈伤组织形成叶肉细胞等降低了各种生理功能的效率
5．(2023·河南洛阳高二统考期中)下列关于植物细胞工程的应用，叙述正确的是( )
A．以根尖分生区为材料通过植物组织培养可获得抗毒新品种
B．通过花药离体培养得到单倍体植株，可明显缩短育种年限
C．愈伤组织的分裂能力强，更容易受到诱变因素的影响而产生突变
D．细胞产物的工厂化生产可提高单个细胞内的次生代谢产物的含量
6．(2023·江苏淮安高二校联考期中)利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株时，不必考虑( )
A．番茄和马铃薯植株之间的生殖隔离
B．获得原生质体时使用的酶浓度和作用时间
C．运用植物组织培养技术获得完整杂种植株
D．对培育植株进行细胞染色体数目和形态鉴定
二、非选择题
7．(2023·河南洛阳高二统考期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，希望这种植物可以地上结番茄，地下结马铃薯。请回答下列问题。
(1)通过植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株，首先要利用___酶去除两种植物细胞的细胞壁，从而获得___，再诱导其融合并培养形成杂合细胞，进而利用植物组织培养技术将杂合细胞培养成杂种植株。其中植物组织培养技术的原理是___，具体过程中包含两个关键步骤是___。
(2)植物体细胞杂交技术在植物新品种培育方面的优势是___。但“番茄—马铃薯”杂种植株并没有像科学家设想的那样地上结番茄、地下结马铃薯，请从基因表达调控的角度分析可能的原因___。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·江苏省常州市教育学会高二期末)幼嫩的菊花茎段经过植物组织培养可以获得完整的菊花幼苗，相关叙述正确的是( )
A．为充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种6～8个外植体
B．将菊花茎段倒插在培养基中，可形成菊花幼苗
C．菊花茎段经脱分化可直接形成含有根和芽的胚状体
D．植物组织培养得到试管苗的过程中只需要更换一次培养基
2．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是( )
―→
A．该途径得到高产细胞群后转移到液体培养基中扩大培养
B．需在无菌和人工控制的条件下进行
C．经过过程①细胞的形态和结构发生了变化
D．过程①一般需要适当时间和强度的光照
3．我国科学家利用植物细胞工程技术培育出了具有优良性状的普通烟草—奈索菲拉烟草，这种烟草具有品质优良、兼抗多种病害等优点。已知普通烟草和奈索菲拉烟草均为四倍体。下列相关叙述正确的是( )
A．在较低浓度的甘露醇溶液中获得原生质体的目的是保持其活力
B．杂交过程中的关键环节是原生质体间的融合，诱导因素常用PEG
C．融合的原生质体可以直接经过植物组织培养获得杂种植物
D．由于同源染色体联会紊乱，培育的普通烟草—奈索菲拉烟草植株不育
4．(2023·河南省实验中学校考期中)紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强，其种子富含亚麻酸。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的实验。下列有关叙述错误的是( )
A．PEG融合法诱导原生质体融合依赖膜的流动性
B．可用纤维素酶果胶酶去除细胞壁获得原生质体
C．两两融合的细胞中染色体数目为52条
D．该方法克服了远缘杂交不亲和的障碍
5．下列现象属于植物细胞脱分化的是( )
A．将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤组织
B．由愈伤组织形成植物芽、根的过程
C．受精卵形成种子中胚的过程
D．由种子发育成植株
6．下列关于细胞工程的发展历程叙述正确的是( )
A．1902年，哈伯兰特提出了植物细胞全能性概念，相关实验得到证实
B．1958年，斯图尔德等使悬浮培养的胡萝卜髓细胞形成了体细胞胚，并发育成完整植株，该实验为细胞全能性理论提供了强有力的支持
C．1975年，米尔斯坦和科勒发现仙台病毒具有触发动物细胞融合的效应
D．1981年，Wilmut领导的小组用体细胞核克隆出“多莉”羊，使哺乳动物的克隆成为现实
二、非选择题
7．下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下形成试管苗的培育过程。请回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素。营养物质包括___和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和__两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是___。A和B阶段主要进行的分裂方式是___，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞___等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对___进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是___。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因___的结果。
第2章 第1节 第1课时
基 础 题 组
一、选择题
1．(2023·河南洛阳高二统考期中)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( C )
A．离体的菊花茎段必须经过严格灭菌后才能接种到培养基中
B．诱导愈伤组织阶段为了使细胞获得能量应给与适当时间和强度的光照
C．诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于生长素和细胞分裂素的比例不同
D．利用菊花茎段培育形成的试管苗可直接移栽入土进一步培养
解析： 离体的植物组织、器官必需经过消毒才能接种到组织培养基中，A错误；诱导愈伤组织过程中不需要进行光照，B错误；诱导生根和生芽的培养基的主要区别在于生长素和细胞分裂素的比例不同，诱导生根，生长素比例较大，诱导生芽，细胞分裂素比例较大，C正确；菊花茎段在生根培养基中生根后，应将试管苗移至草炭土或蛭石中培养锻炼(练苗)，然后再转移至土中定植，D错误。故选C。
2．(2023·河南省实验中学高二校考期中)下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( D )
A．原理是植物细胞一般具有全能性
B．所需关键激素是细胞分裂素和生长素
C．用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗
D．培养基中添加蔗糖仅可提供营养物质
解析： 植物组织培养的理论基础为植物细胞具有全能性，A正确；植物组织培养的脱分化和去分化过程中所需关键激素是细胞分裂素和生长素，但二者使用时的比例不同，B正确；由于植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，故使用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，C正确；培养基中添加的蔗糖可提供营养物质和调节渗透压，D错误。故选D。
3．下列有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法，不正确的是( C )
A．已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程
B．已经分化的细胞转变成为具有分生能力的薄壁细胞的过程
C．离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程
D．离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过有关激素的诱导
解析： 离体的已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程，属于脱分化，该过程需要有关激素进行诱导，A、B、D正确；离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程，包括脱分化和再分化，C错误。
4．(2023·湖南娄底统考模拟预测)如图是某植物愈伤组织通过培养形成植株的过程中产生的不同类型细胞的示意图。下列叙述正确的是( B )
A．愈伤组织分化形成的不同组织细胞中的核基因不同
B．已高度分化的叶肉细胞、表皮细胞仍然具有全能性
C．核糖体蛋白基因只在某类组织细胞中特异性表达
D．愈伤组织形成叶肉细胞等降低了各种生理功能的效率
解析： 愈伤组织分化后形成不同组织细胞中核基因都是相同的，A错误；已高度分化的叶肉细胞、表皮细胞仍然具有全能性，因为含有发育成本物种所需要的全部遗传物质，B正确；核糖体蛋白基因是在所有细胞中都表达的基因，指导合成的蛋白质是维持细胞基本生命活动所必需的，C错误；愈伤组织形成叶肉细胞等组织细胞提高了生物体各种生理功能的效率，D错误。故选B。
5．(2023·河南洛阳高二统考期中)下列关于植物细胞工程的应用，叙述正确的是( C )
A．以根尖分生区为材料通过植物组织培养可获得抗毒新品种
B．通过花药离体培养得到单倍体植株，可明显缩短育种年限
C．愈伤组织的分裂能力强，更容易受到诱变因素的影响而产生突变
D．细胞产物的工厂化生产可提高单个细胞内的次生代谢产物的含量
解析： 以根尖分生区为材料通过组织培养可以获得脱毒苗，但不是抗毒新品种，A错误；单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素加倍两个步骤，对于二倍体生物而言，经该方法得到的都是纯合子，能明显缩短育种时间，B错误；在植物组织培养过程中，愈伤组织的分裂能力强，处于分裂状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变，C正确；细胞产物的工厂化生产，可以通过培养更多的细胞从而提高次生代谢物的产量，但不可以提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。故选C。
6．(2023·江苏淮安高二校联考期中)利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株时，不必考虑( A )
A．番茄和马铃薯植株之间的生殖隔离
B．获得原生质体时使用的酶浓度和作用时间
C．运用植物组织培养技术获得完整杂种植株
D．对培育植株进行细胞染色体数目和形态鉴定
解析： 利用植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株时，需要用酶解法去除番茄细胞和马铃薯细胞的细胞壁，获得原生质体，然后用融合剂诱导原生质体融合，因此需要考虑使用的酶浓度和作用时间，不需要考虑番茄和马铃薯植株之间的生殖隔离，A符合题意，B不符合题意；原生质体融合并且再生出细胞壁后，获得杂种细胞，运用植物组织培养技术获得完整杂种植株，这是必须考虑的，C不符合题意；获得杂种植株后，对培育植株进行细胞染色体数目和形态鉴定，以判断是否培育成功，这是必须考虑的，D不符合题意。故选A。
二、非选择题
7．(2023·河南洛阳高二统考期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了“番茄—马铃薯”杂种植株，希望这种植物可以地上结番茄，地下结马铃薯。请回答下列问题。
(1)通过植物体细胞杂交技术培育“番茄—马铃薯”杂种植株，首先要利用_纤维素酶和果胶__酶去除两种植物细胞的细胞壁，从而获得_原生质体__，再诱导其融合并培养形成杂合细胞，进而利用植物组织培养技术将杂合细胞培养成杂种植株。其中植物组织培养技术的原理是_植物细胞的全能性__，具体过程中包含两个关键步骤是_脱分化和再分化__。
(2)植物体细胞杂交技术在植物新品种培育方面的优势是_打破生殖隔离，实现远缘杂交育种__。但“番茄—马铃薯”杂种植株并没有像科学家设想的那样地上结番茄、地下结马铃薯，请从基因表达调控的角度分析可能的原因_生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的__。
解析：(1)根据酶的专一性，去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，处理后获得原生质体，再诱导其融合并培养形成杂合细胞。利用植物组织培养技术将杂合细胞培养成杂种植株的原理是植物细胞的全能性，其具体过程中包含脱分化和再分化两个关键步骤。(2)植物体细胞杂交技术在植物新品种培育方面的优势是克服远缘杂交不亲和的障碍，打破了生殖隔离，实现远缘杂交育种。由于生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄—马铃薯”杂种植株并没有像科学家设想的那样地上结番茄、地下结马铃薯。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·江苏省常州市教育学会高二期末)幼嫩的菊花茎段经过植物组织培养可以获得完整的菊花幼苗，相关叙述正确的是( A )
A．为充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种6～8个外植体
B．将菊花茎段倒插在培养基中，可形成菊花幼苗
C．菊花茎段经脱分化可直接形成含有根和芽的胚状体
D．植物组织培养得到试管苗的过程中只需要更换一次培养基
解析： 为充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种6～8个外植体，将封口膜重新扎好，A正确；将菊花茎段插入时应注意方向，不应倒插，是为了生长素的极性运输，保证成活率，B错误；菊花茎段经脱分化后形成愈伤组织，必须经再分化才能形成含有根和芽的胚状体，C错误；在植物组织培养过程中需要在不同时期，根据培养对象的需求添加或减少植物激素的比例，故植物组织培养得到试管苗的过程中不止更换一次培养基，D错误。故选A。
2．如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是( D )
―→
A．该途径得到高产细胞群后转移到液体培养基中扩大培养
B．需在无菌和人工控制的条件下进行
C．经过过程①细胞的形态和结构发生了变化
D．过程①一般需要适当时间和强度的光照
解析： 过程①是脱分化过程，该过程不需要进行光照，所以D错误。
3．我国科学家利用植物细胞工程技术培育出了具有优良性状的普通烟草—奈索菲拉烟草，这种烟草具有品质优良、兼抗多种病害等优点。已知普通烟草和奈索菲拉烟草均为四倍体。下列相关叙述正确的是( B )
A．在较低浓度的甘露醇溶液中获得原生质体的目的是保持其活力
B．杂交过程中的关键环节是原生质体间的融合，诱导因素常用PEG
C．融合的原生质体可以直接经过植物组织培养获得杂种植物
D．由于同源染色体联会紊乱，培育的普通烟草—奈索菲拉烟草植株不育
解析： 原生质体没有细胞壁的保护，因此在制备原生质体时，应在较高渗透压的甘露醇溶液中，维持细胞膜内外的渗透压平衡，保持其形态和活力；融合的原生质体需再生出细胞壁，形成的杂种细胞经植物组织培养获得杂种植物；已知普通烟草和奈索菲拉烟草均为四倍体，因此培育出的普通烟草—奈索菲拉烟草具有八个染色体组，在减数分裂过程中不会出现联会紊乱。
4．(2023·河南省实验中学校考期中)紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强，其种子富含亚麻酸。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的实验。下列有关叙述错误的是( C )
A．PEG融合法诱导原生质体融合依赖膜的流动性
B．可用纤维素酶果胶酶去除细胞壁获得原生质体
C．两两融合的细胞中染色体数目为52条
D．该方法克服了远缘杂交不亲和的障碍
解析： 原生质体融合首先是细胞膜的融合，常用PEG融合法诱导原生质体融合，此过程依赖于膜的流动性，A正确；植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体，B正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即紫罗兰细胞自身融合的细胞、油菜细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或76条或52条，C错误；植物体细胞杂交技术，最大的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍，故获得紫罗兰—油菜杂种植株的方法克服了远缘杂交不亲和的障碍，D正确。故选C。
5．下列现象属于植物细胞脱分化的是( A )
A．将胡萝卜根薄片放在培养基上培养成愈伤组织
B．由愈伤组织形成植物芽、根的过程
C．受精卵形成种子中胚的过程
D．由种子发育成植株
解析：在一定条件下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。将胡萝卜根薄片在培养基上培养成愈伤组织属于脱分化过程，A正确。
6．下列关于细胞工程的发展历程叙述正确的是( B )
A．1902年，哈伯兰特提出了植物细胞全能性概念，相关实验得到证实
B．1958年，斯图尔德等使悬浮培养的胡萝卜髓细胞形成了体细胞胚，并发育成完整植株，该实验为细胞全能性理论提供了强有力的支持
C．1975年，米尔斯坦和科勒发现仙台病毒具有触发动物细胞融合的效应
D．1981年，Wilmut领导的小组用体细胞核克隆出“多莉”羊，使哺乳动物的克隆成为现实
解析： 1902年，哈伯兰特提出了细胞全能性的理论，但相关的实验尝试没有成功，A错误；1975年，米尔斯坦和科勒等创立了单克隆抗体技术，C错误；克隆羊多莉在1996年诞生，D错误。
二、非选择题
7．下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后，在一定的条件下形成试管苗的培育过程。请回答下列问题：
(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应含有营养物质和激素。营养物质包括_无机盐__和小分子有机物；激素包括细胞分裂素和_生长素__两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是_植物细胞的全能性__。A和B阶段主要进行的分裂方式是_有丝分裂__，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞_分化__等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对_培养基__进行灭菌处理。B阶段需要光照，原因是_芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照__。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因_选择性表达__的结果。
解析：(1)植物组织培养过程需要一些小分子无机盐和有机物等物质提供营养。另外需要细胞分裂素和生长素进行诱导细胞分裂和细胞分化。(2)植物组织培养主要进行有丝分裂，再分化的过程中伴随着细胞分化。(3)培养基需要进行灭菌处理，外植体需要进行消毒处理。(4)B阶段为再分化过程，逐渐生长出根、茎、叶等器官，光照是叶绿体色素形成的必要条件。细胞分化的实质是基因的选择性表达。(共58张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
1．简述植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的原理和过程。
2．尝试进行植物组织培养。
3．举例说明植物细胞工程的应用，有效提高了生产效率。
4．列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。
5．概述细胞产物的工厂化生产的原理。
1．生命观念——会用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的影响。
2．科学思维——结合单倍体育种、诱变育种等育种方法来理解植物组织培养在作物新品种培育方面的应用。
3．科学探究——结合具体实验，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。
4．社会责任——了解组织培养技术已取得的进展和尚未解决的问题，认同科学是一个不断发展的过程。
第1课时 植物细胞工程的基本技术
知识点一
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
知识点二
知识点三
知识点一 植物细胞的全能性
基础知识 双基夯实
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有_________________或_____________________的潜能。
2．生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会_______________。
产生完整生物体
分化成其他各种细胞
选择性地表达
活 | 学 | 巧 | 练
1．任何细胞都具有全能性，任何细胞都能体现出全能性。( )
2．细胞分化程度越高，全能性越高。( )
×
×
合 | 作 | 探 | 究
与体细胞相比，生殖细胞如花粉的遗传物质减少了一半，为什么生殖细胞仍具有全能性？
提示：在生物的体细胞中染色体是成对存在的，基因也是成对存在的，生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但基因的种类没有少，仍具有控制生长发育的全套的遗传信息，因此生殖细胞仍具有全能性。
课内探究 名师点睛
1．细胞全能性的分析
(1)具有全能性的原因：一般生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传信息。
(2)现实体现：在生物的生长发育过程中，生物体内的细胞并不会表现出全能性，而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞内的基因会选择性地表达。
(3)不同细胞全能性的大小
①体细胞全能性：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。
②不同细胞的全能性：受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞。
③不同生物的细胞全能性：植物细胞>动物细胞。
(4)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度的不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
2．植物细胞全能性表达所需条件
(1)体细胞未表现全能性的原因：基因的选择性表达。
(2)体现细胞全能性的条件
材料 离体的细胞、组织或器官
培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素
外界条件 ①无菌操作
②光照：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养
下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时，才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性
典例1
B
解析：细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性；植物体内细胞没有表现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果；同一植物体的不同细胞中的基因是相同的；细胞全能性表达的前提是离体培养的细胞、组织或器官；种子是植物的器官，由种子发育成植株，是正常的生命历程，不属于全能性的体现。
1．细胞表达全能性的标志是发育成完整个体或分化成其他各种细胞。
2．细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”，配子中有全套基因，因此仍然具有全能性。
植物细胞表现出全能性的必要条件是( )
A．给予适宜的营养和外界条件
B．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
C．导入其他植物细胞的基因
D．将叶肉细胞的细胞核移植到去核的卵细胞内
解析： 植物细胞表现出全能性的条件是：细胞离体和适宜的外界条件、一定的营养(无机、有机成分)和植物激素，B正确。
变式训练
B
知识点二 植物组织培养技术
基础知识 双基夯实
1．概念：将_______的植物器官、组织或细胞等，培养在___________________上，给予适宜的培养条件，诱导其形成___________的技术。
离体
人工配制的培养基
完整植株
2．全能性表达的过程(植物组织培养过程)
(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的_____________，转变成未分化细胞的过程。
(2)再分化：脱分化产生的___________，在一定的培养条件下，再分化出_______________，进而形成完整的小植株。
(3)激素的作用：植物激素中_________和_____________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
结构和功能
愈伤组织
芽、根等器官
生长素
细胞分裂素
3．过程
注意：在诱导愈伤组织期间一般不需要光照，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。
活 | 学 | 巧 | 练
1.在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变。( )
2．脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。( )
3．在植物组织培养过程中需要给予光照，以诱导脱分化过程。( )
×
√
×
合 | 作 | 探 | 究
1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
提示：避免杂菌在培养基上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
2．在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？
提示：三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。
3．若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？
提示：培养物经过诱导脱分化后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。
课内探究 名师点睛
1．植物组织培养相关概念辨析
(1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞。
(2)胚状体：植物细胞离体培养，经过脱分化和再分化，发育成胚状体。胚状体经过生长发育成完整植株。
(3)愈伤组织：一团没有特定结构和功能，排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。
(4)脱分化和再分化的比较
比较内容 脱分化 再分化
过程 外植体→愈伤组织 愈伤组织→幼苗
需要条件 ①离体 ②适宜的营养 ③生长素与细胞分裂素的比例适中 ④不需光 ①离体
②适宜的营养
③生长素与细胞分裂素的比例高(低)诱导生根(生芽)
④需光照
2.植物组织培养的条件
(1)离体、无菌。
(2)环境条件适宜：如营养物质(水、无机盐、蔗糖、维生素等)、激素(生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照。
3．植物组织培养的过程
4．菊花组织培养实验的注意事项
(1)关键：避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程进行严格的无菌操作。
(2)取材：外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。
(3)培养基：培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质，其中生长素和细胞分裂素用量和比例对器官的发生起决定作用。
(4)光照：愈伤组织培养，最初避光培养，后期见光培养。
(5)培养顺序：试管苗培养，要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。
下列关于植物组织培养的叙述，正确的是( )
A．需要对外植体进行严格的灭菌处理，以防止杂菌污染
B．在培养过程中需要给予适宜的光照，以诱导脱分化过程
C．培养基中所添加的激素种类和含量对培养过程起重要的调节作用
D．若制备人工种子，外植体只需培养成愈伤组织即可
典例2
C
解析： 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；培养基中所添加的激素种类和含量对培养过程起重要的调节作用，C正确；若制备人工种子，外植体需培养成胚状体，再用人工种皮包裹，D错误。
植物组织培养中的“脱分化”过程是指( )
A．已休眠的种子经过处理使种子尽快萌发的过程
B．植物根尖、茎尖等处分生组织细胞有丝分裂产生新细胞后分化为各种组织
C．愈伤组织细胞分化为根与茎的过程
D．离体的植物器官、组织、细胞经培养产生愈伤组织的过程
解析： 脱分化是指让已经分化的细胞，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。A、B、C都是细胞分裂、分化的过程。
变式训练
D
知识点三 植物体细胞杂交技术
基础知识 双基夯实
1．概念
将___________的植物体细胞，在一定条件下融合成___________，并把杂种细胞培育成___________的技术。
2．植物体细胞杂交技术的流程图及相关分析(图中a、b、c和d表示相应过程)
不同来源
杂种细胞
新植物体
过程 操作或说明 a：去壁 用___________________去除细胞壁，获得原生质体 b：原生质 体融合 ⅰ.融合方法：物理法——电融合法、离心法等；化学法——_____________________融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。 ⅱ.融合成功的标志是再生出新的细胞壁 植物组 织培养 c：脱分化 将杂种细胞培育成杂种植株
3.意义：打破植物的___________，实现远缘杂交育种。
纤维素酶和果胶酶
聚乙二醇(PEG)
生殖隔离
活 | 学 | 巧 | 练
1.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。( )
2．植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。( )
√
√
合 | 作 | 探 | 究
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．将两个不同种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，若只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？
提示：3种(AA、BB、AB)；AB。
3．从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
提示：克服了不同种植物远缘杂交的障碍，使不同种植物杂交成为可能。
课内探究 名师点睛
1．植物体细胞杂交的过程
步骤 图解 方法
原生质体 的获得 酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁，得到原生质体
杂种细胞 的形成 通过一定的技术手段(物理法包括离心法、电融合法等；化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法等)进行人工诱导，实现原生质体的融合
杂种植株 的产生 对杂种细胞，用植物组织培养的方法进行培育
2.植物体细胞杂交育种的优点和局限性
(1)优点：打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和障碍。
(2)局限性：目前有许多理论和技术问题未解决，还不能让杂种植株按照人们的需求表现出双亲的杂合性状。
3．植物组织培养和植物体细胞杂交的比较
项目 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
选材 根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化 不同来源的植物体细胞
技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合
关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂 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
典例3
B
解析： 植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG。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。杂种细胞要经过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成杂种植株。植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
青枯病是马铃薯的常见病害之一，少数马铃薯野生种对青枯病有抗性，但野生种难以与马铃薯栽培种直接杂交繁育。为获得抗青枯病的马铃薯栽培种，研究人员进行了植物体细胞杂交的实验研究，过程如图所示。下列分析正确的是( )
A．常利用纤维素酶和果胶酶在低渗溶液中去除A、B的细胞壁
B．过程①是人工诱导原生质体融合，可采用物理法或化学法
C．细胞C含有A和B的遗传物质，因此培育的杂种植株一定有抗性
D．过程③历经了脱分化和再分化，其本质是基因的选择性表达
变式训练
B
解析：植物细胞去除细胞壁之后，如果处在低渗溶液中，会吸水涨破，所以去壁的过程不能放在低渗溶液中进行，A错误；诱导原生质体融合可采用物理法，如电融合法、离心法等方法，也可以采用化学法，如PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法等方法，B正确；虽然细胞C含有A和B的遗传物质，但是并不会把A、B两种植株的优良性状都表达出来，而是随机表达，C错误；过程③表示从愈伤组织到胚状体，只是经过再分化过程，没有脱分化，D错误。
指点迷津 拨云见日
混淆植物体细胞杂交和有性杂交
(1)植物体细胞杂交
若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X＋2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管是染色体数、基因型还是染色体组都采用直接相加的方法。
(2)植物有性杂交
有性杂交的子代细胞中染色体数为“X＋Y”，基因型为“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先减半，再相加。
(3)植物有性杂交过程中，遗传物质的传递遵循孟德尔遗传定律，而植物体细胞杂交过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传定律。
A种植物细胞和B种植物细胞的结构如下图所示(仅显示细胞核中部分染色体)，将A、B两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经过组织培养后得到了杂种植株，则该杂种植株是( )
A．二倍体；基因型是DdYyRr
B．三倍体；基因型是DdYyRr
C．四倍体；基因型是DdYyRr
D．四倍体；基因型是DDddYYyyRRrr
典例4
C
解析：据图分析，A种植物的基因型为Dd，属于二倍体，B种植物的基因型为YyRr，也属于二倍体。植物体细胞融合后形成的杂种细胞含有两个亲本的遗传物质，基因型为DdYyRr，属于异源四倍体，C项符合题意。
学 | 霸 | 记 | 忆
1.细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2．植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。
3．生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。
4．植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。
5．诱导原生质体融合的方法：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。
6．植物体细胞杂交技术的意义：克服了不同种生物远缘杂交不亲和的障碍。
课堂达标 巩固训练
1．从细胞全能性的角度看，下列叙述正确的是( )
A．分化程度高，具有较高的全能性
B．分化程度低，具有较低的全能性
C．分化程度低，具有较高的全能性
D．分化程度高低与全能性无关
解析： 分化程度越高，全能性越低，A错误；分化程度越低，全能性越高，B错误，C正确；全能性越高，细胞分裂能力越强，分化程度越低，D错误。
C
2．下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( )
A．其原理是细胞的全能性
B．必须在无菌条件下进行
C．再分化的过程中需要一定光照
D．一般需用培养液进行培养
解析：植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性，A正确；为保证实验成功，植物组织培养的主要过程必须在无菌条件下进行，B正确；愈伤组织的再分化过程中需要光照，原因是叶肉细胞中的叶绿素的合成需要光照，C正确；植物组织培养一般需要用固体培养基，D错误。
D
3．下图为A、B两种二倍体植物体细胞杂交过程示意图，请据图回答下列问题：
(1)步骤①采用的方法是_________。步骤②常用的化学试剂是_____________________，之后_______(填“需要”或“不需要”)筛选杂种细胞。
酶解法
聚乙二醇(PEG)
需要
(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是___________________，其中步骤④是_________。植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，与A、B两种植物相比，该杂种植株是新物种的原因是___________________________________________。
(3)培育该杂种植株的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传定律？为什么？_______________________________。
植物组织培养技术
脱分化
该杂种植株与A、B两种植物均存在生殖隔离
不遵循，该过程不属于有性生殖
解析：(1)步骤①的作用是去除细胞壁获得原生质体，最常用的方法是酶解法，常用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。步骤②常用的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，目的是诱导原生质体融合，之后需要筛选杂种细胞。(2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段是植物组织培养技术，其中步骤④相当于脱分化过程，步骤⑤相当于再分化过程。该杂种植株与A、B两种植物均存在生殖隔离，因此该杂种植株是新物种。(3)植物体细胞杂交是无性生殖，不遵循孟德尔遗传定律。第2章 第1节 第2课时
基 础 题 组
一、选择题
1．(2023·陕西西安高二校考期中)下列有关微型繁殖的说法错误的是( )
A．可以保持亲代的优良性状
B．可以高效快速的培育植物种苗
C．微型繁殖属于有性生殖
D．微型繁殖已广泛应用于观赏植物、经济林木等的繁育
2．(2023·陕西西安高二校考阶段练习)植物组织培养技术被广泛应用于育种、人工种子的培育及获得植物次生代谢产物等生产生活实践中。下列叙述正确的是( )
A．植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基
B．该技术生产的人工种子长成的植株一定可育
C．该过程所用的培养基只需要提供植物生长发育所需的无机营养
D．外植体脱分化形成愈伤组织过程不需要添加植物激素
3．(2023·江苏连云港高二统考期末)某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光玫瑰”葡萄品种，流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )
A．图中X可以是试管苗的茎尖，此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B．利用此方法得到的脱毒苗，具备了抗病毒的能力，产品质量明显提高
C．过程①、②所用培养基为MS培养基，根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D．热处理的原理是一些病毒对热不稳定，在35～40 ℃即钝化失活，而植物基本不受伤害
4．(2023·河北邢台高二校联考阶段练习)下列有关植物细胞工程技术和运用该技术培育单倍体植株及进行细胞产物的工厂化生产的叙述中，下列说法中错误的是( )
A．用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术
B．细胞产物工厂化生产，主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢产物的含量
C．生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是取茎尖分生组织进行组织培养
D．菊花组织培养过程中，需要更换三次培养基
5．(2023·广东梅州统考三模)目前七叶一枝花属濒危名贵中药材，科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源，并利用植物细胞工程获取其有效成分。下列叙述正确的是( )
A．七叶一枝花不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型都相同
B．将七叶一枝花茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗
C．利用植物细胞工程获取其有效成分过程中使用的是液体培养基
D．保护野生七叶一枝花最佳的选择是将其迁移到植物园
6．(2023·河南第一高级中学校联考)A品种茄子产量高，但其容易遭受线虫侵染，使产量降低，B品种茄子具有抗线虫特性，但产量低。由于这两个品种的茄子难以进行杂交育种，因此研究人员计划通过植物体细胞杂交技术培育具有抗虫特性的高产茄子。下列叙述正确的是( )
A．实验中使用的器械、培养基和茄子都需要进行严格的灭菌
B．在进行植物体细胞杂交前，需要先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．通常会采用灭活的病毒诱导A、B两品种茄子的原生质体融合
D．在特定激素的作用下，融合的杂种细胞能直接分化发育为杂种茄子
二、非选择题
7．育种工作者利用不同的方法进行了如下图所示四组实验。
请据图回答下列问题：
(1)Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成愈伤组织，该阶段_________(填“需要”或“不需要”)光照，再经过再分化形成幼苗，该过程依据的原理是____________。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、___________、温度和光照外，还必须在__________的条件下进行。
(3)Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是____________。
(4)获得植物体D首先需对番茄和马铃薯的韧皮部细胞用___________酶处理以去除细胞壁。
(5)获得植物体D的过程叫___________。此技术的优势是___________。植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质，原因是_____________________________。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·山东日照高二校联考期中)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。在工业化生产中，可通过裂解紫草愈伤组织细胞获得大量的紫草宁。下列叙述正确的是( )
A．紫草宁具有抗菌作用，因此生产时不需要进行无菌操作
B．诱导紫草愈伤组织形成期间需要适当时间和强度的光照
C．可用射线诱变紫草愈伤组织后从突变体中筛选高产细胞株
D．可将紫草愈伤组织细胞置于低渗溶液中涨破以提取紫草宁
2．(2023·湖北高二校联考期中)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有较高的抗癌活性。生产紫杉醇的传统方法是从濒危植物红豆杉的树皮和树叶中提取，但这种方法不利于红豆杉的保护。目前，科学家已研究出通过植物细胞工程相关技术获得紫杉醇的新途径，下列相关叙述错误的是( )
―→
A．所选外植体宜为红豆杉的茎尖等幼嫩部位
B．①过程为“脱分化”，一般不需要光照
C．上述利用植物细胞工程技术生产紫杉醇的过程体现了植物细胞的全能性
D．该生产技术不受季节、天气限制，对社会、经济、环境保护具有重要意义
3．(2023·辽宁模拟预测)为了高效分离高质量的椪柑原生质体，科研人员采用组合酶液Ⅰ(2%纤维素酶R＋2%离析酶)与组合酶液Ⅱ(2%纤维素酶W＋2%离析酶)进行椪柑原生质体的分离，实验过程中加入适量的甘露醇，其结果如下图，其中活性氧会影响原生质体的再生。相关叙述错误的是( )
A．加入纤维素酶和离析酶是为了水解纤维素和果胶
B．两实验中酶的用量、温度、pH、酶解时间必须相同
C．实验中加入的甘露醇具有维持溶液渗透压的作用
D．实验结果表明使用组合酶液Ⅱ获取原生质体的效果较好
4．(2023·福建三明统考模拟预测)“不对称体细胞杂交”指的是将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株。研究人员利用该技术，选育获得高产、耐盐的山融3号小麦新品种，流程如下图所示。经检测，山融3号的5条小麦染色体上有长穗偃麦草的染色体片段。下列相关叙述正确的是( )
A．两次筛选均需使用高盐溶液进行处理，并分别获得耐盐细胞和耐盐植株
B．小麦染色体上整合长穗偃麦草含耐盐基因的染色体片段，属于基因重组
C．“不对称体细胞杂交”增加了山融3号小麦的基因多样性和物种多样性
D．该技术打破生殖隔离，克服长穗偃麦草遗传物质对小麦基因表达的干扰
5．(2023·江苏南京高二统考期末)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所示。下列叙述错误的是( )
A．图示途径体现了植物组织培养技术用于作物繁殖的新途径
B．通常需用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒
C．通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产
D．植物茎尖分生区附近几乎无病毒，可用作外植体培养脱毒苗，获得抗病毒的植株
6．科技工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，但“番茄—马铃薯”并没有在地上结番茄、地下长马铃薯，下列最可能的原因是( )
A．实验中不宜采用聚乙二醇促进细胞融合
B．在植物组织培养操作中细胞被微生物感染
C．两种生物的基因直接或间接相互作用的结果
D．在植物组织培养中激素的种类及比例设计不合理
二、非选择题
7．野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获得抗黑腐病黑芥—花椰菜杂种植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。据图回答：
(1)该过程用到的细胞工程技术有____________、____________。
(2)过程①所需的酶是_纤维素酶和果胶酶__，过程②中PEG的作用是____________，经过过程②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的_________(填写细胞器名称)存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的___________维持原生质体的形态和活性。原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成__________。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成临时装片，在显微镜下观察并比较染色体的___________。将杂种植株栽培在含有__________的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
第2章 第1节 第2课时
基 础 题 组
一、选择题
1．(2023·陕西西安高二校考期中)下列有关微型繁殖的说法错误的是( C )
A．可以保持亲代的优良性状
B．可以高效快速的培育植物种苗
C．微型繁殖属于有性生殖
D．微型繁殖已广泛应用于观赏植物、经济林木等的繁育
解析： 植物微型繁殖属于无性生殖，可以保持亲代的优良性状，A正确，C错误；微型繁殖可以高效快速实现种苗的快速繁殖，在生产上应用广泛，B正确；微型繁殖作为生物技术广泛应用于社会生产，已经应用于观赏植物、经济林木等的繁育，D正确。故选C。
2．(2023·陕西西安高二校考阶段练习)植物组织培养技术被广泛应用于育种、人工种子的培育及获得植物次生代谢产物等生产生活实践中。下列叙述正确的是( A )
A．植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基
B．该技术生产的人工种子长成的植株一定可育
C．该过程所用的培养基只需要提供植物生长发育所需的无机营养
D．外植体脱分化形成愈伤组织过程不需要添加植物激素
解析： 在植物组织培养过程中需要在不同时期，根据培养对象的需求添加或减少一些物质，尤其是植物激素的比例，故植物组织培养得到试管苗的过程中需要更换培养基，A正确；用于植物组织培养的接种材料可以是植物根、茎、叶的任何部位，也可以是植物的花药，若所选外植体为(二倍体植物)花药，则经花药离体培养获得人工种子长成的植株为单倍体，一般不可育，B错误；该过程中所用培养基含有糖类等物质，除提供植物生长发育所需的无机营养外，还需提供有机物质，C错误；外植体脱分化形成愈伤组织过程中需要添加植物激素，如生长素和细胞分裂素，D错误。故选A。
3．(2023·江苏连云港高二统考期末)某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光玫瑰”葡萄品种，流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( B )
A．图中X可以是试管苗的茎尖，此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B．利用此方法得到的脱毒苗，具备了抗病毒的能力，产品质量明显提高
C．过程①、②所用培养基为MS培养基，根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D．热处理的原理是一些病毒对热不稳定，在35～40 ℃即钝化失活，而植物基本不受伤害
解析： 图中X可以是试管苗的茎尖，植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，A正确；茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染，利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗，脱毒苗不等于抗毒苗，脱毒苗不能使植株具备抗病毒的能力，B错误；植物组织培养常用MS培养基，过程①、②所用的MS培养基需要添加生长素、细胞分裂素等植物激素，C正确；热处理脱毒的基本原理是利用病毒对热不稳定，在高于常温下，会钝化失活，而植物基本不受伤害，D正确。故选B。
4．(2023·河北邢台高二校联考阶段练习)下列有关植物细胞工程技术和运用该技术培育单倍体植株及进行细胞产物的工厂化生产的叙述中，下列说法中错误的是( B )
A．用花药培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术
B．细胞产物工厂化生产，主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢产物的含量
C．生产中培育香蕉脱毒苗常用的方法是取茎尖分生组织进行组织培养
D．菊花组织培养过程中，需要更换三次培养基
解析： 花药离体培养先进行脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成各种组织和器官，最终形成完整植株，此为植物组织培养技术，A正确；细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞中获得次生代谢物，单个细胞中次生代谢产物的含量并没有提高，B错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，因此，可利用茎尖分生组织进行组织培养来获得香蕉脱毒苗，C正确；植物组织培养过程中，由愈伤组织重新分化为根和芽的再分化过程，需要生长素和细胞分裂素的特定浓度比例，与之前形成愈伤组织的培养基不同，故需要更换新的培养基，D正确。故选B。
5．(2023·广东梅州统考三模)目前七叶一枝花属濒危名贵中药材，科学家尝试应用生物技术繁殖和保存七叶一枝花资源，并利用植物细胞工程获取其有效成分。下列叙述正确的是( C )
A．七叶一枝花不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型都相同
B．将七叶一枝花茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗
C．利用植物细胞工程获取其有效成分过程中使用的是液体培养基
D．保护野生七叶一枝花最佳的选择是将其迁移到植物园
解析： 同一植株的花粉细胞与体细胞经植物组织培养得到的新个体基因型不同，A错误；茎尖或根尖病毒少或无病毒，因而作为外植体经过脱分化、再分化可获得脱毒苗，但不能对植物材料进行灭菌处理，B错误；细胞产物的工(业)厂化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，该过程使用的是液体培养基，C正确；保护野生七叶一枝花最佳的选择是就地保护，而将七叶一枝花迁移到植物园属于易地保护，D错误。故选C。
6．(2023·河南第一高级中学校联考)A品种茄子产量高，但其容易遭受线虫侵染，使产量降低，B品种茄子具有抗线虫特性，但产量低。由于这两个品种的茄子难以进行杂交育种，因此研究人员计划通过植物体细胞杂交技术培育具有抗虫特性的高产茄子。下列叙述正确的是( B )
A．实验中使用的器械、培养基和茄子都需要进行严格的灭菌
B．在进行植物体细胞杂交前，需要先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．通常会采用灭活的病毒诱导A、B两品种茄子的原生质体融合
D．在特定激素的作用下，融合的杂种细胞能直接分化发育为杂种茄子
解析： 植物组织培养过程中，不能对茄子进行灭菌，否则会将其杀死而导致失败，A错误；在进行植物体细胞杂交前，根据酶的专一性原理，采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得有活力的原生质体，B正确；灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融合，C错误；将融合的杂种细胞培育为杂种植株需要经过脱分化和再分化过程，不能直接由激素诱导形成，D错误。故选B。
二、非选择题
7．育种工作者利用不同的方法进行了如下图所示四组实验。
请据图回答下列问题：
(1)Ⅰ过程由番茄韧皮部细胞形成幼苗A的过程要经过脱分化形成愈伤组织，该阶段_不需要__(填“需要”或“不需要”)光照，再经过再分化形成幼苗，该过程依据的原理是_植物细胞的全能性__。
(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、_植物激素(或生长素和细胞分裂素)__、温度和光照外，还必须在_无菌__的条件下进行。
(3)Ⅱ过程中，从花粉形成幼苗B所进行的细胞分裂方式是_有丝分裂__。
(4)获得植物体D首先需对番茄和马铃薯的韧皮部细胞用_纤维素酶和果胶__酶处理以去除细胞壁。
(5)获得植物体D的过程叫_植物体细胞杂交技术__。此技术的优势是_克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍__。植物体D与细胞B一样具有两亲本的遗传物质，原因是_细胞B是由番茄与马铃薯的体细胞融合而成的，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质，植物体D是由细胞B经植物组织培养而成的，故细胞B的基因型决定了植物体D的基因型__。
解析：(1)Ⅰ过程中高度分化的植物细胞经脱分化形成的是愈伤组织，而脱分化的过程中是不需要光照的。已分化的番茄韧皮部细胞再次成长为植物体(幼苗)的过程属于植物组织培养过程，其依据的原理是植物细胞的全能性。(2)植物组织培养过程中需要植物激素的诱导调节，故除了需要提供一定的营养、温度和光照外，还需要植物激素。但由于营养物质丰富，外界环境条件优越，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，还必须在无菌的条件下进行。(3)Ⅱ过程中花粉经植物组织培养直接长成的幼苗B是单倍体，该过程是通过有丝分裂完成的。(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶具有专一性，要去除植物细胞壁则需要使用纤维素酶与果胶酶处理。(5)Ⅳ是植物体细胞杂交的过程，故获得植物体D的过程叫植物体细胞杂交技术。植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。细胞B是由番茄与马铃薯的体细胞融合而成的，则细胞B具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质，植物体D是由细胞B经植物组织培养而成的，细胞B的基因型决定了植物体D的基因型。
能 力 提 升
一、选择题
1．(2023·山东日照高二校联考期中)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。在工业化生产中，可通过裂解紫草愈伤组织细胞获得大量的紫草宁。下列叙述正确的是( C )
A．紫草宁具有抗菌作用，因此生产时不需要进行无菌操作
B．诱导紫草愈伤组织形成期间需要适当时间和强度的光照
C．可用射线诱变紫草愈伤组织后从突变体中筛选高产细胞株
D．可将紫草愈伤组织细胞置于低渗溶液中涨破以提取紫草宁
解析： 紫草素虽具有抗菌作用，但其产生的过程涉及植物组织培养技术，植物组织培养的过程中仍需进行无菌操作，A错误；诱导紫草愈伤组织形成期间要避光，B错误；愈伤组织分裂旺盛，易产生突变，因而可用射线诱变紫草愈伤组织后从突变体中筛选高产细胞株，C正确；紫草愈伤组织细胞含有细胞壁，置于低渗溶液中不会涨破，D错误。故选C。
2．(2023·湖北高二校联考期中)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有较高的抗癌活性。生产紫杉醇的传统方法是从濒危植物红豆杉的树皮和树叶中提取，但这种方法不利于红豆杉的保护。目前，科学家已研究出通过植物细胞工程相关技术获得紫杉醇的新途径，下列相关叙述错误的是( C )
―→
A．所选外植体宜为红豆杉的茎尖等幼嫩部位
B．①过程为“脱分化”，一般不需要光照
C．上述利用植物细胞工程技术生产紫杉醇的过程体现了植物细胞的全能性
D．该生产技术不受季节、天气限制，对社会、经济、环境保护具有重要意义
解析： 由于红豆杉的茎尖等幼嫩部位分化程度低，容易诱导，所以所选外植体宜为红豆杉的茎尖等幼嫩部位，A正确；①表示脱分化形成愈伤组织，生长素和细胞分裂素二者比值适中时，有利于促进愈伤组织的形成，一般不需要光照，B正确；上述利用植物细胞工程技术获得了高产细胞群，并没有培育成植株，故没有体现细胞的全能性，C错误；植物细胞培养技术的条件可以人为控制，具有快速，高效、不受季节、外部环境等条件的限制的特点，对社会、经济、环境保护具有重要意义，D正确。故选C。
3．(2023·辽宁模拟预测)为了高效分离高质量的椪柑原生质体，科研人员采用组合酶液Ⅰ(2%纤维素酶R＋2%离析酶)与组合酶液Ⅱ(2%纤维素酶W＋2%离析酶)进行椪柑原生质体的分离，实验过程中加入适量的甘露醇，其结果如下图，其中活性氧会影响原生质体的再生。相关叙述错误的是( B )
A．加入纤维素酶和离析酶是为了水解纤维素和果胶
B．两实验中酶的用量、温度、pH、酶解时间必须相同
C．实验中加入的甘露醇具有维持溶液渗透压的作用
D．实验结果表明使用组合酶液Ⅱ获取原生质体的效果较好
解析： 酶具有专一性，加入纤维素酶和离析酶是为了水解纤维素和果胶，进而获得原生质体，A正确；两实验中酶的种类不同，为保证单一变量，应控制好无关变量，即应在各自酶的最适温度和pH下进行实验，酶的用量和时间必须相同，B错误；实验中加入的甘露醇具有维持溶液渗透压的作用，保证细胞具有正常形态，行使正常功能，C正确；实验结果表明使用组合酶液Ⅱ获取原生质体的产量高，活性氧含量差别不大，故效果较好，D正确。故选B。
4．(2023·福建三明统考模拟预测)“不对称体细胞杂交”指的是将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂种植株。研究人员利用该技术，选育获得高产、耐盐的山融3号小麦新品种，流程如下图所示。经检测，山融3号的5条小麦染色体上有长穗偃麦草的染色体片段。下列相关叙述正确的是( D )
A．两次筛选均需使用高盐溶液进行处理，并分别获得耐盐细胞和耐盐植株
B．小麦染色体上整合长穗偃麦草含耐盐基因的染色体片段，属于基因重组
C．“不对称体细胞杂交”增加了山融3号小麦的基因多样性和物种多样性
D．该技术打破生殖隔离，克服长穗偃麦草遗传物质对小麦基因表达的干扰
解析： 筛选①是获得杂种细胞，可根据染色体数目进行筛选，A错误；小麦染色体上整合长穗偃麦草含耐盐基因的染色体片段，该过程是在染色体水平上发生的变异，不属于基因重组，B错误；基因多样性指的是生物种群之内基因的多样性，山融3号小麦属于一个物种，没有体现物种多样性，C错误；该技术打破了生殖隔离，克服了穗偃麦草遗传物质对小麦基因表达的干扰，D正确。故选D。
5．(2023·江苏南京高二统考期末)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所示。下列叙述错误的是( D )
A．图示途径体现了植物组织培养技术用于作物繁殖的新途径
B．通常需用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒
C．通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产
D．植物茎尖分生区附近几乎无病毒，可用作外植体培养脱毒苗，获得抗病毒的植株
解析： 途径Ⅰ是通过植物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应的产物，途径Ⅱ是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物，图示途径Ⅰ体现了植物组织培养技术用于作物繁殖的新途径，A正确；植物组织培养过程中需用体积分数70%的酒精对外植体进行消毒，以实现无菌操作，B正确；植物细胞的培养一般使用液体培养基，辣椒素可从细胞培养物中获取，从而实现对辣椒素的工业化生产，C正确；植物茎尖分生区附近几乎无病毒，可用作外植体培养脱毒苗，但不能抗病毒，D错误。故选D。
6．科技工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株，但“番茄—马铃薯”并没有在地上结番茄、地下长马铃薯，下列最可能的原因是( C )
A．实验中不宜采用聚乙二醇促进细胞融合
B．在植物组织培养操作中细胞被微生物感染
C．两种生物的基因直接或间接相互作用的结果
D．在植物组织培养中激素的种类及比例设计不合理
解析：植物体细胞杂交宜采用聚乙二醇促进细胞融合，A不符合题意；在植物组织培养操作中细胞被微生物感染，实验失败，B不符合题意；“番茄—马铃薯”杂种植株并没有在地上结番茄、地下长马铃薯，从遗传物质角度分析，其原因可能是遗传物质表达相互干扰，C符合题意；在植物组织培养中激素的种类及比例设计不合理，实验失败，D不符合题意。
二、非选择题
7．野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获得抗黑腐病黑芥—花椰菜杂种植株。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。据图回答：
(1)该过程用到的细胞工程技术有_植物组织培养__、_植物体细胞杂交__。
(2)过程①所需的酶是_纤维素酶和果胶酶__，过程②中PEG的作用是__促进(或诱导)原生质体的融合__，经过过程②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的_叶绿体__(填写细胞器名称)存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的_渗透压__维持原生质体的形态和活性。原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成_愈伤组织__。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成临时装片，在显微镜下观察并比较染色体的_形态和数目__。将杂种植株栽培在含有_黑腐病菌__的环境中，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
解析：(2)经过过程②原生质体融合后，需要筛选出融合的杂种细胞，可以通过观察杂种细胞是否含有黑芥叶肉细胞的叶绿体来进行判断。(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压维持原生质体的形态和活性，以避免原生质体的失水或吸水。(4)若分析再生植株的染色体变异类型(包括结构变异和数目变异)，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成临时装片，在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目。将杂种植株栽培在含有黑腐病菌的环境中，只有具有抗性的植株才能够存活，从而将具有高抗性的杂种植株筛选出来。(共39张PPT)
第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第2课时 植物细胞工程的应用和细胞产物的工厂化生产
知识点一
课堂达标 巩固训练
指点迷津 拨云见日
知识点二
知识点一 植物繁殖的新途径
基础知识 双基夯实
1．快速繁殖
(1)快速繁殖技术：快速繁殖优良品种的_______________技术。
植物组织培养
无性
大量繁殖
2．作物脱毒
(1)选材部位：植物的_________________。
(2)选材原因：_________________的病毒极少，甚至_________。
(3)实例：目前采用____________培养技术来脱去病毒，在_________、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上已获得成功。
顶端分生区附近
顶端分生区附近
无病毒
茎尖组织
马铃薯
活 | 学 | 巧 | 练
1.葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。( )
2．脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。( )
3．微型繁殖技术只保持亲本的优良性状。( )
×
×
×
合 | 作 | 探 | 究
1.植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？
提示：植物组织培养到愈伤组织阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。
2．作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行作物脱毒？
提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。而植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
课内探究 名师点睛
植物繁殖新途径的优点
繁殖新途径 优点
微型繁殖 (1)能保持亲本的优良性状
(2)繁殖速度快
(3)不受季节、气候、地域的限制
作物脱毒 获得高产、优质的无病毒植株
如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列叙述不正确的是( )
A．该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B．需在无菌和人工控制的条件下进行
C．经过程①细胞的形态和结构发生了变化
D．外植体是离体的器官、组织或细胞
典例1
A
解析： 图中过程的终点不是个体，也未经分化形成其他各种组织细胞，故未体现细胞的全能性，A项错误；该过程需要在无菌和人工控制的条件下进行，B项正确；过程①表示已分化的细胞经过脱分化形成愈伤组织，失去其特有的结构和功能转化成未分化的细胞，C项正确；外植体是离体的器官、组织或细胞，D项正确。
下列有关植物细胞工程应用的叙述，错误的是( )
A．用快速繁殖技术可获得新品种
B．利用植物细胞培养可实现紫草的细胞产物工厂化生产
C．对愈伤组织进行诱变处理，从分化的植株中可筛选出新品种
D．利用植物组织培养技术可以获得脱毒苗
变式训练
A
解析： 快速繁殖技术属于无性繁殖，亲、子代细胞内的遗传物质相同，A项错误；利用植物细胞培养可实现紫草的细胞产物工厂化生产，B项正确；在植物组织培养过程中，可以对培养细胞进行化学或物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从这些植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，从而培育成新品种，C项正确；利用植物组织培养技术可以获得脱毒苗，培育时，一般选取植物顶端分生区作材料，其依据是分生区不含病毒(或含病毒极少)，D项正确。
知识点二 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产
基础知识 双基夯实
1．单倍体育种
(2)优点
①后代是纯合子，能___________。
②明显缩短了_____________。
花药
单倍体
稳定遗传
育种的年限
2．突变体的利用
(1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受___________和____________(如射线、化学物质等)的影响而___________。
(2)利用：筛选出对人们有用的_________，进而培育成_________。
3．次生代谢物
(1)概念：植物代谢会产生一些一般认为______________________ _______________的产物。
(2)作用：在植物_____________等方面发挥作用，也是很多_______、_______和_______等的重要来源。
培养条件
诱变因素
产生突变
突变体
新品种
不是植物基本的生命活
动所必需
抗病、抗虫
药物
香料
色素
4．生产技术手段：_______________技术。
5．优点：_____________。
6．实例：利用紫草细胞的组织培养生产的_________具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞的组织培养生产的_________具有高抗癌活性。
植物细胞培养
生产速度快
紫草宁
紫杉醇
活 | 学 | 巧 | 练
1.单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( )
2．突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。( )
3．工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。( )
×
√
×
合 | 作 | 探 | 究
1.花药离体培养获得的单倍体幼苗如何诱导染色体加倍？原理是什么？
提示：可用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗诱导染色体加倍，也可低温诱导染色体加倍。其原理都是抑制纺锤体的形成。
2．为什么用物理或化学因素处理愈伤组织更易诱发突变？产生的变异一定符合需要吗？
提示：因为愈伤组织细胞处在分裂过程中，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。由于突变是不定向的，产生的变异不一定符合需要。
课内探究 名师点睛
单倍体育种和突变体育种的比较
项目 原理 优点 一般流程
突变体 育种 基因 突变 产生新基因，大幅度改良某些性状
下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断下列说法错误的是( )
A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期
B．通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子
C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中需使用一定量的植物激素
D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限
典例2
B
解析：过程②常使用秋水仙素使染色体数目加倍，作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，使后期染色单体分开后不能向细胞两极移动，A正确；题图过程是单倍体育种过程，所以过程①是花药培养，获得的是单倍体，基因型为AB、Ab、aB、ab 4种，经染色体数目加倍后得到的植株B都为纯合子，B错误；过程①属于植物的组织培养，需要生长素和细胞分裂素的诱导，C正确；与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限，D正确。
紫草宁具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。在工厂化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，不正确的是( )
A．工厂化生产过程包括细胞的脱分化
B．在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C．紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D．紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外
变式训练
D
解析：根据题意可知，工厂化生产过程中有利用紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织的过程，该过程为细胞的脱分化，A正确；题中显示工厂化生产的流程为“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁”，显然该过程中不必将愈伤组织培养出根、芽等器官，B正确；紫草的愈伤组织细胞含有细胞壁，因此其在低渗溶液中不会涨破，C正确；需要将紫草细胞破碎后提取出紫草宁，显然紫草宁在细胞内合成后不会被分泌到细胞外，D错误。
指点迷津 拨云见日
植物组织培养各阶段的应用
注意：愈伤组织是已分化的细胞经过激素的诱导，脱分化形成的排列疏松、高度液泡化的具有分生能力的薄壁细胞团。
1．为了获得突变体，可以对愈伤组织进行物理或化学方法的诱变处理。
2．一般利用愈伤组织的分生能力，产生更多的子细胞， 获得较多的细胞产物。
植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用描述不正确的是( )
A．可用PEG诱导原生质体融合，再生出细胞壁是融合成功的标志
B．利用植物组织培养技术可大量获得人参皂苷干粉，且已投入规模化生产
C．植物培养基中常用的植物生长调节剂一般可以分为生长素类和细胞分裂素类
D．获取植物原生质体时，需在蔗糖浓度高于细胞液浓度的缓冲液中进行，以使细胞发生质壁分离便于观察
典例3
D
解析：植物细胞(或原生质体)融合可用PEG进行诱导，融合成功的标志是再生出细胞壁，A正确；用植物组织培养技术将外植体培育到愈伤组织，再进行植物细胞培养，生产人参皂苷干粉，已投入规模化生产，B正确；植物生长调节剂在植物组织培养中具有极其重要的作用，根据其功能特点可分为生长素类和细胞分裂素类，C正确；获取植物原生质体时，除使用纤维素酶和果胶酶外，还要在蔗糖浓度与细胞液浓度相当的缓冲液中进行，以免细胞过度吸水或失水，此时原生质体已无细胞壁，无法观察到质壁分离，D错误。
学 | 霸 | 记 | 忆
1.微型繁殖实际是一种无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性。
2．植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此采用茎尖组织培养能脱去病毒。
3．单倍体育种极大的缩短了育种年限，节约了大量的人力和物力。
4．培养的细胞一直处于不断增殖状态，因此容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
5．次生代谢物是植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物。
课堂达标 巩固训练
1．下列有关植物细胞工程及其应用的说法，错误的是( )
A．植物细胞工程的原理是植物细胞的全能性
B．植物组织培养需要将植物组织或细胞离开母体
C．植物快繁是植物组织培养的重要应用
D．单倍体育种不改变生物的遗传性状
解析： 植物细胞工程的原理是植物细胞的全能性，A正确；植物组织培养前需要将组织细胞离体处理，B正确；植物组织培养的应用有植物快繁、微型繁殖、作物脱毒、培养单倍体等，C正确；单倍体育种获得稳定遗传的纯合子，遗传性状可能改变，D错误。
D
2．野生二倍体草莓病毒感染严重，产量低下，用花药离体培养法脱毒率可达100%。以下分析错误的是( )
A．获取的草莓花药用酒精进行短时表面消毒后应立即用无菌水清洗
B．花药不用经过脱分化阶段，直接可以分化为单倍体植株
C．与有性繁殖相比，自然界中进行无性繁殖的野生草莓感染的病毒更容易传给后代
D．花药离体培养过程中辐射诱变产生的隐性突变经染色体加倍后更容易显现
B
解析：为了防止培养过程中的杂菌污染，获取的草莓花药用酒精进行短时表面消毒后应立即用无菌水清洗，A正确；离体的花药需要经过脱分化、再分化阶段，才可以分化为单倍体植株，B错误；与有性繁殖相比，自然界中进行无性繁殖的野生草莓，其感染的病毒更容易传给后代，C正确；花药离体培养过程中辐射诱变产生的隐性突变基因控制的是隐性性状，用二倍体植株的花药离体培养得到的单倍体植株，其细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现，D正确。
3．“迷你植物”是通过植物组织培养技术，在人工控制的无菌环境下，生长在玻璃或透明塑料容器等相对密封的空间内的一系列微型植物的总称。下图是“迷你植物”组织培养过程示意图。回答下列问题：
(1)培育“迷你植物”的原理是植物细胞具有_________。为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取_____________，原因是_________________________________。
全能性
茎尖或根尖
茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒
(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的___________________。
(3)在培育“迷你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加___________。嫩枝组织细胞接种后2～5天，若发现其边缘局部污染，可能的原因是_________________。
(4)若图中的愈伤组织没有形成根，但分化了芽，其原因可能是_____________________________________。
各种无机盐和水分
植物激素
嫩枝消毒不彻底
培养基中生长素较少，细胞分裂素较多
解析：(1)培育“迷你植物”的过程利用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞具有全能性。由于茎尖或根尖病毒很少，甚至无病毒，因此为了使培育的“迷你植物”无病毒，选材时一般选取茎尖或根尖。(2)为了保证“迷你植物”的正常生长，容器内装有的凝胶状透明培养基中需要含有植物生长所需要的各种无机盐和水分。(3)在培育“迷你植物”时，为了有利于嫩枝组织细胞形成愈伤组织，常常需要在配制好的培养基中添加植物激素。嫩枝组织细胞接种后2～5天，若发现其边缘局部污染，可能的原因是嫩枝消毒不彻底。(4)若题图中的愈伤组织没有形成根，但分化了芽，其原因可能是培养基中生长素较少，细胞分裂素较多。
