课件46张PPT。 第一章 人体的内环境与稳定专题2 细胞工程2．1 植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术专题2 细胞工程学习导航专题2 细胞工程一、细胞工程的概念分子细胞器遗传物质二、植物细胞的全能性
1．含义：具有某种生物______________的任何一个细胞，都具有发育成______________的潜能。
2．表达过程
(1)脱分化：让已分化的细胞经过诱导后，失去其特有的______________而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。全部遗传信息完整生物体结构和功能愈伤组织幼根和芽三、植物组织培养技术
1．理论基础(原理)：_______________。细胞全能性高度分化愈伤组织器官、组织、细胞无菌愈伤组织四、植物体细胞杂交技术
1．概念：将不同种的植物____________，在一定条件下融合成____________并把杂种细胞培育成_____________的技术。体细胞杂种细胞新的植物体2．过程巧记
植物体细胞杂交：细胞融合先去壁，成功标志再生壁。组织培养为基础，远缘杂交也亲和。
3．融合成功的标志：杂种原生质体再生出____________。
4．意义：克服不同种生物____________的不亲和性。细胞壁远缘杂交1．判一判
(1)植物的种子能发育成完整的植株，体现了细胞的全能性
( )
(2)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属于脱分化( )
(3)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( )
(4)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( )√×××2．连一连
将下列植物技术与其对应原理连线植物细胞的全能性、分化、脱分化和再分化1．细胞的全能性
(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物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。(2)表达全能性的能力大小(通常情况下)：
①受精卵>配子>体细胞。
②植物细胞>动物细胞。
③具有持续分裂能力的细胞>不分裂的细胞。
④分化程度低的细胞>分化程度高的细胞。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：种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素①无菌操作②光照：愈伤组织培养最初避光培养，后期见光培养特别提醒 对全能性的理解
(1)全能性的原理是指含有细胞发育成完整个体所必需的“全套”基因但不是“全部”基因，如配子中有全套基因，所以配子具有较高的全能性。
(2)全能性的标志是已分化细胞发育成完整个体，不仅仅是形成某些组织或器官。 下列围绕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B[解析] A项，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，A项错误；C项，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，C项错误;D项,种子发育成植株，是正常生命历程，不属于全能性。只有B项是正确的，细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官。(1)植物体内细胞没有表现出全能性，其原因是什么？个体细胞的基因相同吗？为什么？
(2)若本题D项中玉米植株上的芽长成一棵小玉米植株，这属于细胞全能性的表现吗？
提示：(1)基因有选择地表达。个体细胞的基因都相同，原因是这些体细胞最终都来自一个受精卵的有丝分裂。
(2)不属于细胞全能性的表现。(2014·合肥高二检测)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．导入其他植物细胞的基因
C．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件
D．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内C解析：植物细胞全能性是指具有细胞核的高度分化的植物细胞(如茎的皮层细胞、韧皮部的薄壁细胞等)，离开母体后，在适宜的营养和外界条件下，细胞首先发生脱分化，然后恢复细胞分裂形成愈伤组织，再在一定的诱导因素作用下发生分化，最后形成具有根、茎、叶的完整植株。高度分化的植物细胞的全能性只有在离开母体后才能表现出来。成熟筛管细胞无细胞核。导入其他植物细胞的基因属于基因工程，与细胞的全能性没有必然的联系。植物组织培养1．植物组织培养中脱分化与再分化过程的比较离体器官、组织、细胞成为愈伤组织排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团愈伤组织成为幼苗或胚状体结构有根、芽或有生根发芽的能力①离体；②提供营养物质(有机物、无机物)；③提供激素(生长素、细胞分裂素等)；④提供其他适宜条件(温度、无菌等)2.植物激素在植物组织培养中的作用促进根分化、抑制芽形成促进芽分化、抑制根形成促进愈伤组织形成特别提醒 光照对植物组织培养的影响
①光照条件包括光照强度、时间和波长等，对于植物组织培养来说非常重要。
②在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养(有利于细胞的脱分化产生愈伤组织，如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)，而在再分化的过程中一定要有光照。3．实验操作(以胡萝卜的组织培养为例) 如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。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。无机物生长素细胞的全能性有丝分裂分化(3)此过程要无菌操作，主要是指对____________进行灭菌消毒。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__________________的结果。
(5)A、B两过程能否在同一培养基上进行？________。培养基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件基因选择性表达不能[解析] 植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基中含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育到试管苗,脱分化阶段细胞进行有丝分裂；再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。由于细胞分裂素和生长素对脱分化、再分化的作用不同，因此需配制不同浓度比值的生长素、细胞分裂素培养基，通过转接以便顺利完成脱分化和再分化。(2014·山西太原五中高二检测)如图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是( )
A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团
B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质
C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等植物激素
D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb
解析：选D。花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。1．植物体细胞杂交的原理
原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了细胞的全能性。
2．过程
如图是两个不同品种的植物细胞A、B进行细胞融合的过程。植物体细胞杂交技术(1)C：用酶解法去掉细胞壁，获得原生质体的过程，所用酶为纤维素酶和果胶酶；
(2)D：在诱导剂的作用下进行诱导融合，先进行膜的融合，再进行核的融合,最后形成杂种细胞E，E细胞有三种(AA型、BB型、AB型，只有AB型才是我们所需要的杂种细胞，所以需要进行筛选)；
(3)常用的诱导方法：物理法：离心、振动、电激；化学法：聚乙二醇(PEG)。
(4)G：细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；(5)F：进行组织培养。
①目的：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。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。
②优点：该技术在育种上应用时最大的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。
(6)植物体细胞杂交后植物的染色体组数
①染色体组数＝甲、乙两个细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交后的植物,有几个染色体组就称为几倍体。
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。据图分析回答下列问题：(1)①过程发生的化学变化是________________________________________________________________________。
(2)将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③，c的细胞类型有_____________________________________________________
(不考虑三个或三个以上的细胞融合)。纤维素和果胶发生水解(或者纤维素分解为葡萄糖，果胶分解为半乳糖醛酸)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB(3)在采用化学法进行过程②时，一般是用_____________________________________________________
作为诱导剂。
(4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是________________________________________________________________________________________________________。聚乙二醇(PEG)克服了不同种生物间远缘杂交不亲和的障碍(或扩大了可用于杂交的亲本基因组合的范围)[解析] (1)体细胞杂交亦称为原生质体融合，是以植物体细胞为材料，经特殊的酶处理后，用去掉了细胞壁的裸细胞——原生质体为亲本，进行融合的一种新型的生物技术。(2)将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。(3)在采用化学法进行过程②时,一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(4)植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同种生物间远缘杂交不亲和的障碍。(1)植物体细胞杂交获得的杂种植株一定能表现两个亲本的优良性状吗？为什么？
(2)甲、乙两个二倍体植物体细胞杂交后的杂种植株是几倍体？
【提示】 (1)不一定。两种植物细胞的基因集中到一个细胞中，基因间的表达可能相互影响：影响基因表达的因素发生了变化,基因表达的环境也发生了变化，导致一些基因不能表达，因此有的性状不能体现。
(2)四倍体。区分植物组织培养与植物体细胞杂交的两种方法
(1)看后代：
①植物组织培养是利用单一亲本的组织或细胞，经培养使之增殖、分化成为一个完整植株，为无性生殖过程，因此其后代一般均能保持该亲本的遗传特性。
②植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体，在人为条件下进行诱导融合。由于植物细胞具有全能性，融合之后的杂种细胞可以再生出具有双亲性状的杂种植株。
(2)看关系：杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲遗传特性的杂种植株，否则将无任何意义，因此，植物组织培养是植物体细胞杂交的基础。(2014·福建福州高二检测)如图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是( )A．获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶
B．诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素
C．a、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性
D．d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化
解析：选C。植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜的流动性；诱导a、b细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇；d、e分别为脱分化和再分化。本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
1．细胞工程技术是一门综合科学技术，下列技术不属于细胞工程的是( )
A．有性杂交 B．体细胞杂交
C．组织培养 D．细胞核移植
解析：选A。细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。生物有性杂交不能单纯按照人的意愿来进行。
2．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
C．植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
D．配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
解析：选C。配子也具有发育成完整个体所必需的全套基因，花药离体培养证明配子也具有并且能表现出全能性，细胞表现全能性的首要前提是处于离体状态。
3．(2014·厦门高二检测)下列属于植物组织培养的是( )
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．受精卵发育成植株
解析：选A。花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。
4．某同学在进行组织培养过程中发现只分裂而不分化出芽和根，可能原因是( )
A．未见阳光
B．培养时间不到
C．培养基营养过多
D．细胞分裂素和生长素配比不对
解析：选D。愈伤组织产生根或芽，取决于生长素和细胞分裂素的比值：当细胞分裂素与生长素的比值低时，诱导根的分化；两者比值处于中间水平，愈伤组织只生长不分化；两者比值高时，诱导芽的形成。
5．(2014·南京高二检测)如图所示为植物体细胞杂交技术的过程，错误的是( )
A．A细胞和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理
B．从A细胞和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电激或聚乙二醇(PEG)诱导融合
C．A细胞和B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁
D．植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞
解析：选D。植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；诱导植物细胞融合时常用物理法或化学法；融合完成的标志是再生出新的细胞壁；植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株。
6．野生马铃薯品种的植株具有较强的抗病、抗虫、抗盐碱、抗寒能力，但块茎不能食用。俄、德、芬兰专家共同用野生马铃薯与正常马铃薯的体细胞进行杂交实验，培育出了生活能力强的杂交系马铃薯。据图分析回答下列问题。
(1)①过程植物细胞原生质体的分离需经过酶解，其中“酶解”所用的酶应该包括________________________________________________________________________。
(2)请用文字和箭头表示出④⑤技术过程的实验流程：________________。由此过程可以看出植物细胞有形成再生组织的可能性，这是____________________的表现。
(3)一般在培养基上培养24～48 h后，大部分原生质体已再生出细胞壁。可以取样，通过________________实验来鉴别细胞壁是否已经再生。
(4)请说明运用此植物体细胞杂交法的最大好处。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：细胞壁由纤维素和果胶组成，可以用纤维素酶和果胶酶将其水解。由④→⑤是杂种细胞经过脱分化、再分化形成幼苗的过程，这是植物细胞全能性的体现。有细胞壁的植物细胞可以进行细胞的质壁分离与复原。植物体细胞杂交不通过有性生殖，故可以克服有性生殖远缘杂交不亲和的障碍，培育出兼有两物种品质的优良物种。
答案：(1)纤维素酶、果胶酶
(2)融合细胞愈伤组织幼苗 植物细胞具有全能性
(3)植物细胞的质壁分离与复原
(4)可使本来存在着生殖隔离的物种进行杂交，培育出兼有两物种品质的优良物种。(或克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。)
1．细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。
2．理论上每个活细胞都具有全能性。
3．细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。
4．植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
5．植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
6．人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。
1．以下不能说明细胞全能性的实验是( )
A．玉米花粉粒培育出植株
B．转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株
C．烧伤病人的健康细胞培养出皮肤
D．柳树的嫩枝插入土中能逐渐长成一株大树
解析：选C。考查细胞全能性的概念。细胞的全能性是指生物体的细胞具有使后代细胞发育成完整个体的潜能。玉米花粉粒培育出植株、向日葵细胞培育出植株、柳树的嫩枝插入土中能逐渐长成一株大树都是全能性的体现，只有C选项没有得到完整个体，不能体现细胞的全能性。
2. 从基因型为Aa的某种植物营养器官中获取细胞，显微镜观察结果如图所示。下列对该图示细胞的叙述错误的是( )
A．X和Z细胞的形态不同，但核DNA一般相同
B．将X和Y细胞融合并经组织培养形成的植株为四倍体
C．将Y细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理，所得植株可产生3种配子
D．若将X细胞离体培养成完整植株，培养过程要用纤维素酶和果胶酶处理
解析：选D。X、Y、Z细胞来自同一个受精卵，细胞核中的遗传物质相同；X和Y细胞融合，融合细胞含有4个染色体组；将Y细胞离体培养得到幼苗，幼苗用秋水仙素处理后染色体数目加倍，植株基因型为AAaa，产生的配子基因型为AA、aa、Aa；将X细胞培养成植株的过程利用了植物组织培养技术，不需用纤维素酶和果胶酶处理。
3．(2014·福州高二检测)如图为植物组织培养过程，有关说法错误的是( )
A．b试管中细胞全能性最高
B．d试管中培育出的个体都是纯合子
C．a→b的过程需要激素的刺激
D．a→d的细胞分裂都是有丝分裂
答案：B
4．韧皮部细胞是高度分化的植物细胞，用韧皮部细胞进行组织培养可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是( )
A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和细胞分裂形成的
B．该愈伤组织的细胞没有全能性
C．该愈伤组织由排列疏松的薄壁细胞组成
D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
解析：选B。愈伤组织是由离体的植物器官、组织或细胞通过细胞分裂产生的，此过程称为植物细胞的脱分化。愈伤组织中的细胞排列疏松而无规则，主要是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。愈伤组织中虽然有些细胞发生分化，但仍具有全能性，在一定条件下继续培养，细胞会发生再分化，生成芽和根，进而发育成完整植株。愈伤组织的形态发生方式主要有不定芽方式和胚状体方式两种。其中，胚状体方式是指由愈伤组织细胞诱导分化出具有胚芽、胚根和胚轴的胚状结构，进而长成完整植株。
5. 美国科学家斯图尔德曾经应用植物组织培养技术，将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养，最终发育成完整的新植株(如图)。关于这一科学事实，下列叙述中错误的是( )
①该实验证明了植物细胞具有全能性
②此种生殖产生的后代有广泛的变异
③韧皮部细胞通过减数分裂增加数目
④此种生殖产生的后代能保持亲本的性状
A．② B．②③
C．②④ D．③④
解析：选B。体细胞组织培养属于无性生殖，其后代能保持亲本的性状，变异性小；体细胞不能进行减数分裂。
6．(2014·宁波高二检测)如图为植物组织培养的过程。据图分析下列叙述正确的是( )
A．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强
B．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有机物
C．③试管中的细胞能进行减数分裂
D．调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官
解析：选D。⑤植株根尖细胞的全能性与①植株根尖细胞的相同；②试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等；③试管中的细胞进行的分裂方式为有丝分裂；调节④培养基中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根和芽。
7．下列有关植物体细胞杂交和生物个体杂交的比较中，不正确的是( )
A．植物体细胞杂交可以克服不同种生物之间的生殖隔离
B．植物体细胞杂交获得的是杂种细胞，生物个体杂交获得的是生物个体
C．生物个体杂交属于有性生殖，而植物体细胞杂交属于无性生殖
D．植物体细胞杂交可发生在不同种植物个体之间，生物个体杂交只能在同种生物个体之间
解析：选B。植物体细胞杂交是在不同种的细胞之间进行，因而克服了不同种生物之间的生殖隔离，植物体细胞杂交的最终目的是获得杂种植株而不是杂种细胞。植物体细胞不属于生殖细胞，因而体细胞杂交属于无性生殖。植物体细胞杂交如果发生在同种生物个体之间，则得到的个体是同源多倍体，否则可认为是异源多倍体，不同种的生物个体由于存在生殖隔离，因而不能有性杂交。
8．将烟草和大豆的原生质体混合后，将原生质体转移到适当的培养基上培养，使原生质体再生出细胞壁，这时，在细胞混合物中，可用显微镜观察到的细胞有( )
①烟草—大豆杂种细胞
②烟草细胞
③大豆细胞
④烟草—烟草细胞
⑤大豆—大豆细胞
A．① B．①②③
C．①④⑤ D．①②③④⑤
解析：选D。解答本题必须明确以下要点：(1)原生质体间的融合，可以是同种细胞之间，也可以是非同种细胞之间；(2)原生质体有可能发生融合，也可能不发生融合。综合以上两点，①②③④⑤均有可能存在。
9．科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的气味，达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述中，错误的是( )
A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍
B．驱蚊草的培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电激等方法
C．驱蚊草的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，是因为不同物种间存在生殖隔离
解析：选C。驱蚊草的培育过程是将两种植物(天竺葵和香茅草)的细胞进行融合，属于植物体细胞杂交。植物细胞杂交后要对杂交细胞进行植物组织培养，形成愈伤组织和试管苗。天竺葵和香茅草是两个不同的物种，存在生殖隔离，相互之间不能进行杂交。
10．有甲(基因型为aaBB)和乙(基因型为AAbb)两品种的植物，取其花粉分别培养成植株，将它们的叶肉细胞制成原生质体，并将两者相混，使之融合，诱导产生细胞团。下列是不同品种细胞融合的基因型的是( )
A．AaBb B．AAaaBBbb
C．AAbb D．aaaaBBBB
解析：选A。甲的花粉培养成的植株基因型为aB，乙的花粉培养成的植株基因型为Ab，二者融合后的原生质体的基因组成是AaBb。
11．(2014·大连高二质检)如图表示植物组织培养过程：
(1)图中①过程获得的细胞是正常植物体经________形成的，在这一过程中染色体的变化是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)要顺利完成③过程，除了需要各种无机营养物质外，还需要在培养基中加入____________、____________(两类不同功能的物质)。该过程形成的细胞与正常体细胞相比，具有________________________________的特点。
(3)从过程④的结果看，它的实质是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)某人在探究细胞脱分化和再分化的实验中，得到了如下结果：
①只有细胞分裂素时，组织块产生愈伤组织
②细胞分裂素＝生长素时，愈伤组织不分化
③细胞分裂素>生长素时，愈伤组织分化出芽
④细胞分裂素<生长素时，愈伤组织分化出根
由实验结果，你能得出什么结论？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)减数分裂 染色体复制一次，细胞分裂两次，子细胞中染色体数目是亲代细胞中的一半
(2)有机营养物质 植物激素 排列疏松、高度液泡化、细胞壁薄
(3)基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果
(4)植物激素的种类和含量不同，对愈伤组织的形成和分化的影响不同
12．据图回答下列问题。
(1)过程①②是用____________处理植物细胞的细胞壁，后经③过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会形成____________种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。④是____________的过程，与此过程密切相关的细胞器是____________。
(2)在⑤过程培养中，首先要经过水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入________。同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程必须保证________。
(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含________条染色体，还必须用________来处理幼苗，才能得到可育的番茄—马铃薯植株，此时体细胞中含有________条染色体。
(4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为____________倍体。
解析：(1)分析题图可知，图中①②表示酶解法去除细胞壁的过程，此过程中所用的酶是纤维素酶和果胶酶。③过程是人工诱导细胞融合的过程，如果只考虑两个细胞融合的情况，则会有“番茄—番茄”细胞、“番茄—马铃薯”细胞、“马铃薯—马铃薯”细胞3种细胞团；④是融合后的原生质体重新生出细胞壁的过程，植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成关系密切。(2)植物组织培养过程中除提供必需的营养物质外，还需要提供一定配比的激素和无菌的环境。(3)由减数分裂和受精作用的知识可知，番茄和马铃薯如果杂交成功，则子代应包含(A＋B)/2条染色体，由于这些染色体中无同源染色体，因此只有通过秋水仙素诱导等方法使染色体加倍才可育，此时体细胞中染色体数为(A＋B)条。(4)二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞杂交得到的是异源六倍体。
答案：(1)纤维素酶、果胶酶 3 再生出细胞壁 高尔基体 (2)激素 无菌 (3)(A＋B)/2 秋水仙素
A＋B (4)六
13．(2014·安徽师大附中摸底)如图是“白菜—甘蓝”(均为二倍体)杂种植株培育过程，及杂种植株在密闭玻璃温室中一昼夜CO2浓度变化曲线。请据图回答有关问题：
(1)②过程常用的试剂是________________________________________________________________________。
(2)同白菜和甘蓝的有性杂交后代相比，上述方法得到的新植株________(是、不是)可育的，这是因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)据曲线分析，该植株开始积累有机物的时间在____________，积累有机物最多的时间在____________，该植株经过一昼夜后，________(能、不能)积累有机物。
(4)与曲线中CO2浓度变化有关的细胞器是__________________，请写出其增加膜面积的结构名称：________________。
解析：(1)②过程为原生质体融合，常用的促融剂为聚乙二醇。(2)白菜和甘蓝体细胞杂交产生的是异源四倍体，其杂种细胞中有同源染色体存在，故可育。(3)b点CO2浓度开始下降，表明植物开始从外界吸收CO2进行光合作用，故开始积累有机物。c点是曲线最低点，从c点以后开始有有机物的消耗，经过一天的积累，到18时，有机物积累量最多。由于吸收量与释放量一致，可见一昼夜后净产量为零，故一昼夜后不能积累有机物。
答案：(1)聚乙二醇 (2)是 杂种细胞中有同源染色体，能产生正常的配子 (3)6时 18时 不能 (4)叶绿体和线粒体 基粒(或类囊体)和嵴
14．“白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易储存等优点。如图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请完成下列问题：
(1)由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是________________。该过程说明植物细胞具有________。
(2)现提供以下材料和用具：紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等。请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。
主要实验步骤：
①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：适宜浓度的蔗糖溶液________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法。
第一步：用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞壁分解液，制成临时装片，得到实验组装片。
第二步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
第三步：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
结果预测和解释：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：(1)由杂种细胞培养成杂种植株用的方法是植物组织培养技术，依据的原理是细胞的全能性。(2)在实验过程中，要注意单一变量原则和对照原则，对于结果的观察要考虑到细胞壁的作用。
答案：(1)植物组织培养 全能性
(2)①可防止原生质体过度吸水涨破(保持原生质体正常的形态)
②第二步：用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对照组装片
第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态
结果预测和解释：实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解
课件37张PPT。2．1.2 植物细胞工程的实际应用专题2 细胞工程学习导航专题2 细胞工程一、植物繁殖的新途径遗传特性高效快速产量和品质马铃薯性状分离气候地域花药的离体培养单倍体纯合子稳定遗传缩短2．突变体的利用
(1)原理：____________。
(2)产生：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的____________而易受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。
(3)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的____________，进而培育成新品种。
(4)优点：产生新基因、大幅度改良某些性状。基因突变分生状态突变体三、细胞产物的工厂化生产
1．细胞产物种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术基础：植物____________技术。
3．实例：我国利用植物组织培养技术实现了大量生产_______________；另外，三七、紫草和银杏的____________也都已经实现了工厂化生产。组织培养人参皂甙干粉细胞产物1．判一判
(1)微型繁殖能保持亲本的一切性状( )
(2)人工种子是由受精卵发育而来的( )
(3)突变体育种的原理是基因突变( )
(4)单倍体育种的目的是获得单倍体本身( )√×××2．选一选
下列属于植物细胞工程应用的是____________。
①脱毒苗 ②抗毒苗 ③人工种子 ④天然种子 ⑤单倍体育种 ⑥多倍体育种①③⑤植物繁殖的新途径1．微型繁殖
(1)本质：微型繁殖只运用了植物组织培养技术，该过程只涉及有丝分裂，没有减数分裂，因而属于无性繁殖。
(2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。2．人工种子
(1)组成：由胚状体、人工种皮两部分组成。如图：(2)人工种皮的要求：
①能保持胚状体的活力，即要能透气、透水，含有胚状体发芽所需要的各种营养成分等；
②有利于贮藏、运输和萌发，选取的材料要有韧性，耐压，对胚状体无毒害；
③还应含有农药和杀菌剂,以防播种后害虫及微生物的侵害;
④还要加入能促进胚状体生长和发育的一些植物生长调节
剂、有益菌等。
(3)制作人工种皮的材料:海藻酸钠、明胶、树脂、琼脂糖、淀粉等。(4)胚状体的要求：
①播种后能快速出苗；
②根和芽同步生长，活力强；
③形成的幼苗的形态与生长要正常。(5)制备流程：
诱导植物愈伤组织的形成
↓
体细胞胚的诱导
↓
体细胞胚的成熟
↓
机械化包装
↓
储藏或种植(6)优点：
①解决了天然种子在遗传上由于减数分裂过程中的重组现象造成的某些遗传性状的改变或繁殖能力差、结子困难等问题。
②实现种子的工厂化生产，克服天然种子在生产上受季节限制的问题，提高农业的自动化程度。
③试管苗的大量贮藏和运输也是相当困难的。人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。④用人工种子播种可以大大节约粮食。3．作物脱毒
(1)病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子繁殖或用植物根、茎无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。
(2)材料的选取：据检测，植物的分生组织细胞中一般是不含病毒的。如果未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育成幼苗，用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。特别提醒 “一个等于”和“一个不等于”
(1)微型繁殖实际上是一种无性繁殖，繁殖过程的细胞分裂为有丝分裂，保持亲子代遗传特性的稳定性。
(2)脱毒苗不等于抗毒苗，脱毒苗是选择植物的茎尖(刚形成，不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。 制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，如图所示。据此判断下列说法不正确的是( )A．“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能
B．“胚状体”来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是脱分化和再分化
C．从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看，其外部薄膜应具有全透性和能被微生物降解的特点
D．在人工种子萌发的过程中“胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长等
[解析] 从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营养物质出来。
[答案] C“人工种子”繁殖的后代属于什么繁殖方式？会发生性状分离吗？
提示：属于无性繁殖。不会发生性状分离，会保持亲本的特性。人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述不正确的是( )
A．可使自然状态下不结子的植物得以繁殖
B．方便贮藏和运输
C．可以随意改变植物的遗传性状
D．可快速、大量繁殖C解析：人工种子是通过细胞工程完成的，所以可使在自然条件下不结实或珍贵的植物得以繁殖。天然种子的大量贮藏和运输也是相当困难的，人工种子则克服了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。天然种子在生产上受季节的限制,植物在自然状态下一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十几年才繁殖一次，而人工种子的生产则不受季节限制，而且快捷高效。培育人工种子的目的主要是为了使在自然条件下不结实或珍贵的植物得以繁殖，保持其优良的遗传性状。作物新品种的培育1．体细胞诱变育种
(1)过程：(2)原理：基因突变和植物细胞的全能性。
(3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高产、优质、抗逆的新品种，加快了育种进程。
(4)缺点：
①突变不定向，需要处理大量突变材料。
②突变体中符合人们需要、有利的品种比较少。2．单倍体、基因工程和植物细胞工程育种的比较染色体变异、组织培养基因重组细胞的全能性选择亲本→有性杂交→F1产生的花粉离体培养获得单倍体植株→诱导染色体加倍获得可育纯合子→选择所需要的类型提取目的基因→构建基因表达载体→导入受体细胞→基因表达→筛选出符合要求的新品种去细胞壁→细胞融合→组织培养明显缩短育种年限，加速育种进程不受种属限制，可根据人类的需要，有目的地进行克服远缘杂交的不亲和性，有目的地培育优良品种技术较复杂，需与杂交育种结合，多限于植物可能会引起生态危机，技术难度大技术复杂，难度大特别提醒 单倍体育种与多倍体育种
二者均需用秋水仙素诱导染色体数目加倍，单倍体育种需要植物组织培养先获得单倍体幼苗，而多倍体育种过程中不需植物组织培养技术，扩大培养多倍体时可用植物组织培养(如扩大培养三倍体无子西瓜幼苗)。 (2014·金华高二期中)如图为几种育种方法示意图，据图回答：(1)①④方向所示的途径表示________育种方法，⑦过程所示的育种方法叫做__________________。
(2)②过程中常用的方法是________________，③⑦过程中最常采用的药剂是______________。
(3)⑤过程可发生在生物个体发育的________时期，但是，一般发生在________细胞中才具有遗传性。杂交多倍体育种花药离体培养秋水仙素任何生殖(4)⑨过程叫________。⑩过程中影响植物根、芽发生的两种激素是____________________。
(5)由⑧→⑩的过程中涉及的生物技术有________________________________________。
(6)植物体细胞杂交技术解决了育种过程中的______________________________问题。脱分化生长素和细胞分裂素植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术远缘杂交不亲和(或生殖隔离)[解析] 本题中通过①④过程获得新品种的方法是杂交育种;①②③过程是单倍体育种；⑤⑥过程是诱变育种；⑦过程是多倍体育种；⑧⑨⑩是体细胞杂交育种和植物组织培养得到人工种子的育种方法。(1)图中①④途径为杂交育种，⑦过程是多倍体育种；(2)②过程是花药离体培养；③⑦过程都要诱导染色体数目加倍，最常用的药剂是秋水仙素；(3)⑤过程是基因突变，它发生在生物个体发育的任何时期，一般发生在生殖细胞中才具有遗传性；(4)⑨过程是脱分化操作；⑩过程是再分化过程，其中影响植物根、芽发生的两种激素是生长素和细胞分裂素；(5)由⑧⑩的过程中涉及的生物技术有植物体细胞杂交技术、植物组织培养技术；(6)植物体细胞杂交技术解决了育种过程中远缘杂交不亲和的问题。依据不同育种需求选择不同的育种方法
(1)将两亲本的两个不同优良性状集中于同一生物体，可利用杂交育种，亦可利用单倍体育种。
(2)要求快速育种，则运用单倍体育种。
(3)要求大幅度改良某一品种，使之出现前所未有的性状，可利用诱变育种和杂交育种相结合的方法。
(4)要求提高品种产量，提高营养物质含量，可运用多倍体育种。
(5)要求短期内大面积繁殖某一品种的植物，可采用植物微型繁殖技术。
(6)从不同物种中获取某基因，采用基因工程，而从不同物种中获取成套遗传信息可采用细胞杂交技术。下列四个选项中，肯定没有采用植物组织培养技术的一项是
( )
A．花药离体培养得到单倍体植株
B．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株
D．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
解析：花药离体培养得到单倍体植株运用了植物组织培养技术，基因工程培育抗棉铃虫的棉花植株、细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株都运用了植物组织培养技术；秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株未用到植物组织培养技术。B本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放
1．植物的微型繁殖技术，是指( )
A．植物体细胞杂交技术 B．嫁接
C．营养繁殖 D．植物组织培养
解析：选D。微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。
2．仅运用植物组织培养技术，不能培育或生产出( )
A．抗虫棉 B．无病毒植株
C．人工种子 D．细胞产物——生物碱
解析：选A。抗虫棉需首先通过DNA重组技术把外源抗虫基因转入棉花细胞，然后再通过植物组织培养技术培育，获得抗虫棉。而无病毒植物的培育、人工种子及细胞产物——生物碱仅通过植物组织培养技术即可获得。
3．(2014·蚌埠高二检测)甘薯种植多年后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是( )
A．选择优良品种进行杂交
B．进行远缘体细胞杂交
C．利用芽尖进行组织培养
D．人工诱导基因突变
解析：选C。利用芽尖通过组织培养能够快速得到大量的甘薯脱毒苗，提高繁殖率。
4．人参皂甙干粉工厂化生产，下列哪种技术是必需的( )
A．杂交育种 B．植物组织培养
C．多倍体育种 D．单倍体育种
解析：选B。对人参皂甙干粉进行工厂化生产，必须先通过植物组织培养获得人参皂甙含量高的细胞株，然后进行大规模发酵生产。
5．如图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是( )
A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质，还可以添加农药和植物激素
B．人工种子可以工厂化生产，播种人工种子可节省大量的粮食
C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题
D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构
解析：选D。人工种子是经植物组织培养获得具有生根发芽能力的胚状体后，包裹上人工种皮而形成的。在人工种子的胚乳中除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可以添加农药、植物激素、固氮菌等。
6．(2014·山东潍坊高二质检)如图为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图回答：
(1)图中单倍体植株通常的获取方式是__________________________。若图中单倍体细胞含2个染色体组，A有4个染色体组，则③过程所用化学试剂的作用是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)图中B和C过程的不同点是____________________________________________，这种不同主要的决定因素是________________________________________________________________________。
(3)若想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理________________________________________________________________________。
(4)若要获得水稻的人工种子，则应选用图中的________结构，该结构与正常受精卵形成的________有类似的结构和发育过程。
(5)若D为“胡萝卜—羊角芹”，②过程常用的物理方法有____________________等；经融合处理后，含有的细胞类型有________种(若融合的细胞只考虑两两融合)。
解析：(1)单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素处理幼苗两个阶段。秋水仙素可抑制纺锤体的形成，诱导染色体数目加倍。
(2)图中B表示通过胚状体分化为幼苗，C表示通过愈伤组织形成丛芽再形成幼苗，这两种途径主要取决于培养基中激素的种类及浓度配比。
(3)诱变育种处理的材料为分裂活动旺盛的部位，如愈伤组织、芽等。
(4)人工种子是在胚状体外包装上人工种皮制得的。
(5)诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法，物理法包括离心、振动、电激等。
答案：(1)花药离体培养 抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成
(2)B过程中形成的是胚状体，而C过程形成的是丛芽
细胞分裂素与生长素的比值
(3)愈伤组织 (4)胚状体 胚
(5)离心、振动、电激 3
1．植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。
2．人工种子就是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子，具有易贮藏、运输、不受季节、气候等限制的优点。
3．单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后当年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。
4．在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变。
5．利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
1．(2014·揭阳高二检测)红江橙种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( )
A．有丝分裂 B．分化
C．减数分裂 D．全能性
解析：选C。采用茎尖分生组织细胞离体培养获得脱毒种苗的技术是植物的组织培养，整个过程中植物细胞的分裂方式都是有丝分裂，不涉及减数分裂，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。
2．(2014·泰州高二期中)胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的( )
A．愈伤组织 B．再分化
C．形成完整植株 D．取离体组织
解析：选B。植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，所以胚状体是在植物组织培养的再分化阶段形成的。
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分裂的状态
B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制
解析：选A。在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处于不断的分裂状态，容易受一些条件的影响而产生突变，则容易产生突变体。
4．明党参是我国珍稀药用植物，下列哪项不是对其进行保护性开发利用的方法( )
A．设计细胞培养反应器，实现药用成分的工厂化生产
B．大量培养愈伤组织，直接提取药用成分
C．大规模栽培组织培养苗，获取药用成分
D．利用组织培养获得幼苗，制成人工种子
解析：选D。通过植物组织培养获得胚状体，外包人工种皮即获得了人工种子。
5．某名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植物的一部分器官或组织进行离体培养，发育出完整植株。进行离体培养时不应采用该植株的( )
A．茎尖 B．子房壁
C．叶片 D．花粉粒
解析：选D。不发生性状分离且快速繁殖，只能用该植物的体细胞进行组织培养，即微型繁殖技术。花粉粒是一种生殖细胞，用它作组织培养获得的是单倍体，性状与亲本大不相同。
6．如图为植物组织培养的基本过程，则制作人工种子，及生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，应分别选用的编号是( )
①②③―→④
A．④② B．③②
C．③④ D．④③
解析：选B。人工种子是利用植物组织培养产生的胚状体、不定芽等外包人工薄膜得到的种子；生产治疗烫伤、割伤的药物——紫草素，是经过细胞培养过程快速获得愈伤组织，从愈伤组织细胞中提取所需的细胞产物。
7．下列生物工程技术的实际应用过程中能形成愈伤组织的是( )
①作物脱毒 ②细胞产物的工厂化生产 ③生产人工种子 ④转基因植物的培养
A．①②③ B．①②④
C．①③④ D．①②③④
解析：选D。作物脱毒、细胞产物的工厂化生产、生产人工种子都是植物细胞工程的实际应用，其技术基础是植物的组织培养技术，都有脱分化形成愈伤组织的过程。转基因植物的培养利用的是基因工程技术和植物组织培养技术，该过程中也要形成愈伤组织。
8．(2014·安庆一中高二检测)对人工种子科学的解释是( )
A．通过科技手段人工合成的种子
B．利用植物组织培养技术获得的种子
C．种皮能够自我生成的种子
D．人工种子发芽率低
解析：选B。人工种子是经植物组织培养获得胚状体、不定芽等，然后经人工薄膜包装得到的种子。
9．用单倍体育种方法，可以明显缩短育种年限，是因为后代不发生性状分离。下列有关其原因的说法正确的是( )
A．通过染色体加倍的可育植株，等位基因纯合，这样的植株自交后代不发生性状分离
B．单倍体植株只有一套染色体，不会出现等位基因，也就不会有杂合子，后代不会发生性状分离
C．两单倍体交配后，后代都是纯合子，纯合子自交后代不会发生性状分离
D．以上三种说法均正确
解析：选A。单倍体育种是取花药培养获得单倍体植株后用秋水仙素处理，使染色体数目加倍，基因组成纯合，自交后代不发生性状分离。
10．如图为植物组织培养过程的示意图：
①②③―→④
下列叙述错误的是( )
A．将①经脱分化培养成②时，再植上人工种皮即可获得人工种子
B．植物组织培养所依据的生物学原理为细胞的全能性
C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段
D．②→③的再分化过程中，诱导②生根的激素主要为生长素
解析：选A。由题意可知：①是离体的组织、器官；②是愈伤组织；③是根、芽；④是植物体。植物组织培养的原理是细胞的全能性，该过程是细胞的增殖和分化过程，需要有生长素和细胞分裂素的诱导；人工种子是以植物组织培养得到的胚状体、不定芽等为材料，经过人工包装得到的种子，所以培养到②不正确，需培养到③。
11．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题。
图甲 植物组织培养过程
表乙 植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况
A组
B组
C组
D组
E组
吲哚乙酸
0
3×10－6
3×10－6
0.03×10－6
0
细胞分裂素
0
0.2×10－6
0.002×10－6
1.0×10－6
0.2×10－6
花芽生长状况
仍是组织切块
形成愈伤组织
愈伤组织分化出根
愈伤组织分化出嫩芽
稍生长
(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是________________________________________________________________________。
(2)应用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中[ ]________和[ ]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________________的调节([ ]填序号)。
(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)从表乙的实验结果可看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中，新芽形成必需的条件是__________________________________；而在培养形成完整新个体的过程中，对它们的调控关键是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：离体器官或组织的细胞含有该生物的全部遗传信息，从而具有发育成完整个体的潜能，称为植物细胞的全能性，植物组织培养的基本过程是脱分化和再分化。植物细胞分化与细胞分裂素、生长素(吲哚乙酸)关系密切，在两者激素比例恰当时容易分化形成愈伤组织，细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度时容易分化形成芽。
答案：(1)植物细胞的全能性
(2)① 脱分化 ② 再分化 植物激素
(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒
(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度 适当调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度和它们的比例
12．请根据以下材料回答：
人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状体。胚状体不同于一般种子的胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以生长发育形成植株。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到，也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体包埋在能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子”。培育过程如图所示。
(1)人工种子的制备是依据什么原理进行的？__________________。
(2)包埋胚状体的胶质可看做是种子的哪部分结构？__________________。在植物的个体发育中这种结构来自________。
(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子。这种种子萌发形成的个体称为________，基因型为________，从生殖类型看属于________生殖。
(4)如果获取的外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入( )
A．15%的盐酸 B．淀粉酶
C．果胶酶 D．胰蛋白酶
(5)②表示脱分化的过程，其实质是________________。③表示再分化的过程，其实质是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：人工种子是包埋胚状体的胶质结构，胚状体是由体细胞分裂分化而来，体现了细胞的全能性，胶质为胚状体的发育提供营养物质，相当于种子的胚乳；基因型为DdTt的植株其花粉的基因型为DT、Dt、dT、dt花药离体培养获得相应基因的单倍体，属于有性繁殖，①的处理使植物组织分散开，可用果胶酶，植物细胞脱分化是由分化状态恢复分裂能力。
答案：(1)细胞的全能性 (2)胚乳 受精极核
(3)单倍体 DT、Dt、dT、dt 有性 (4)C
(5)使细胞恢复分裂能力 基因的选择性表达，导致了细胞形态、结构和功能的改变
13．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。回答下列问题：
(1)为了培育该新型药用植物，可取甲和乙的叶片，先用________酶和________酶去除细胞壁，获得具有活力的________，再用化学诱导剂诱导二者融合。形成的融合细胞进一步培养形成________组织，然后经过________形成完整的杂种植株。这种培养技术称为________________________________。
(2)上述杂种植株属于多倍体，多倍体是指____________________________________。假设甲和乙有性杂交的后代是不育的，而上述杂种植株是可育的，造成这种差异的原因是________________________________________________________________________。
(3)这种杂种植株可通过制作人工种子的方法来大量繁殖。经植物组织培养得到的____________________等材料用人工薄膜包装后可得到人工种子。
解析：(1)植物体细胞杂交的过程包括植物细胞融合和植物组织培养，其过程依次为酶解法去除植物细胞的细胞壁、用物理或化学法诱导原生质体融合、杂种细胞再生出细胞壁、杂种细胞经植物组织培养(脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼根和芽进而形成完整植株)培育成完整植株。其中，酶解法去除植物细胞的细胞壁利用了酶的专一性，选择纤维素酶和果胶酶，水解植物细胞的细胞壁的主要成分——纤维素和果胶，暴露出有活力的原生质体。(2)多倍体是指体细胞中含有三个或三个以上的染色体组的个体。甲和乙均为二倍体植物，假设二者有性杂交的后代不可育，其原因是该后代在进行减数第一次分裂过程中，由于没有同源染色体，联会出现紊乱，不能产生可育的配子。而植物体细胞杂交产生的杂种植物，细胞内含有原物种体细胞内的染色体，在减数第一次分裂过程中能够进行同源染色体配对，产生可育的配子。(3)经植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽、腋芽等，用人工薄膜包装后可得到人工种子。
答案：(1)纤维素 果胶 原生质体 愈伤 再分化(或分化) 植物体细胞杂交技术 (2)体细胞中含有三个或三个以上染色体组的个体(其他合理答案也可)
在减数分裂过程中，前者染色体联会异常，而后者染色体联会正常(其他合理答案也可) (3)胚状体、不定芽、顶芽、腋芽(答对其中一个即可)
14．(2014·宿迁高二检测)美国科学家将胡萝卜韧皮部的单个细胞培养成完整植株，如图所示，请回答：
(1)科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞，在正常生物体内能否进行有丝分裂？说明原因。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)离体的韧皮部细胞在一定条件下，通过________和________形成的许多植物的特点是________________________________________________________________________。
(3)此实验证明了高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，即具有________，高度分化的细胞具有此特性是由于________________________________________________________________________。
(4)下表为几种组织培养的培养基配方的部分成分及培养条件和特点。
培养基作用
糖类
大量元素
微量元素
植物激素
条件
培养愈伤组织的培养基
蔗糖
N、P、K、Ca、Mg、S等
B、Cu、Mn、Mo、Fe等
2,4-D
25 ℃黑暗
培养根尖的培养基
蔗糖
N、P、K、Ca、Mg、S等
B、Cu、Mn、Mo、Fe等
细胞分裂素、生长素
18 ℃黑暗
培养茎尖的培养基
蔗糖
N、P、K、Ca、Mg、S等
B、Cu、Mn、Mo、Fe等
萘乙酸
8 ℃连续光照
根据上表分析说明，组织培养的条件是：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)试简要说明组织培养技术的优点以及这一技术在实践中的具体应用(举例)。________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：高度分化的植物细胞只有离体状态才能表现其全能性，先脱分化后再分化；产生的个体属于无性繁殖，能保持亲本的遗传性状，形成的植物极为相似；分析表中培养基中有维持组织细胞生长和发育的有机物和无机物及起调节作用的激素及不同的培养条件。
答案：(1)不能，因为植物韧皮部的细胞已经高度分化，在正常植物体内不再分裂
(2)脱分化 再分化 彼此性状极为相似
(3)全能性 这些植物细胞的细胞核中含有保持本物种遗传特性所需要的全套遗传物质
(4)①培养基应含有维持植物组织正常生长和发育的有机物和无机物；②必须含有不同种类和浓度的植物激素；③选取的材料不同，培养的外界条件不同
(5)①优点：取材少、培养周期短、繁殖率高，而且便于自动化管理
②应用：快速繁殖花卉和果树，培育无病毒植物，生产药物、食品添加剂，制造人工种子等。
