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第1课时 植物细胞工程的基本技术
任务一 探究·实践——菊花的组织培养
任务二 植物体细胞杂交技术
一、细胞工程的概念
1.原理和方法：细胞生物学、分子生物学和____________。
2.操作水平：细胞器、细胞水平或______水平。
3.目的：有目的地获得特定的______、组织、器官、______或其产品。
发育生物学
组织
细胞
个体
4.类型：植物细胞工程和动物细胞工程。
二、植物组织培养技术
1.概念：将离体的植物__________________等(又称外植体)，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。
器官、组织或细胞
完整植株
2.原理：__________________。
细胞的全能性:细胞经____________后,仍然具有产生____________或
分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。
植物细胞的全能性
分裂和分化
完整生物体
3.基本过程：
接种外植体 植株移栽成活
(1)图中A表示诱导__________，B表示__________，C表示___________。
愈伤组织
诱导生芽
诱导生根
(2)图中①过程为________，是指在一定的____________等条件的诱
导下，已经分化的细胞失去其特有的____________，转变成未分化
的细胞，进而形成________的薄壁组织团块这称为愈伤组织。
脱分化
激素和营养
结构和功能
不定形
(3)图中②③过程为________，是指愈伤组织重新分化成芽、根等器
官的过程。
再分化
三、植物体细胞杂交技术
1.过程
(1)制备原生质体：利用__________和________去除细胞壁，获得原
生质体。
纤维素酶
果胶酶
物理法：__________、离心法等
化学法：聚乙二醇(PEG)融合法、 __________________法
电融合法
高高融合
(3)获得杂种植株：对杂种细胞用______________技术进行培育，使
其发育成完整的杂种植株。
植物组织培养
(2)原生质体融合
2.概念：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成__________，
并把杂种细胞培育成__________的技术。
3.优点：打破__________，实现______________。
杂种细胞
新植物体
生殖隔离
远缘杂交育种
任务一 探究·实践——菊花的组织培养
1.原理
(1)植物细胞一般具有________。
全能性
(2)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，它们的______、______等都会影响植物细胞的
发育方向。
生长素
细胞分裂素
浓度
比例
2.操作过程
制备外植体：取流水充分冲洗后的幼嫩的茎段用______消毒 ，
然后立即用无菌水清洗次；再用__________溶液处理 后，
立即用无菌水清洗 次。置于无菌的培养皿中，用解剖刀切成
长的小段。
接种：在酒精灯火焰旁，将外植体的 插入诱导__________
的培养基中。
酒精
次氯酸钠
愈伤组织
脱分化培养：置于___________的培养箱中培养。
再分化培养：培养 后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导
______的培养基(注：该培养基是固定培养基)上。长出芽后，再将其
转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
试管苗移栽
生芽
［分析］ (1)植物细胞具有全能性的原因是______________________
__________。由植物组织培养过程可知，植物细胞全能性表现的条
件为______、一定的营养条件、适宜__________的诱导、无菌无毒
的环境等。在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出
全能性的原因是_____________________________________________
_________。
细胞中含有本物种全套的遗传信息
离体
植物激素
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
(2)在植物组织培养过程中，进行无菌操作的目的是_______________
______________。
防止培养物受到微生物的污染
(3)植物组织培养的培养基中添加的糖类是______，
主要作用是①作为________________________________；②能更好
地______________________。
蔗糖
碳源物质为植物细胞提供能量来源
调节培养基内的渗透压
(4)植物组织培养过程中，________(填“脱分化”或“再分化”)过程需要
光照，光的作用是______________________________________。
再分化
诱导叶绿素合成，利于幼苗进行光合作用
(5)愈伤组织诱导生芽后，再诱导生根时需更换新的培养基，试解释
其原因。
[答案] 诱导生芽与诱导生根的培养基中生长素和细胞分裂素的浓度
及比例不同
(6)为什么取幼嫩的茎？
[答案] 分化程度低，恢复全能性容易
1.全能性的大小比较
(1)不同生物的细胞全能性：植物细胞 动物细胞。
(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)体细胞全能性：分化程度低 分化程度高，细胞分裂能力强 细
胞分裂能力弱，幼嫩细胞 衰老细胞。
［注意］(1)全套基因 全部基因：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，因此配子也具有全能性。
(2)植物的种子发育成完整植株，未体现细胞的全能性。因为种子中
的胚相当于植物体的幼体。
(3)全能性标志：由分裂分化后的细胞发育成完整个体或者分化成其
他各种细胞。
(4)接种外植体时，不要倒插。
例1 [2024·北京大兴区月考] 野生石斛结实率低，可利用石斛叶片进
行组织培养形成大量试管苗。下列有关说法正确的是( )
A.需在体积分数为的酒精中浸泡石斛叶片 进行消毒，以
避免微生物污染
B.叶片先经过脱分化形成愈伤组织，再转移至液体培养基进行再分
化形成根、芽
C.试管苗应该移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界
环境
D.经组织培养得到的植株，一般不改变原石斛品种的基因组
√
[解析] 植物组织培养过程中，用体积分数为 的酒精对外植体消
毒 ，A错误；形成愈伤组织后，转接到诱导生芽的固体培养基上，
长出芽后再转接到诱导生根的固体培养基上，B错误；试管苗移栽时，
已经可以进行光合作用，所以基质中不用添加蔗糖，C错误；组织培
养属于无性繁殖，得到的植株一般不会改变原来品种的 ，D正确。
例2 [2024·福建厦门一中月考] 科学家利用拟
南芥的愈伤组织进行实验，探究植物组织培养
过程中诱导愈伤组织生根的机理，结果如图所
示。诱导生根的培养基 的配方中含有生
长素， 是拟南芥生长素合成基因。
下列说法正确的是( )
A.诱导形成愈伤组织和诱导生根、生芽过程均不需要光照
B.增加培养基中 的浓度，1组的生根效果会更好
C.2、4组比较，没有遵循实验设计中的单一变量原则
D.培养基中的 和自身产生的生长素有利于愈伤组织生根
√
[解析] 诱导形成愈伤组织的过程一般不需要
光照，愈伤组织再分化形成根或芽的过程，需
要光照，A错误；生长素具有低浓度促进生长、
高浓度抑制生长的作用特点，增加其浓度，1
组的生根效果不一定会更好，B错误；2、4组
实验进行比较，除自变量(培养基是否含 ) 外，其他变量一致，遵循
单一变量原则，C错误；分析实验结果可知，培养基中的 和自身产生
的生长素有利于诱导愈伤组织生根，D正确。
［题后归纳］生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向
的影响
生长素/细胞分裂素的值 结果
高 有利于根的分化，抑制芽的形成
低 有利于芽的分化，抑制根的形成
适中 促进愈伤组织的形成
任务二 植物体细胞杂交技术
【情境】 下图为植物体细胞杂交技术流程图。
(1)植物体细胞杂交的原理：植物原生质体融合利用了生物膜的
_________、植物组织培养利用了植物细胞的________。
流动性
全能性
(2)完善图中过程：①为_________________________，②为________
______，③为________，④为________。
去除细胞壁(制备原生质体)
再生出细胞壁
脱分化
再分化
(3)获得原生质体时，应在______(填“低渗”或“等渗”)溶液中进行，理
由是______________________________。
等渗
低渗溶液中原生质体易吸水涨破
(4)植物体细胞杂交完成的标志是__________________，植物体细胞
杂交技术成功的标志是______________。
再生出新的细胞壁
形成新的植株
(5)若只考虑细胞两两融合，诱导
原生质体融合后可得到___种细胞，
其中符合要求的细胞中含有___个
染色体组。
3
4
(6)图中，通过体细胞杂交获得的
植株是否可育？说出你的理由。
[答案] 可育，通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体，含有同源
染色体，能正常联会
(7)“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有
如科学家所想象的那样，地上长番茄、
地下结马铃薯的主要原因是
[答案] 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
的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干
扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
植物体细胞杂交与植物组织培养的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性
过程 ________________________________________ _____________________________________________________
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
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，用一定的方法诱导原生质体融合
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 （续表）
例3 如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法不正确的是( )
A.去壁过程中需用纤维素酶和果胶酶溶液
处理获得原生质体，溶液的渗透压可略大
于细胞液渗透压
B.植物体细胞杂交过程中，需用不同浓度的细胞分裂素和生长素培养杂种细胞
C.最终得到的植株相对于白菜、甘蓝，发生了染色体数目变异，因此
不具有可育性
D.与传统的有性杂交相比，植物体细胞杂交技术的优越性在于实现了远缘杂交
√
[解析] 植物体细胞杂交的去壁过程，需
要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶
的等渗溶液中，或略大于细胞液渗透压
的溶液中，否则原生质体可能吸水涨破，
A正确；植物体细胞杂交过程中，利用
植物组织培养技术将杂种细胞培育形成杂种植株，需用不同浓度及比例
的细胞分裂素和生长素处理，B正确；最终得到的植株相对于白菜、甘
蓝，发生了染色体数目变异，属于异源四倍体，可育，C错误；
传统的有性杂交不能打破生殖隔离，需
在同一物种的雌雄个体之间进行，与传
统的有性杂交相比，植物体细胞杂交技
术的优越性在于打破了生殖隔离，实现
了远缘杂交育种，D正确。
例4 [2024·河南濮阳月考] 下图为
番茄 和马铃薯
体细胞杂交示意图，
①～⑤表示过程， 表示结构。
下列相关说法错误的是( )
A.A和B均为原生质体，②过程可采用电融合法、离心法或 融合法
B.③为再生细胞壁，C的形成是原生质体诱导融合成功的标志
C.④过程通常需要避光培养， 需培养在无菌的容器中
D.图中杂种植株理论上为可育的六倍体，染色体数为72
√
[解析] 过程①表示去除植物细胞壁，
得到的A和B均为原生质体，过程②为
诱导原生质体融合，可采用电融合法、
离心法或 融合法，A正确；③为再
生细胞壁，C为融合的原生质体，D为杂种细胞，融合的原生质体再生
出细胞壁标志着诱导融合成功，B错误；过程④为脱分化，通常需要避
光培养， 为愈伤组织，需培养在无菌的容器中，C正确；番茄
为二倍体，每个染色体组含有12条染色体，马铃薯
为四倍体，每个染色体组也含有12条染色体，因此经细胞融合后形成的
杂种植株理论上为可育的六倍体 ，含有72条染色体，D
正确。
［题后归纳］植物体细胞杂交形成的杂种植株中基因和染色体情况
分析
(1)从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，
属于无性生殖，变异类型是染色体数目变异，形成的是异源多倍体。
(2)体细胞杂交形成的杂种植株中染色体(组)、基因(组)都是两亲本之
和。若一植物细胞含有条染色体、2个染色体组，基因型为 ，
另一植物细胞含有条染色体、2个染色体组，基因型为 ，则
新植株体细胞中染色体为 条，染色体组有4个，基因型为
，为异源四倍体。
1.正误辨析
(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。
( )
×
[解析] 植物细胞只有在离体、一定的激素和营养等条件下才能表现
出细胞的全能性。
(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和
分化。( )
×
[解析] 诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程是不断发生细胞的增殖和
分化的过程。
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。( )
×
[解析] 愈伤组织是外植体通过脱分化形成的。
(4)在愈伤组织中加入促进细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的
细胞。( )
×
[解析] 植物细胞在融合前要先去壁。
(5)在脱分化阶段没有基因的选择性表达。( )
×
[解析] 脱分化阶段也有基因的选择性表达。
(6)“番茄—马铃薯”的培育过程利用的原理包括细胞膜的流动性和植
物细胞的全能性。( )
√
(7)“番茄—马铃薯”的培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织
培养，无愈伤组织的形成。 ( )
×
[解析] “番茄—马铃薯”的培育过程是植物体细胞杂交，形成的杂种
细胞还需要采用植物组织培养技术才能培育成杂种植株，因此有愈
伤组织的形成。
(8)诱导不同原生质体融合的化学试剂一般为秋水仙素。 ( )
×
[解析] 诱导不同原生质体融合的化学试剂一般为聚乙二醇。
(9)植物体细胞杂交技术中去壁前，需对两种植物细胞进行灭菌处理，
以防止杂菌污染。 ( )
×
[解析] 植物体细胞杂交技术中去壁前，为了防止杂菌污染，需对两
种植物材料进行消毒处理。
2.[2024·辽宁沈阳联考]为
实现多肉植物的规模化生
A.过程①宜选择幼嫩的叶片，依次用次氯酸钠和 的酒精浸泡30分钟
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于愈伤组织分化
C.过程③芽、根的诱导过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照
D.过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖和植物激素，为幼苗生长提供
碳源
产，科研人员开展了如下研究。相关叙述正确的是 ( )
√
[解析] 过程①选取的叶片应
该在的酒精中浸泡
后，立即取出，用无菌水清洗次，再用次氯酸钠溶液处理
后，立即用无菌水清洗 次，A错误；过程②的培养基中须添加比例
适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；在诱导形
成芽、根的过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照，诱导叶绿素
合成，C正确；试管苗能进行光合作用合成有机物，不需要在珍珠岩基
质中添加碳源，D错误。
3.下图为用取自基因型为 的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小
苗的过程，下列叙述不正确的是( )
注：1.游离的胡萝卜韧皮部细胞 2.愈伤组织 3.已生出根的胚状体 4.具有根、茎、
叶的小苗
A. 过程是通过细胞有丝分裂完成的
B. 过程发生了细胞分化
C. 过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源
D.杂合子植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
√
[解析] 过程是游离细胞脱分化形成愈伤组织，该过程的细胞分
裂方式是有丝分裂，A正确； 过程为再分化，形成根或芽
等器官，发生了细胞有丝分裂和细胞分化，B正确； 过程中植
物没有光合作用的器官，不能进行光合作用，所需的营养来自培养
基，培养基应含有机碳源和氮源，C正确；题图中植物组织培养过程
属于无性繁殖，其细胞分裂方式是有丝分裂，故杂合子植株经题述
过程获得的幼苗的基因型与亲本相同，仍然为杂合子，不会出现性
状分离，D错误。
4.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，培育出含有香茅醛的驱蚊草。该植物能散发出一种特殊的
气味，达到驱蚊且对人体无害的效果。下列说法正确的是( )
A.驱蚊草培育过程一定要用到纤维素酶、果胶酶、 等试剂
B.驱蚊草培育过程中无愈伤组织形成
C.诱导融合完成的标志是细胞核的融合
D.将驱蚊草的花药进行离体培养得到的是单倍体植株
√
[解析] 驱蚊草培育过程需要采用植物体细胞杂交技术，该技术首先
需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞壁获得原生质体，其
次要用 融合法、离心法或电融合法等方法诱导原生质体融合，
故驱蚊草培育过程不一定要用到 试剂，A错误；驱蚊草培育过程
需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株，因此驱蚊
草培育过程中有愈伤组织形成，B错误；诱导融合完成的标志是再生
成新的细胞壁，C错误；由配子直接发育而来的个体，称为单倍体，
故将驱蚊草的花药进行离体培养得到的是单倍体植株，D正确。
5.[2024·辽宁葫芦岛期末]
花椰菜易受黑腐病菌的
危害而患黑腐病，野生
黑芥具有黑腐病的抗性
A.过程①需要使用蛋白酶来处理两种细胞
B.过程②后，显微镜下观察到有叶绿体的细胞即为所需的融合细胞
C.为筛选出高抗病性杂种植株，可对杂种植株进行黑腐病菌接种实验
D.愈伤组织经脱分化后形成的再生植株不一定都具有抗病性
基因。为培育抗黑腐病杂种植株，研究者设计如下流程。下列相关叙述
正确的是( )
√
[解析] 过程①是去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理，A错误；
过程②表示诱导原生质体融合，该过程后含有叶绿体的细胞可能是
黑芥—花椰菜融合细胞，也可能为黑芥—黑芥细胞、未融合的黑芥
细胞，还需进一步筛选，B错误；对杂种植株接种黑腐病菌，能正常
生长的为具有高抗病性的杂种植株，C正确；再生植株是由愈伤组织
再分化形成的，D错误。
1.“植物组织培养”是一项非常成熟的植物育种技术，最早的“植物组织
培养”实验使用的材料是胡萝卜的韧皮部，方法是将单个细胞放在适宜
培养基中培养，最后就可以得到完整的胡萝卜植株，该过程一般不会
出现的是( )
A.基因重组 B.有丝分裂
C.细胞分化 D.细胞凋亡
√
[解析] 植物组织培养过程进行的是有丝分裂，不会出现基因重组的
现象，A符合题意。
2.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] 将烟草和大豆的原生质体混合后，在细胞混合物中，可用显
微镜观察到2种未融合的细胞:烟草细胞和大豆细胞；还有3种两两融
合的细胞:大豆—大豆细胞、烟草—大豆杂种细胞、烟草—烟草细胞，
故选D。
3.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
√
[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
分化中要用到生长素和细胞分裂素两种激素，B错误；植物不同部位
的细胞全能性的表现不同，所以组织培养实验中选材会影响实验的结
果，C错误；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，一般情况下生根培养基中生长素含量高、细胞分裂
素含量低，生芽培养基中生长素含量低、细胞分裂素含量低高，D正
确。
4.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植物组织培养须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠
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.诱导愈伤组织期间需要给予适当光照，否则会影响叶绿体的形成
D.不带叶片的菊花幼茎切段可以分化出芽和根，进而形成完整的菊
花植株
√
[解析] 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%的酒精，再用
无菌水清洗，再用5%次氯酸钠消毒处理，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；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，否则容易分化产
生维管组织，影响愈伤组织以后的分化，C错误；不带叶片的菊花茎
的切段可通过植物组织培养分化出芽和根，这种器官发生的途径可以
形成完整的菊花植株，D正确。
5.研究人员利用甲、乙两种二倍体植物的各自优势，通过植物体细胞
杂交技术培育兼有两种植物优势且耐盐的目的植株，其实验流程如下
图，a~e表示不同操作。下列相关叙述正确的是( )
A．通过a操作获得完整且有活性的原生质体，主要利用了纤维素酶和
果胶酶的高效性
B．b操作可使用聚乙二醇促进两种原生质体的膜融合，以获得未分化
状态的杂种细胞
C．d操作所用培养基应添加一定浓度的钠盐，且生长素与细胞分裂素
用量比值小于1
D．甲、乙植株是两个不同物种，因此通过该技术培育出的目的植株
会表现出高度不育
√
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，利用纤维素酶
和果胶酶专一性获得完整且有活性的原生质体，A错误；b操作可使用
聚乙二醇促进两种原生质体的膜融合，获得的是已分化的杂种细胞，
B错误；通过植物体细胞杂交技术培育兼有两种植物优势且耐盐的目
的植株，d为再分化，所用培养基应添加一定浓度的钠盐，且生长素
与细胞分裂素用量比值先小于1（促进芽的分化）后大于1（促进根的
分化），C正确；甲、乙植株是两个不同物种，目的植株含有甲、乙
的全部染色体，可正常进行减数分裂产生配子产生后代，D错误。
6.科学家将分离得到的成熟的胡萝卜韧皮部细胞进行如图所示实验，最
终由单个细胞发育成了完整的新植株。请回答下列问题。
植物组织培养
(植物)激素
(1)科学家所用的这种生物技术叫作 。该项技术表明，
当植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质、 和其
他外界条件的作用下，可表现出 ，发育成完整植株。
全能性
[解析] 将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整新植株需要采用植物组织培
养技术；该技术表明，当植物细胞处于离体状态时，在一定的营养
物质、植物激素和其他外界条件的作用下，可表现出全能性。
(2)图中B过程称为 ，通过B过程产生的愈伤组织细胞与根
韧皮部细胞的形态结构 (填“相同”或“不同”)，其根本原因是
。
脱分化
不同
基因的选择性表达
[解析] 图中根韧皮部细胞形成愈伤组织的B过程为脱分化过程；愈伤
组织是不定形的薄壁组织团块，细胞与根韧皮部细胞形态不同；两者
不同的根本原因是基因的选择性表达。
(3)某课外小组同学用愈伤组织同时进行了两组实验:甲组培养基中含3%
的蔗糖，乙组培养基中不含蔗糖，经灭菌后接种，每组实验再分成两个
小组，分别在光下和暗处培养。1个月后，观察植物体生长、分化情况，
结果如下表所示。
愈伤组织的生长、分化过程需要蔗糖
光照能够促进细胞分化
由此得出结论:
① ；
② 。
培养条件 甲组 乙组
光下 正常生长，分化 不生长，死亡
暗处 正常生长，不分化 不生长，死亡
[解析] 培养基中含有蔗糖时，细胞能生长和分化，而没有蔗糖时，
细胞不生长，死亡，说明愈伤组织生长、分化过程需要蔗糖；在光
下培养时，细胞能分化，而在暗处培养时，细胞不能分化，说明光
照能够促进细胞分化。
练习册
知识点一 细胞的全能性
1.以下不能说明细胞具有全能性的实验是( )
A.用菊花花瓣细胞培育出菊花新植株
B.用紫色糯性玉米种子培育出植株
C.杂合体小麦韧皮部组织培育成植株
D.用番茄与马铃薯体细胞融合后产生的杂种细胞培育出植株
[解析] 紫色糯性玉米种子培育出植株属于自然生长过程,不能体现细
胞的全能性,B符合题意。
√
2.[2024·四川内江开学考试]理论上来说，正常的植物细胞都具有全
能性。下列有关植物细胞全能性的叙述，错误的是( )
A.植物细胞具有全能性的原因是细胞中含有发育成完整个体的全部
信息
B.在生物的生长发育过程中，所有的细胞都表现出全能性
C.一般来说，植物体内分化程度越高的体细胞，其全能性越低
D.花药在体外被诱导成完整的单倍体植株不能体现体细胞全能性
√
[解析] 正常的植物体细胞来源于受精卵有丝分裂，这些细胞仍含有
与受精卵相同的遗传信息；正常的植物生殖细胞经原始生殖细胞减
数分裂产生，仍含有本物种生长、发育所需的全套遗传信息，A正确。
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表达，B错误。植
物体细胞的全能性与植物细胞的分化程度相关，一般来说，分化程
度越高，越难体现出细胞的全能性，C正确。植物花药在体外被诱导
成为完整的单倍体植株，利用的是植物组织培养技术，体现的是生
殖细胞的全能性而不是体细胞全能性，D正确。
知识点二 植物组织培养技术
3.在菊花的组织培养操作完成 后，观察同一培养箱中的外植体，
发现有的瓶内外植体正常生长，有的瓶内外植体死亡，你认为外植
体死亡的原因最不可能是( )
A.培养条件，比如光照、温度等不适宜
B.接种时外植体未消毒
C.接种工具灼烧后未充分冷却就接种外植体
D.将外植体倒插入培养基中
√
[解析] 同一培养箱提供了相同的光照和温度，但有的瓶内外植体正
常生长，有的瓶内外植体却死亡，说明外植体死亡的原因不可能是
光照、温度等培养条件不适宜，A符合题意；接种时外植体未消毒，
杂菌污染可能导致部分外植体死亡，B不符合题意；接种工具灼烧后
未充分冷却就接种外植体，高温会导致部分外植体死亡，C不符合题
意；外植体存在形态学上端和形态学下端，将外植体倒插入培养基
中，可能导致外植体死亡，D不符合题意。
4.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行植物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形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是高度液泡化不定形的薄壁组织团块
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] 愈伤组织的细胞具有全能性，其继续培养可以重新分化形成
根或芽等器官，进而发育成完整植株，B错误。
√
5.[2024·河南濮阳月考]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织培养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
C.诱导形成试管苗后，打开封口膜或瓶盖后，直接将试管苗移栽入土
D.一般先诱导根的形成，再转接到诱导生芽的培养基上
√
[解析] 用自然生长的茎进行组织培养时，须先用体积分数为 的酒
精消毒，用无菌水清洗后，再用质量分数为 的次氯酸钠溶液处理，
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，B正确；试管苗生存能力较弱，需要进行锻炼，用清水
清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境
中，待其长壮后再移栽入土，C错误；诱导愈伤组织形成试管苗的过
程一般先诱导芽的形成，再转接到诱导生根的培养基上，D错误。
6.植物组织培养指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养
基，对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养，使其再
生出细胞或形成完整植株的技术。如图为植物组织培养的流程图解，
以下相关叙述不正确的是( )
植物叶片叶组织块愈伤组织 有生根发芽能力的胚状体结构
种苗
A.脱分化发生在 步骤，在此过程中植物激素发挥了重要作用
B.再分化发生在 步骤，是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程
C.从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性
D.经该过程产生的种苗属于无性繁殖
√
[解析] 题图中脱分化过程发生在 步骤，在此过程中植物激素发挥了
重要作用，叶组织块脱分化形成了愈伤组织，A正确；再分化发生在
步骤，是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程，B错误；从
叶组织块到种苗形成的过程是由体细胞形成完整植株的过程，体现
了植物细胞的全能性，C正确；该过程为植物组织培养，属于无性繁
殖，D正确。
7.[2024·天津静海区期末]下图表
示基因型为 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.在离体条件下，花粉细胞经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定
形的愈伤组织
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细胞分裂素等激素
D.经图示无菌培养获得的试管苗的基因型可能是、 、、
√
[解析] 离体条件下，花粉细胞经过脱分化转变成为未分化的细胞，
进而形成不定形的愈伤组织，A正确；愈伤组织的代谢类型是异养需
氧型，因此在愈伤组织形成过程中，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，B正确；为促进花粉细胞分裂生长，
需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素，C正
确；基因型为的植株减数分裂可产生基因组成为、、 、
的配子，再经过花药离体培养可得到单
倍体，因此图示过程获得的试管苗的基因型
可能为、、、 ，D错误。
8.[2024·山东日照期末]以苹果的幼茎为外植体，探究激素对愈伤组
织诱导及愈伤组织褐变(褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力，甚
至导致死亡)的影响，结果如下表。下列分析错误的是( )
诱导率/% 0 70 100 0 70 100
褐变率/% 0 62.5 100 0 87.5 100
A.苹果幼茎愈伤组织褐变率与两种激素的浓度及其配比均有关
B.苹果幼茎愈伤组织诱导率与两种激素的配比有关，与浓度无关
C.高浓度的2，和 均容易导致苹果幼茎愈伤组织发生褐变
D.上述组合中诱导脱分化的最佳激素组合为2， 2.
√
[解析] 由表格数据分析可知，苹果愈伤组织褐变率与两种激素的浓
度及其配比均有关，A正确；由表格数据分析可知，苹果愈伤组织诱
导率与两种激素的配比有关，与浓度也有关，B错误；由表格数据分
析可知，高浓度的2,和 容易导致苹果幼茎愈伤组织发生
褐变，C正确；由于褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力，甚至导
致死亡，故需要选择褐变率低、诱导率高的实验组，实验中2，
处理组的效果最好，D正确。
知识点三 植物体细胞杂交技术
9.利用植物体细胞杂交技术获得优良新品种过程中，不必考虑的问题
是( )
A.亲本是否存在生殖隔离 B.选择具优良性状的亲本
C.亲本体细胞去壁后融合 D.杂种细胞的筛选和培养
√
[解析] 植物体细胞杂交能够打破生殖隔离的限制，克服远缘杂交不
亲和的障碍，故不需要考虑亲本是否存在生殖隔离的问题，A符合题
意；如果利用植物体细胞杂交技术培育性状优良的新品种，则需选
择具有期望的优良性状的亲本，B不符合题意；植物体细胞杂交过程
中需进行植物原生质体的融合，故需要考虑亲本体细胞去壁后融合，
C不符合题意；植物原生质体融合时，可能存在同种细胞的融合，故
需要考虑杂种细胞的筛选和培养，D不符合题意。
10.[2024·陕西汉中月考]下列有关植物体细胞杂交和植物组织培养的
比较，不正确的是( )
A.两者原理都涉及细胞的全能性
B.两者过程都涉及严格无菌培养
C.两者都涉及细胞壁的去除与重建
D.两者都可用于培育优良作物品种
[解析] 两者都以植物细胞的全能性为理论基础，A正确；植物体细
胞杂交和植物组织培养都需要无菌培养，B正确；植物组织培养不涉
及细胞壁的去除与重建，C错误；植物体细胞杂交可以将植物的优良
性状融合，植物组织培养可用于保留植物的优良性状，D正确。
√
11.亲缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色体因被排
出而丢失。现有甲、乙 两种亲缘关系较远的植
物，甲植物细胞的染色体在原生质体融合前出现断裂，个别染色体
片段在原生质体融合时移接到乙植物细胞的染色体上。下列分析正
确的是( )
A.将甲、乙两种生物的细胞直接经 诱导后可获得杂种细胞
B.杂种细胞中的染色体数为38条，培育的植株属于四倍体
C.由杂种细胞发育为杂种植株体现了植物生殖细胞的全能性
D.培育甲—乙杂种植物的过程发生了染色体结构和数目的变异
√
[解析] 甲、乙两种植物的细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和
果胶酶去除细胞壁，再经 诱导可获得杂种细胞，A错误；由于亲
缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色体因被排出而
丢失，导致染色体数目减少，因此杂种细胞中的染色体数小于38条，
B错误；由杂种细胞发育为杂种植株体现了植物体细胞的全能性，C
错误；由于亲缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色
体因被排出而丢失，导致染色体数目减少，且甲植物细胞的染色体
在原生质体融合前出现断裂，个别染色体片段在原生质体融合时移
接到乙植物细胞的染色体上，会导致染色体结构变异，因此培育
甲—乙杂种植物的过程发生了染色体结构和数目的变异，D正确。
12.[2024·江苏金陵中学月考]甲品
种青花菜具有由核基因控制的多
种优良性状，但属于胞质雄性不
育品种。通过体细胞杂交，成功
地将乙品种细胞质中的可育基因
引入甲中。据图分析相关叙述错
误的是( )
A.照光处理的甲青花菜下胚轴细胞
中有叶绿体，利于筛选杂种细胞
B.流程中A处理可利用酶的专一性
使用纤维素酶、果胶酶，B处理可
使用离心法
C.杂种细胞经过外源生长素和细胞
分裂素的诱导，直接分化成为杂种
植株
D.杂种植株含有控制甲青花菜优良
性状的基因，并能通过父本进行传
递
√
[解析] 照光处理的甲青花菜下胚轴
细胞中有叶绿体，叶绿体呈现绿色，
利于筛选杂种细胞，A正确；植物
细胞壁的成分主要为纤维素和果胶，
流程中A处理可利用酶的专一性，
使用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁，诱导原生质体融合可采用电融合法
和离心法等，B正确；杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导，
经过脱分化形成愈伤组织，再分化成为杂种植株，C错误；
甲品种控制多种优良性状的基因为
核基因，杂种植株细胞核内含有控
制甲青花菜优良性状的基因，精子
中具备一半核基因，故杂种植株中
控制甲青花菜优良性状的基因能通
过父本 (精子)进行传递，D正确。
13.[2024·福建宁德月考]通过植物
细胞工程技术，可利用甲
(高产不耐盐)、乙(低产耐盐)两种
二倍体植物培育高产耐盐的杂种
A.经①处理后，可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
B. 过程中，杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中的植株不一定高产
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异，但植株仍可育
植株，实验流程如下图所示，下列叙述错误的是( )
√
[解析] 经①处理后获取原生质体，
原生质体没有细胞壁，无法发生
质壁分离，故不能采用质壁分离
实验检测原生质体的活性情况，
A错误； 过程是融合细胞再生细胞壁的过程，而高尔基体与植物
细胞壁的形成有关，线粒体为细胞生命活动提供能量，故杂种细胞内高
尔基体和线粒体活动明显增强，B正确；由④到目的植株需进一步筛选
的原因是④中获得的耐盐植株不一定高产，需要从中再选择出高产植株，
C正确；甲、乙是二倍体植株，通过植物体细胞杂交技术获得的目的植
株是异源四倍体，发生了染色体数目变异，但植株仍可育，D正确。
14.某研究小组以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术
选育高产 融合藻。两种藻特性如下表所示。以获得的融合藻为
材料进行甲、乙、丙三组实验，结果如图所示。请据此分析，下列
叙述错误的是( )
亲本藻 优势代谢 类型 固体培养基 上藻落直径
A藻 自养 0.06 小 0.7
B藻 异养 0.14 大 无
A.通过细胞融合技术选育得到的融合藻既能自养，又能产生 ，
还能较快速生长
B.融合后可将藻接种在液体培养基上进行光照培养，根据藻落
(类似“菌落”)大小淘汰生长速率慢的藻落
C.与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快的原因是融合藻既
能光能自养又能异养
D.实际生产中往往采用甲组的培养条件，不仅可降低成本，也可防
止杂菌生长
√
[解析] 利用A、B两种单细胞真核
藻为亲本通过细胞融合技术选育得
到的融合藻既具有A藻的自养、产
生 的特点，又具有B藻较快生
长的特点，A正确；液体培养基上
不能得到藻落，B错误；与甲、丙
两组相比，乙组融合藻生长速率较快的原因是融合藻既能光能自养又能
异养，C正确；融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡
萄糖，可降低成本，同时也可防止杂菌生长(因为多数细菌是异养型的)，
因此实际生产中往往采用甲组的培养条件，D正确。
15.[2024·山东菏泽一中月考] 如图
表示菊花嫩枝的离体培养过程,请
回答下列问题：
(1)对菊花来说,要选取生长旺盛的
容易诱导其脱分化和再分化
[解析] 生长旺盛的嫩枝生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，所
以对菊花来说，要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养。
嫩枝来进行组织培养,其原因是__________________________。
(2)培养基中要加入一定的植物激
素,在培养过程中,植物激素的浓度、
比例影响细胞的发育,细胞分
裂素用量与生长素用量的比值___
(填“高”“低”或“相当”)时有利于根
的分化。
低
[解析] 培养基中要加入一定的植物激素，在培养过程中，植物激素
的浓度、比例影响细胞的发育，细胞分裂素用量与生长素用量的比
值低时，有利于根的分化，比值高时，有利于芽的分化。
(3)接种前为确定培养基是否灭菌
彻底,检测的方法是_____________
_____________________________
_________________________。
将未接种的培养基放在适宜温度下培养一段时间后观察是否有菌落出现
外植体消毒、在酒精灯火焰旁进行操作、超净工作台台面和操作者双手消毒
[解析] 接种前为确定培养基是否灭菌彻底，检测的方法是将未接种
的培养基放在适宜温度下培养一段时间后观察是否有菌落出现。植
物组织培养中无菌操作应注意外植体消毒、在酒精灯火焰旁进行操
作、超净工作台台面和操作者双手消毒等。
植物组织培养中无菌操作应注意__________________________________
___________________________________(回答两点即可)。
(4)图中的B过程需要______,因为愈伤组织形成幼苗后，植物需要叶
绿素进行光合作用。
光照
[解析] 图中的B过程需要光照，因为叶绿素的合成需要光。
16.如图是获取番茄—马铃薯杂种植株的过程示意图，为了便于杂种
细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄
和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示。请据图
回答下列问题：
(1)番茄和马铃薯采用有性杂交的方法很难得到杂种后代，因为它们
之间存在着天然的__________。
生殖隔离
[解析] 番茄和马铃薯属于不同物种，存在着天然的生殖隔离，采用
有性杂交的方法很难得到杂种后代。
(2)培育番茄—马铃薯杂种植株依据的生物学原理有2个，分别是
__________________________________。
细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
[解析] 番茄—马铃薯杂种植株是由两种细胞融合形成的杂种细胞通
过植物组织培养技术获得的，依据的生物学原理有细胞膜的流动性
和植物细胞的全能性。
(3)过程①常用的酶是__________________，细胞融合完成的标志是
__________________________。
纤维素酶和果胶酶
杂种细胞再生出新的细胞壁
[解析] 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①去除植物细
胞壁常用纤维素酶和果胶酶；细胞融合完成的标志是杂种细胞再生
出新的细胞壁。
(4)在鉴定杂种原生质体时可用
显微镜观察，根据细胞膜表面
荧光的不同可观察到___种不同
的原生质体(只考虑细胞两两融
合的情况)，当观察到融合细胞
3
既有红色荧光又有绿色荧光
表面__________________________时可判断该细胞是由番茄和马铃薯细
胞融合而成的。
[解析] 若只考虑细胞两两融合
的情况，根据细胞膜表面荧光
的不同可观察到3种不同的原
生质体，即只有红色荧光的原
生质体，只有绿色荧光的原生
质体，有2种荧光的原生质体。既有红色荧光又有绿色荧光的为杂种细胞。
(5)过程③和过程④依次为________和________，所用培养基常采用
______________法灭菌处理。
脱分化
再分化
高压蒸汽灭菌
[解析] ③为杂种细胞形成愈伤组织的过程，是脱分化；④为愈伤组
织形成植物体的过程，属于再分化。
(6)若番茄细胞内有条染色体，马铃薯细胞内有 条染色体，则“番
茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含__________条染色体。
[解析] 杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即
，细胞有丝分裂后期由于着丝粒分裂，姐妹染色单体分开，
使得杂种细胞中的染色体数目加倍为 。第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
【预习梳理】
一、1.发育生物学
2.组织
3.细胞 个体
二、1.器官、组织或细胞 完整植株
2.植物细胞的全能性 分裂和分化 完整生物体
3.(1)愈伤组织 诱导生芽 诱导生根
(2)脱分化 激素和营养 结构和功能 不定形
(3)再分化
三、1.(1)纤维素酶 果胶酶
(2)电融合法 高Ca2+—高pH融合
(3)植物组织培养
2.杂种细胞 新植物体
3.生殖隔离 远缘杂交育种
【任务活动】
任务一
1.(1)全能性 (2)生长素 细胞分裂素 浓度 比例
2.酒精 次氯酸钠 愈伤组织 18~22 ℃ 生芽
[分析]
(1)细胞中含有本物种全套的遗传信息 离体 植物激素 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
(2)防止培养物受到微生物的污染
(3)蔗糖 碳源物质为植物细胞提供能量来源 调节培养基内的渗透压
(4)再分化 诱导叶绿素合成,利于幼苗进行光合作用
(5)诱导生芽与诱导生根的培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例不同
(6)分化程度低,恢复全能性容易
反馈评价
例1 D [解析] 植物组织培养过程中,用体积分数为70%的酒精对外植体消毒30 s,A错误;形成愈伤组织后,转接到诱导生芽的固体培养基上,长出芽后再转接到诱导生根的固体培养基上,B错误;试管苗移栽时,已经可以进行光合作用,所以基质中不用添加蔗糖,C错误;组织培养属于无性繁殖,得到的植株一般不会改变原来品种的DNA,D正确。
例2 D [解析] 诱导形成愈伤组织的过程一般不需要光照,愈伤组织再分化形成根或芽的过程,需要光照,A错误;生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的作用特点,增加其浓度,1组的生根效果不一定会更好,B错误;2、4组实验进行比较,除自变量(培养基是否含IAA)外,其他变量一致,遵循单一变量原则,C错误;分析实验结果可知,培养基中的IAA和自身产生的生长素有利于诱导愈伤组织生根,D正确。
任务二
[情境]
(1)流动性 全能性
(2)去除细胞壁(制备原生质体) 再生出细胞壁 脱分化 再分化
(3)等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破
(4)再生出新的细胞壁 形成新的植株
(5)3 4
(6)可育,通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体,含有同源染色体,能正常联会
(7)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”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
反馈评价
例3 C [解析] 植物体细胞杂交的去壁过程,需要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中,或略大于细胞液渗透压的溶液中,否则原生质体可能吸水涨破,A正确;植物体细胞杂交过程中,利用植物组织培养技术将杂种细胞培育形成杂种植株,需用不同浓度及比例的细胞分裂素和生长素处理,B正确;最终得到的植株相对于白菜、甘蓝,发生了染色体数目变异,属于异源四倍体,可育,C错误;传统的有性杂交不能打破生殖隔离,需在同一物种的雌雄个体之间进行,与传统的有性杂交相比,植物体细胞杂交技术的优越性在于打破了生殖隔离,实现了远缘杂交育种,D正确。
例4 B [解析] 过程①表示去除植物细胞壁,得到的A和B均为原生质体,过程②为诱导原生质体融合,可采用电融合法、离心法或PEG融合法,A正确;③为再生细胞壁,C为融合的原生质体,D为杂种细胞,融合的原生质体再生出细胞壁标志着诱导融合成功,B错误;过程④为脱分化,通常需要避光培养,E为愈伤组织,需培养在无菌的容器中,C正确;番茄(2N=24)为二倍体,每个染色体组含有12条染色体,马铃薯(4N=48)为四倍体,每个染色体组也含有12条染色体,因此经细胞融合后形成的杂种植株理论上为可育的六倍体(2N+4N=72),含有72条染色体,D正确。
【当堂自测】
1.(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)× (9)×
[解析] (1)植物细胞只有在离体、一定的激素和营养等条件下才能表现出细胞的全能性。
(2)诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程是不断发生细胞的增殖和分化的过程。
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化形成的。
(4)植物细胞在融合前要先去壁。
(5)脱分化阶段也有基因的选择性表达。
(7)“番茄—马铃薯”的培育过程是植物体细胞杂交,形成的杂种细胞还需要采用植物组织培养技术才能培育成杂种植株,因此有愈伤组织的形成。
(8)诱导不同原生质体融合的化学试剂一般为聚乙二醇。
(9)植物体细胞杂交技术中去壁前,为了防止杂菌污染,需对两种植物材料进行消毒处理。
2.C [解析] 过程①选取的叶片应该在70%的酒精中浸泡30 s后,立即取出,用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次,A错误;过程②的培养基中须添加比例适中的细胞分裂素和生长素,以利于形成愈伤组织,B错误;在诱导形成芽、根的过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照,诱导叶绿素合成,C正确;试管苗能进行光合作用合成有机物,不需要在珍珠岩基质中添加碳源,D错误。
3.D [解析] a→b过程是游离细胞脱分化形成愈伤组织,该过程的细胞分裂方式是有丝分裂,A正确;b→c→d过程为再分化,形成根或芽等器官,发生了细胞有丝分裂和细胞分化,B正确;a→b过程中植物没有光合作用的器官,不能进行光合作用,所需的营养来自培养基,培养基应含有机碳源和氮源,C正确;题图中植物组织培养过程属于无性繁殖,其细胞分裂方式是有丝分裂,故杂合子植株经题述过程获得的幼苗的基因型与亲本相同,仍然为杂合子,不会出现性状分离,D错误。
4.D [解析] 驱蚊草培育过程需要采用植物体细胞杂交技术,该技术首先需要用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除植物细胞壁获得原生质体,其次要用PEG融合法、离心法或电融合法等方法诱导原生质体融合,故驱蚊草培育过程不一定要用到PEG试剂,A错误;驱蚊草培育过程需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株,因此驱蚊草培育过程中有愈伤组织形成,B错误;诱导融合完成的标志是再生成新的细胞壁,C错误;由配子直接发育而来的个体,称为单倍体,故将驱蚊草的花药进行离体培养得到的是单倍体植株,D正确。
5.C [解析] 过程①是去除细胞壁,可用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;过程②表示诱导原生质体融合,该过程后含有叶绿体的细胞可能是黑芥—花椰菜融合细胞,也可能为黑芥—黑芥细胞、未融合的黑芥细胞,还需进一步筛选,B错误;对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的为具有高抗病性的杂种植株,C正确;再生植株是由愈伤组织再分化形成的,D错误。第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
一、细胞工程的概念
1.原理和方法:细胞生物学、分子生物学和 。
2.操作水平:细胞器、细胞水平或 水平。
3.目的:有目的地获得特定的 、组织、器官、 或其产品。
4.类型:植物细胞工程和动物细胞工程。
二、植物组织培养技术
1.概念:将离体的植物 等(又称外植体),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.原理: 。
细胞的全能性:细胞经 后,仍然具有产生 或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。
3.基本过程:
接种外植体ABC植株移栽成活
(1)图中A表示诱导 ,B表示 ,C表示 。
(2)图中①过程为 ,是指在一定的 等条件的诱导下,已经分化的细胞失去其特有的 ,转变成未分化的细胞,进而形成 的薄壁组织团块这称为愈伤组织。
(3)图中②③过程为 ,是指愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
三、植物体细胞杂交技术
1.过程
(1)制备原生质体:利用 和 去除细胞壁,获得原生质体。
(2)原生质体融合
(3)获得杂种植株:对杂种细胞用 技术进行培育,使其发育成完整的杂种植株。
2.概念:将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成 ,并把杂种细胞培育成 的技术。
3.优点:打破 ,实现 。
任务一探究·实践——菊花的组织培养
1.原理
(1)植物细胞一般具有 。
(2)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,它们的 、 等都会影响植物细胞的发育方向。
2.操作过程
制备外植体:取流水充分冲洗后的幼嫩的茎段用 消毒30s,然后立即用无菌水清洗2~3次;再用 溶液
处理30min后,立即用无菌水清洗2~
3次。置于无菌的培养皿中,用解剖刀
切成0.5~1cm长的小段。
接种:在酒精灯火焰旁,将外植体的1/3~1/2插入诱导 的培养基中。
脱分化培养:置于 的培养箱中培养。
再分化培养:培养15~20d后,将生长良好的愈伤组织转接到诱导 的培养基(注:该培养基是固定培养基)上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。
试管苗移栽
[分析]
(1)植物细胞具有全能性的原因是 。由植物组织培养过程可知,植物细胞全能性表现的条件为 、一定的营养条件、适宜 的诱导、无菌无毒的环境等。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的原因是 。
(2)在植物组织培养过程中,进行无菌操作的目的是 。
(3)植物组织培养的培养基中添加的糖类是 ,主要作用是①作为 ;
②能更好地 。
(4)植物组织培养过程中, (填“脱分化”或“再分化”)过程需要光照,光的作用是 。
(5)愈伤组织诱导生芽后,再诱导生根时需更换新的培养基,试解释其原因。
。
(6)为什么取幼嫩的茎
。
1.全能性的大小比较
(1)不同生物的细胞全能性:植物细胞>动物细胞。
(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)体细胞全能性:分化程度低>分化程度高,细胞分裂能力强>细胞分裂能力弱,幼嫩细胞>衰老细胞。
[注意](1)全套基因≠全部基因: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,因此配子也具有全能性。
(2)植物的种子发育成完整植株,未体现细胞的全能性。因为种子中的胚相当于植物体的幼体。
(3)全能性标志:由分裂分化后的细胞发育成完整个体或者分化成其他各种细胞。
(4)接种外植体时,不要倒插。
例1[2024·北京大兴区月考]野生石斛结实率低,可利用石斛叶片进行组织培养形成大量试管苗。下列有关说法正确的是()
A.需在体积分数为70%的酒精中浸泡石斛叶片30min进行消毒,以避免微生物污染
B.叶片先经过脱分化形成愈伤组织,再转移至液体培养基进行再分化形成根、芽
C.试管苗应该移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界环境
D.经组织培养得到的植株,一般不改变原石斛品种的基因组DNA
例2[2024·福建厦门一中月考]科学家利用拟南芥的愈伤组织进行实验,探究植物组织培养过程中诱导愈伤组织生根的机理,结果如图所示。诱导生根的培养基(RIM)的配方中含有生长素(IAA),wei8是拟南芥生长素合成基因。下列说法正确的是()
A.诱导形成愈伤组织和诱导生根、生芽过程均不需要光照
B.增加培养基中IAA的浓度,1组的生根效果会更好
C.2、4组比较,没有遵循实验设计中的单一变量原则
D.培养基中的IAA和自身产生的生长素有利于愈伤组织生根
[题后归纳]生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响
生长素/细胞 分裂素的值 结果
高 有利于根的分化,抑制芽的形成
低 有利于芽的分化,抑制根的形成
适中 促进愈伤组织的形成
任务二植物体细胞杂交技术
【情境】下图为植物体细胞杂交技术流程图。
(1)植物体细胞杂交的原理:植物原生质体融合利用了生物膜的 、植物组织培养利用了植物细胞的 。
(2)完善图中过程:①为 ,②为 ,③为 ,④为 。
(3)获得原生质体时,应在 (填“低渗”或“等渗”)溶液中进行,理由是 。
(4)植物体细胞杂交完成的标志是 ,植物体细胞杂交技术成功的标志是 。
(5)若只考虑细胞两两融合,诱导原生质体融合后可得到 种细胞,其中符合要求的细胞中含有 个染色体组。
(6)图中,通过体细胞杂交获得的植株是否可育 说出你的理由。
。
(7)“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样,地上长番茄、地下结马铃薯的主要原因是
。
植物体细胞杂交与植物组织培养的比较
名称 植物组织培养 植物体细胞杂交
原理 细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性
过程
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,用一定的方法诱导原生质体融合
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
例3如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法不正确的是()
A.去壁过程中需用纤维素酶和果胶酶溶液处理获得原生质体,溶液的渗透压可略大于细胞液渗透压
B.植物体细胞杂交过程中,需用不同浓度的细胞分裂素和生长素培养杂种细胞
C.最终得到的植株相对于白菜、甘蓝,发生了染色体数目变异,因此不具有可育性
D.与传统的有性杂交相比,植物体细胞杂交技术的优越性在于实现了远缘杂交
例4[2024·河南濮阳月考]下图为番茄(2N=24)和马铃薯(4N=48)体细胞杂交示意图,①~⑤表示过程,A~F表示结构。下列相关说法错误的是()
A.A和B均为原生质体,②过程可采用电融合法、离心法或PEG融合法
B.③为再生细胞壁,C的形成是原生质体诱导融合成功的标志
C.④过程通常需要避光培养,E需培养在无菌的容器中
D.图中杂种植株理论上为可育的六倍体,染色体数为72
[题后归纳]植物体细胞杂交形成的杂种植株中基因和染色体情况分析
(1)从生殖类型上看,植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合,属于无性生殖,变异类型是染色体数目变异,形成的是异源多倍体。
(2)体细胞杂交形成的杂种植株中染色体(组)、基因(组)都是两亲本之和。若一植物细胞含有2a条染色体、2个染色体组,基因型为AaBB,另一植物细胞含有2b条染色体、2个染色体组,基因型为Ddee,则新植株体细胞中染色体为(2a+2b)条,染色体组有4个,基因型为AaBBDdee,为异源四倍体。
1.正误辨析
(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。()
(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中,不会发生细胞的增殖和分化。()
(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的。()
(4)在愈伤组织中加入促进细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍的细胞。()
(5)在脱分化阶段没有基因的选择性表达。()
(6)“番茄—马铃薯”的培育过程利用的原理包括细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。()
(7)“番茄—马铃薯”的培育过程是植物体细胞杂交,不同于植物组织培养,无愈伤组织的形成。()
(8)诱导不同原生质体融合的化学试剂一般为秋水仙素。()
(9)植物体细胞杂交技术中去壁前,需对两种植物细胞进行灭菌处理,以防止杂菌污染。()
2.[2024·辽宁沈阳联考]为实现多肉植物的规模化生产,科研人员开展了如下研究。相关叙述正确的是()
A.过程①宜选择幼嫩的叶片,依次用次氯酸钠和70%的酒精浸泡30分钟
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于愈伤组织分化
C.过程③芽、根的诱导过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照
D.过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖和植物激素,为幼苗生长提供碳源
3.下图为用取自基因型为AaBb的胡萝卜韧皮部细胞培育出胡萝卜小苗的过程,下列叙述不正确的是()
注:1.游离的胡萝卜韧皮部细胞2.愈伤组织3.已生出根的胚状体4.具有根、茎、叶的小苗
A.a→b过程是通过细胞有丝分裂完成的
B.b→c→d过程发生了细胞分化
C.a→b过程中使用的培养基中应含有机碳源和氮源
D.杂合子植株经上述过程获得的幼苗会出现性状分离
4.科学家把天竺葵(2N)的原生质体和香茅草(2N)的原生质体进行诱导融合,培育出含有香茅醛的驱蚊草。该植物能散发出一种特殊的气味,达到驱蚊且对人体无害的效果。下列说法正确的是()
A.驱蚊草培育过程一定要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂
B.驱蚊草培育过程中无愈伤组织形成
C.诱导融合完成的标志是细胞核的融合
D.将驱蚊草的花药进行离体培养得到的是单倍体植株
5.[2024·辽宁葫芦岛期末]花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病,野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。为培育抗黑腐病杂种植株,研究者设计如下流程。下列相关叙述正确的是()
A.过程①需要使用蛋白酶来处理两种细胞
B.过程②后,显微镜下观察到有叶绿体的细胞即为所需的融合细胞
C.为筛选出高抗病性杂种植株,可对杂种植株进行黑腐病菌接种实验
D.愈伤组织经脱分化后形成的再生植株不一定都具有抗病性第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
1.B [解析] 紫色糯性玉米种子培育出植株属于自然生长过程,不能体现细胞的全能性,B符合题意。
2.B [解析] 正常的植物体细胞来源于受精卵有丝分裂,这些细胞仍含有与受精卵相同的遗传信息;正常的植物生殖细胞经原始生殖细胞减数分裂产生,仍含有本物种生长、发育所需的全套遗传信息,A正确。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表达,B错误。植物体细胞的全能性与植物细胞的分化程度相关,一般来说,分化程度越高,越难体现出细胞的全能性,C正确。植物花药在体外被诱导成为完整的单倍体植株,利用的是植物组织培养技术,体现的是生殖细胞的全能性而不是体细胞全能性,D正确。
3.A [解析] 同一培养箱提供了相同的光照和温度,但有的瓶内外植体正常生长,有的瓶内外植体却死亡,说明外植体死亡的原因不可能是光照、温度等培养条件不适宜,A符合题意;接种时外植体未消毒,杂菌污染可能导致部分外植体死亡,B不符合题意;接种工具灼烧后未充分冷却就接种外植体,高温会导致部分外植体死亡,C不符合题意;外植体存在形态学上端和形态学下端,将外植体倒插入培养基中,可能导致外植体死亡,D不符合题意。
4.B [解析] 愈伤组织的细胞具有全能性,其继续培养可以重新分化形成根或芽等器官,进而发育成完整植株,B错误。
5.B [解析] 用自然生长的茎进行组织培养时,须先用体积分数为70%的酒精消毒,用无菌水清洗后,再用质量分数为5%的次氯酸钠溶液处理,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,B正确;试管苗生存能力较弱,需要进行锻炼,用清水清洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,C错误;诱导愈伤组织形成试管苗的过程一般先诱导芽的形成,再转接到诱导生根的培养基上,D错误。
6.B [解析] 题图中脱分化过程发生在b步骤,在此过程中植物激素发挥了重要作用,叶组织块脱分化形成了愈伤组织,A正确;再分化发生在c步骤,是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程,B错误;从叶组织块到种苗形成的过程是由体细胞形成完整植株的过程,体现了植物细胞的全能性,C正确;该过程为植物组织培养,属于无性繁殖,D正确。
7.D [解析] 离体条件下,花粉细胞经过脱分化转变成为未分化的细胞,进而形成不定形的愈伤组织,A正确;愈伤组织的代谢类型是异养需氧型,因此在愈伤组织形成过程中,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,B正确;为促进花粉细胞分裂生长,需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素,C正确;基因型为AaBb的植株减数分裂可产生基因组成为AB、ab、Ab、aB的配子,再经过花药离体培养可得到单倍体,因此图示过程获得的试管苗的基因型可能为AB、Ab、aB、ab,D错误。
8.B [解析] 由表格数据分析可知,苹果愈伤组织褐变率与两种激素的浓度及其配比均有关,A正确;由表格数据分析可知,苹果愈伤组织诱导率与两种激素的配比无关,与浓度有关,B错误;由表格数据分析可知,高浓度的2,4-D和6-BA容易导致苹果幼茎愈伤组织发生褐变,C正确;由于褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力,甚至导致死亡,故需要选择褐变率低、诱导率高的实验组,实验中2,4-D 2.0 mg/L+6-BA 0.5 mg/L处理组的效果最好,D正确。
9.A [解析] 植物体细胞杂交能够打破生殖隔离的限制,克服远缘杂交不亲和的障碍,故不需要考虑亲本是否存在生殖隔离的问题,A符合题意;如果利用植物体细胞杂交技术培育性状优良的新品种,则需选择具有期望的优良性状的亲本,B不符合题意;植物体细胞杂交过程中需进行植物原生质体的融合,故需要考虑亲本体细胞去壁后融合,C不符合题意;植物原生质体融合时,可能存在同种细胞的融合,故需要考虑杂种细胞的筛选和培养,D不符合题意。
10.C [解析] 两者都以植物细胞的全能性为理论基础,A正确;植物体细胞杂交和植物组织培养都需要无菌培养,B正确;植物组织培养不涉及细胞壁的去除与重建,C错误;植物体细胞杂交可以将植物的优良性状融合,植物组织培养可用于保留植物的优良性状,D正确。
11.D [解析] 甲、乙两种植物的细胞在杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,再经PEG诱导可获得杂种细胞,A错误;由于亲缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色体因被排出而丢失,导致染色体数目减少,因此杂种细胞中的染色体数小于38条,B错误;由杂种细胞发育为杂种植株体现了植物体细胞的全能性,C错误;由于亲缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色体因被排出而丢失,导致染色体数目减少,且甲植物细胞的染色体在原生质体融合前出现断裂,个别染色体片段在原生质体融合时移接到乙植物细胞的染色体上,会导致染色体结构变异,因此培育甲—乙杂种植物的过程发生了染色体结构和数目的变异,D正确。
12.C [解析] 照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体,叶绿体呈现绿色,利于筛选杂种细胞,A正确;植物细胞壁的成分主要为纤维素和果胶,流程中A处理可利用酶的专一性,使用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁,诱导原生质体融合可采用电融合法和离心法等,B正确;杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导,经过脱分化形成愈伤组织,再分化成为杂种植株,C错误;甲品种控制多种优良性状的基因为核基因,杂种植株细胞核内含有控制甲青花菜优良性状的基因,精子中具备一半核基因,故杂种植株中控制甲青花菜优良性状的基因能通过父本(精子)进行传递,D正确。
13.A [解析] 经①处理后获取原生质体,原生质体没有细胞壁,无法发生质壁分离,故不能采用质壁分离实验检测原生质体的活性情况,A错误;②→③过程是融合细胞再生细胞壁的过程,而高尔基体与植物细胞壁的形成有关,线粒体为细胞生命活动提供能量,故杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强,B正确;由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中获得的耐盐植株不一定高产,需要从中再选择出高产植株,C正确;甲、乙是二倍体植株,通过植物体细胞杂交技术获得的目的植株是异源四倍体,发生了染色体数目变异,但植株仍可育,D正确。
14.B [解析] 利用A、B两种单细胞真核藻为亲本通过细胞融合技术选育得到的融合藻既具有A藻的自养、产生DHA的特点,又具有B藻较快生长的特点,A正确;液体培养基上不能得到藻落,B错误;与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快的原因是融合藻既能光能自养又能异养,C正确;融合藻利用光能和简单的无机物即能生长,不需添加葡萄糖,可降低成本,同时也可防止杂菌生长(因为多数细菌是异养型的),因此实际生产中往往采用甲组的培养条件,D正确。
15.(1)容易诱导其脱分化和再分化
(2)低
(3)将未接种的培养基放在适宜温度下培养一段时间后观察是否有菌落出现 外植体消毒、在酒精灯火焰旁进行操作、超净工作台台面和操作者双手消毒
(4)光照
[解析] (1)生长旺盛的嫩枝生理状况好,容易诱导脱分化和再分化,所以对菊花来说,要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养。(2)培养基中要加入一定的植物激素,在培养过程中,植物激素的浓度、比例影响细胞的发育,细胞分裂素用量与生长素用量的比值低时,有利于根的分化,比值高时,有利于芽的分化。(3)接种前为确定培养基是否灭菌彻底,检测的方法是将未接种的培养基放在适宜温度下培养一段时间后观察是否有菌落出现。植物组织培养中无菌操作应注意外植体消毒、在酒精灯火焰旁进行操作、超净工作台台面和操作者双手消毒等。(4)图中的B过程需要光照,因为叶绿素的合成需要光。
16.(1)生殖隔离
(2)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(3)纤维素酶和果胶酶 杂种细胞再生出新的细胞壁
(4)3 既有红色荧光又有绿色荧光
(5)脱分化 再分化 高压蒸汽灭菌
(6)2(m+n)
[解析] (1)番茄和马铃薯属于不同物种,存在着天然的生殖隔离,采用有性杂交的方法很难得到杂种后代。(2)番茄—马铃薯杂种植株是由两种细胞融合形成的杂种细胞通过植物组织培养技术获得的,依据的生物学原理有细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,过程①去除植物细胞壁常用纤维素酶和果胶酶;细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(4)若只考虑细胞两两融合的情况,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到3种不同的原生质体,即只有红色荧光的原生质体,只有绿色荧光的原生质体,有2种荧光的原生质体。既有红色荧光又有绿色荧光的为杂种细胞。(5)③为杂种细胞形成愈伤组织的过程,是脱分化;④为愈伤组织形成植物体的过程,属于再分化。(6) 杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和,即(m+n),细胞有丝分裂后期由于着丝粒分裂,姐妹染色单体分开,使得杂种细胞中的染色体数目加倍为2(m+n)。第2章 细胞工程
第1节 植物细胞工程
第1课时 植物细胞工程的基本技术
知识点一细胞的全能性
1.以下不能说明细胞具有全能性的实验是()
A.用菊花花瓣细胞培育出菊花新植株
B.用紫色糯性玉米种子培育出植株
C.杂合体小麦韧皮部组织培育成植株
D.用番茄与马铃薯体细胞融合后产生的杂种细胞培育出植株
2.[2024·四川内江开学考试]理论上来说,正常的植物细胞都具有全能性。下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是()
A.植物细胞具有全能性的原因是细胞中含有发育成完整个体的全部信息
B.在生物的生长发育过程中,所有的细胞都表现出全能性
C.一般来说,植物体内分化程度越高的体细胞,其全能性越低
D.花药在体外被诱导成完整的单倍体植株不能体现体细胞全能性
知识点二植物组织培养技术
3.在菊花的组织培养操作完成3~4d后,观察同一培养箱中的外植体,发现有的瓶内外植体正常生长,有的瓶内外植体死亡,你认为外植体死亡的原因最不可能是()
A.培养条件,比如光照、温度等不适宜
B.接种时外植体未消毒
C.接种工具灼烧后未充分冷却就接种外植体
D.将外植体倒插入培养基中
4.用高度分化的植物细胞、组织和器官进行植物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形成的
B.该愈伤组织的细胞没有全能性
C.该愈伤组织是高度液泡化不定形的薄壁组织团块
D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构
5.[2024·河南濮阳月考]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织培养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
C.诱导形成试管苗后,打开封口膜或瓶盖后,直接将试管苗移栽入土
D.一般先诱导根的形成,再转接到诱导生芽的培养基上
6.植物组织培养指在无菌和人工控制的环境条件下,利用适当的培养基,对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体进行培养,使其再生出细胞或形成完整植株的技术。如图为植物组织培养的流程图解,以下相关叙述不正确的是()
植物叶片叶组织块愈伤组织有生根发芽能力的胚状体结构种苗
A.脱分化发生在b步骤,在此过程中植物激素发挥了重要作用
B.再分化发生在d步骤,是愈伤组织重新分化形成根或芽等器官的过程
C.从叶组织块到种苗形成的过程说明植物叶片细胞具有全能性
D.经该过程产生的种苗属于无性繁殖
7.[2024·天津静海区期末]下图表示基因型为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.在离体条件下,花粉细胞经过脱分化转变成未分化的细胞,进而形成不定形的愈伤组织
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细胞分裂素等激素
D.经图示无菌培养获得的试管苗的基因型可能是AABB、AAbb、aaBB、aabb
8.[2024·山东日照期末]以苹果的幼茎为外植体,探究激素对愈伤组织诱导及愈伤组织褐变(褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力,甚至导致死亡)的影响,结果如下表。下列分析错误的是()
2,4-D/(mg/L)+ 6-BA/(mg/L) 1.0+ 0.5 2.0+ 0.5 3.0+ 0.5 1.0+ 1.0 2.0+ 1.0 3.0+ 1.0
诱导率/% 0 70 100 0 70 100
褐变率/% 0 62.5 100 0 87.5 100
A.苹果幼茎愈伤组织褐变率与两种激素的浓度及其配比均有关
B.苹果幼茎愈伤组织诱导率与两种激素的配比有关,与浓度无关
C.高浓度的2,4-D和6-BA均容易导致苹果幼茎愈伤组织发生褐变
D.上述组合中诱导脱分化的最佳激素组合为2,4-D2.0mg/L+6-BA0.5mg/L
知识点三植物体细胞杂交技术
9.利用植物体细胞杂交技术获得优良新品种过程中,不必考虑的问题是()
A.亲本是否存在生殖隔离
B.选择具优良性状的亲本
C.亲本体细胞去壁后融合
D.杂种细胞的筛选和培养
10.[2024·陕西汉中月考]下列有关植物体细胞杂交和植物组织培养的比较,不正确的是()
A.两者原理都涉及细胞的全能性
B.两者过程都涉及严格无菌培养
C.两者都涉及细胞壁的去除与重建
D.两者都可用于培育优良作物品种
11.亲缘关系较远的两种植物体细胞杂交时会造成某些染色体因被排出而丢失。现有甲(2n=20)、乙(2n=18)两种亲缘关系较远的植物,甲植物细胞的染色体在原生质体融合前出现断裂,个别染色体片段在原生质体融合时移接到乙植物细胞的染色体上。下列分析正确的是()
A.将甲、乙两种生物的细胞直接经PEG诱导后可获得杂种细胞
B.杂种细胞中的染色体数为38条,培育的植株属于四倍体
C.由杂种细胞发育为杂种植株体现了植物生殖细胞的全能性
D.培育甲—乙杂种植物的过程发生了染色体结构和数目的变异
12.[2024·江苏金陵中学月考]甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交,成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。据图分析相关叙述错误的是()
A.照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体,利于筛选杂种细胞
B.流程中A处理可利用酶的专一性使用纤维素酶、果胶酶,B处理可使用离心法
C.杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导,直接分化成为杂种植株
D.杂种植株含有控制甲青花菜优良性状的基因,并能通过父本进行传递
13.[2024·福建宁德月考]通过植物细胞工程技术,可利用甲(高产不耐盐)、乙(低产耐盐)两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株,实验流程如下图所示,下列叙述错误的是()
A.经①处理后,可采用质壁分离实验检测制备的原生质体的活性情况
B.②→③过程中,杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中的植株不一定高产
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,但植株仍可育
14.某研究小组以A、B两种单细胞真核藻为亲本,利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻。两种藻特性如下表所示。以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组实验,结果如图所示。请据此分析,下列叙述错误的是()
亲本藻 优势代 谢类型 生长速率/ (g·L-1·d-1) 固体培养基 上藻落直径 DHA 含量/‰
A藻 自养 0.06 小 0.7
B藻 异养 0.14 大 无
A.通过细胞融合技术选育得到的融合藻既能自养,又能产生DHA,还能较快速生长
B.融合后可将藻接种在液体培养基上进行光照培养,根据藻落(类似“菌落”)大小淘汰生长速率慢的藻落
C.与甲、丙两组相比,乙组融合藻生长速率较快的原因是融合藻既能光能自养又能异养
D.实际生产中往往采用甲组的培养条件,不仅可降低成本,也可防止杂菌生长
15.[2024·山东菏泽一中月考]如图表示菊花嫩枝的离体培养过程,请回答下列问题:
(1)对菊花来说,要选取生长旺盛的嫩枝来进行组织培养,其原因是 。
(2)培养基中要加入一定的植物激素,在培养过程中,植物激素的浓度、比例影响细胞的发育,细胞分
裂素用量与生长素用量的比值 (填“高”“低”或“相当”)时有利于根的分化。
(3)接种前为确定培养基是否灭菌彻底,检测的方法是 。植物组织培养中无菌操作应注意 (回答两点即可)。
(4)图中的B过程需要 ,因为愈伤组织形成幼苗后,植物需要叶绿素进行光合作用。
16.如图是获取番茄—马铃薯杂种植株的过程示意图,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质,其培育过程如图所示。请据图回答下列问题:
(1)番茄和马铃薯采用有性杂交的方法很难得到杂种后代,因为它们之间存在着天然的 。
(2)培育番茄—马铃薯杂种植株依据的生物学原理有2个,分别是
。
(3)过程①常用的酶是 ,细胞融合完成的标志是 。
(4)在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况),当观察到融合细胞表面 时可判断该细胞是由番茄和马铃薯细胞融合而成的。
(5)过程③和过程④依次为 和 ,所用培养基常采用 法灭菌处理。
(6)若番茄细胞内有m条染色体,马铃薯细胞内有n条染色体,则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含 条染色体。
