2．1 植物细胞工程
2．1.1 植物细胞工程的基本技术
1．了解细胞工程的含义。 2.掌握植物组织培养技术的过程及用途。(重点) 3．理解植物体细胞杂交技术的过程。(重点)
一、细胞工程的概念(阅读教材P31)
二、植物细胞的全能性(阅读教材P33～P34)
1．含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。
2．表达过程
(1)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞的过程。
(2)再分化：脱分化产生的愈伤组织在一定的培养条件下，再分化出幼根和芽，进而形成完整的小植株。
(3)影响细胞全能性表现的原因：生长发育过程中，在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性表达出各种蛋白质，从而构成不同的组织和器官。
三、植物组织培养技术(阅读教材P34～P36)
1．理论基础(原理)：植物细胞全能性。
2．植物组织培养的基本过程
高度分化的组织形成愈伤组织幼根和芽―→完整植株。
(1)前提：离体的植物器官、组织、细胞。
(2)条件：无菌、人工控制下、人工配制的培养基、适宜的培养条件。
(3)结果：诱导产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整植株。
四、植物体细胞杂交技术(阅读教材P36～P37)
1．概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
2．过程
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细胞壁。
4．意义：克服不同种生物远缘杂交的不亲和性。
连一连
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)(2018·绵阳高二期末)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)愈伤组织出现了细胞的分化。(×)
(4)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。(√)
(5)植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性。(×)
(6)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。(×)
植物细胞的全能性
探究1 植物细胞具有全能性的证据
材料：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)。
(1)这一科学实验证明了植物细胞具有全能性。
(2)上述胡萝卜的部分韧皮部细胞发育成完整新植物的原因是：分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因。
探究2 植物细胞表现全能性的条件
结合所学知识，完善下面表格：
材料
离体的细胞、组织、器官
培养基
种类齐全、比例适当的营养物质、一定的植物激素及琼脂等
外界条件
无菌操作；光照的控制；酸碱度等
(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)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。
(3)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。
交汇点1 细胞的全能性
植物细胞全能性实现的条件。
(1)____________状态。
(2)____________、有机营养及激素等。
(3)适宜的温度等外界条件。
交汇点2 植物激素
下列属于在组织培养形成试管苗的过程中发挥作用的植物激素是____________。
①乙烯 ②生长素 ③2，4－D ④细胞分裂素 ⑤赤霉素 ⑥乙烯利
答案：交汇点1
(1)离体 (2)水、无机盐
交汇点2
②④
1．(2018·广西桂林中学高二期末)下列有关细胞全能性的叙述，正确的是( )
A．玉米种子萌发长成新植株，说明植物细胞具有全能性
B．克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞具有全能性
C．用花粉培育成的植株往往高度不育，说明花粉细胞不具有全能性
D．利用植物组织培养技术繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性
解析：选D。玉米种子萌发长成新植株属于自然生长过程，不能体现细胞的全能性，A错误；克隆羊的诞生说明高度分化的动物体细胞核具有全能性，B错误；用花粉培育成植株，可体现花粉细胞具有全能性，C错误；利用植物组织培养技术繁育花卉的原理是植物细胞具有全能性，D正确。
2．(2018·苏州高二检测)植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是( )
A．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；减数分裂
B．导入其他植物细胞的基因；有丝分裂
C．将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内；减数分裂
D．脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件；有丝分裂
解析：选D。植物细胞表现全能性的条件：①离体的器官、组织或细胞和适宜的外界条件；②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素。植物细胞组织培养形成植物体的过程，包括脱分化和再分化两个重要的步骤，在这两个过程中细胞都是通过有丝分裂方式进行增殖的。
明辨植物细胞全能性的3个易误点
(1)细胞全能性的标志：发育成完整个体而不是形成某种组织或者器官。
(2)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，因此仍然具有全能性。
(3)体内细胞未表现全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。
植物组织培养
探究1 植物组织培养的过程
(1)①②分别为脱分化、再分化过程。
(2)A为愈伤组织，B为胚状体。
探究2 植物激素在植物组织培养中的作用
生长素与细胞分裂素的比值
作用效果
比值高时
促进根分化、抑制芽形成
比值低时
促进芽分化、抑制根形成
比值适中
促进愈伤组织形成
“比值高，根分化；比值低，芽分化；比值适中，不分化”。即“高根低芽中愈伤”。
1．植物组织培养过程
2．脱分化和再分化
名称
过程
形成体特点
脱分化
离体细胞→愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团
再分化
愈伤组织→幼根和芽或胚状体
有根、芽或有生根发芽的能力
1．下图为植物组织培养过程，有关说法正确的是( )
A．实验中②试管细胞全能性最高
B．④试管中培育出的个体都是纯合子
C．①→②的过程需要光照
D．①→④过程培养基保持不变
解析：选A。①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例高时，有利于根的分化。
2．(2018·河南焦作期末)如图是某植物组织培养过程的简图。下列有关说法中正确的是( )
花粉粒愈伤组织胚状体植株
A．花药离体培养的条件与种子萌发的条件完全相同
B．若花粉粒核中有两个或多个染色体组，则所得植株为二倍体或多倍体
C．②③过程都是细胞分化过程，因此起作用的激素只有生长素
D．该过程体现了植物细胞的全能性
解析：选D。花药离体培养所需条件要求高，需要培养基，另外还需要适宜的pH、温度和光照，而种子萌发需要适宜的温度、水分等，A项错误；花粉粒培养形成的植株称为单倍体，B项错误；在细胞分化过程中多种激素起作用，其中起主要作用的是细胞分裂素和生长素，C项错误；在该过程中，单个细胞最终培养成了植株，体现了植物细胞的全能性，D项正确。
植物体细胞杂交技术
结合下面“白菜—甘蓝”的培养过程，探究以下问题：
(1)去除细胞壁的酶解法中用到的酶是纤维素酶和果胶酶。
(2)植物体细胞杂交完成的标志是新细胞壁的形成。
(3)植物体细胞杂交过程中还用到的细胞工程有植物组织培养技术。
(4)植物体细胞杂交的最大突破是克服了不同植物之间的杂交屏障，实现远缘物种之间的核质组合。
(1)将两个不同物种的植物细胞A和B去除细胞壁后，经一定的方法促融，只考虑两两融合，可以形成几种融合细胞？哪种类型的融合细胞符合要求？
提示：三种，分别为AA、BB和AB。杂交细胞AB是符合要求的。
(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：四倍体。
(1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度，不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。
(2)体细胞融合后培养基中共有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合细胞类型有3种(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要对融合细胞进行筛选。
(3)植物体细胞杂交过程中涉及的遗传知识
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，应属于无性生殖，变异类型应是染色体数目的变异，形成的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。
②体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x＋2y)条，4个染色体组，基因型为AabbccDd。
③培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律，只有在有性生殖进行减数分裂过程中才符合遗传定律，而体细胞杂交没有此过程。
交汇点1 细胞的结构
植物体细胞杂交时首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，说明植物细胞壁的主要成分是____________。
交汇点2 遗传与进化
(1)若将植物细胞A(染色体数为a)和植物细胞B(染色体数为b)杂交，经组织培养形成的杂种植物中体细胞中染色体数为______________。从生殖方式上来看杂种植物的产生属于____________。
(2)自然条件下番茄和马铃薯能否杂交获得一种地上结番茄、地下长马铃薯的子代？
判断：____________(填“能”或“不能”)。
原因：________________________。
答案：交汇点1
纤维素和果胶
交汇点2
(1)a＋b 无性生殖
(2)不能 不同种的生物之间存在生殖隔离
1．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。
2．A种植物细胞和B种植物细胞的结构如图所示(仅显示细胞核)，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
解析：选C。误以为植物体细胞杂交和植物有性杂交一样，后代的染色体数目不变，从而错选A项。A细胞含2个染色体组，B细胞也含2个染色体组，但由于彼此属于不同的物种，染色体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有4个染色体组，应属于四倍体，基因型为DdYyRr。
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。
核心知识小结
[要点回眸]
[答题必备]
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。
理论上每个活细胞都具有全能性。
细胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖细胞>体细胞。
植物组织培养的理论基础是细胞的全能性。
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。
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)。
[随堂检测]
1．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高
D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性
解析：选C。受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；生物体内的每一个体细胞(除红细胞外)都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物细胞尽管具有全能性，但如果全能性要表达，植物细胞必须在一定条件下进行离体培养。
2．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α-萘乙酸等生长素类调节剂
解析：选B。消毒剂的使用既要杀死材料表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达；α-萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。
3．(2018·陕西西安七十中高二期末)下列关于影响植物组织培养的因素的叙述不正确的是( )
A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B．给外植体消毒用体积分数为70%的酒精
C．植物组织培养需要适宜的温度环境
D．生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化
解析：选D。幼嫩组织细胞较成熟组织细胞的全能性高，因此幼嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时，给外植体消毒用体积分数为70%的酒精，B正确；植物组织培养需要适宜的温度环境，C正确；生长素与细胞分裂素含量之比较高时，有利于根的分化；较低时，有利于芽的分化；适中时，促进愈伤组织的生长，D错误。
4．(2018·淄博高二检测)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．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株
D．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
解析：选D。花药离体培养是单倍体育种的一项基础技术，采用植物组织培养，只不过培养的是生殖细胞——花粉细胞，A项不符合题意；细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，融合的杂种细胞必须经过组织培养才能形成杂种植株，B项不符合题意；基因工程培育抗虫棉的过程中，把目的基因导入棉花体细胞后，要诱导其分裂、分化，最后发育为一个植物体，必须经过植物组织培养才能实现，C项不符合题意；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗可以直接发育得到多倍体植株，没有经过植物组织培养阶段，D项符合题意。
5．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是( )
A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
B．②过程常用聚乙二醇诱导原生质体融合
C．③过程中高尔基体活动旺盛
D．最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体
解析：选D。图中①是去除细胞壁的过程，常利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁获得原生质体，故A项正确；②是诱导原生质体融合的过程，常用的诱导方法有物理法(电激、离心、振动)和化学法(聚乙二醇)，故B项正确；③是形成新细胞壁的过程，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，因此该过程中高尔基体活动旺盛，故C项正确；最终获得的杂种植物体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38条染色体，故D项错误。
6．(2018·长春高二检测)我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株的示意图，请据图回答下列问题：
(1)过程③和④分别表示________和________。需要避光培养的是______(填数字)。整个过程中细胞的分裂方式是________________________________。
(2)取新生的茎尖细胞而不选择茎表皮细胞进行培养的两个理由：①________________；②______________________。
(3)当_________(填培养基种类)中生长素与细胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“适中”)时，愈伤组织被诱导先生根。
(4)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经组织培养形成植株，这种育种方法称为__________________，其突出优点是__________________。
答案：(1)脱分化 再分化 ③ 有丝分裂
(2)茎尖细胞全能性高 新生细胞无菌无毒
(3)分化培养基 大
(4)单倍体育种 明显缩短育种年限
7．下面是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图：
请回答下列问题：
(1)酶解时，在________酶和________酶的作用下去除细胞壁，以获得完整的原生质体。
(2)获得原生质体后，可用________法检测原生质体是否存活。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用________方法鉴别。
(3)欲通过原生质体培养得到愈伤组织，配制培养基时需要注意的主要方面是
________________________________________________________________________。
解析：(1)在获得植物原生质体时，需用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。(2)获得原生质体后可用红墨水染色法检测，因为生活状态的原生质体细胞膜具有选择透过性，原生质体不会被染上颜色，但如果原生质体死亡，由于膜的选择透过性丧失，原生质体会被染成红色；可用质壁分离实验来检测原生质体是否已形成细胞壁。(3)要将原生质体培养成愈伤组织，配制培养基时需要注意的主要方面是植物激素的适当配比。
答案：(1)纤维素 果胶
(2)红墨水染色 质壁分离
(3)植物激素的适当配比
[课时作业]
一、选择题
1．细胞工程是一门综合科学技术，下列技术中不属于细胞工程的是( )
A．有性杂交 B．植物体细胞杂交
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。生物的有性杂交是生物的自然生殖过程，不能单纯地按照人的意愿来进行，不属于细胞工程的范畴。
2．植物细胞的全能性是指( )
A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动
B．只具有膜和质，同样能进行各种生理活动
C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能
D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞
解析：选C。具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。
3．用高度分化的植物细胞、组织和器官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．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的
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。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体、并在一定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，再由愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体。
4．下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( )
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
解析：选D。植物体细胞杂交之前，需要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；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。
5．(2018·江苏常州模拟)白菜、甘蓝均为二倍体，若将白菜和甘蓝两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培养获得“白菜—甘蓝”杂种植株幼苗。下列说法错误的是( )
A．培育出的“白菜—甘蓝”植株不能结籽
B．该诱导原生质体间的融合过程一般使用灭活的病毒
C．该培育过程中的变异为染色体变异
D．该培育过程中需要向培养基中添加植物激素
解析：选B。由于白菜、甘蓝均为二倍体，两者的花粉细胞中各含有白菜和甘蓝的一个染色体组，若将两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培养获得的“白菜—甘蓝”杂种植株为二倍体，但因两个染色体组分别来自白菜和甘蓝，故不能结籽，A正确；诱导植物细胞原生质体间的融合一般不用灭活的病毒，B错误；用花粉细胞融合后培养“白菜—甘蓝”杂种植株的变异类型为染色体变异，C正确；植物组织培养过程中需向培养基中添加一定配比的生长素和细胞分裂素，D正确。
6．如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
B．在利用多倍体育种法培育无子西瓜的过程中，不经过愈伤组织阶段
C．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
D．利用此过程获得的试管苗一定为纯合子
解析：选B。①②过程分别为脱分化和再分化，①过程不会发生细胞的分化；此过程依据的生物学原理是植物细胞的全能性；此过程为无性生殖，获得的试管苗的基因型与母本相同，不一定为纯合子。
7．(2018·辽源田家炳高二期中)为了培育菊花新品种，科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交，培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体，属于同一物种
B．①过程常选择酶解法去壁，一般在低渗溶液中进行
C．与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃
D．d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质
答案：D
8．(2018·镇江高二检测)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。植物体细胞杂交技术属于植物细胞工程，优势是打破物种间的生殖隔离，克服不同物种不能有性杂交的障碍，A、D两项都正确；植物细胞具有细胞壁，要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到植物原生质体，然后采用物理或化学的方法诱导不同的原生质体实现膜融合，B项正确；从杂种细胞到杂种植株，必须采用植物组织培养技术，经过脱分化和再分化等阶段，有愈伤组织、胚状体和试管苗的形成，C项错误。
二、非选择题
9．(2017·高考海南卷)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________________________。
(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是__________________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。
(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________________________，A中的愈伤组织是叶肉细胞经____________形成的。
(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_________________________________。
解析：(1)绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果，遗传物质并没有改变，所以以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。
(2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核。
(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是细胞分裂素和生长素。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。
(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖；在培养时，不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，通过减数分裂形成花粉粒，可以导致等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合等，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，后代会出现性状分离，用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。
答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株
10．(2018·武邑中学高二期中)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，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。据图回答下列问题：
(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________________________。
(2)过程①常用的方法是________，细胞融合完成的标志是________________。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂__________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，当观察到融合的细胞表面___________________________，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程③和过程④依次为______________________________________________，过程④中的培养基常添加的植物激素有____________________________________________。
(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含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。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。
答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(2)酶解法 形成了新的细胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 既有红色荧光又有绿色荧光
(4)脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素
(5)2(m＋n) 单倍体
11．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
(1)A是________________酶，B是________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_______________________________________。
(2)由C形成植株的过程利用了____________________________技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。
(3)植物体细胞融合成功的标志是_______________________________________。
目前，植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如___________________，尽管如此，这项新技术在_________________________________等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。
解析：(1)由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。(2)C细胞是杂种细胞，形成植株需要利用植物组织培养技术，经历细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培养基培养过程，所以无菌操作非常重要。(3)植物细胞融合时，核质应该都进行融合，当细胞壁再生时，说明融合后的细胞核与细胞质已经进行正常的新陈代谢了，即融合成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合子表达出两种植物的优良性状还比较困难。(4)“甲—乙植株”属于异源多倍体里面的异源六倍体。
答案：(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 有耐盐高产和耐盐不高产两种幼苗 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 无菌 (3)再生出新的细胞壁 不能按照人的意愿表达两个亲本的性状 克服远缘杂交不亲和的障碍 (4)六
12．(2018·湖北武汉高二调研)为探究某种植物愈伤组织的培养条件，某研究小组配制了含有两种浓度2，4－D的培养基，然后接种初始重量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下，一段时间后，测量愈伤组织的生长量，结果如下图。
回答下列问题：
(1)在该实验中，自变量是__________________。进行植物组织培养的实验，要严格控制杂菌污染的原因是____________。
(2)由图中实验数据分析，在培养基中添加2，4－D的作用是________________。
(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称________。为大量获得该植物的愈伤组织适宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培养。
(4)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是____________。
答案：(1)光照的有无、2，4－D的浓度(“培养的时间”不作要求) 杂菌可以在培养基上生长争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长 (2)促进愈伤组织的生长
(3)脱分化 黑暗 (4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用
[随堂检测]
1．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是( )
A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高
B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达
C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高
D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性
解析：选C。受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；生物体内的每一个体细胞(除红细胞外)都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物细胞尽管具有全能性，但如果全能性要表达，植物细胞必须在一定条件下进行离体培养。
2．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是( )
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α-萘乙酸等生长素类调节剂
解析：选B。消毒剂的使用既要杀死材料表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达；α-萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。
3．(2018·陕西西安七十中高二期末)下列关于影响植物组织培养的因素的叙述不正确的是( )
A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B．给外植体消毒用体积分数为70%的酒精
C．植物组织培养需要适宜的温度环境
D．生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化
解析：选D。幼嫩组织细胞较成熟组织细胞的全能性高，因此幼嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时，给外植体消毒用体积分数为70%的酒精，B正确；植物组织培养需要适宜的温度环境，C正确；生长素与细胞分裂素含量之比较高时，有利于根的分化；较低时，有利于芽的分化；适中时，促进愈伤组织的生长，D错误。
4．(2018·淄博高二检测)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．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株
D．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株
解析：选D。花药离体培养是单倍体育种的一项基础技术，采用植物组织培养，只不过培养的是生殖细胞——花粉细胞，A项不符合题意；细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，融合的杂种细胞必须经过组织培养才能形成杂种植株，B项不符合题意；基因工程培育抗虫棉的过程中，把目的基因导入棉花体细胞后，要诱导其分裂、分化，最后发育为一个植物体，必须经过植物组织培养才能实现，C项不符合题意；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗可以直接发育得到多倍体植株，没有经过植物组织培养阶段，D项符合题意。
5．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是( )
A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程
B．②过程常用聚乙二醇诱导原生质体融合
C．③过程中高尔基体活动旺盛
D．最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体
解析：选D。图中①是去除细胞壁的过程，常利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁获得原生质体，故A项正确；②是诱导原生质体融合的过程，常用的诱导方法有物理法(电激、离心、振动)和化学法(聚乙二醇)，故B项正确；③是形成新细胞壁的过程，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，因此该过程中高尔基体活动旺盛，故C项正确；最终获得的杂种植物体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38条染色体，故D项错误。
6．(2018·长春高二检测)我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培养形成兰花植株的示意图，请据图回答下列问题：
(1)过程③和④分别表示________和________。需要避光培养的是______(填数字)。整个过程中细胞的分裂方式是________________________________。
(2)取新生的茎尖细胞而不选择茎表皮细胞进行培养的两个理由：①________________；②______________________。
(3)当_________(填培养基种类)中生长素与细胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“适中”)时，愈伤组织被诱导先生根。
(4)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经组织培养形成植株，这种育种方法称为__________________，其突出优点是__________________。
答案：(1)脱分化 再分化 ③ 有丝分裂
(2)茎尖细胞全能性高 新生细胞无菌无毒
(3)分化培养基 大
(4)单倍体育种 明显缩短育种年限
7．下面是烟草叶片原生质体分离和培养的流程图：
请回答下列问题：
(1)酶解时，在________酶和________酶的作用下去除细胞壁，以获得完整的原生质体。
(2)获得原生质体后，可用________法检测原生质体是否存活。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用________方法鉴别。
(3)欲通过原生质体培养得到愈伤组织，配制培养基时需要注意的主要方面是
________________________________________________________________________。
解析：(1)在获得植物原生质体时，需用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。(2)获得原生质体后可用红墨水染色法检测，因为生活状态的原生质体细胞膜具有选择透过性，原生质体不会被染上颜色，但如果原生质体死亡，由于膜的选择透过性丧失，原生质体会被染成红色；可用质壁分离实验来检测原生质体是否已形成细胞壁。(3)要将原生质体培养成愈伤组织，配制培养基时需要注意的主要方面是植物激素的适当配比。
答案：(1)纤维素 果胶
(2)红墨水染色 质壁分离
(3)植物激素的适当配比
[课时作业]
一、选择题
1．细胞工程是一门综合科学技术，下列技术中不属于细胞工程的是( )
A．有性杂交 B．植物体细胞杂交
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。生物的有性杂交是生物的自然生殖过程，不能单纯地按照人的意愿来进行，不属于细胞工程的范畴。
2．植物细胞的全能性是指( )
A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动
B．只具有膜和质，同样能进行各种生理活动
C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能
D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞
解析：选C。具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。
3．用高度分化的植物细胞、组织和器官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．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的
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。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体、并在一定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，再由愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体。
4．下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是( )
A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上
B．需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合
D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞
解析：选D。植物体细胞杂交之前，需要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；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。
5．(2018·江苏常州模拟)白菜、甘蓝均为二倍体，若将白菜和甘蓝两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培养获得“白菜—甘蓝”杂种植株幼苗。下列说法错误的是( )
A．培育出的“白菜—甘蓝”植株不能结籽
B．该诱导原生质体间的融合过程一般使用灭活的病毒
C．该培育过程中的变异为染色体变异
D．该培育过程中需要向培养基中添加植物激素
解析：选B。由于白菜、甘蓝均为二倍体，两者的花粉细胞中各含有白菜和甘蓝的一个染色体组，若将两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培养获得的“白菜—甘蓝”杂种植株为二倍体，但因两个染色体组分别来自白菜和甘蓝，故不能结籽，A正确；诱导植物细胞原生质体间的融合一般不用灭活的病毒，B错误；用花粉细胞融合后培养“白菜—甘蓝”杂种植株的变异类型为染色体变异，C正确；植物组织培养过程中需向培养基中添加一定配比的生长素和细胞分裂素，D正确。
6．如图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是( )
A．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化
B．在利用多倍体育种法培育无子西瓜的过程中，不经过愈伤组织阶段
C．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性
D．利用此过程获得的试管苗一定为纯合子
解析：选B。①②过程分别为脱分化和再分化，①过程不会发生细胞的分化；此过程依据的生物学原理是植物细胞的全能性；此过程为无性生殖，获得的试管苗的基因型与母本相同，不一定为纯合子。
7．(2018·辽源田家炳高二期中)为了培育菊花新品种，科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交，培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A．野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体，属于同一物种
B．①过程常选择酶解法去壁，一般在低渗溶液中进行
C．与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃
D．d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质
答案：D
8．(2018·镇江高二检测)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。植物体细胞杂交技术属于植物细胞工程，优势是打破物种间的生殖隔离，克服不同物种不能有性杂交的障碍，A、D两项都正确；植物细胞具有细胞壁，要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到植物原生质体，然后采用物理或化学的方法诱导不同的原生质体实现膜融合，B项正确；从杂种细胞到杂种植株，必须采用植物组织培养技术，经过脱分化和再分化等阶段，有愈伤组织、胚状体和试管苗的形成，C项错误。
二、非选择题
9．(2017·高考海南卷)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：
(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________________________。
(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是__________________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。
(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是________________________，A中的愈伤组织是叶肉细胞经____________形成的。
(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_________________________________。
解析：(1)绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果，遗传物质并没有改变，所以以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。
(2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是具有完整的细胞核。
(3)图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是细胞分裂素和生长素。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。
(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖；在培养时，不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，通过减数分裂形成花粉粒，可以导致等位基因分离，非同源染色体上的非等位基因自由组合等，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，后代会出现性状分离，用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株。
答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株
10．(2018·武邑中学高二期中)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，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。据图回答下列问题：
(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________________________。
(2)过程①常用的方法是________，细胞融合完成的标志是________________。
(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂__________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，当观察到融合的细胞表面___________________________，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。
(4)过程③和过程④依次为______________________________________________，过程④中的培养基常添加的植物激素有____________________________________________。
(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含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。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。
答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(2)酶解法 形成了新的细胞壁
(3)聚乙二醇(或PEG) 既有红色荧光又有绿色荧光
(4)脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素
(5)2(m＋n) 单倍体
11．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题：
(1)A是________________酶，B是________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗需要选择的原因是_______________________________________。
(2)由C形成植株的过程利用了____________________________技术，形成愈伤组织需要经过________过程，愈伤组织形成D需要经过________过程。整个培养过程要在________的条件下进行。
(3)植物体细胞融合成功的标志是_______________________________________。
目前，植物体细胞杂交还存在许多问题没有解决，如___________________，尽管如此，这项新技术在_________________________________等方面取得的重大突破还是震撼人心的。
(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。
解析：(1)由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行选择。(2)C细胞是杂种细胞，形成植株需要利用植物组织培养技术，经历细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培养基培养过程，所以无菌操作非常重要。(3)植物细胞融合时，核质应该都进行融合，当细胞壁再生时，说明融合后的细胞核与细胞质已经进行正常的新陈代谢了，即融合成功。植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂合子表达出两种植物的优良性状还比较困难。(4)“甲—乙植株”属于异源多倍体里面的异源六倍体。
答案：(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 有耐盐高产和耐盐不高产两种幼苗 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 无菌 (3)再生出新的细胞壁 不能按照人的意愿表达两个亲本的性状 克服远缘杂交不亲和的障碍 (4)六
12．(2018·湖北武汉高二调研)为探究某种植物愈伤组织的培养条件，某研究小组配制了含有两种浓度2，4－D的培养基，然后接种初始重量相同的幼苗子叶切块并分别培养在光照及黑暗条件下，一段时间后，测量愈伤组织的生长量，结果如下图。
回答下列问题：
(1)在该实验中，自变量是__________________。进行植物组织培养的实验，要严格控制杂菌污染的原因是____________。
(2)由图中实验数据分析，在培养基中添加2，4－D的作用是________________。
(3)幼苗子叶切块转变成愈伤组织的过程称________。为大量获得该植物的愈伤组织适宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培养。
(4)光照在培养过程中不作为愈伤组织的能量来源，原因是____________。
答案：(1)光照的有无、2，4－D的浓度(“培养的时间”不作要求) 杂菌可以在培养基上生长争夺营养，杂菌产生的物质影响植物组织的生长 (2)促进愈伤组织的生长
(3)脱分化 黑暗 (4)在脱分化形成愈伤组织及愈伤组织的增殖阶段，细胞中均不含叶绿体，无法利用光能进行光合作用
课件49张PPT。专题2 细胞工程专题2 细胞工程细胞分子细胞细胞器遗传物质细胞产品全部遗传信息完整生物体结构和功能愈伤组织幼根和芽选择性表达植物细胞全能性高度分化愈伤组织离体无菌愈伤组织杂种细新的植物体胞细胞壁远缘杂交全能性分化的体细胞(或细胞核)具有本物种个体发育所需要的全部基因离体的营养物质植物激素无菌操作脱分化、再分化愈伤胚状体根芽芽根愈伤纤维素酶和果胶酶新细胞壁的形成植物组织培养杂交屏障
