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專題2 細(xì) 胞 工 程 2.1 植物細(xì)胞工程,【知識(shí)梳理】 一、細(xì)胞工程的概念理解,細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),細(xì)胞水平,遺傳物質(zhì),遠(yuǎn)緣雜交不親和,植物細(xì)胞工程,二、植物細(xì)胞的全能性 1.概念：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有 _______________________。 2.物質(zhì)基礎(chǔ)：細(xì)胞內(nèi)含有本物種全部的_________。 3.體內(nèi)細(xì)胞全能性不表達(dá)的原因：基因在特定的時(shí)間和空間條件 下___________，形成不同的組織、器官。,發(fā)育成完整生物體的潛能,遺傳信息,選擇性表達(dá),,,三、植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1.原理：_____________。 2.概念理解 3.操作流程： 外植體 _________ 根、芽或胚狀體→試管苗。,培養(yǎng)對(duì)象：離體的_____________________ 培養(yǎng)條件：_____、人工配制的培養(yǎng)基、相關(guān)_____等 培養(yǎng)結(jié)果：產(chǎn)生_________、叢芽，最終形成_________,,細(xì)胞的全能性,植物器官、組織、細(xì)胞,無菌,激素,愈傷組織,完整植株,脫分化,愈傷組織,再分化,四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 1.概念：將不同種的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成_____細(xì)胞， 并把_____細(xì)胞培育成新的_______的技術(shù)。,雜種,雜種,植物體,2.操作流程：,(1)過程①為去除_______獲得具有活力的原生質(zhì)體，常用方法是 酶解法，所用到的酶是_________________。 (2)過程②是原生質(zhì)體的融合，人工誘導(dǎo)的物理法包括_______ ___________等；化學(xué)法一般用_________(PEG)作為誘導(dǎo)劑。 (3)過程③是原生質(zhì)體融合后再生出_______，這是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志。 (4)植物體細(xì)胞雜交的意義：克服了_____________________。,細(xì)胞壁,纖維素酶和果膠酶,離心、,振動(dòng)、電激,聚乙二醇,細(xì)胞壁,遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,五、植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 1.植物繁殖的新途徑： (1)微型繁殖：用于_________優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (2)作物脫毒：選取作物_________(如莖尖)進(jìn)行組織培養(yǎng)，獲得脫毒苗的技術(shù)。 (3)人工種子：以植物組織培養(yǎng)得到的_______、不定芽、頂芽、腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。 2.作物新品種的培育：___________和突變體的利用。 3.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：如_____________的生產(chǎn)。,快速繁殖,無毒組織,胚狀體,單倍體育種,人參皂甙干粉,【速記卡片】 1.植物組織培養(yǎng)： (1)條件：離體組織、器官或細(xì)胞(外植體)、適宜的營(yíng)養(yǎng)、植物激素。 (2)原理：細(xì)胞全能性。 (3)過程：脫分化、再分化。 (4)結(jié)果：得到個(gè)體或細(xì)胞產(chǎn)物。,2.植物體細(xì)胞雜交： (1)原理：細(xì)胞膜的流動(dòng)性、細(xì)胞全能性。 (2)過程：去細(xì)胞壁、融合、植物組織培養(yǎng)。 (3)融合方法：物理法(離心、振動(dòng)、電激等)、化學(xué)法(聚乙二醇等)。 (4)結(jié)果：雜種植株。 (5)意義：克服了遠(yuǎn)緣雜交的不親和的障礙。,考點(diǎn)一 植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交 1.植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交比較：,2.脫分化和再分化的比較：,3.雜種植株分析： (1)雜種植株的特征：具備兩種植物的遺傳特征。原因是雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)。 (2)雜種植株的染色體組成和基因型： ①分析方法：體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體、基因組還是染色體組都采用直接相加的方法。 ②實(shí)例：若一植物細(xì)胞含有2X條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2Y條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為四倍體，其體細(xì)胞中染色體數(shù)為2X+2Y，基因型為AabbccDd。,【高考警示】植物組織培養(yǎng)原理和過程的剖析 (1)全能性大小比較：不同細(xì)胞體現(xiàn)全能性能力的大小不同，具體表現(xiàn)為：受精卵生殖細(xì)胞體細(xì)胞，離體細(xì)胞的全能性表達(dá)與分化程度呈負(fù)相關(guān)，但生殖細(xì)胞特殊。 (2)植物組織培養(yǎng)過程對(duì)激素的要求：植物組織培養(yǎng)中不同培養(yǎng)階段培養(yǎng)基含有的激素比例不同，因?yàn)榕囵B(yǎng)的目的不同(生根或生芽)。,【考題回訪】 1.(2015·廣州模擬)如圖表示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過無菌操作接入試管后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過程。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題：,(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 包括 和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和 兩類植物激素。 (2)此過程依據(jù)的原理是 。A和B階 段主要進(jìn)行的分裂方式是 ，B階段除了細(xì)胞分裂 外，還進(jìn)行細(xì)胞 等。,(3)此過程要無菌操作，主要是指對(duì) 進(jìn)行滅菌消毒。 B階段需要光照，原因是 。 (4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是 基因 的結(jié)果。,【解題指南】解答本題時(shí)特別關(guān)注以下兩點(diǎn)： (1)植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基成分中營(yíng)養(yǎng)成分和激素的種類。 (2)植物組織培養(yǎng)的過程中需要無菌操作，脫分化過程中不需要光照，但再分化過程中需要光照。,【解析】(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括無機(jī)物和小分子有機(jī)物，激素包括細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素兩類植物激素。 (2)植物組織培養(yǎng)過程依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性。A是脫分化過程，B是再分化過程，兩者均進(jìn)行有絲分裂，B階段除了細(xì)胞分裂外，還進(jìn)行細(xì)胞分化等。 (3)植物組織培養(yǎng)過程需要無菌操作，主要是指對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌消毒。再分化階段需要光照，原因是在此過程中芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件。 (4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素，而葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。,答案：(1)無機(jī)物 生長(zhǎng)素 (2)植物細(xì)胞的全能性 有絲分裂 分化 (3)培養(yǎng)基 芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件 (4)選擇性表達(dá),【延伸探究】本題圖中A階段和B階段對(duì)細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素的要求分別是什么？ 提示：在A階段，即脫分化階段，生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的值相對(duì)適中；在B階段，即再分化階段，生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的值高或低，則分別誘導(dǎo)生根或生芽。,2.(2015·太原模擬)甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。 回答下列問題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先去除細(xì)胞壁， 獲得具有活力的 ，再用化學(xué)誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)二者融合。形 成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成 組織，然后經(jīng)過 形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為 。,(2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指 。假設(shè) 甲和乙有性雜交的后代是不育的，而上述雜種植株是可育的，造成 這種差異的原因是 。 (3)這種雜種植株可通過制作人工種子的方法來大量繁殖，經(jīng)植物組 織培養(yǎng)得到的 等材料用人工薄膜包裝后 可得到人工種子。,【解析】本題主要考查植物體細(xì)胞雜交過程。 (1)去除細(xì)胞壁后，得到原生質(zhì)體。誘導(dǎo)融合后，原生質(zhì)體需要經(jīng)過脫分化過程形成愈傷組織，然后經(jīng)過再分化形成完整的雜種植株。 (2)多倍體是指體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體，多倍體后代不育一般是由于減數(shù)分裂過程中同源染色體聯(lián)會(huì)紊亂，無法形成正常配子導(dǎo)致不育。 (3)經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽，包裹上人工種皮即可形成人工種子。,答案：(1)原生質(zhì)體 愈傷 再分化(或分化) 植物體細(xì)胞雜交技術(shù) (2)體細(xì)胞中含有三個(gè)或三個(gè)以上染色體組的個(gè)體(其他合理答案也可) 在減數(shù)分裂過程中，前者染色體聯(lián)會(huì)異常，而后者染色體聯(lián)會(huì)正常(其他合理答案也可) (3)胚狀體、不定芽、頂芽、腋芽(答對(duì)其中一個(gè)即可),【易錯(cuò)提醒】動(dòng)植物細(xì)胞融合的促融方法不同：動(dòng)物可以用滅活的生物病毒促進(jìn)細(xì)胞融合。,【加固訓(xùn)練】 1.通過細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)流程并回答問題：,(1)B是 ，D是具有 優(yōu)良性狀的幼芽。 D長(zhǎng)成的幼苗需要選擇的原因是 。 (2)由C形成植株的過程利用了 技術(shù)，愈傷組織形成D需要經(jīng)過 過程。整個(gè)培養(yǎng)過程要在 條件下進(jìn)行。 (3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是 。 目前植物體細(xì)胞雜交還存在許多問題沒有解決，如 。,【解析】(1)兩個(gè)原生質(zhì)體經(jīng)PEG誘導(dǎo)后融合，再生出細(xì)胞壁后變成雜種細(xì)胞，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可得到愈傷組織、叢芽結(jié)構(gòu)和試管苗，并非每個(gè)細(xì)胞都能表達(dá)出耐鹽性狀，需要利用含鹽培養(yǎng)基進(jìn)行選擇。 (2)C細(xì)胞是雜種細(xì)胞，形成植株需要植物組織培養(yǎng)過程，經(jīng)歷了細(xì)胞的脫分化過程和再分化過程。過程中涉及培養(yǎng)基培養(yǎng)過程，所以無菌操作非常重要。 (3)植物細(xì)胞融合時(shí)，核質(zhì)應(yīng)該都進(jìn)行融合，當(dāng)細(xì)胞壁再生時(shí)，說明融合后的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)進(jìn)行正常的新陳代謝，即融合成功。植物體細(xì)胞雜交雖然克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，但讓雜合子表達(dá)出兩種植物的優(yōu)良性狀有時(shí)還比較困難。,答案：(1)融合的原生質(zhì)體 耐鹽 有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種 (2)植物組織培養(yǎng) 再分化 無菌 (3)再生出新的細(xì)胞壁 不能按照人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀,2.(2015·徐州模擬)下面為“番茄-馬鈴薯”的培育過程示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答問題：,(1)若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交(即用番茄、馬鈴薯雜交)能否得到可育的 雜種植株？為什么？______________________________________ 。 (2)在利用雜種細(xì)胞培育雜種植株的過程中，運(yùn)用的技術(shù)手段 是 ，依據(jù)的原理是 ，其中過 程②稱為 技術(shù)，過程④相當(dāng)于 。,(3)已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄-馬鈴薯” 屬于 倍體植株。 (4)柴油樹種子含有的柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，可用植物組織 培養(yǎng)來實(shí)現(xiàn)柴油的工業(yè)化生產(chǎn)。若利用此技術(shù)，將柴油樹細(xì)胞培養(yǎng) 進(jìn)行到 (填字母編號(hào))階段即可。,【解題指南】解答本題的關(guān)鍵是明確以下兩點(diǎn)： (1)植物體細(xì)胞雜交的過程分為植物體細(xì)胞融合和植物組織培養(yǎng)兩個(gè)階段。 (2)植物體細(xì)胞雜交過程中染色體數(shù)目變化和染色體數(shù)目變異的聯(lián)系。,【解析】(1)番茄和馬鈴薯屬于兩種植物，存在生殖隔離，不能通過有性雜交產(chǎn)生后代。 (2)過程②是把a(bǔ)、b兩個(gè)原生質(zhì)體融合在一起，所以稱為原生質(zhì)體融合。過程④的結(jié)果是形成了愈傷組織，所以④為脫分化。 (3)“番茄-馬鈴薯”屬于異源多倍體中的異源六倍體。 (4)柴油是植物細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，要實(shí)現(xiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)需將柴油樹細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織，然后進(jìn)行提取。,答案：(1)不能。不同種的植物存在生殖隔離 (2)植物組織培養(yǎng) 植物細(xì)胞的全能性 原生質(zhì)體融合 脫分化 (3)六 (4)e,考點(diǎn)二 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用 1.植物繁殖的新途徑： (1)微型繁殖。 ①概念：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 ②微型繁殖有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 a.保持優(yōu)良品種的遺傳特性。 b.高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。,(2)作物脫毒。 ①解決的問題：無性繁殖的作物，感染的病毒在體內(nèi)逐年積累，產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。 ②解決方法：切取一定大小的莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，再生的植株有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。 ③理論基礎(chǔ)：植物分生區(qū)附近病毒極少，甚至無病毒。 ④成果：采用莖尖組織培養(yǎng)技術(shù)，已獲得脫毒的馬鈴薯、草莓、甘蔗、菠蘿和香蕉等。,(3)人工種子。 ①獲取方法：以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，用人工薄膜包裝。,②解決的問題。 a.一些植物繁殖周期長(zhǎng)，數(shù)年后才能結(jié)出種子； b.有些作物優(yōu)良雜種的后代因發(fā)生性狀分離而喪失其優(yōu)良特性； c.常規(guī)種子的生產(chǎn)受季節(jié)、氣候和地域的限制，并且占用大量的土地。 2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)： (1)細(xì)胞產(chǎn)物的種類：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 (2)成功的實(shí)例：人參、三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物都已實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。,【提分技法】依據(jù)不同的育種需求選擇不同的育種方法 (1)雜交育種的選擇依據(jù)：將兩親本的優(yōu)良性狀集中于同一個(gè)生物體上。 (2)單倍體育種的選擇依據(jù)：需要快速育種，經(jīng)過秋水仙素處理幼苗，即可得到純合植株。 (3)誘變育種的選擇依據(jù)：需要大幅度改良某一性狀。 (4)多倍體育種的選擇依據(jù)：需要提高品種產(chǎn)量，提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量。 (5)植物微型繁殖技術(shù)的選擇依據(jù)：需要短時(shí)間內(nèi)大面積繁殖某一品種的植物。,【考題回訪】 1.(2014·廣東高考)鐵皮石斛是我國(guó)名貴中藥，生物堿是其有效成分之一。應(yīng)用組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)鐵皮石斛擬原球莖(簡(jiǎn)稱PLBs，類似愈傷組織)生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)流程如下：,在固體培養(yǎng)基上，PLBs的重量、生物堿含量隨增殖培養(yǎng)時(shí)間的變化如圖所示，請(qǐng)回答下列問題：,(1)選用新生營(yíng)養(yǎng)芽為外植體的原因是 ，誘導(dǎo) 外植體形成PLBs的過程稱 。 (2)與黑暗條件下相比，PLBs在光照條件下生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在 ， ， 。,(3)脫落酸(ABA)能提高生物堿含量，但會(huì)抑制PLBs的生長(zhǎng)。若采用液體培養(yǎng)，推測(cè)添加適量的ABA可提高生物堿產(chǎn)量。同學(xué)們擬開展探究實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該推測(cè)，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)探討了以下問題： ①ABA的濃度梯度設(shè)置和添加方式：設(shè)4個(gè)ABA處理組，1個(gè)空白對(duì)照組，3次重復(fù)。因ABA受熱易分解，故一定濃度的無菌ABA母液應(yīng)在各組液體培養(yǎng)基 后按比例加入。,②實(shí)驗(yàn)進(jìn)程和取樣：實(shí)驗(yàn)50天完成，每10天取樣，將樣品(PLBs)稱 重(g/瓶)后再測(cè)定生物堿含量。如初始(第0天)數(shù)據(jù)已知，實(shí)驗(yàn)過 程中還需測(cè)定的樣品數(shù)為 。 ③依所測(cè)定數(shù)據(jù)確定適宜的ABA濃度和培養(yǎng)時(shí)間：當(dāng)某3個(gè)樣品(重復(fù) 樣)的 時(shí)，其對(duì)應(yīng)的ABA濃度為適宜濃度， 對(duì)應(yīng)的培養(yǎng)時(shí)間是適宜培養(yǎng)時(shí)間。,【解題指南】(1)圖示信息：實(shí)驗(yàn)流程中形成PLBs，聯(lián)系由植物離體組織形成愈傷組織的過程；坐標(biāo)曲線圖中曲線的走勢(shì)表示生物堿含量和PLBs重量變化情況，光照影響PLBs重量。 (2)隱含知識(shí)：脫落酸的作用、細(xì)胞的全能性、脫分化、影響PLBs的因素。,【解析】本題考查植物組織培養(yǎng)相關(guān)知識(shí)及讀圖析圖能力、分析實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?(1)新生營(yíng)養(yǎng)芽細(xì)胞分化程度低，容易形成PLBs；根據(jù)題干可知，PLBs類似愈傷組織，外植體形成愈傷組織的過程是脫分化。 (2)據(jù)圖分析可知，在光照條件下，PLBs約從15天時(shí)開始生長(zhǎng)，早于黑暗條件下(約從第30天開始生長(zhǎng))；光照條件下PLBs生長(zhǎng)時(shí)間約35天，長(zhǎng)于黑暗條件下生長(zhǎng)時(shí)間(約20天)；光照條件下最終PLBs重量高于黑暗條件下的PLBs重量。,(3)①由于ABA受熱易分解，所以各組液體培養(yǎng)基滅菌后冷卻，再加入ABA。②根據(jù)題干信息可知，實(shí)驗(yàn)中4組ABA處理組加1組對(duì)照組，3次重復(fù)，測(cè)定10、20、30、40、50天共5組數(shù)據(jù)，共計(jì)75組樣品。③在適宜的ABA濃度、適宜的培養(yǎng)時(shí)間時(shí)，樣品中生物堿含量最大。 答案：(1)細(xì)胞分化程度低，分裂能力強(qiáng)，生長(zhǎng)旺盛 脫分化 (2)生長(zhǎng)起始較快 增重持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng) PLBs產(chǎn)量較高 (3)①滅菌冷卻 ②75 ③生物堿含量最大,2.(2013·天津高考)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。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖。,據(jù)圖回答下列問題： (1)過程①所需的酶是 。 (2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的________ 存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。 (3)原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲 透壓，其作用是 。原生質(zhì)體經(jīng)過 再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。 (4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和_______ 植株的根尖，通過 、 、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。,(5)采用特異性引物對(duì)花椰菜和黑芥基因組DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，得到 兩親本的差異性條帶，可用于雜種植株的鑒定。下圖是用該引物對(duì) 雙親及再生植株1～4進(jìn)行PCR擴(kuò)增的結(jié)果。據(jù)圖判斷，再生植株1～ 4中一定是雜種植株的有 。 (6)對(duì)雜種植株進(jìn)行 接種實(shí)驗(yàn)，可篩選出具有高抗性的雜種植株。,【解析】(1)過程①表示原生質(zhì)體的制備，要用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁。(2)用于融合的兩個(gè)細(xì)胞，一個(gè)是黑芥苗的葉肉細(xì)胞，一個(gè)是花椰菜的根細(xì)胞，其中供體細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體，可通過觀察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。(3)原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，需要加入適宜濃度的甘露醇以保證滲透壓的穩(wěn)定，以避免原生質(zhì)體吸水或失水破壞原生質(zhì)體的完整性；原生質(zhì)體通過細(xì)胞壁再生形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織。,(4)分析再生植株染色體變異類型，需要制片觀察再生植株細(xì)胞染色體和黑芥苗與花椰菜細(xì)胞中的染色體，制作裝片的基本程序是解離、漂洗、染色、制片。(5)根據(jù)圖譜，花椰菜含有堿基對(duì)為300和600的DNA片段，黑芥含有堿基對(duì)為1 000、1 300和1 500的片段，再生植株3只含有長(zhǎng)度為300和600的片段，與花椰菜一致，1、2、4既含有花椰菜DNA片段，又含有黑芥DNA片段，為雜種植株。(6)對(duì)雜種植株接種黑腐病菌，能正常生長(zhǎng)的即為具有高抗性的雜種植株。,答案：(1)纖維素酶和果膠酶 (2)葉綠體 (3)保持原生質(zhì)體完整性 細(xì)胞壁 (4)雙親(或花椰菜和黑芥) 解離 漂洗 (5)1、2、4 (6)黑腐病菌,【延伸探究】(1)黑芥原生質(zhì)體與原生質(zhì)層是否相同？ 提示：否。原生質(zhì)體是指去掉細(xì)胞壁后細(xì)胞剩余部分，原生質(zhì)層是指細(xì)胞膜、液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì)。 (2)植物體細(xì)胞雜交與植物組織培養(yǎng)有沒有關(guān)系？ 提示：有。形成雜種細(xì)胞后，必須經(jīng)過植物組織培養(yǎng)的脫分化、再分化得到雜種植株。,【加固訓(xùn)練】 1.紅豆杉是瀕危植物，其樹皮產(chǎn)生的紫杉醇對(duì)癌癥有一定的療效。如圖是紅豆杉植物組織培養(yǎng)和細(xì)胞培養(yǎng)的流程圖。,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)圖中②為愈傷組織，通過B過程可最終產(chǎn)生新的植株，通過 C過程可產(chǎn)生大量細(xì)胞，則圖中A、B、C分別表示的過程為 。其中B過程的實(shí)質(zhì)是 。 (2)對(duì)⑤的培養(yǎng)一般要采用 培養(yǎng)基，并要不斷通入無菌 空氣并進(jìn)行攪拌，其目的是______________________________。,(3)對(duì)⑤的培養(yǎng)可獲得代謝產(chǎn)物——紫杉醇，但培養(yǎng)后期紫杉醇產(chǎn) 量下降，其原因包括___________________________________等。 (4)若①是紅豆杉(基因型為DdTt)的花藥，可選用 (填編號(hào))制成人工種子，該“種子”萌發(fā)的幼苗用 處理，可快速獲得純種植株，該植株的基因型為 。,【解析】(1)圖中①為紅豆杉離體的植物器官、組織或細(xì)胞(外植體)，②為愈傷組織，③為試管苗(胚狀體)，④為植物體，⑤為大量的紅豆杉細(xì)胞；再分化的實(shí)質(zhì)是細(xì)胞內(nèi)基因的選擇性表達(dá)。(2)⑤的培養(yǎng)目的是快速增殖細(xì)胞，一般采用液體培養(yǎng)基進(jìn)行培養(yǎng)，在培養(yǎng)過程中通入無菌空氣是為了保證細(xì)胞生長(zhǎng)過程中氧氣的供應(yīng)，不斷攪拌的目的是讓細(xì)胞和培養(yǎng)液充分接觸。(3)培養(yǎng)后期，由于細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累，以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，導(dǎo)致細(xì)胞代謝減弱。(4)紅豆杉的花藥經(jīng)培養(yǎng)可獲得單倍體，再經(jīng)秋水仙素處理，可使染色體加倍，快速獲得純種植株；如果親本的基因型為DdTt，則獲得的純種植株的基因型有DDTT、DDtt、ddTT、ddtt四種。,答案：(1)脫分化、再分化、有絲分裂 基因的選擇性表達(dá) (2)液體 保證氧氣的供應(yīng)、使細(xì)胞和培養(yǎng)液充分接觸 (3)某些代謝產(chǎn)物的積累，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗 (4)③ 秋水仙素 DDTT、DDtt、ddTT、ddtt,2.如圖所示為科學(xué)家利用番茄葉細(xì)胞和馬鈴薯葉細(xì)胞雜交培育“番茄-馬鈴薯”植株的過程，請(qǐng)回答下列問題：,(1)①②過程使用了酶，以使植物原生質(zhì)體相互分離，此處使用的 溶液濃度較大，從而保證植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生 ，以保護(hù)原 生質(zhì)體不被破壞；在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中，使細(xì)胞分離開來的酶 是 。 (2)過程③在化學(xué)藥劑 的作用下會(huì)發(fā)生細(xì)胞融合； 動(dòng)物細(xì)胞融合的方法與植物細(xì)胞不相同的是 。 (3)過程 屬于脫分化，過程 屬于再分化，細(xì)胞發(fā) 生分化的根本原因是 。,(4)過程⑤⑥⑦的細(xì)胞工程技術(shù)是 ， 其培養(yǎng)時(shí)選用的材料通常是分生組織，原因是 。 (5)植物體細(xì)胞雜交的研究在______________________________ 方面，取得了巨大突破。,【解析】(1)圖中①②過程使用含有纖維素酶和果膠酶的高濃度溶液處理植物細(xì)胞，使植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，從而保護(hù)原生質(zhì)體不被破壞。在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)中，使細(xì)胞分離開來的酶是胰蛋白酶或膠原蛋白酶。(2)過程③是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，常用的化學(xué)促融劑是聚乙二醇(PEG)，而用滅活的病毒促進(jìn)細(xì)胞融合是動(dòng)物細(xì)胞融合特有的方式。(3)⑤過程為脫分化，⑥過程為再分化，愈傷組織在細(xì)胞增殖過程中，由于基因選擇性表達(dá)形成具有根、莖、葉的植物體。(4)過程⑤⑥⑦為植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)過程中，由于分生組織細(xì)胞分裂旺盛、全能性高，因此常作為組織培養(yǎng)的材料。(5)植物體細(xì)胞雜交可以克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，實(shí)現(xiàn)不同物種間的基因交流。,答案：(1)質(zhì)壁分離 胰蛋白酶(或膠原蛋白酶) (2)聚乙二醇(PEG) 可以使用滅活的病毒 (3)⑤ ⑥ 基因的選擇性表達(dá) (4)植物組織培養(yǎng) 全能性高，易培養(yǎng)形成愈傷組織 (5)克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,