《2019年春高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.1 植物細胞工程的基本技術(shù)學(xué)案（含解析）新人教版選修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年春高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.1 植物細胞工程的基本技術(shù)學(xué)案（含解析）新人教版選修3.doc（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

植物細胞工程的基本技術(shù) 1．了解細胞工程的含義?！?.掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過程及用途。(重點)　3．理解植物體細胞雜交技術(shù)的過程。(重點) 一、細胞工程的概念(閱讀教材P31) 二、植物細胞的全能性(閱讀教材P33～P34) 1．含義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 2．表達過程 (1)脫分化：讓已經(jīng)分化的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程。 (2)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，再分化出幼根和芽，進而形成完整的小植株。 (3)影響細胞全能性表現(xiàn)的原因：生長發(fā)育過程中，在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性表達出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成不同的組織和器官。 三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(閱讀教材P34～P36) 1．理論基礎(chǔ)(原理)：植物細胞全能性。 2．植物組織培養(yǎng)的基本過程 高度分化的組織形成愈傷組織幼根和芽―→完整植株。 (1)前提：離體的植物器官、組織、細胞。 (2)條件：無菌、人工控制下、人工配制的培養(yǎng)基、適宜的培養(yǎng)條件。 (3)結(jié)果：誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整植株。 四、植物體細胞雜交技術(shù)(閱讀教材P36～P37) 1．概念：將不同種的植物體細胞，在一定條件下融合成雜種細胞，并把雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。 2．過程 植物體細胞雜交：細胞融合先去壁，成功標志再生壁。組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)，遠緣雜交也親和。 3．融合成功的標志：雜種原生質(zhì)體再生出細胞壁。 4．意義：克服不同種生物遠緣雜交的不親和性。 連一連 判一判 (1)植物的種子能發(fā)育成完整的植株，體現(xiàn)了細胞的全能性。() (2)(2018綿陽高二期末)離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程屬于脫分化。() (3)愈傷組織出現(xiàn)了細胞的分化。() (4)植物體細胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(√) (5)植物原生質(zhì)體融合的原理是植物細胞的全能性。() (6)植物體細胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細胞。() 　植物細胞的全能性 探究1　植物細胞具有全能性的證據(jù) 材料：美國科學(xué)家斯圖爾德曾經(jīng)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細胞進行離體培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株(如圖)。 (1)這一科學(xué)實驗證明了植物細胞具有全能性。 (2)上述胡蘿卜的部分韌皮部細胞發(fā)育成完整新植物的原因是：分化的體細胞(或細胞核)具有本物種個體發(fā)育所需要的全部基因。 探究2　植物細胞表現(xiàn)全能性的條件 結(jié)合所學(xué)知識，完善下面表格： 材料 離體的細胞、組織、器官 培養(yǎng)基 種類齊全、比例適當?shù)臓I養(yǎng)物質(zhì)、一定的植物激素及瓊脂等 外界條件 無菌操作；光照的控制；酸堿度等 (1)具有全能性的原因：一般生物體的每一個細胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì)，都有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因。 (2)不同細胞全能性的大小 ①體細胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，細胞分裂能力強的＞細胞分裂能力弱的。 ②不同細胞的全能性：受精卵＞胚胎干細胞＞生殖細胞＞體細胞。 ③不同生物的細胞全能性：植物細胞＞動物細胞。 (3)全能性與細胞分化的關(guān)系：隨著細胞分化程度的不斷提高，細胞的全能性逐漸降低。 交匯點1　細胞的全能性 植物細胞全能性實現(xiàn)的條件。 (1)____________狀態(tài)。 (2)____________、有機營養(yǎng)及激素等。 (3)適宜的溫度等外界條件。 交匯點2　植物激素 下列屬于在組織培養(yǎng)形成試管苗的過程中發(fā)揮作用的植物激素是____________。 ①乙烯　②生長素?、?，4－D?、芗毎至阉亍、莩嗝顾亍、抟蚁├? 答案：交匯點1 (1)離體　(2)水、無機鹽 交匯點2 ②④　 1．(2018廣西桂林中學(xué)高二期末)下列有關(guān)細胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．玉米種子萌發(fā)長成新植株，說明植物細胞具有全能性 B．克隆羊的誕生說明高度分化的動物體細胞具有全能性 C．用花粉培育成的植株往往高度不育，說明花粉細胞不具有全能性 D．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育花卉的原理是植物細胞具有全能性 解析：選D。玉米種子萌發(fā)長成新植株屬于自然生長過程，不能體現(xiàn)細胞的全能性，A錯誤；克隆羊的誕生說明高度分化的動物體細胞核具有全能性，B錯誤；用花粉培育成植株，可體現(xiàn)花粉細胞具有全能性，C錯誤；利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育花卉的原理是植物細胞具有全能性，D正確。 2．(2018蘇州高二檢測)植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式分別是(　　) A．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；減數(shù)分裂 B．導(dǎo)入其他植物細胞的基因；有絲分裂 C．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)；減數(shù)分裂 D．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件；有絲分裂 解析：選D。植物細胞表現(xiàn)全能性的條件：①離體的器官、組織或細胞和適宜的外界條件；②一定的營養(yǎng)(無機、有機成分)和植物激素。植物細胞組織培養(yǎng)形成植物體的過程，包括脫分化和再分化兩個重要的步驟，在這兩個過程中細胞都是通過有絲分裂方式進行增殖的。 明辨植物細胞全能性的3個易誤點 (1)細胞全能性的標志：發(fā)育成完整個體而不是形成某種組織或者器官。 (2)全套基因≠全部基因：細胞具有全能性是因為細胞中具有發(fā)育成完整個體所必需的“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)體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因在特定的時間和空間條件下選擇性表達。 　植物組織培養(yǎng) 探究1　植物組織培養(yǎng)的過程 (1)①②分別為脫分化、再分化過程。 (2)A為愈傷組織，B為胚狀體。 探究2　植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 生長素與細胞分裂素的比值 作用效果 比值高時 促進根分化、抑制芽形成 比值低時 促進芽分化、抑制根形成 比值適中 促進愈傷組織形成 “比值高，根分化；比值低，芽分化；比值適中，不分化”。即“高根低芽中愈傷”。 1．植物組織培養(yǎng)過程 2．脫分化和再分化 名稱 過程 形成體特點 脫分化 離體細胞→愈傷組織 排列疏松、高度液泡化的薄壁細胞團 再分化 愈傷組織→幼根和芽或胚狀體 有根、芽或有生根發(fā)芽的能力 1．下圖為植物組織培養(yǎng)過程，有關(guān)說法正確的是(　　) A．實驗中②試管細胞全能性最高 B．④試管中培育出的個體都是純合子 C．①→②的過程需要光照 D．①→④過程培養(yǎng)基保持不變 解析：選A。①試管中的組織塊經(jīng)脫分化形成②試管中的愈傷組織，愈傷組織是未分化的細胞，全能性最高；植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖，不改變基因型，所以產(chǎn)生的個體基因型與母本是相同的，可能是純合子也可能是雜合子；脫分化形成愈傷組織的過程中需要避光培養(yǎng)，不需要光照；在植物組織培養(yǎng)的不同階段需要的條件不同，培養(yǎng)基中所含有的物質(zhì)比例也不同，如生長素和細胞分裂素比例適中時有利于形成愈傷組織，比例高時，有利于根的分化。 2．(2018河南焦作期末)如圖是某植物組織培養(yǎng)過程的簡圖。下列有關(guān)說法中正確的是(　　) 花粉粒愈傷組織胚狀體植株 A．花藥離體培養(yǎng)的條件與種子萌發(fā)的條件完全相同 B．若花粉粒核中有兩個或多個染色體組，則所得植株為二倍體或多倍體 C．②③過程都是細胞分化過程，因此起作用的激素只有生長素 D．該過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性 解析：選D?；ㄋ庪x體培養(yǎng)所需條件要求高，需要培養(yǎng)基，另外還需要適宜的pH、溫度和光照，而種子萌發(fā)需要適宜的溫度、水分等，A項錯誤；花粉粒培養(yǎng)形成的植株稱為單倍體，B項錯誤；在細胞分化過程中多種激素起作用，其中起主要作用的是細胞分裂素和生長素，C項錯誤；在該過程中，單個細胞最終培養(yǎng)成了植株，體現(xiàn)了植物細胞的全能性，D項正確。 　植物體細胞雜交技術(shù) 結(jié)合下面“白菜—甘藍”的培養(yǎng)過程，探究以下問題： (1)去除細胞壁的酶解法中用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 (2)植物體細胞雜交完成的標志是新細胞壁的形成。 (3)植物體細胞雜交過程中還用到的細胞工程有植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (4)植物體細胞雜交的最大突破是克服了不同植物之間的雜交屏障，實現(xiàn)遠緣物種之間的核質(zhì)組合。 (1)將兩個不同物種的植物細胞A和B去除細胞壁后，經(jīng)一定的方法促融，只考慮兩兩融合，可以形成幾種融合細胞？哪種類型的融合細胞符合要求？ 提示：三種，分別為AA、BB和AB。雜交細胞AB是符合要求的。 (2)甲、乙兩個二倍體植物體細胞雜交后的雜種植株是幾倍體？ 提示：四倍體。 (1)植物體細胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖且濃度略大于植物細胞質(zhì)濃度，不僅為原生質(zhì)體提供營養(yǎng)，而且還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。 (2)體細胞融合后培養(yǎng)基中共有5種細胞類型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合細胞類型有3種(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要對融合細胞進行篩選。 (3)植物體細胞雜交過程中涉及的遺傳知識 ①從生殖類型上看，植物體細胞雜交技術(shù)沒有生殖細胞的形成和結(jié)合，應(yīng)屬于無性生殖，變異類型應(yīng)是染色體數(shù)目的變異，形成的是異源多倍體，由于含有兩個親本的遺傳物質(zhì)，因此理論上應(yīng)具有兩個親本的遺傳性狀。 ②體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞，不管染色體、基因組還是染色體組都是兩親本之和。若一植物細胞含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb，另一植物細胞含有2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為異源四倍體，其體細胞中染色體為(2x＋2y)條，4個染色體組，基因型為AabbccDd。 ③培育新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律，只有在有性生殖進行減數(shù)分裂過程中才符合遺傳定律，而體細胞雜交沒有此過程。 交匯點1　細胞的結(jié)構(gòu) 植物體細胞雜交時首先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，說明植物細胞壁的主要成分是____________。 交匯點2　遺傳與進化 (1)若將植物細胞A(染色體數(shù)為a)和植物細胞B(染色體數(shù)為b)雜交，經(jīng)組織培養(yǎng)形成的雜種植物中體細胞中染色體數(shù)為______________。從生殖方式上來看雜種植物的產(chǎn)生屬于____________。 (2)自然條件下番茄和馬鈴薯能否雜交獲得一種地上結(jié)番茄、地下長馬鈴薯的子代？ 判斷：____________(填“能”或“不能”)。 原因：________________________。 答案：交匯點1 纖維素和果膠 交匯點2 (1)a＋b　無性生殖 (2)不能　不同種的生物之間存在生殖隔離　 1．如圖為“番茄—馬鈴薯”的培育過程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．獲得a、b細胞需要胰蛋白酶和果膠酶 B．誘導(dǎo)a、b細胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素 C．a(chǎn)、b細胞融合為c細胞的原理是生物膜具有流動性 D．d、e、f過程表示植物的組織培養(yǎng)過程，e、f分別為脫分化和再分化 解析：選C。植物體細胞在雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；a、b細胞融合為c細胞的原理是細胞膜的流動性；誘導(dǎo)a、b細胞融合的化學(xué)試劑一般是聚乙二醇；d、e分別為脫分化和再分化。 2．A種植物細胞和B種植物細胞的結(jié)構(gòu)如圖所示(僅顯示細胞核)，將A、B兩種植物細胞去掉細胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細胞，若經(jīng)過組織培養(yǎng)得到了雜種植株，則該雜種植株是(　　) A．二倍體，基因型是DdYyRr B．三倍體，基因型是DdYyRr C．四倍體，基因型是DdYyRr D．四倍體，基因型是DDddYYyyRRrr 解析：選C。誤以為植物體細胞雜交和植物有性雜交一樣，后代的染色體數(shù)目不變，從而錯選A項。A細胞含2個染色體組，B細胞也含2個染色體組，但由于彼此屬于不同的物種，染色體組彼此不同，故融合后產(chǎn)生的雜種細胞含有4個染色體組，應(yīng)屬于四倍體，基因型為DdYyRr。 區(qū)分植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的兩種方法 (1)看后代 ①植物組織培養(yǎng)是利用單一親本的組織或細胞，經(jīng)培養(yǎng)使之增殖、分化成為一個完整植株，為無性生殖過程，因此其后代一般均能保持該親本的遺傳特性。 ②植物體細胞雜交的本質(zhì)是將兩種不同來源的原生質(zhì)體，在人為條件下進行誘導(dǎo)融合。由于植物細胞具有全能性，融合之后的雜種細胞可以再生出具有雙親性狀的雜種植株。 (2)看關(guān)系：雜種細胞需經(jīng)植物組織培養(yǎng)才能發(fā)育為具有雙親遺傳特性的雜種植株，否則將無任何意義，因此，植物組織培養(yǎng)是植物體細胞雜交的基礎(chǔ)。 核心知識小結(jié) [要點回眸] [答題必備] 細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。 理論上每個活細胞都具有全能性。 細胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖細胞>體細胞。 植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細胞的全能性。 植物體細胞雜交的理論基礎(chǔ)是細胞膜的流動性和細胞的全能性。 人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法(離心、振動、電激)和化學(xué)法(聚乙二醇處理)。 [隨堂檢測] 1．下列有關(guān)細胞全能性的敘述，不正確的是(　　) A．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高 B．生物體內(nèi)的體細胞由于細胞分化，全能性不能表達 C．卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高 D．植物細胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 解析：選C。受精卵是個體發(fā)育的起點，在自然條件下，通過細胞的分裂、分化形成完整的個體，所以受精卵的全能性最高；生物體內(nèi)的每一個體細胞(除紅細胞外)都是由受精卵通過有絲分裂形成的，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，理論上講都應(yīng)該具有全能性，但由于細胞分化，基因在不同的細胞中選擇性表達，因而體細胞并沒有表現(xiàn)出全能性；卵細胞在一定條件下，全能性比體細胞高，但與受精卵不同，卵細胞的分化程度也很高；分化的植物細胞盡管具有全能性，但如果全能性要表達，植物細胞必須在一定條件下進行離體培養(yǎng)。 2．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述錯誤的是(　　) A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對細胞的傷害 B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細胞 C．出芽是細胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達的調(diào)控 D．生根時，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑 解析：選B。消毒劑的使用既要殺死材料表面微生物，又要防止傷害組織細胞，影響組織培養(yǎng)；植物細胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合，帶有細胞壁的愈傷組織細胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細胞；出芽和生根都是細胞再分化的結(jié)果，其實質(zhì)是基因的選擇性表達；α萘乙酸為生長素類似物，可誘導(dǎo)愈傷組織生根。 3．(2018陜西西安七十中高二期末)下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素的敘述不正確的是(　　) A．幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功 B．給外植體消毒用體積分數(shù)為70%的酒精 C．植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境 D．生長素與細胞分裂素含量之比較高時有利于芽的分化 解析：選D。幼嫩組織細胞較成熟組織細胞的全能性高，因此幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功，A正確；植物組織培養(yǎng)時，給外植體消毒用體積分數(shù)為70%的酒精，B正確；植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境，C正確；生長素與細胞分裂素含量之比較高時，有利于根的分化；較低時，有利于芽的分化；適中時，促進愈傷組織的生長，D錯誤。 4．(2018淄博高二檢測)下列四個選項中，肯定沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一項是(　　) A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B．細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株 D．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株 解析：選D?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的一項基礎(chǔ)技術(shù)，采用植物組織培養(yǎng)，只不過培養(yǎng)的是生殖細胞——花粉細胞，A項不符合題意；細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過程中，融合的雜種細胞必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能形成雜種植株，B項不符合題意；基因工程培育抗蟲棉的過程中，把目的基因?qū)朊藁w細胞后，要誘導(dǎo)其分裂、分化，最后發(fā)育為一個植物體，必須經(jīng)過植物組織培養(yǎng)才能實現(xiàn)，C項不符合題意；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗可以直接發(fā)育得到多倍體植株，沒有經(jīng)過植物組織培養(yǎng)階段，D項符合題意。 5．如圖表示利用植物體細胞雜交技術(shù)獲得雜種植物白菜—甘藍的過程，以下說法錯誤的是(　　) A．①過程表示利用酶解法去除細胞壁獲得原生質(zhì)體的過程 B．②過程常用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 C．③過程中高爾基體活動旺盛 D．最終獲得的雜種植物體細胞內(nèi)含19條染色體 解析：選D。圖中①是去除細胞壁的過程，常利用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細胞壁獲得原生質(zhì)體，故A項正確；②是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程，常用的誘導(dǎo)方法有物理法(電激、離心、振動)和化學(xué)法(聚乙二醇)，故B項正確；③是形成新細胞壁的過程，植物細胞中高爾基體與細胞壁的形成有關(guān)，因此該過程中高爾基體活動旺盛，故C項正確；最終獲得的雜種植物體細胞內(nèi)含有兩個親本的全部遺傳物質(zhì)，即含有20＋18＝38條染色體，故D項錯誤。 6．(2018長春高二檢測)我國植物學(xué)家將名貴蘭花的莖尖細胞放進培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題： (1)過程③和④分別表示________和________。需要避光培養(yǎng)的是______(填數(shù)字)。整個過程中細胞的分裂方式是________________________________。 (2)取新生的莖尖細胞而不選擇莖表皮細胞進行培養(yǎng)的兩個理由：①________________；②______________________。 (3)當_________(填培養(yǎng)基種類)中生長素與細胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“適中”)時，愈傷組織被誘導(dǎo)先生根。 (4)若將蘭花的莖尖細胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)組織培養(yǎng)形成植株，這種育種方法稱為__________________，其突出優(yōu)點是__________________。 答案：(1)脫分化　再分化?、邸∮薪z分裂 (2)莖尖細胞全能性高　新生細胞無菌無毒 (3)分化培養(yǎng)基　大 (4)單倍體育種　明顯縮短育種年限 7．下面是煙草葉片原生質(zhì)體分離和培養(yǎng)的流程圖： 請回答下列問題： (1)酶解時，在________酶和________酶的作用下去除細胞壁，以獲得完整的原生質(zhì)體。 (2)獲得原生質(zhì)體后，可用________法檢測原生質(zhì)體是否存活。要判定原生質(zhì)體是否已形成細胞壁，可用________方法鑒別。 (3)欲通過原生質(zhì)體培養(yǎng)得到愈傷組織，配制培養(yǎng)基時需要注意的主要方面是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)在獲得植物原生質(zhì)體時，需用纖維素酶和果膠酶混合液處理實驗材料，將細胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后可用紅墨水染色法檢測，因為生活狀態(tài)的原生質(zhì)體細胞膜具有選擇透過性，原生質(zhì)體不會被染上顏色，但如果原生質(zhì)體死亡，由于膜的選擇透過性喪失，原生質(zhì)體會被染成紅色；可用質(zhì)壁分離實驗來檢測原生質(zhì)體是否已形成細胞壁。(3)要將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，配制培養(yǎng)基時需要注意的主要方面是植物激素的適當配比。 答案：(1)纖維素　果膠 (2)紅墨水染色　質(zhì)壁分離 (3)植物激素的適當配比 [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．細胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)，下列技術(shù)中不屬于細胞工程的是(　　) A．有性雜交　　　　　　　 B．植物體細胞雜交 C．組織培養(yǎng) D．細胞核移植 解析：選A。細胞工程是指應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。生物的有性雜交是生物的自然生殖過程，不能單純地按照人的意愿來進行，不屬于細胞工程的范疇。 2．植物細胞的全能性是指(　　) A．具有核、膜、質(zhì)，細胞結(jié)構(gòu)完整，能進行各種生理活動 B．只具有膜和質(zhì)，同樣能進行各種生理活動 C．植物體細胞所具有的發(fā)育成完整個體的潛能 D．具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細胞 解析：選C。具有某種植物全套遺傳信息的任何一個細胞，都有發(fā)育成完整新植物體的潛能，也就是說，每個植物細胞都具有全能性。 3．用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是(　　) A．該愈傷組織是細胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的 B．該愈傷組織的細胞沒有全能性 C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的 D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu) 解析：選B。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性。植物細胞只有在脫離了植物體、并在一定的外部因素的作用下，經(jīng)細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，再由愈傷組織細胞發(fā)育、分化形成新的植物體。 4．下列有關(guān)植物體細胞雜交的敘述，錯誤的是(　　) A．有可能把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B．需要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁 C．利用聚乙二醇可以促進原生質(zhì)體融合 D．植物體細胞雜交就是將不同的植物體細胞融合成雜種細胞 解析：選D。植物體細胞雜交之前，需要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；進行原生質(zhì)體間的融合，必須要進行人工誘導(dǎo)，如可用聚乙二醇促進原生質(zhì)體融合；植物體細胞雜交就是將不同的植物體細胞融合成雜種細胞，并將該雜種細胞培育成新的植物體的技術(shù)。 5．(2018江蘇常州模擬)白菜、甘藍均為二倍體，若將白菜和甘藍兩者的花粉細胞的原生質(zhì)體進行融合得到雜種細胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得“白菜—甘藍”雜種植株幼苗。下列說法錯誤的是(　　) A．培育出的“白菜—甘藍”植株不能結(jié)籽 B．該誘導(dǎo)原生質(zhì)體間的融合過程一般使用滅活的病毒 C．該培育過程中的變異為染色體變異 D．該培育過程中需要向培養(yǎng)基中添加植物激素 解析：選B。由于白菜、甘藍均為二倍體，兩者的花粉細胞中各含有白菜和甘藍的一個染色體組，若將兩者的花粉細胞的原生質(zhì)體進行融合得到雜種細胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的“白菜—甘藍”雜種植株為二倍體，但因兩個染色體組分別來自白菜和甘藍，故不能結(jié)籽，A正確；誘導(dǎo)植物細胞原生質(zhì)體間的融合一般不用滅活的病毒，B錯誤；用花粉細胞融合后培養(yǎng)“白菜—甘藍”雜種植株的變異類型為染色體變異，C正確；植物組織培養(yǎng)過程中需向培養(yǎng)基中添加一定配比的生長素和細胞分裂素，D正確。 6．如圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．①②過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化 B．在利用多倍體育種法培育無子西瓜的過程中，不經(jīng)過愈傷組織階段 C．此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是細胞膜具有流動性 D．利用此過程獲得的試管苗一定為純合子 解析：選B。①②過程分別為脫分化和再分化，①過程不會發(fā)生細胞的分化；此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細胞的全能性；此過程為無性生殖，獲得的試管苗的基因型與母本相同，不一定為純合子。 7．(2018遼源田家炳高二期中)為了培育菊花新品種，科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交，培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種 B．①過程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進行 C．與②過程有關(guān)的細胞器只有高爾基體比較活躍 D．d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì) 答案：D 8．(2018鎮(zhèn)江高二檢測)科學(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的氣味達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯誤的是(　　) A．驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠緣雜交不親和的障礙 B．驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動、電激等方法 C．驅(qū)蚊草培育過程是植物體細胞雜交，不同于植物組織培養(yǎng)，無愈傷組織和試管苗形成 D．驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得是因為不同物種間存在生殖隔離 解析：選C。植物體細胞雜交技術(shù)屬于植物細胞工程，優(yōu)勢是打破物種間的生殖隔離，克服不同物種不能有性雜交的障礙，A、D兩項都正確；植物細胞具有細胞壁，要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，得到植物原生質(zhì)體，然后采用物理或化學(xué)的方法誘導(dǎo)不同的原生質(zhì)體實現(xiàn)膜融合，B項正確；從雜種細胞到雜種植株，必須采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)過脫分化和再分化等階段，有愈傷組織、胚狀體和試管苗的形成，C項錯誤。 二、非選擇題 9．(2017高考海南卷)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}： (1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________________________________。 (2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應(yīng)具備的條件是__________________(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________________________，A中的愈傷組織是葉肉細胞經(jīng)____________形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時，________(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是_________________________________。 解析：(1)綠色葉片和白色花瓣是細胞分化的結(jié)果，遺傳物質(zhì)并沒有改變，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性。 (2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細胞核。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細胞分裂素和生長素。A中的愈傷組織是葉肉細胞經(jīng)脫分化形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖；在培養(yǎng)時，不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，通過減數(shù)分裂形成花粉粒，可以導(dǎo)致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，后代會出現(xiàn)性狀分離，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株。 答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的細胞核　(3)細胞分裂素、生長素　脫分化　(4)不能　對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 10．(2018武邑中學(xué)高二期中)科學(xué)家利用植物體細胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示。據(jù)圖回答下列問題： (1)植物體細胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有_____________________________________。 (2)過程①常用的方法是________，細胞融合完成的標志是________________。 (3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑__________誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡觀察，當觀察到融合的細胞表面___________________________，可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。 (4)過程③和過程④依次為______________________________________________，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素有____________________________________________。 (5)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含____________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________植株。 答案：(1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性 (2)酶解法　形成了新的細胞壁 (3)聚乙二醇(或PEG)　既有紅色熒光又有綠色熒光 (4)脫分化和再分化　生長素和細胞分裂素 (5)2(m＋n)　單倍體 11．通過細胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請完善下列實驗流程并回答問題： (1)A是________________酶，B是________________，D是具有________優(yōu)良性狀的幼芽。D長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)，形成愈傷組織需要經(jīng)過________過程，愈傷組織形成D需要經(jīng)過________過程。整個培養(yǎng)過程要在________的條件下進行。 (3)植物體細胞融合成功的標志是_______________________________________。 目前，植物體細胞雜交還存在許多問題沒有解決，如___________________，盡管如此，這項新技術(shù)在_________________________________等方面取得的重大突破還是震撼人心的。 (4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲—乙植株”屬于________倍體植株。 解析：(1)由植物細胞變成原生質(zhì)體，需要去掉細胞壁，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，酶具有專一性，所以應(yīng)用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁。兩個原生質(zhì)體經(jīng)PEG誘導(dǎo)后融合，再生出細胞壁后變成雜種細胞，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，并非每個細胞都能表達出耐鹽性狀，需要利用含鹽培養(yǎng)基進行選擇。(2)C細胞是雜種細胞，形成植株需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)歷細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)植物細胞融合時，核質(zhì)應(yīng)該都進行融合，當細胞壁再生時，說明融合后的細胞核與細胞質(zhì)已經(jīng)進行正常的新陳代謝了，即融合成功。植物體細胞雜交雖然克服了遠緣雜交不親和的障礙，但讓雜合子表達出兩種植物的優(yōu)良性狀還比較困難。(4)“甲—乙植株”屬于異源多倍體里面的異源六倍體。 答案：(1)纖維素酶和果膠　融合的原生質(zhì)體　耐鹽　有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種幼苗　(2)植物組織培養(yǎng)　脫分化　再分化　無菌　(3)再生出新的細胞壁　不能按照人的意愿表達兩個親本的性狀　克服遠緣雜交不親和的障礙　(4)六 12．(2018湖北武漢高二調(diào)研)為探究某種植物愈傷組織的培養(yǎng)條件，某研究小組配制了含有兩種濃度2，4－D的培養(yǎng)基，然后接種初始重量相同的幼苗子葉切塊并分別培養(yǎng)在光照及黑暗條件下，一段時間后，測量愈傷組織的生長量，結(jié)果如下圖。 回答下列問題： (1)在該實驗中，自變量是__________________。進行植物組織培養(yǎng)的實驗，要嚴格控制雜菌污染的原因是____________。 (2)由圖中實驗數(shù)據(jù)分析，在培養(yǎng)基中添加2，4－D的作用是________________。 (3)幼苗子葉切塊轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過程稱________。為大量獲得該植物的愈傷組織適宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培養(yǎng)。 (4)光照在培養(yǎng)過程中不作為愈傷組織的能量來源，原因是____________。 答案：(1)光照的有無、2，4－D的濃度(“培養(yǎng)的時間”不作要求)　雜菌可以在培養(yǎng)基上生長爭奪營養(yǎng)，雜菌產(chǎn)生的物質(zhì)影響植物組織的生長　(2)促進愈傷組織的生長 (3)脫分化　黑暗　(4)在脫分化形成愈傷組織及愈傷組織的增殖階段，細胞中均不含葉綠體，無法利用光能進行光合作用