《2019年春高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.1 植物細(xì)胞工程 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019年春高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.1 植物細(xì)胞工程 2.1.2 植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用學(xué)案 新人教版選修3.doc（18頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用 1．舉例說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用。(重、難點(diǎn)) 2．舉例說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)在細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用。(重點(diǎn)) 一、植物繁殖的新途徑(閱讀教材P38～P40) 途徑 優(yōu)點(diǎn) 實(shí)例 微型繁殖 (1)保持優(yōu)良品種的遺傳特性； (2)高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖 微型繁殖蘭花 作物脫毒 提高作物產(chǎn)量和品質(zhì) 脫毒馬鈴薯的培育 人工種子 (1)后代無性狀分離； (2)不受季節(jié)、氣候和地域的限制 芹菜、水稻等的胚狀體制成人工種子 二、作物新品種的培育(閱讀教材P40) 1．單倍體育種(以二倍體植物為例) (1)方法：花藥的離體培養(yǎng)。 (2)過程 花藥單倍體植株純合子植株。 (3)優(yōu)點(diǎn) ①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳。 ②明顯縮短了育種年限。 2．突變體的利用 (1)原理：基因突變。 (2)產(chǎn)生：在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)而易受培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而產(chǎn)生突變。 (3)利用：從產(chǎn)生突變的個(gè)體中篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。 三、細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(閱讀教材P40～P41) 1．細(xì)胞產(chǎn)物種類：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 2．技術(shù)基礎(chǔ)：植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 3．實(shí)例：我國利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了大量生產(chǎn)人參皂甙干粉；另外，三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物也都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工廠化生產(chǎn)。 判一判 (1)微型繁殖技術(shù)是指植物嫁接技術(shù)。() (2)微型繁殖能保持親本的一切性狀。() (3)(2018泰安高二檢測(cè))作物脫毒時(shí)常選取的部位是葉肉細(xì)胞。() (4)人工種子是由受精卵發(fā)育而來的。() (5)突變體育種的原理是基因突變。(√) (6)單倍體育種的目的是獲得單倍體本身。() 　植物繁殖的新途徑 探究1　微型繁殖 結(jié)合蘭花的微型繁殖技術(shù)，探究以下問題： (1)微型繁殖運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (2)該過程只涉及有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，因而屬于無性繁殖。 探究2　作物脫毒 比較脫毒草莓與未脫毒草莓，探究以下問題： (1)脫毒草莓的獲取利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (2)制備該脫毒苗時(shí)，利用無病毒或病毒極少的莖尖或根尖進(jìn)行培養(yǎng)。 探究3　人工種子 結(jié)合下面人工種子的結(jié)構(gòu)示意圖，探究以下問題： (1)胚狀體是人工種子的主要成分，也可以是不定芽、頂芽和腋芽等。 (2)在人工種皮和胚狀體之間應(yīng)加入人工胚乳，以提供胚狀體發(fā)育時(shí)所需要的營養(yǎng)物質(zhì)等。 (1)為什么微型繁殖技術(shù)可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性？ 提示：植物的體細(xì)胞含有相同的遺傳物質(zhì)；植物組織培養(yǎng)過程中通過有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目，分裂過程中遺傳物質(zhì)保持不變。 (2)人工種子萌發(fā)長成的植物是否可育？ 提示：若是由花粉(或者三倍體植物的營養(yǎng)器官)發(fā)育來的植株是不可育的；若是由莖尖、根尖等營養(yǎng)器官發(fā)育來的則可育。 (1)脫毒苗不等于抗毒苗，脫毒苗是選擇植物的莖尖(剛形成，不含有病毒)進(jìn)行組織培養(yǎng)而獲得的，屬于細(xì)胞工程的范疇；而抗毒苗是把某抗病基因?qū)胫参锛?xì)胞，屬于基因工程的范疇。 (2)可依據(jù)植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)理解各“繁殖新途徑”的優(yōu)點(diǎn) ①根據(jù)植物組織培養(yǎng)“無性繁殖，后代能保持親本優(yōu)良性狀”的特點(diǎn)，理解微型繁殖、人工種子的優(yōu)點(diǎn)。 ②根據(jù)植物組織培養(yǎng)“外植體用量少，培養(yǎng)周期短”的特點(diǎn)，理解微型繁殖、人工種子的優(yōu)點(diǎn)。 ③根據(jù)植物組織培養(yǎng)“取材廣泛，可根據(jù)生產(chǎn)需要取材”的特點(diǎn)，理解作物脫毒的優(yōu)點(diǎn)。 ④根據(jù)植物組織培養(yǎng)“在實(shí)驗(yàn)室或工廠進(jìn)行，可人工控制，不受季節(jié)限制”的特點(diǎn)，理解微型繁殖、人工種子的優(yōu)點(diǎn)。 1．下列屬于植物的微型繁殖技術(shù)的是(　　) A．蘭花的芽尖組織培育成蘭花幼苗 B．水稻種子萌發(fā)并長成新個(gè)體 C．扦插的葡萄枝條長成新個(gè)體 D．柳樹芽發(fā)育成枝條 解析：選A。微型繁殖技術(shù)是快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。水稻種子萌發(fā)并長成新個(gè)體、柳樹芽發(fā)育成枝條均屬于個(gè)體發(fā)育；扦插的葡萄枝條長成新個(gè)體屬于無性繁殖中的營養(yǎng)繁殖。 2．下面為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解。以下相關(guān)敘述不正確的是(　　) A．脫分化發(fā)生在b步驟，形成愈傷組織，在此過程中要進(jìn)行避光處理 B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程 C．從a～e屬于無性生殖過程 D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題 解析：選B。從圖中分析可知，b代表的是脫分化，需全程避光，A正確。c表示再分化，即由愈傷組織形成胚狀體，B錯(cuò)誤。a～e是由植物葉片細(xì)胞通過組織培養(yǎng)獲得人工種子并得到后代植株的過程，屬于無性生殖，C正確。人工種子是一種人工制造的代替天然種子的顆粒體，可以直接播種于田間，可解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題，D正確。 人工種子與天然種子的區(qū)別 (1)人工種子是通過植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的，屬于無性繁殖，可保持親本的優(yōu)良性狀。 (2)自然種子是通過有性生殖產(chǎn)生的，可表現(xiàn)出雙親的遺傳性狀。 　作物新品種的培育和細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 探究1　單倍體育種 結(jié)合單倍體育種過程，探究以下問題： 花藥離體 (1)原理：生殖細(xì)胞的全能性(花藥離體培養(yǎng)為單倍體植株)；染色體數(shù)目的變異(秋水仙素誘導(dǎo)單倍體幼苗細(xì)胞染色體數(shù)目加倍)。 (2)優(yōu)點(diǎn)：與雜交育種要經(jīng)過5～6年的連續(xù)篩選相比，單倍體育種明顯縮短育種年限，加快育種進(jìn)程。 探究2　突變體的利用 結(jié)合誘變產(chǎn)生新品種過程，探究以下問題： (1)原理：基因突變和植物細(xì)胞的全能性。 (2)優(yōu)點(diǎn)：提高愈傷組織的突變率，可以獲得抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的新品種，加快了育種進(jìn)程。 探究3　細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn) 下圖為工廠化生產(chǎn)人參皂甙的基本過程。 (1)選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)，產(chǎn)生愈傷組織，經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且細(xì)胞內(nèi)人參皂甙含量高的細(xì)胞株作為種子。 (2)將(1)選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適宜培養(yǎng)液中進(jìn)行液體培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。 (3)將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎，從中提取人參皂甙。 請(qǐng)結(jié)合上述內(nèi)容完成細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)過程： 外植體(離體的植物器官、組織或細(xì)胞)愈傷組織細(xì)胞懸液細(xì)胞產(chǎn)物。 五種生物技術(shù)的比較 項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 突變體的利用 單倍體育種 植物體細(xì)胞雜交 植物基因工程育種 原理 植物細(xì)胞的全能性 基因突變、植物細(xì)胞的全能性 花粉細(xì)胞的全能性、染色體變異 細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性 基因重組、植物細(xì)胞的全能性 重要 步驟 脫分化、再分化 對(duì)愈傷組織誘變處理 花藥離體培養(yǎng)、秋水仙素誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍 原生質(zhì)體融合、雜種細(xì)胞組織培養(yǎng) 對(duì)導(dǎo)入目的基因的植物細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng) 優(yōu)點(diǎn) 保持優(yōu)良品種的遺傳特性 提高突變率，獲得優(yōu)良性狀 明顯縮短育種年限 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 舉例 微型繁殖、脫毒苗培育、人工種子培育 抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的野生煙草　 單育1號(hào)煙草 培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 轉(zhuǎn)基因抗蟲棉 交匯點(diǎn)1　常見的育種方式及其原理 (1)雜交育種——基因重組。 (2)單倍體育種——染色體數(shù)目變異。 (3)多倍體育種——________________。 (4)誘變育種——________________。 (5)基因工程育種——________________。 (6)植物組織培養(yǎng)——植物細(xì)胞的全能性。 (7)植物體細(xì)胞雜交——______________________________________。 交匯點(diǎn)2　單倍體 (1)特點(diǎn)：?jiǎn)伪扼w植株長得____________， 而且____________。 (2)單倍體育種常用的方法：________________________。 (3)單倍體育種的優(yōu)點(diǎn)：________________________。 答案：交匯點(diǎn)1 (3)染色體數(shù)目變異　(4)基因突變　(5)基因重組　(7)細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性 交匯點(diǎn)2 (1)弱小　高度不育　(2)花藥離體培養(yǎng)　(3)明顯縮短育種年限　 1．(2018常熟高二檢測(cè))下圖是利用某植物(基因型為AaBb)產(chǎn)生的花粉進(jìn)行單倍體育種的示意圖，據(jù)圖判斷錯(cuò)誤的是(　　) A．過程②通常使用的試劑是秋水仙素，作用時(shí)期為有絲分裂前期 B．通過過程①得到的植株既有純合子又有雜合子 C．過程①屬于植物的組織培養(yǎng)，在此過程中必須使用一定量的植物激素 D．與雜交育種相比，該育種方法的優(yōu)點(diǎn)是能明顯縮短育種年限 解析：選B。該過程是單倍體育種過程，所以①是花藥離體培養(yǎng)，獲得的是單倍體，基因型為AB、Ab、aB、ab 4種，經(jīng)染色體加倍后的植株B都為純合子；過程②使用秋水仙素使染色體數(shù)目加倍，作用的機(jī)理是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，到后期染色單體分開后不能向細(xì)胞兩極移動(dòng)；過程①屬于植物組織培養(yǎng)，需要生長素和細(xì)胞分裂素的誘導(dǎo)。 2．在植物組織培養(yǎng)過程中，容易獲得突變體的主要原因是(　　) A．培養(yǎng)的細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài) B．培養(yǎng)基營養(yǎng)豐富，易于植物生長 C．紡錘絲的形成容易受抑制 D．DNA復(fù)制容易受抑制 解析：選A。在植物組織培養(yǎng)過程中細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，即細(xì)胞的分裂能力很強(qiáng)，細(xì)胞在分裂過程中，容易受到外界培養(yǎng)條件和外界壓力(如射線、化學(xué)物質(zhì)等)的影響而發(fā)生基因突變，對(duì)細(xì)胞進(jìn)行植物組織培養(yǎng)，可得到植物體，從這些個(gè)體中篩選出突變體，在突變體中篩選出對(duì)人們有用的突變體，進(jìn)而培育成新品種。 植物組織培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較 項(xiàng)目 植物組織培養(yǎng) 植物細(xì)胞培養(yǎng) 目的 獲得植物體 獲得細(xì)胞產(chǎn)物 培養(yǎng)基 固體培養(yǎng)基 液體培養(yǎng)基 過程 實(shí)例 各種轉(zhuǎn)基因生物、脫毒苗 人參皂甙的生產(chǎn) 核心知識(shí)小結(jié) [要點(diǎn)回眸] [答題必備] 植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖。 人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子，具有易貯藏、運(yùn)輸、不受季節(jié)、氣候等限制的優(yōu)點(diǎn)。 單倍體育種通過花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后當(dāng)年便可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限。 在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生突變。 利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可獲得的細(xì)胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿等。 [隨堂檢測(cè)] 1．(2018揚(yáng)州高二檢測(cè))通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育農(nóng)作物，其優(yōu)點(diǎn)不包括(　　) A．加快繁育速度　　　　　 B．保持親本優(yōu)良性狀 C．培育出無病毒植株 D．改變植物的基因型 解析：選D。植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良親本的遺傳特性，還可以高效快速地實(shí)現(xiàn)種苗的大量繁殖，A、B兩項(xiàng)均正確；利用該技術(shù)還可以培育脫毒苗，因?yàn)檫x材部位是植物分生區(qū)附近的新生組織，沒有或極少感染病毒，所以由培育的脫毒苗長成的植株是無病毒植株，C項(xiàng)正確；經(jīng)該技術(shù)培育的植株跟親本基因型相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 2．如圖是利用三倍體香蕉的莖尖培養(yǎng)脫毒香蕉植株的過程示意圖。下列敘述正確的是(　　) A．①～③過程中發(fā)生了有絲分裂和減數(shù)分裂 B．對(duì)香蕉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)可獲得單倍體 C．②階段為脫分化過程 D．X代表愈傷組織 解析：選D。X代表愈傷組織，①代表脫分化過程，②代表再分化過程，③④代表個(gè)體發(fā)育過程；題圖所示為細(xì)胞的有絲分裂和分化過程，沒有發(fā)生減數(shù)分裂；香蕉沒有花粉，所以不能對(duì)香蕉進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體。 3．制造人工種子的原理是在組織培養(yǎng)得到的“胚狀體”的最外面用一層有機(jī)膜包裹，并在薄膜以內(nèi)放入一些營養(yǎng)物質(zhì)，如圖所示。據(jù)此判斷下列說法不正確的是(　　) A．“胚狀體”最外面的一層有機(jī)膜和里面營養(yǎng)物質(zhì)分別具有種皮和胚乳的功能 B．“胚狀體”來源于離體的植物體細(xì)胞，其形成過程中要經(jīng)過的生理變化大體上是脫分化和再分化 C．從保證人工種子正常的生命力及生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)上來看，其外部薄膜應(yīng)具有全透性和能被微生物降解的特點(diǎn) D．在人工種子萌發(fā)的過程中“胚狀體”細(xì)胞吸收營養(yǎng)液中的物質(zhì)用于生長等 解析：選C。從保證人工種子正常的生命力上來看，其外部薄膜應(yīng)具有半透性，可以透氣和透水，但是不能讓薄膜以內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)出來。 4．(2018河南鄭州一中高二期中)花粉植株是體細(xì)胞遺傳研究和突變育種的理想材料。下面是培育四季柑桔(2N＝18)花粉植株的過程示意圖，有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．花粉植株培育的原理是花粉粒細(xì)胞具有全能性，其技術(shù)是植物組織培養(yǎng) B．過程③是細(xì)胞再分化，其根本原因是基因選擇性表達(dá) C．四種培養(yǎng)基所含植物激素的種類和比例有差異 D．觀察處于分裂中期的四季柑桔花粉植株根尖細(xì)胞，可觀察到18條染色體 答案：D 5．(2018江蘇南京期中)如圖為植物組織培養(yǎng)的基本過程，則制備人工種子及生產(chǎn)治療燙傷、割傷的藥物——紫草素，應(yīng)分別選用編號(hào)(　　) ①外植體②愈傷組織③胚狀體―→④植株 A．④② B．③② C．③④ D．④③ 解析：選B。人工種子是指將已分化的胚狀體等用合適的人工薄膜進(jìn)行包裹得到的種子；獲取細(xì)胞產(chǎn)物紫草素只需培養(yǎng)到愈傷組織階段，無需獲得植株。 6．(2018安徽淮北模擬)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。如圖是紅豆杉植株組織培養(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：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)。⑤的培養(yǎng)目的是使細(xì)胞快速增殖，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；液體培養(yǎng)的后期，由于細(xì)胞代謝產(chǎn)物的積累，以及營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，導(dǎo)致活細(xì)胞數(shù)量減少，其代謝產(chǎn)物減少；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)活細(xì)胞數(shù)量減少，某些代謝產(chǎn)物的積累 (4)③　秋水仙素　DDTT、DDtt、ddTT、ddtt 7．(2018湖北七市聯(lián)考)育種工作者利用不同的方法進(jìn)行了如下四組實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)據(jù)圖回答問題： (1)圖中Ⅰ過程由番茄韌皮部細(xì)胞形成幼苗A的過程需要經(jīng)過____________兩個(gè)關(guān)鍵步驟，該過程依據(jù)的原理是_____________________________。 (2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營養(yǎng)、________、溫度和光照外，還必須在________的條件下進(jìn)行。 (3)已知番茄的紅果(Y)對(duì)黃果(y)為顯性，少室(M)對(duì)多室(m)為顯性，控制兩對(duì)相對(duì)性狀的基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。用紅果多室(Yymm)番茄植株的花粉進(jìn)行Ⅱ、Ⅲ有關(guān)實(shí)驗(yàn)，則Ⅱ過程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是________________________。Ⅲ過程中植物體C的基因型為____________________________________。(細(xì)胞A為兩兩融合細(xì)胞) (4)圖Ⅲ、Ⅳ過程中需要去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的________________________。 (5)在圖中Ⅳ過程中，經(jīng)過鑒別和篩選后，通常植物體D能表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺傳性狀，根本原因是_________________________________________________________________。 解析：(1)圖中Ⅰ為植物組織培養(yǎng)過程，需要經(jīng)過脫分化和再分化兩個(gè)關(guān)鍵步驟，其原理是植物細(xì)胞的全能性。(2)植物組織培養(yǎng)除了需要提供一定的營養(yǎng)、植物激素(生長素、細(xì)胞分裂素)、溫度和光照外，還必須在無菌的條件下進(jìn)行。(3)Ⅱ過程中，從花粉形成幼苗B所進(jìn)行的細(xì)胞分裂方式是有絲分裂。紅果多室(Yymm)番茄植株產(chǎn)生的花粉基因型為Ym、ym，故Ⅲ過程中植物體C的基因型為YYmm、Yymm或yymm。(4)植物體細(xì)胞雜交時(shí)，要用纖維素酶和果膠酶去掉細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。(5)圖中Ⅳ過程中經(jīng)植物體細(xì)胞雜交獲得的植株具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)，能表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺傳性狀。 答案：(1)脫分化和再分化　植物細(xì)胞的全能性 (2)植物激素(生長素、細(xì)胞分裂素)　無菌 (3)有絲分裂　YYmm或Yymm或yymm (4)原生質(zhì)體 (5)具有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì) [課時(shí)作業(yè)] 一、選擇題 1．(2018徐州高二檢測(cè))生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒種苗，該過程不涉及細(xì)胞的(　　) A．有絲分裂　　　　　　 B．減數(shù)分裂 C．細(xì)胞脫分化 D．細(xì)胞再分化 解析：選B。該過程是植物組織培養(yǎng)技術(shù)，包括兩個(gè)重要的階段：細(xì)胞脫分化和細(xì)胞再分化。因?yàn)橹皇桥嘤健胺N苗”階段，故整個(gè)過程只有植物的營養(yǎng)生長，細(xì)胞增殖方式只是有絲分裂，減數(shù)分裂方式要等到植株開花結(jié)實(shí)進(jìn)行生殖生長時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。 2．(2018河北邢臺(tái)高二期末)如圖表示利用細(xì)菌中抗蟲基因培育抗蟲玉米的過程，其中①～⑧表示操作步驟，a、b 表示分子，c～e表示培養(yǎng)過程，其中d過程表示細(xì)菌與玉米細(xì)胞混合培養(yǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．用到限制酶和DNA連接酶的是步驟①② B．步驟④進(jìn)行前需使細(xì)菌處于感受態(tài) C．步驟⑤的主要目的是培養(yǎng)細(xì)菌 D．步驟⑦和⑧是脫分化和再分化 解析：選B。①表示目的基因的獲取，需要用到限制酶，②切割質(zhì)粒產(chǎn)生黏性末端的過程，也需要用到限制酶，這兩個(gè)過程都不需要DNA連接酶，A錯(cuò)誤；將目的基因?qū)朕r(nóng)桿菌細(xì)胞時(shí)需要采用感受態(tài)轉(zhuǎn)化法，即步驟④進(jìn)行前需使細(xì)菌處于感受態(tài)，B正確；步驟⑤是通過農(nóng)桿菌的繁殖來擴(kuò)增目的基因，C錯(cuò)誤；步驟⑦表示植物組織培養(yǎng)過程，包括脫分化和再分化兩個(gè)過程；⑧表示植物的生長發(fā)育過程，D錯(cuò)誤。 3．人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機(jī)體，它能像天然種子一樣萌發(fā)生長。人工種子的核心部分胚狀體可以由懸浮培養(yǎng)的芽尖細(xì)胞制得，也可以用通過試管培養(yǎng)的花粉或胚囊制得，由此人們把胚狀體分為“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”。請(qǐng)據(jù)此判斷下列說法不正確的是(　　) A．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難等問題 B．培育胚狀體運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù) C．同一種植物的“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數(shù)目比為1∶1 D．該項(xiàng)技術(shù)的成功應(yīng)用體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性 解析：選C。體細(xì)胞胚是由植物的體細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化形成的，花粉胚是由花粉經(jīng)脫分化和再分化形成的。因此，同一種植物的“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數(shù)目比為2∶1。 4．(2018海淀高二檢測(cè))如圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的過程，相關(guān)敘述中正確的是(　　) A．②階段和③階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂 B．①階段需生長素而③階段需細(xì)胞分裂素 C．①階段有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化 D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體 解析：選C。整個(gè)組織培養(yǎng)的過程不會(huì)出現(xiàn)減數(shù)分裂，A項(xiàng)錯(cuò)誤；培養(yǎng)基中兩種植物激素混合使用，只是不同的階段激素配比有所不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；①階段是脫分化階段，沒有細(xì)胞分化，只有有絲分裂，C項(xiàng)正確；雖然四倍體植株產(chǎn)生的花粉細(xì)胞內(nèi)有兩個(gè)染色體組，但經(jīng)過花藥(粉)離體培養(yǎng)得到，依然叫單倍體植株，由含有兩個(gè)染色體組的受精卵或體細(xì)胞(經(jīng)植物組織培養(yǎng))發(fā)育而來的植株才叫二倍體，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 5．(2018天津十二校聯(lián)考)下面的簡(jiǎn)式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷不正確的是(　　) ①②③―→④ A．若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性 B．若①是二倍體植物的花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種 C．若①是人參細(xì)胞，對(duì)②進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量 D．若①是具有雜種優(yōu)勢(shì)的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行繁育會(huì)發(fā)生性狀分離 解析：選D。若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則該細(xì)胞含有不同植物的遺傳物質(zhì)，因此④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性，A正確；若①是二倍體植物的花粉，則④是經(jīng)花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株，其再經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種(純種)，B正確；若①是人參細(xì)胞，則②是該人參細(xì)胞脫分化形成的愈傷組織，要提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂甙的產(chǎn)量，對(duì)②進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)即可，C正確；植物組織培養(yǎng)屬于無性生殖，能保持親本的優(yōu)良性狀，若①是具有雜種優(yōu)勢(shì)的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行繁育不會(huì)發(fā)生性狀分離，D錯(cuò)誤。 6．(2018河北唐山一中月考)如圖所示是利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育新植株的過程，植物細(xì)胞A和B分別來源于二倍體植物甲和乙。下列有關(guān)分析正確的是(　　) A．過程①需要將植物細(xì)胞A和B置于含纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中 B．過程②要用聚乙二醇等誘導(dǎo)原生質(zhì)體a、b融合，主要依據(jù)的原理是細(xì)胞膜具有選擇透過性 C．將雜種細(xì)胞c培育成新植物體過程中需要根據(jù)生長發(fā)育進(jìn)程更換培養(yǎng)基 D．最終得到的植株相對(duì)于甲、乙而言發(fā)生了染色體數(shù)目變異，不可育 解析：選C。過程①為去除細(xì)胞壁，將植物細(xì)胞A和B置于含有纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中，去除細(xì)胞壁后得到的原生質(zhì)體易吸水漲破，A錯(cuò)誤；過程②用聚乙二醇等誘導(dǎo)原生質(zhì)體a、b融合，依據(jù)的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性，B錯(cuò)誤；將雜種細(xì)胞c培育成新植物體過程中，不同的發(fā)育階段需要用不同的培養(yǎng)基，C正確；最終得到的植株相對(duì)于甲、乙來說，染色體數(shù)目有差異，但由于甲、乙都是二倍體植物，所以理論上得到的雜種植株是可育的，D錯(cuò)誤。 7．(2018太原外國語學(xué)校高二月考)SOD是一種抗氧化酶，它能催化O形成H2O2，增強(qiáng)植物的抗逆性。下圖為培育農(nóng)作物新品種的一種方式。以下敘述正確的是(　　) A．①過程中最常用的方法是采用顯微注射技術(shù)將SOD基因?qū)胫参锛?xì)胞 B．②③分別表示脫分化、再分化過程，均無需嚴(yán)格的無菌操作就可以完成 C．利用植物組織培養(yǎng)生產(chǎn)SOD時(shí)，需要將外植體培養(yǎng)到胚狀體 D．該育種方式利用了細(xì)胞工程和基因工程，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性 答案：D 8．(2018福建八縣一中高二期末)如圖為利用體細(xì)胞誘變獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．過程①②培養(yǎng)基配方中，植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度比例不同 B．白三葉草愈傷組織和胚狀體的細(xì)胞中RNA種類和數(shù)量相同 C．將過程②形成的胚狀體制成人工種子可在短期內(nèi)得到大量種苗 D．過程③常采用的方法是向白三葉草幼苗噴灑一定濃度的除草劑 解析：選B。①為脫分化過程，②為再分化過程，決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細(xì)胞分裂素的協(xié)同作用在組織培養(yǎng)過程中非常重要，所以過程①②培養(yǎng)基配方中，植物生長調(diào)節(jié)劑的濃度比例不同，A正確；白三葉草愈傷組織和胚狀體的細(xì)胞中DNA種類相同，但由于細(xì)胞選擇表達(dá)的基因不同，因此它們所含RNA種類和數(shù)量不同，B錯(cuò)誤；人工種子是通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。因此，將過程②形成的胚狀體制成人工種子可在短期內(nèi)得到大量種苗，C正確；由于基因突變具有多害少利性和不定向性，需要進(jìn)行檢測(cè)與篩選，因此③常采用的方法是向白三葉草幼苗噴灑一定濃度的除草劑，D正確。 9．(2018甘肅天水甘谷一中高二期中)如圖是通過植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．①過程是脫分化，②過程是再分化 B．②過程中需用一定濃度的胰蛋白酶處理愈傷組織 C．③過程需使用固體培養(yǎng)基，有利于細(xì)胞增殖 D．圖示過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性 答案：A 二、非選擇題 10．(2018長春高二檢測(cè))人工種子是人們模仿天然種子的結(jié)構(gòu)制造出來的生命有機(jī)體，它能像種子一樣萌發(fā)生長，長成植物。人工種子的核心部件是個(gè)被外層物包裹的具有類似于胚功能的胚狀體。將胚狀體包裹在一個(gè)能提供營養(yǎng)的膠質(zhì)中，便成了所謂的“人工種子”。據(jù)此回答下列問題： (1)人工種子依據(jù)的原理是________________，培育胚狀體利用了______________技術(shù)。 (2)包裹胚狀體的膠質(zhì)可看作自然種子的哪部分結(jié)構(gòu)？ ________________________________________________________________________。 (3)如果外植體是植物的莖尖，通過①的處理可使細(xì)胞彼此分離，①過程中可加入的是(　　) A．蛋白酶 B．淀粉酶 C．果膠酶 D．胰蛋白酶 (4)②過程表示脫分化過程，其實(shí)質(zhì)是____________________________；③表示再分化過程，其實(shí)質(zhì)是________________________。 (5)由人工種子萌發(fā)成的植株是否可育？________。 解析：(1)人工種子能發(fā)育成完整植株，說明其細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需要的全套遺傳物質(zhì)，因此依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，人工種子是經(jīng)過植物組織培養(yǎng)技術(shù)得到的。(2)包裹胚狀體的膠質(zhì)有保護(hù)胚狀體的作用，同時(shí)又可以為胚狀體提供營養(yǎng)物質(zhì)，所以可看成種皮及胚乳或子葉。(3)使植物細(xì)胞彼此分離可以使用纖維素酶和果膠酶，因?yàn)橹参锛?xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。(4)脫分化的實(shí)質(zhì)是使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力，而再分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)。(5)人工種子是否可育取決于培育胚狀體所用的材料。 答案：(1)植物細(xì)胞的全能性　植物組織培養(yǎng) (2)種皮及提供營養(yǎng)的胚乳或子葉 (3)C (4)使細(xì)胞恢復(fù)分裂能力　基因的選擇性表達(dá) (5)不一定 11．(2018山東昌樂二中高二模擬)如圖為利用生物技術(shù)獲得生物新品種的過程示意圖。據(jù)圖回答： (1)在培育轉(zhuǎn)基因植物的研究中，卡那霉素抗性基因(kanR)常作為標(biāo)記基因，只有含卡那霉素抗性基因的細(xì)胞才能在卡那霉素培養(yǎng)基上生長。圖乙為獲得抗蟲棉技術(shù)的流程。圖中將目的基因?qū)胫参锸荏w細(xì)胞采用的方法是____________。C過程的培養(yǎng)基除含有必要營養(yǎng)物質(zhì)、瓊脂和激素外，還必須加入____________。 (2)隨著科技發(fā)展，獲取目的基因的方法也越來越多，若圖乙中的“抗蟲基因”是利用圖甲中的方法獲取的，該方法稱為____________。圖中①過程與細(xì)胞中DNA復(fù)制過程相比，該過程不需要____________酶。③是在____________(填“酶”的名稱)作用下進(jìn)行延伸的。 (3)檢測(cè)目的基因是否轉(zhuǎn)錄出mRNA的具體方法是使用____________與提取出的____________做分子雜交。 (4)離體棉花葉片組織經(jīng)C、D、E成功地培育出了轉(zhuǎn)基因抗蟲植株，此過程涉及的細(xì)胞工程技術(shù)是____________________，該技術(shù)的原理是____________。 (5)科學(xué)家將植物細(xì)胞培養(yǎng)得到____________，包上人工種皮，制成了神奇的人工種子，以便更好地大面積推廣培養(yǎng)。 答案：(1)農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法　卡那霉素　(2)PCR技術(shù)　DNA解旋　熱穩(wěn)定性DNA聚合酶(Taq酶)　(3)標(biāo)記的目的基因　mRNA分子　(4)植物組織培養(yǎng)　細(xì)胞的全能性　(5)胚狀體(或答“不定芽”“頂芽”“腋芽”等) 12．(2018吉林梅河口五高二月考)下圖表示由甲、乙兩種植物逐步培育出戊植株的過程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)通過Ⅰ過程培育出丙種植物的方法有以下兩種： 方法一：將甲、乙兩種植物雜交得到基因型為________的植株，并在________期用________(化學(xué)物質(zhì))處理，從而獲得基因型為bbDD的丙種植物。 方法二：先取甲、乙兩種植物的________，利用________________處理，獲得具有活力的________；然后誘導(dǎo)融合、篩選出雜種細(xì)胞；最后將該雜種細(xì)胞通過________________技術(shù)培育出基因型為bbDD的丙種植物。此種育種方法的優(yōu)點(diǎn)是________________。 (2)由丙種植物經(jīng)Ⅱ過程培育成丁植株，發(fā)生的變異屬于________________；將丁植株經(jīng)Ⅲ培育成戊植株的過程，在育種上稱為________。 (3)通過圖中所示育種過程，________(填“能”或“否”)增加物種的多樣性。 答案：(1)bD　幼苗　秋水仙素　體細(xì)胞　纖維素酶和果膠酶　原生質(zhì)體　植物組織培養(yǎng)　克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交(不親和)的障礙　(2)染色體結(jié)構(gòu)的變異(染色體易位)　誘變育種　(3)能 13．(2018湖南師大附中模擬)下面是培育柑桔耐鹽植株的實(shí)驗(yàn)流程，請(qǐng)據(jù)此作答： 莖段―→愈傷組織―→耐鹽植株 (1)此項(xiàng)技術(shù)叫____________，其優(yōu)點(diǎn)是：____________________________________。 (2)由莖段到愈傷組織這一過程叫________________________，由挑選生長的愈傷組織到耐鹽植株這一過程叫____________。 (3)對(duì)愈傷組織進(jìn)行了兩次處理，處理1中γ射線照射的目的是______________，用γ射線不直接處理莖段而是處理愈傷組織，原因是________________________；處理2中添加的物質(zhì)X為____________，其目的是____________________________。 (4)該技術(shù)也被廣泛應(yīng)用于其他作物的育種中，在培育白菜—甘藍(lán)，三倍體無子西瓜、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉中，需用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是____________。 答案：(1)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)　可以防止植物病毒的危害；保持親本的優(yōu)良性狀；短時(shí)間內(nèi)大量快速進(jìn)行繁殖等 (2)脫分化　再分化 (3)誘導(dǎo)基因突變　愈傷組織細(xì)胞處于不斷地分裂狀態(tài)，易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變 氯化鈉　挑選出耐鹽的愈傷組織 (4)培育白菜—甘藍(lán)、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法獲得抗蟲棉 14．(2018哈師大附中高二期中)如圖所示為培育農(nóng)作物新品種的過程示意圖。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題： (1)圖示育種過程涉及的生物工程技術(shù)有________________________________。圖中③⑤過程分別稱為____________________________________。 (2)圖中從愈傷組織到形成完整的新品種植株的途徑有兩條，具體通過哪條途徑主要取決于培養(yǎng)基中的____________(寫激素名稱)的濃度配比。用植物組織培養(yǎng)的方法制作的人工種子，其形成要用到圖中的X________(寫結(jié)構(gòu)名稱)，⑩的主要作用是________________。 (3)圖示④⑤⑥⑧育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是______________。 (4)若要從大量培養(yǎng)的新品種愈傷組織中提取某種活性物質(zhì)，則哪項(xiàng)條件是不需要的？________。 A．消毒滅菌 B．充足光照 C．適宜溫度 D．適宜養(yǎng)料和激素 解析：(1)由以上分析可知，圖示育種過程涉及到的生物工程技術(shù)有基因工程、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。圖中過程③表示將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞，⑤表示脫分化過程。(2)圖中從愈傷組織到形成完整的新品種植株的途徑有兩條，具體通過哪條途徑主要取決于培養(yǎng)基中的生長素和細(xì)胞分裂素的濃度配比。人工種子是指通過植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，通過人工薄膜包裝得到的種子。因此，用植物組織培養(yǎng)的方法制作的人工種子，其形成要用到圖中的X胚狀體。⑩表示人工胚乳，其主要作用是提供胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)。(3)圖示④⑤⑥⑧(植物體細(xì)胞雜交)育種方法與傳統(tǒng)雜交育種相比，具有的優(yōu)點(diǎn)是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙。(4)愈傷組織不含葉綠體，不能進(jìn)行光合作用，因此從大量培養(yǎng)的新品種愈傷組織中提取某種活性物質(zhì)時(shí)，不需要充足的光照條件。 答案：(1)基因工程、植物體細(xì)胞雜交(植物組織培養(yǎng))　將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、脫分化　(2)生長素和細(xì)胞分裂素　胚狀體　提供胚狀體發(fā)育所需的營養(yǎng)　(3)克服遠(yuǎn)緣雜交不親和障礙　(4)B