2018-2019學(xué)年高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.1 植物細(xì)胞工程 2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)學(xué)案 新人教版選修3.doc

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2．1.1　植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) [學(xué)習(xí)目標(biāo)]　1.簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理和過(guò)程。2.描述植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理和過(guò)程。 方式一　“君子”蘭的快速繁殖 “春風(fēng)欲擅秋風(fēng)巧，催出幽蘭繼落梅”，素有“天下第一香”之稱的蘭花，以其優(yōu)美高雅的葉片和芳香艷麗的花朵，成為自古以來(lái)文人墨客吟詩(shī)作賦的對(duì)象。但是，蘭花在自然條件下播種繁殖的難度很大，需要較長(zhǎng)時(shí)間才能獲得少量幼苗。如何才能滿足人們對(duì)蘭花的需求呢？科學(xué)家在細(xì)胞全能性的理論基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了蘭花快速繁殖的技術(shù)——植物組織培養(yǎng)。植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞工程的核心技術(shù)，植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)還有哪些？這些基本技術(shù)的一般操作程序是怎樣的？讓我們通過(guò)本節(jié)來(lái)學(xué)習(xí)探討吧！ 方式二　山東省金鄉(xiāng)縣是全國(guó)聞名的大蒜之鄉(xiāng)。該縣農(nóng)科所與中國(guó)農(nóng)科院聯(lián)合成功開(kāi)發(fā)和培育出的品質(zhì)好、產(chǎn)量高的新品種——脫毒大蒜，是植物細(xì)胞工程的又一成果。什么是細(xì)胞工程？細(xì)胞工程是如何發(fā)展起來(lái)的？包括哪些基本技術(shù)？在哪些方面得到了應(yīng)用？ 一、細(xì)胞工程和細(xì)胞的全能性 1．細(xì)胞工程的含義 原理和方法 細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué) 操作水平 細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平 目的 按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品 分類 植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程 2.細(xì)胞的全能性 (1)定義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 (2)植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件 ①離體狀態(tài)。 ②營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：種類齊全、比例合適。 ③植物激素：主要是生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素。 ④外界條件：適宜的溫度、pH和光照等。 ⑤無(wú)菌操作。 歸納總結(jié) 1．明辨細(xì)胞全能性的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn) (1)細(xì)胞的全能性指的是細(xì)胞的一種潛在能力，這種潛在能力只有在特定的環(huán)境中才能表現(xiàn)出來(lái)，而不是指細(xì)胞在任何條件下都能發(fā)育成完整的生物體。 (2)植物細(xì)胞的全能性較容易表現(xiàn)出來(lái)，高度分化的動(dòng)物細(xì)胞的細(xì)胞核也具有全能性，但動(dòng)物細(xì)胞的全能性目前仍難以得到驗(yàn)證。 (3)細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞中具有發(fā)育成完整個(gè)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。 (4)細(xì)胞表達(dá)全能性的標(biāo)志是發(fā)育成完整個(gè)體而不是形成某種組織或者器官。 (5)植物的種子發(fā)育成完整植株，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。因?yàn)榉N子中的胚已完成了早期發(fā)育，相當(dāng)于新植物的幼體，而沒(méi)有體現(xiàn)出細(xì)胞具有發(fā)育成完整植物體的潛能。 2．細(xì)胞全能性大小的分析 (1)體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分化程度：分化程度低的＞分化程度高的。 (2)體細(xì)胞全能性與細(xì)胞分裂能力：分裂能力強(qiáng)的＞分裂能力弱的。 (3)不同類型細(xì)胞的全能性：受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞。 (4)不同生物細(xì)胞的全能性：植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞。 例1　植物細(xì)胞的全能性是指(　　) A．具有核、膜、質(zhì)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，能進(jìn)行各種生理活動(dòng) B．只具有膜和質(zhì)，同樣能進(jìn)行各種生理活動(dòng) C．植物體細(xì)胞所具有的發(fā)育成完整個(gè)體的潛能 D．具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細(xì)胞 答案　C 解析　具有某種植物全套遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都有發(fā)育成完整新植物體的潛能，也就是說(shuō)，每個(gè)植物活細(xì)胞都具有全能性。 例2　下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因 B．高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時(shí)，才有可能表現(xiàn)出全能性 C．植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同 D．紫色糯性玉米種子培育成植株，這反映植物種子具有全能性 答案　B 解析　細(xì)胞具有全能性的原因是細(xì)胞具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全套基因，而配子也具有這樣的全套基因，同樣具有全能性；植物體內(nèi)細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，這是細(xì)胞內(nèi)基因在特定時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果；種子是植物的器官，由種子發(fā)育成植株，是正常生命歷程，不屬于全能性；細(xì)胞全能性的表達(dá)前提是離體培養(yǎng)的細(xì)胞、組織或器官。 二、植物組織培養(yǎng)技術(shù) 1．植物組織培養(yǎng)的概念分析 (1)理論基礎(chǔ)：植物細(xì)胞的全能性。 (2)前提：離體的植物器官、組織、細(xì)胞。 (3)條件：無(wú)菌和人工控制條件下、人工配制的培養(yǎng)基上、適宜的培養(yǎng)條件。 (4)結(jié)果：脫分化形成愈傷組織，再誘導(dǎo)其再分化生成胚狀體或叢芽，最終形成完整的植株。 2．胡蘿卜的組織培養(yǎng)過(guò)程 — ↓ — ↓ — ↓ — 歸納總結(jié) 1．植物組織培養(yǎng)的一般過(guò)程 (1)外植體：用于植物組織培養(yǎng)的離體的植物器官、組織或細(xì)胞。 (2)脫分化：已經(jīng)分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。 (3)愈傷組織：細(xì)胞排列疏松且無(wú)規(guī)則、高度液泡化、呈無(wú)定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán)。 (4)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，又可以重新分化出根或芽等器官的過(guò)程。 2．植物組織培養(yǎng)技術(shù)的注意事項(xiàng) (1)外植體的選擇：外植體脫分化的難易因植物種類、器官來(lái)源及生理狀況的不同而不同。一般來(lái)說(shuō)，植物的花和幼嫩的組織脫分化相對(duì)比較容易，而植物的莖、葉和成熟的組織較難。 (2)無(wú)菌操作：植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染，所有實(shí)驗(yàn)用具要嚴(yán)格滅菌，接種過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作。 (3)光照的控制：對(duì)于植物組織培養(yǎng)來(lái)說(shuō)，光照條件非常重要。在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要避光培養(yǎng)，有利于細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織(如果是在光照條件下，容易分化產(chǎn)生維管等組織，不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織)。當(dāng)愈傷組織分化出芽和葉時(shí)，一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。 (4)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的用量 生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素的比值 作用效果 比值高時(shí) 促進(jìn)根的分化、抑制芽的形成 比值低時(shí) 促進(jìn)芽的分化、抑制根的形成 比值適中 促進(jìn)愈傷組織的形成 例3　植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、方法步驟及誘導(dǎo)的植物激素分別是(　　) ①細(xì)胞的全能性?、陔x體的植物器官、組織或細(xì)胞 ③根、芽　④生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素?、萆L(zhǎng)素和乙烯 ⑥愈傷組織?、咴俜只、嗝摲只、嶂参矬w A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④ B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④ C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤ 答案　B 解析　植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性；方法步驟是：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化得到根、芽，由根、芽發(fā)育成植物體；所用激素是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。 例4　(2017山西榆社中學(xué)高二下期中)如圖表示四倍體蘭花葉片植物組織培養(yǎng)的過(guò)程，下列相關(guān)敘述正確的是(　　) A．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體 B．①階段體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，②階段需要細(xì)胞分裂素 C．①階段有細(xì)胞增殖，但無(wú)細(xì)胞分化 D．②過(guò)程為脫分化，③過(guò)程為再分化 答案　C 解析　花藥離體培養(yǎng)得到的個(gè)體一定是單倍體植株，A錯(cuò)誤；①階段是脫分化階段，②階段是再分化階段，③階段是細(xì)胞分裂分化過(guò)程，①②③體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，B、D錯(cuò)誤；①階段是脫分化階段，沒(méi)有細(xì)胞的分化，只進(jìn)行細(xì)胞增殖形成薄壁細(xì)胞團(tuán)，C正確。 三、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雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 2．過(guò)程 (1)去壁：用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。 (2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法 ①物理法：離心、振動(dòng)、電激等。 ②化學(xué)法：用聚乙二醇(PEG)誘導(dǎo)。 3．意義：克服了不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 歸納總結(jié) 1．植物體細(xì)胞雜交的原理 原生質(zhì)體融合的過(guò)程利用了細(xì)胞膜的流動(dòng)性，雜種細(xì)胞發(fā)育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。 2．與植物體細(xì)胞雜交技術(shù)有關(guān)的遺傳知識(shí) (1)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中無(wú)有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，屬于無(wú)性生殖。 (2)雜種植株的染色體來(lái)源于兩種植物，變異類型是染色體數(shù)目的變異，形成的是異源多倍體。 (3)由于含有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)，因此理論上應(yīng)具有兩個(gè)親本的遺傳性狀。 (4)培育新品種的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德?tīng)柕倪z傳定律。 例5　下圖為“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．獲得a、b細(xì)胞需要用胰蛋白酶和果膠酶處理 B．誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素 C．a(chǎn)、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是生物膜具有流動(dòng)性 D．d、e、f過(guò)程表示植物的組織培養(yǎng)過(guò)程，e、f分別為脫分化和再分化 答案　C 解析　植物體細(xì)胞在雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；a、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性；誘導(dǎo)a、b細(xì)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。 例6　A種植物細(xì)胞(基因型為Aa)、B種植物細(xì)胞(基因型為Bb)去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)兩種細(xì)胞的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞。則經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)得到的雜種植株是(　　) A．二倍體，基因型為AaBb B．二倍體，基因型為AAaaBBbb C．四倍體，基因型為AaBb D．四倍體，基因型為AAaaBBbb 答案　C 解析　雜種植株為四倍體，基因型為AaBb。 拓展提升　植物體細(xì)胞雜交后的植物染色體組數(shù) (1)染色體組數(shù)目＝A、B兩個(gè)細(xì)胞內(nèi)染色體組數(shù)之和。 (2)植物體細(xì)胞雜交后的植物，有幾個(gè)染色體組就稱為幾倍體。 (3)舉例：二倍體白菜和二倍體甘藍(lán)體細(xì)胞雜交得到的白菜—甘藍(lán)有四個(gè)染色體組，為四倍體。 1．下列哪種細(xì)胞的全能性最容易得到表達(dá)(　　) A．青蛙的皮膚細(xì)胞 B．胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞 C．小白鼠的肝臟細(xì)胞 D．胡蘿卜的形成層細(xì)胞 答案　D 解析　細(xì)胞分化程度越低，全能性越容易表達(dá)，青蛙的皮膚細(xì)胞和胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞都是高度分化的細(xì)胞，小白鼠的肝臟細(xì)胞和胡蘿卜的形成層細(xì)胞都具有分生能力，但植物細(xì)胞的全能性比動(dòng)物細(xì)胞更容易表達(dá)，故胡蘿卜的形成層細(xì)胞的全能性最容易表達(dá)。 2．如圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程，有關(guān)說(shuō)法不正確的是(　　) A．b試管中細(xì)胞全能性最高 B．d試管中培育出的個(gè)體都是純合子 C．a(chǎn)→b的過(guò)程不需要光照 D．a(chǎn)→d的細(xì)胞分裂方式都是有絲分裂 答案　B 解析　試管中的試管苗來(lái)源相同，都是通過(guò)植物組織培養(yǎng)發(fā)育而成的，植株的基因型相同，但不一定是純合子。 3．(2017陜西黃陵中學(xué)高二下期中)植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式是(　　) A．脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件；減數(shù)分裂 B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因；有絲分裂 C．將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)；減數(shù)分裂 D．脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件；有絲分裂 答案　D 解析　植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件：①細(xì)胞離體和適宜的外界條件；②一定的營(yíng)養(yǎng)(無(wú)機(jī)、有機(jī)成分)和植物激素。植物細(xì)胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成植物體的過(guò)程，包括脫分化和再分化兩個(gè)重要的步驟，在這兩個(gè)過(guò)程中細(xì)胞都是通過(guò)有絲分裂方式進(jìn)行增殖的，故選D。 4．(2017河南新野高二期中)植物體細(xì)胞雜交尚未解決的問(wèn)題是(　　) A．去除細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體 B．將雜種細(xì)胞培育成植株 C．讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)親代的優(yōu)良性狀 D．尚未培育出屬間雜種植物 答案　C 解析　目前植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的雜種植株并沒(méi)有完全表現(xiàn)出人們所需要的性狀。 5．(2013新課標(biāo)Ⅱ，40節(jié)選)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(wèn)題： (1)為了培育該新型藥用植物，可取甲和乙的葉片，先用________酶和________酶去除細(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(guò)________形成完整的雜種植株。這種培育技術(shù)稱為_(kāi)___________________。 (2)上述雜種植株屬于多倍體，多倍體是指____________________________________。假設(shè)甲與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____________________________________________________________。 答案　(1)纖維素　果膠　原生質(zhì)體　愈傷　再分化(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　在減數(shù)分裂過(guò)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 解析　(1)該新型藥用植物是通過(guò)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的。要獲得有活力的原生質(zhì)體才能進(jìn)行體細(xì)胞雜交，因此首先用纖維素酶和果膠酶去掉植物的細(xì)胞壁，然后用PEG化學(xué)誘導(dǎo)劑(物理方法：離心、振動(dòng)等)誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合。然后采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得雜種植株，植物組織培養(yǎng)的主要過(guò)程是：先脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成植物體，利用了植物細(xì)胞的全能性。 (2)如果植物甲、乙是兩個(gè)物種，二者不能通過(guò)有性雜交產(chǎn)生可育后代，原因是甲、乙有性雜交所產(chǎn)生的后代在減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體聯(lián)會(huì)異常，也就是存在著生殖隔離。但植物甲、乙通過(guò)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)產(chǎn)生的后代卻是可育的，因?yàn)樵跍p數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體能完成正常的聯(lián)會(huì)，產(chǎn)生正常的配子。由于甲、乙都是二倍體，因此，植物體細(xì)胞雜交得到的后代是異源多倍體(四倍體)。 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　細(xì)胞的全能性 1．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述中，不正確的是(　　) A．受精卵在自然條件下能形成完整個(gè)體，因此全能性最高 B．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化，全能性不能表達(dá) C．卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高 D．植物細(xì)胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 答案　C 解析　受精卵發(fā)育成完整個(gè)體的能力最強(qiáng)，全能性最高，A正確；生物體內(nèi)的細(xì)胞由于分化，基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，因而體內(nèi)細(xì)胞并沒(méi)有表達(dá)出全能性，B正確；卵細(xì)胞是高度分化的細(xì)胞，C錯(cuò)誤；離體的植物細(xì)胞可以通過(guò)組織培養(yǎng)表達(dá)出全能性，D正確。 2．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的含義的敘述，正確的是(　　) A．每個(gè)生物體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的功能 B．生物體內(nèi)的任何一個(gè)細(xì)胞都可以完成該個(gè)體的全部功能 C．理論上，生物體的每一個(gè)活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能 D．生物體的每個(gè)細(xì)胞都經(jīng)過(guò)產(chǎn)生、分裂、分化、生長(zhǎng)、衰老、死亡的全過(guò)程 答案　C 解析　細(xì)胞全能性是指細(xì)胞中含有本物種的整套遺傳物質(zhì)，具有發(fā)育成一個(gè)完整個(gè)體的潛能。 題組二　植物組織培養(yǎng)技術(shù) 3．下列屬于植物組織培養(yǎng)的是(　　) A．花粉培養(yǎng)成單倍體植株 B．芽發(fā)育成枝條 C．根尖分生區(qū)發(fā)育為成熟區(qū) D．受精卵發(fā)育成植株 答案　A 解析　將花粉培養(yǎng)成單倍體植株，即花藥離體培養(yǎng)，屬于植物組織培養(yǎng)，A正確；芽發(fā)育成枝條是自然生長(zhǎng)過(guò)程，不屬于植物組織培養(yǎng)，B錯(cuò)誤；根尖分生區(qū)發(fā)育為成熟區(qū)是自然生長(zhǎng)過(guò)程，不屬于植物組織培養(yǎng)，C錯(cuò)誤；植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化等過(guò)程，而受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，發(fā)育成植株無(wú)脫分化等過(guò)程，D錯(cuò)誤。 4．植物組織培養(yǎng)過(guò)程中的脫分化是指(　　) A．植物體的分生組織通過(guò)細(xì)胞分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的過(guò)程 B．未成熟的種子經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期培養(yǎng)，長(zhǎng)出幼苗的過(guò)程 C．植物的器官、組織或細(xì)胞，通過(guò)離體培養(yǎng)產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程 D．取植物的枝芽培育成一株新個(gè)體的過(guò)程 答案　C 解析　植物細(xì)胞的脫分化就是讓已分化的細(xì)胞，經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只募?xì)胞——愈傷組織的過(guò)程。 5．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營(yíng)養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓 B．培養(yǎng)基中的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素使用順序影響愈傷組織的生長(zhǎng)和分化 C．離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過(guò)脫分化才能形成愈傷組織 D．同一株綠色開(kāi)花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織遺傳物質(zhì)相同 答案　D 解析　采用綠色開(kāi)花植物的生殖器官部位(如花藥)進(jìn)行培養(yǎng)獲得的愈傷組織的遺傳物質(zhì)只有體細(xì)胞的一半。 題組三　植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 6．植株甲是二倍體水稻，利用植株甲獲得了植株乙，而后利用植株甲和乙又獲得了植株丙和丁。培養(yǎng)過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．用秋水仙素處理植株甲的雌蕊柱頭可獲得植株乙 B．植株丙與植株丁的體細(xì)胞中染色體組的數(shù)目相同 C．植株甲與植株乙正交和反交所得種子的胚乳的基因型不同 D．獲得植株丙和植株丁的過(guò)程都屬于有性繁殖 答案　C 解析　用秋水仙素處理植株甲萌發(fā)的種子或幼苗可得到植株乙；圖示丙植株體細(xì)胞中染色體組數(shù)應(yīng)為3，而丁植株體細(xì)胞中染色體組數(shù)應(yīng)為6；獲得植株丙的過(guò)程為有性繁殖，獲得植株丁的過(guò)程為無(wú)性繁殖。 7．下圖示“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過(guò)程，其中①～⑤表示過(guò)程，字母表示細(xì)胞、組織或植株。下列說(shuō)法正確的是(　　) A．①表示低滲溶液中用酶解法處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體 B．e是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞 C．可根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁是否再生 D．植物有性雜交和體細(xì)胞雜交都能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 答案　C 解析　原生質(zhì)體在低滲溶液中會(huì)吸水漲破，應(yīng)將細(xì)胞置于等滲溶液中進(jìn)行酶解處理；e是植物細(xì)胞脫分化后形成的一種無(wú)特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞；質(zhì)壁分離是指原生質(zhì)層與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象，故可根據(jù)是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象來(lái)鑒定雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁是否再生；植物有性雜交不能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 8．驅(qū)蚊草散發(fā)的氣味可在一定范圍內(nèi)驅(qū)除蚊子，驅(qū)蚊草是由天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交而得到的。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．培育方法屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 B．培育過(guò)程中要用纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動(dòng)、電激等方法 C．培育手段是植物體細(xì)胞雜交，它不同于植物組織培養(yǎng)，無(wú)愈傷組織和試管苗的形成 D．驅(qū)蚊草不能通過(guò)天竺葵和香茅草的有性雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離 答案　C 解析　驅(qū)蚊草是通過(guò)天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交而得到的，在此技術(shù)中仍需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，有愈傷組織和試管苗的形成過(guò)程。 [綜合強(qiáng)化] 9．1958年，美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德應(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(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下列關(guān)于這一科學(xué)事實(shí)的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) ①該實(shí)驗(yàn)證明了植物細(xì)胞具有全能性　②此種生殖產(chǎn)生的后代有廣泛的變異?、垌g皮部細(xì)胞通過(guò)減數(shù)分裂增加細(xì)胞數(shù)目?、艽朔N生殖產(chǎn)生的后代能保持親本的性狀 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 答案　B 解析　體細(xì)胞組織培養(yǎng)屬于無(wú)性繁殖，其后代能保持親本的性狀，變異性?。惑w細(xì)胞不能進(jìn)行減數(shù)分裂。 10．現(xiàn)有甲、乙兩種植株(均為二倍體純種)，其中甲種植株的光合作用能力高于乙種植株，但乙種植株很適合在鹽堿地種植。要利用甲、乙兩種植株各自的優(yōu)勢(shì)，培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列采用的技術(shù)手段不可行的是(　　) A．利用植物細(xì)胞融合技術(shù)，可獲得滿足要求的四倍體雜種目的植株 B．將乙種植株耐鹽基因?qū)爰追N植株的受精卵中，可培育出目的植株 C．兩種植株雜交后得到F1，取其花粉，進(jìn)行花藥離體培養(yǎng)獲得目的植株 D．誘導(dǎo)兩種植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素處理，可培育出目的植株 答案　C 解析　甲、乙為不同物種，不同物種間存在生殖隔離，不能雜交或雜交產(chǎn)生的后代不育，所以C項(xiàng)不可行；A、D項(xiàng)均利用了植物細(xì)胞雜交技術(shù)，細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服不同植物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，因此是可行的；B項(xiàng)利用的是基因工程技術(shù)，可以人為地讓目的基因在宿主細(xì)胞中表達(dá)，因此也是可行的。 11. 從基因型為Aa的生物某植物營(yíng)養(yǎng)器官中獲取細(xì)胞，顯微觀察如右圖。下列對(duì)該圖示細(xì)胞的敘述不正確的是(　　) A．若將X細(xì)胞離體培養(yǎng)成完整植株，培養(yǎng)過(guò)程要用纖維素酶和果膠酶處理 B．將Y細(xì)胞離體培養(yǎng)成幼苗后用秋水仙素處理，所得植株可產(chǎn)生3種配子 C．將X和Y融合并經(jīng)組織培養(yǎng)形成的植株為四倍體 D．X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同，但核DNA一般相同 答案　A 解析　植物體細(xì)胞雜交時(shí)，要用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞，使細(xì)胞壁溶解，原生質(zhì)體才能融合，如果用X細(xì)胞離體培養(yǎng)成植株，需經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)，不需要破除其細(xì)胞壁；將Y細(xì)胞離體培養(yǎng)成幼苗后用秋水仙素處理，所得植株(基因型為AAaa)可產(chǎn)生AA、Aa、aa 3種配子，比例為1∶4∶1；將X(Aa)和Y(Aa)融合并經(jīng)組織培養(yǎng)形成的植株為四倍體(AAaa)；X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同，但都是由一個(gè)細(xì)胞(受精卵)發(fā)育而來(lái)，因而核DNA一般相同。 12．下圖為甲種植物細(xì)胞和乙種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(僅顯示細(xì)胞核)，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．乙植物能產(chǎn)生4種不同類型的花粉 B．將甲、乙兩種植物雜交得到的植物為二倍體，可育 C．用纖維素酶和果膠酶可以去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁 D．經(jīng)植物體細(xì)胞雜交得到的植物為四倍體，基因型為DdYyRr 答案　B 解析　乙物種細(xì)胞具有2對(duì)分別位于2對(duì)同源染色體上的等位基因，該植物通過(guò)減數(shù)分裂能產(chǎn)生YR、Yr、yR、yr 4種不同類型的花粉；甲、乙是2個(gè)不同物種的植物，甲、乙雜交得到的植物為異源二倍體，減數(shù)分裂時(shí)由于染色體聯(lián)會(huì)紊亂，不能產(chǎn)生精子和卵細(xì)胞，因此不可育；植物細(xì)胞細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，用纖維素酶和果膠酶可去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁；甲、乙植物均為二倍體，經(jīng)植物體細(xì)胞雜交(即兩個(gè)體細(xì)胞融合)得到的細(xì)胞應(yīng)含有四個(gè)染色體組，發(fā)育成的植物為四倍體，基因型為DdYyRr。 13．下圖表示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接種到試管培養(yǎng)基上后，在一定的條件下，形成試管苗的培育過(guò)程，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)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(guò)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(guò)程要無(wú)菌操作，主要是指對(duì)________進(jìn)行滅菌處理。B階段需要光照，原因是____________________________________________________________________。 (4)試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素，而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素，這是基因________________的結(jié)果。 答案　(1)無(wú)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) 解析　植物組織培養(yǎng)是用離體的植物組織、器官或細(xì)胞接種到經(jīng)消毒滅菌的培養(yǎng)基中，培養(yǎng)基含有供組織細(xì)胞生長(zhǎng)發(fā)育所需要的無(wú)機(jī)物和小分子有機(jī)物，還有調(diào)節(jié)細(xì)胞脫分化和再分化的細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。由外植體發(fā)育成試管苗，脫分化階段細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂，再分化階段愈傷組織細(xì)胞經(jīng)有絲分裂和細(xì)胞分化形成試管苗，此階段需要光照，原因是葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件。 14．(2017河南周口中英文學(xué)校高二下期中)如圖為A、B不同物種間體細(xì)胞雜交示意圖，請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)去除細(xì)胞壁而不損傷細(xì)胞可用________和________處理。在用促融劑處理時(shí)，使用的促融劑主要是____________。 (2)融合細(xì)胞中可能包括________種類型(僅考慮細(xì)胞兩兩融合)的情況，其中雜種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)組成是______________________________。 (3)由雜種細(xì)胞經(jīng)人工誘導(dǎo)培養(yǎng)，經(jīng)________分裂增加細(xì)胞數(shù)目并不斷分化，逐漸發(fā)育成C植株。該植株的性狀與親本植物的性狀區(qū)別是______________________________________。 (4)整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程應(yīng)用了細(xì)胞工程的________________和________________兩大技術(shù)，這種方法培育雜種植株的意義是____________________________________。 答案　(1)纖維素酶　果膠酶　PEG(或聚乙二醇)　(2)3　A和B植物的遺傳物質(zhì)之和　(3)有絲　具有A和B兩種植物的性狀　(4)植物體細(xì)胞雜交　植物組織培養(yǎng)　克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 解析　(1)去除細(xì)胞壁而不損傷細(xì)胞可用纖維素酶、果膠酶處理。在用促融劑處理時(shí)，使用的促融劑主要是PEG(聚乙二醇)。(2)兩兩融合細(xì)胞中可能包括3種類型，分別是A－A、B－B、A－B 3種，其中雜種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)組成是A和B植物的遺傳物質(zhì)之和。(3)雜種細(xì)胞經(jīng)人工誘導(dǎo)培養(yǎng)，經(jīng)有絲分裂增加細(xì)胞數(shù)目并不斷分化，逐漸發(fā)育成C植株。該植株的性狀與親本植物的性狀區(qū)別是具有A和B兩種植物的性狀。(4)整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程應(yīng)用了細(xì)胞工程的植物體細(xì)胞雜交和植物組織培養(yǎng)兩大技術(shù)，這種方法培育雜種植株的意義是克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。 15．利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖所示，遺憾的是該雜種植株并非是想象中的地上長(zhǎng)番茄，地下結(jié)馬鈴薯的“超級(jí)作物”。 (1)材料中所用到的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了原生質(zhì)體融合和________________技術(shù)，該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是________________________。 (2)圖中①步驟表示用________________________除去植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。 (3)圖中②過(guò)程細(xì)胞兩兩融合時(shí)，可出現(xiàn)________種融合細(xì)胞，要促進(jìn)雜種細(xì)胞分裂生長(zhǎng)，培養(yǎng)基中應(yīng)有____________和________兩類激素。 (4)由雜種細(xì)胞培育成試管苗，需要經(jīng)過(guò)細(xì)胞的④__________和⑤__________過(guò)程。 (5)利用馬鈴薯和番茄的__________________得到單倍體植株，然后取單倍體植株的細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交，再用____________處理之后也可得到可育的“番茄—馬鈴薯”雜種植株。 答案　(1)植物組織培養(yǎng)　植物細(xì)胞的全能性(和細(xì)胞膜的流動(dòng)性)　(2)纖維素酶和果膠酶　(3)3　細(xì)胞分裂素　生長(zhǎng)素　(4)脫分化　再分化　(5)花藥離體培養(yǎng)　秋水仙素 解析　(1)植物體細(xì)胞雜交最終得到雜種植株，要應(yīng)用到植物組織培養(yǎng)技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。(2)細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此除去細(xì)胞壁時(shí)，為分離出有活力的原生質(zhì)體，利用酶的專一性，即用纖維素酶和果膠酶可以特異性地去除細(xì)胞壁。(3)甲、乙兩種細(xì)胞兩兩融合時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)3種情況：甲、甲融合，乙、乙融合，甲、乙融合，其中甲、乙融合類型的細(xì)胞才是最終需要的雜種細(xì)胞，植物組織培養(yǎng)過(guò)程中需要使用的激素主要是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(4)雜種細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化過(guò)程形成完整植株。(5)二倍體的單倍體植株一般不可育，需要用秋水仙素處理使染色體的數(shù)目加倍才可育。