第3課時植物細胞工程

【目標要求】植物的組織培養(yǎng)。

考點一植物組織培養(yǎng)技術(shù)

?梳理歸納夯實必備知識

1.細胞工程的概念

(1)原理和方法：應(yīng)用細胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法。

(2)操作水平：細胞水平或細胞器水平。

(3)目的：改變細胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細胞產(chǎn)品。

2.植物細胞的全能性

具有某種生物的全部遺傳信息的任何一

定義

個細胞,都具有發(fā)育成完整生物體的潛能

生物體的每個細胞中都含有發(fā)育成完整

原因

個體所需的全套基因

①受精卵〉生殖細胞〉體細胞；②分化程

大小

度低的細胞〉分化程度高的細胞；③植物

比較

細胞〉動物細胞

利用植物的一片花瓣、一?；ǚ郏踔烈?/p>

體現(xiàn)

個細胞，都可以繁殖出新的植株

在生物的生長發(fā)在特定的時間和

未表

育過程中，并不雪空間條件下，細

現(xiàn)及

是所有的細胞都胞中的基因會選

原因

表現(xiàn)出全能性擇性地表達

表現(xiàn)

離體、營養(yǎng)物質(zhì)、激素、適宜的溫度和pH

條件

3.植物組織培養(yǎng)技術(shù)

(1)定義和流程

是指將離體的植物器官、組織或細胞等,

〔定義-培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的

培養(yǎng)條件,誘導(dǎo)其最終形成完整植株的技術(shù)

安慶美恢復(fù)和月包的全能全過程;能果美可成會傷俎紀

A

'、-脫分化再分化

技術(shù)

流程

1-接種處誘導(dǎo)魚誘導(dǎo)誘導(dǎo)移栽

植體傷組織生芽生根成活

禹4的植物器箕指已分化的，皮胞，經(jīng)過情號，

姐狂或相胞竽臟分化而啊成的不定矽的薄

盤a把E塊

提醒植物組織的培養(yǎng)對象：離體的植物器官、組織或細胞;培養(yǎng)條件：無菌、人工配制

的培養(yǎng)基、相關(guān)激素等;培養(yǎng)結(jié)果：形成完整的植株；所需培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基,其大多

由無機營養(yǎng)成分、有機營養(yǎng)成分、激素、瓊脂四部分組成。

(2)植物組織培養(yǎng)的具體操作——胡蘿卜的組織培養(yǎng)

①操作步驟

a.胡蘿卜洗凈、削皮、切段(約10cm)；酒精棉球擦手消毒；

b.胡蘿卜段消毒：用酒精溶液消毒30s后，立即用無菌水清洗2?3次，再

取材用次氯酸鈉溶液處理30min后,立即用無菌水清洗2?3次；

c.將胡蘿卜段切成1cm厚的橫切片，再選取有形成層的部位,切取1cn?左

右的小塊

接種避光條件下培養(yǎng),誘導(dǎo)其脫分化,長出愈傷組織

將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到分化培養(yǎng)基上，誘導(dǎo)其整會化生成試管苗進而發(fā)

轉(zhuǎn)接

育成完整小植株

移栽移栽到大田，培養(yǎng)成正常植株

②注意事項

a.選用形成層進行培養(yǎng)的原因是形成層細胞分裂旺盛，全能性較高，易于脫分化。選用其他

部位也可以(理論上具有全能性的細胞均可)。

b.光照的控制：在愈傷組織的誘導(dǎo)階段往往要避光培養(yǎng)，有利于細胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織。

當(dāng)愈傷組織分化出芽和葉時，一定要有光照，以利于葉片內(nèi)葉綠素的合成。

(3)植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響

①按照不同的順序使用這兩類激素，會得到不同的實驗結(jié)果

使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果

先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化

先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化

同時使用分化頻率提高

簡記：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高

②當(dāng)同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向

生長素/細胞分裂素植物細胞的發(fā)育方向

比值高有利于根的分化、抑制芽的形成

比值低有利于芽的分化、抑制根的形成

比值適中促進愈傷組織的形成

簡記：“高”根，“彳氐”芽，“中”愈傷

■考向突破強化關(guān)鍵能力

考向植物組織培養(yǎng)

1.以某植物的綠色葉片和白色花瓣為材料進行植物組織培養(yǎng)，下列相關(guān)敘述正確的是（）

A.外植體脫分化形成愈傷組織的過程需要生長調(diào)節(jié)劑和光照

B.綠色葉片和白色花瓣作為外植體，進行組織培養(yǎng)均能獲得試管苗

C.若選用花粉進行組織培養(yǎng)，能獲得與原植株基因型相同的個體

D.組織培養(yǎng)所選用的外植體細胞必須有完整的細胞核和葉綠體

答案B

2.植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以用來繁殖名品花卉，某同學(xué)利用藍色月季花來進行培育，培育過程

如圖所示，據(jù)此回答下列問題：

仍為

愈

傷

組

織

對照細胞分細胞分細胞分細胞分

裂素多,裂素少，裂素和，裂素的

生長素生長素生長素量中等,

少多比例合生長素

適少

乙

(1)植物組織培養(yǎng)是在.條件下，將離體的植物器官、組織、細胞培養(yǎng)在人工

配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其經(jīng)過A形成愈傷組織后再經(jīng)過

B，最終形成完整的植株。

(2)為了防止其品質(zhì)退化，該同學(xué)選用植株部位進行組織培養(yǎng)，選擇該位置的原因是

(3)在培養(yǎng)過程中，該同學(xué)想要了解細胞分裂素與生長素對促進植物生根還是生芽的影響設(shè)計

了如圖乙的實驗，由圖可知當(dāng)細胞分裂素濃度大于生長素濃度時，誘導(dǎo)的生長，當(dāng)

細胞分裂素濃度小于生長素濃度時，誘導(dǎo)的生長。

答案(1)無菌和人工控制脫分化再分化(2)莖尖、芽尖莖尖、芽尖病毒少或基本不帶

病毒⑶芽根

考點二植物體細胞雜交技術(shù)

■梳理歸納夯實必備知識

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.原理：體細胞雜交利用了細胞膜的速動性，雜種細胞培育成雜種植株利用了植物細胞的全

能性。

3.基本過程

|植物細，胞A、B］

，纖維素酶和果膠酶處理去掉細胞壁

［原生贏A、

?—物理法：包括離心、振動、電激等

—1—化學(xué)法：一般用案乙二鱉作為誘導(dǎo)劑

［融合的百生廟閑

再生出細胞壁(融合完成的標志)

雜種脫分化愈傷再分化胚狀體發(fā)育雜種

細胞組織或叢芽植株

(1)科學(xué)家在制備原生質(zhì)體時，有時使用蝸牛消化道提取液來降解植物細胞的細胞壁。據(jù)此分

析，蝸牛消化道提取液中可能含有什么成分？理由是什么？

提示纖維素酶和果膠酶。因為植物細胞的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，利用酶的專一

性，在降解植物細胞細胞壁時要利用纖維素酶和果膠酶。

(2)兩兩融合后的細胞一定是雜種細胞嗎？誘導(dǎo)融合后的培養(yǎng)瓶中的細胞有哪幾類？

提示不一定，融合的細胞類型有三種AA、BB和AB,在培養(yǎng)瓶中還有A、B等未融合的

細胞。

(3)上述細胞融合過程的完成與什么細胞器密切相關(guān)？

提示線粒體和高爾基體。

(4)若一植物細胞A含有2x條染色體，2個染色體組，基因型為Aabb,另一植物細胞B含有

2y條染色體，2個染色體組，基因型為ccDd,則：

①上述所獲得雜種植株遺傳特性有何特點？

提示雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì)，故雜種植株具備兩種植物的遺傳特性。

②上述所獲得雜種植株應(yīng)為異源四倍體,其體細胞中染色體數(shù)為(2x+2y)條,生個染色體組，

基因型為AabbccDdo

③上述所獲得雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株屬于單倍隹植株。

④上述植物體細胞雜交的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞遵循孟德爾遺傳定律嗎？

提示不遵循。

4.意義：克服了遠緣雜交不親和的障礙。

5.實例：白菜一甘藍、煙草一海島煙草、胡蘿卜一羊角芹等種間或?qū)匍g雜種植株。

6.局限性：目前有許多理論和技術(shù)未解決，還不能讓雜種植物按照人們的需要表現(xiàn)出雙親的

性狀。

-教材隱性知識

源于選修3P38"思考與探究”：為什么“番茄一馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學(xué)家所

想象的那樣，地上長番茄、地下結(jié)馬鈴薯？

提示主要原因是生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以馬

鈴薯一番茄雜交植株的細胞中雖然具備兩個物種的遺傳物質(zhì)，但這些遺傳物質(zhì)的表達相互干

擾，不能像馬鈴薯或番茄植株中的遺傳物質(zhì)一樣有序表達。

?考向突破

考向植物體細胞雜交技術(shù)

3.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。

下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.①通常將植物細胞置于含纖維素酶和果膠酶的30%的蔗糖溶液中

B.細胞融合成功的標志是再生出細胞壁，此時細胞內(nèi)高爾基體和線粒體活動明顯增強

C.可通過觀察葉綠體的有無來初步篩選雜種細胞

D.用此方法獲得新品種的育種原理是染色體變異

答案A

解析①是利用纖維素酶和果膠酶獲取原生質(zhì)體的過程，該過程需要在等滲溶液中進行，以

維持原生質(zhì)體的形態(tài)和功能，A錯誤；雜種細胞融合成功的標志是再生出細胞壁，該過程中

細胞壁的形成與高爾基體有關(guān)，線粒體可為生命活動提供能量，B正確。

4.植物體細胞雜交過程中，細胞融合的方式有對稱融合和非對稱融合。對稱融合是將兩個物

種的兩個完整的原生質(zhì)體融合在一起，由于有用基因和不利基因共處于一個雜種中，往往需

要多次回交才能除去其中的不利基因。非對稱融合是將一個物種的含部分染色體的原生質(zhì)體

與另一個物種的一個完整原生質(zhì)體融合在一起，可以較好地減少不利基因的重組，所得雜種

只需較少次數(shù)的回交就可以達到改良作物的目的。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.植物體細胞雜交可以克服有性雜交的不親和性，打破物種之間的生殖隔離

B.植物對稱融合方式中兩個植物細胞完成融合的標志是兩個細胞核融合形成一個細胞核

C.在非對稱融合過程中，可以利用物理射線、化學(xué)試劑等方式去除部分染色體

D.在進行植物體細胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁

答案B

解析兩個植物細胞完成融合的標志是融合細胞再生出細胞壁，B錯誤。

考點三植物細胞工程的應(yīng)用

■梳理歸納夯實必備知識

1.植物繁殖的新途徑

（1）微型繁殖：用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)。

特占;①保持優(yōu)良品種的…

I②高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖

(2)作物脫毒：選取作物無毒組織(如莖尖)進行組織培養(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。

不丁人工種皮

—胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等

f人工胚乳或子葉

2.作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。

單

染

倍25花藥離體培養(yǎng)一單倍體植株

色

體

體縮短T；禾.

育種冷K熏皋?純合子植株

變

育

日仃染色體加倍

異

種

)

突產(chǎn)生新誘變處理

變

基外植體脫分化》愈壯組織

基因，

體

因

的

突大幅度

利

變—廣突變體新品種

改良某培育

用T

些性狀誘導(dǎo)分化

3.細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料和生物堿等。

-教材隱性知識

源于選修3P40“小知識”及“討論”：(1)胚狀體是由愈傷組織再分化而來,是已分化的

結(jié)構(gòu)，相當(dāng)于正常受精卵發(fā)育形成的胚,與其有類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程。(2)針對植物種類和

土壤條件，在人工種子的包裹劑中可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生

盍、有益菌等。為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。

?考向突破強化關(guān)鍵能力

考向植物細胞工程的應(yīng)用

5.下列有關(guān)植物細胞工程應(yīng)用的敘述，不正確的是()

A.利用組織培養(yǎng)技術(shù)培育脫毒苗，可獲得抗病毒新品種

B.利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得人工種子，能保持親本的優(yōu)良性狀

C.利用細胞培養(yǎng)技術(shù)獲得紫草素，實現(xiàn)了細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

D.我國的科學(xué)工作者已經(jīng)成功地把芹菜、水稻等的胚狀體制備成了人工種子

答案A

6.（2022?山東高三聯(lián)考）植物體細胞雜交育種的一個重要應(yīng)用是將栽培品種與相關(guān)的野生資源

作為親本，經(jīng)過原生質(zhì)體融合、選擇與再生，使栽培品種獲得野生型的抗性特征。下列說法

錯誤的是（）

A.若雜種植株可育并能穩(wěn)定地遺傳，就有可能形成農(nóng)業(yè)上有用的新物種

B.體細胞雜交可轉(zhuǎn)移核染色體、細胞質(zhì)DNA,在一定程度上克服遠緣雜交的不親和性

C.可用電激、聚乙二醇或滅活的病毒來誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合

D.由二倍體親本體細胞雜交可獲得異源四倍體，與二倍體親本回交，產(chǎn)生不育的三倍體

答案C

解析可用電激、聚乙二醇等來誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合，但滅活的病毒只能誘導(dǎo)動物細胞融合,

C項錯誤。

重溫高考真題演練

1.（2020?山東，13）兩種遠緣植物的細胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細胞

的染色體在融合前由于某種原因斷裂,形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出,

未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據(jù)該原理，

將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種，過程如下圖所

示。下列說法錯誤的是（）

雜

耐

普通?、倨胀ㄐ←溤s

篩

種

鹽

麥細胞"生質(zhì)體\?種

一

小

細

植

選

麥

胞

中間偃麥①，中間偃麥草/株

草細胞"原生質(zhì)體

不同劑量的②

紫外線照射

A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞

B.過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂

C.過程③中常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合

D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段

答案C

解析植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，過程①需用纖維素酶和果膠酶除去細胞壁獲

得原生質(zhì)體，A項正確；紫外線屬于誘發(fā)變異的物理因素，紫外線照射的目的是使中間偃麥

草的染色體斷裂，B項正確；過程③為誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，常用離心、振動、電激或聚

乙二醇誘導(dǎo)等方式處理，不用滅活的病毒誘導(dǎo)，C項錯誤；普通小麥沒有耐鹽基因，耐鹽小

麥的形成是將來自中間偃麥草的含有耐鹽基因的染色體片段整合到普通小麥染色體上的結(jié)

果，D項正確。

2.(2019?北京，4)甲、乙是嚴重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得抗甲、乙

的轉(zhuǎn)基因植株，再將二者雜交后得到B，結(jié)合單倍體育種技術(shù)，培育出同時抗甲、乙的植物

新品種。以下對相關(guān)操作及結(jié)果的敘述，錯誤的是()

A.將含有目的基因和標記基因的載體導(dǎo)入受體細胞

B.通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進行抗病性鑒定

C.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得Fi花粉再生植株

D.經(jīng)花粉離體培養(yǎng)獲得的若干再生植株均為二倍體

答案D

解析基因工程的核心是基因表達載體的構(gòu)建，基因表達載體包括目的基因、標記基因、啟

動子、終止子等，A項正確；花粉離體培養(yǎng)技術(shù)就是以花粉為外植體進行的組織培養(yǎng)，其培

養(yǎng)基中需要添加生長素和細胞分裂素等植物激素，且在組織培養(yǎng)不同階段需要調(diào)整激素的比

例，C項正確；抗甲、乙的植物新品種雜交后得到的Fi仍為二倍體植物，所以Fi經(jīng)花粉離

體培養(yǎng)獲得的再生植株均為單倍體，D項錯誤。

3.(2020?天津，15節(jié)選)某植物有A、B兩品種?？蒲腥藛T在設(shè)計品種A組織培養(yǎng)實驗時，

參照品種B的最佳激素配比(見下表)進行預(yù)實驗。

品種B組織培養(yǎng)階段細胞分裂素濃度3mol/L)生長素濃度(|imol/L)

I誘導(dǎo)形成愈傷組織mini

II誘導(dǎo)形成幼芽m2n2

誘導(dǎo)生根

IIIm3n3

據(jù)表回答：

(1)I階段時通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體，原因是。

(2)在I、II、m階段中發(fā)生基因選擇性表達的是階段。

(3)為確定品種A的I階段的最適細胞分裂素濃度，參照品種B的激素配比(mi>2.0),以0.5

Nmol/L為梯度，設(shè)計5個濃度水平的實驗，細胞分裂素最高濃度應(yīng)設(shè)為^mol/Lo

答案(1)細胞分化程度低，容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織(2)1、II、III(3)mi+1.0

解析(1)由于莖尖、幼葉等組織細胞分化程度低，容易誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織，所以常作為植物

組織培養(yǎng)的材料。(2)在三個階段中，細胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能都發(fā)生了變化，所以發(fā)生基因

選擇性表達的階段是I、II,IIIo(3)為確定品種A的I階段的最適細胞分裂素濃度，參照品

種B的激素配比(mi),濃度梯度為0.5jimoL/L時，設(shè)計五個實驗組，則在皿的上下設(shè)計，

濃度可為(mi—1.0)|iniol/L、(mi—0.5)|imoL/L>mipmol/L、(mi+0.5)|imol/L>(mi+1.0)|imol/L,

所以細胞分裂素濃度最高為(mi+L0)pimol/L。

4.（2019?全國n,38）植物組織培養(yǎng)技術(shù)在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中得到了廣泛的應(yīng)用?；卮鹣?/p>

列問題：

（1）植物微型繁殖是植物繁殖的一種途徑。與常規(guī)的種子繁殖方法相比，這種微型繁殖技術(shù)的

特點有___________________________________________________________________________

__________________________________________________________________（答出2點即可）。

（2）通過組織培養(yǎng)技術(shù)，可把植物組織細胞培養(yǎng)成胚狀體，再通過人工種皮（人工薄膜）包裝得

到人工種子（如圖所示），這種人工種子在適宜條件下可萌發(fā)生長。人工種皮具備透氣性的作

用是0人工胚乳能夠為胚狀體生長提供所需的物質(zhì)，因此應(yīng)

含有植物激素、和等幾類物質(zhì)。

人工種皮

I）㈠一胚狀體

人工胚乳

（3）用脫毒苗進行繁殖，可以減少作物感染病毒。為了獲得脫毒苗，可以選取植物的

進行組織培養(yǎng)。

（4）植物組織培養(yǎng)技術(shù)可與基因工程技術(shù)相結(jié)合獲得轉(zhuǎn)基因植株。將含有目的基因的細胞培養(yǎng)

成一個完整植株的基本程序是（用流程圖表示）。

答案（1）能保持植物原有的遺傳特性，繁殖速度快（2）有利于胚狀體進行呼吸作用礦質(zhì)元

素糖（3）莖尖（4）含目的基因的細胞凈玄愈傷組織包"小植株

解析（3）植物分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒。為獲得脫毒苗，可以選取植物的莖尖進

行組織培養(yǎng)。

5.（2019?全國m,38）培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。

切取潔凈的胡蘿卜根段一對根段進行消毒一切取1cn?左右?guī)в行纬蓪拥慕M織塊一

①

接種組織塊一誘導(dǎo)組織塊形成愈傷組織一誘導(dǎo)愈傷組織形成試管苗

④⑤⑥

回答下列問題：

（1）利用胡蘿卜根段進行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養(yǎng)成完整的植

株，這是因為植物細胞具有。

（2）步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是。

（3）從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養(yǎng)基，其原因是o

在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細胞的過程，最終可形成試管苗。

（4）步驟⑥要進行照光培養(yǎng)，其作用是o

（5）經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的,這種繁殖方式屬于

繁殖。

答案（1）全能性（或形成完整植株所需的全部基因）（2）形成層容易誘導(dǎo)形成愈傷組織

（3）誘導(dǎo)愈傷組織形成和誘導(dǎo)愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不

同分化（或再分化）（4）誘導(dǎo)葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用（5）遺傳特性無

性

五分鐘查落實

一、易錯辨析

1.棉花根尖細胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細胞的全能性（V）

2.植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細胞的全能性（X）

3.在誘導(dǎo)離體菊花莖段形成幼苗的過程中，不會發(fā)生細胞的增殖和分化（X）

4.用纖維素酶和果膠酶水解法獲得的植物原生質(zhì)體失去了全能性（X）

5.再生出細胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標志（V）

二、填空默寫

1.（選修3P31）細胞工程：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)。

2.（選修3P33）全能性：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。

3.（選修3P33）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。

4.（選修3P33）再分化：愈傷組織重新分化出芽、根等器官的過程。

5.（選修3P34）在生物的生長發(fā)育過程中，并不是所有的細胞都表現(xiàn)出全能性，這是因為在技

定的時間和空間條件下，細胞中的基因會有選擇性地表達出各種蛋白質(zhì)。

6.（選修3P36）植物組織培養(yǎng)就是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細胞,

培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成

完整的植株。

7.（選修3PV7）植物體細胞雜交就是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)。

8.（選修3P36）在進行植物體細胞雜交之前，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁。

9.（選修3P.38）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現(xiàn)

種苗的大量繁殖,因此人們形象地把用于快速繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，叫做植物

的微型繁殖技術(shù)，也叫快速繁殖技術(shù)。

10.（選修3P39）脫毒苗的培養(yǎng)一般選取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)的原因是植物分生區(qū)附

近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。

11.（選修3P39）人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定茅、頂芽和腋芽等為材料,

經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。

課時精練

一、選擇題

1.培養(yǎng)胡蘿卜根組織可獲得試管苗，其過程如圖所示。下列敘述不正確的是（）

④⑤⑥

A.用胡蘿卜根段培養(yǎng)成試管苗，體現(xiàn)了細胞的全能性

B.⑤⑥過程所需的生長素和細胞分裂素的比例不同

C.愈傷組織的細胞呈正方形，排列緊密，無大液泡

D.經(jīng)組織培養(yǎng)得到的植株，一般可保持原品種的遺傳特性

答案C

解析愈傷組織的細胞是一團疏松無規(guī)則、高度液泡化、呈無定形狀態(tài)的、具有分生能力的

薄壁細胞，C項錯誤。

2.下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)過程中的細胞脫分化的說法，不正確的是（）

A.已經(jīng)分化的細胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細胞的過程

B.已經(jīng)分化的細胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的薄壁細胞，進而形成愈傷組織的過程

C.愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程

D.離體的植物組織經(jīng)脫分化形成愈傷組織的過程中必須經(jīng)過有關(guān)激素的誘導(dǎo)

答案C

3.白菜和甘藍均為二倍體生物，科學(xué)家利用植物體細胞雜交的方法獲得了白菜一甘藍。它具

有生長周期短，耐熱性強和易儲存等優(yōu)點。下列敘述錯誤的是（）

A.用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁體現(xiàn)了酶的專一性

B.白菜一甘藍的產(chǎn)生用到了植物原生質(zhì)體融合和植物組織培養(yǎng)技術(shù)

C.植物體細胞雜交的目的是克服遠緣雜交不親和的障礙獲得雜種細胞

D.利用植物體細胞雜交技術(shù)培育四倍體白菜一甘藍的過程中不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象

答案C

解析植物體細胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細胞就結(jié)束，C項錯誤；

培育四倍體白菜—甘藍的過程包括植物原生質(zhì)體融合和植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不進行減數(shù)分裂，

不會發(fā)生同源染色體聯(lián)會現(xiàn)象，D項正確。

4.（2022?臨沂高三期末）用植物細胞工程技術(shù)將天竺葵與香茅草進行雜交可產(chǎn)生驅(qū)蚊香草，使

有驅(qū)蚊作用的香茅醛隨著植物的蒸騰作用散發(fā)到空氣中，達到驅(qū)蚊的效果。下列有關(guān)培養(yǎng)過

程的敘述，錯誤的是（）

A.原生質(zhì)體的融合常用PEG作為誘導(dǎo)劑

B.形成的愈傷組織其代謝類型是自養(yǎng)需氧型

C.由雜種細胞一雜種植株，要經(jīng)過有絲分裂和細胞的分化

D.該項技術(shù)可克服遠緣雜交不親和的障礙

答案B

解析雜種細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的愈傷組織，自身不含葉綠素?zé)o法進行光合作用，其營養(yǎng)物

質(zhì)來自培養(yǎng)基，代謝類型是異養(yǎng)需氧型，B錯誤。

5.草莓營養(yǎng)價值較高，但草莓是無性繁殖，感染的病毒很容易傳給后代，導(dǎo)致品質(zhì)變差?？?/p>

研人員通過熱處理結(jié)合莖尖培養(yǎng)法，取得了較好的脫毒效果，實驗結(jié)果如下表（S代表成活率,

D代表脫毒率）。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

38℃熱處理時間（d）

莖尖長度（mm）

10203040

S：36.7%；S：40.0%；S：30.0%；S：16.7%；

0.3?0.5

D：81.8%D：83.3%D：100%D：100%

S：60.0%；S：60.0%；S：50.0%；S：40.0%；

0.5?0.8

D：66.7%D：72.2%D：93.3%D：100%

S：93.3%；S：85.7%；S：60.0%；S：46.7%；

0.8?1.0

D：57.1%D：69.2%D：94.4%D：92.8%

A.莖尖培養(yǎng)利用的原理是細胞的全能性

B.熱處理的目的可能是阻止病毒進入莖尖

C.脫分化時應(yīng)給予光照促進愈傷組織的形成

D.一般情況下，脫毒率與莖尖大小呈負相關(guān)

答案C

解析脫分化時應(yīng)避光處理，促進愈傷組織的形成，C項錯誤。

6.（2022?荷澤高三一模）植物細胞工程包括植物組織培養(yǎng)、植物體細胞雜交等技術(shù)，具有廣泛

的應(yīng)用前景和實用價值。下列對這些操作或應(yīng)用的描述錯誤的是（）

A.可用PEG誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，再生出細胞壁是融合成功的標志

B.植物體細胞雜交技術(shù)去壁前，需對兩種植物細胞進行滅菌處理，以防止雜菌污染

C.植物培養(yǎng)基中常用的植物生長調(diào)節(jié)劑，一般可以分為生長素類、細胞分裂素類和赤霉素

類

D.獲取植物原生質(zhì)體時，需在與細胞液濃度相當(dāng)?shù)木彌_液中進行

答案B

二、非選擇題

7.植物體細胞雜交技術(shù)可將不同種植物的優(yōu)勢集中在一個個體上，培育人們生產(chǎn)所需的優(yōu)良

雜種植株。如圖為利用某種耐酸植物甲（4w）和高產(chǎn)植物乙（2〃），培育高產(chǎn)耐酸植物丙的過程。

回答下列問題：

甲種植物細胞、①［甲

乙種植物細胞方面t乙

高產(chǎn)耐酸植物丙

（1）①過程為酶解法去壁，該過程所需的酶是，進行該操作前需對甲、

乙植物細胞進行處理，以防止雜菌污染。

（2）“甲，+乙，”的名稱為,

雜種細胞形成的標志是=

（3）②過程表示0植物丙'的體細胞中有個染色體組，若已確定植物丙'有耐

酸的特性，則③過程“選擇”的目的是o

（4）植物細胞工程可作為植物繁殖的新途徑，例如植物微型繁殖技術(shù)。請說明與常規(guī)的種子繁

殖方法相比，植物微型繁殖技術(shù)具有的優(yōu)點：（寫出兩點）。

答案（1）纖維素酶和果膠酶消毒（2）融合的原生質(zhì)體（或融合的甲、乙細胞的原生質(zhì)體）

再生出新的細胞壁（3）脫分化6篩選出同時具有高產(chǎn)性狀的植物（4）能保持植物原有的

遺傳特性、繁殖速度快、不受季節(jié)、氣候和地域的限制等

8.（2022?青島高三期中）青蒿素是被譽為“世界上唯一有效的瘧疾治療藥物”，幾乎不溶于水,

且對熱不穩(wěn)定，所以提取工藝一直難以突破。中國科學(xué)家屠呦呦因在抗瘧疾藥物青蒿素的提

取方面做出了突出貢獻而獲2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎。下圖為組織培養(yǎng)獲得含青蒿素較

高的黃花蒿的基本流程。試回答下列問題：

青蒿葉片組織

②移入

培養(yǎng)基③加抗生素

10min轉(zhuǎn)化3天繼續(xù)培養(yǎng)

青蒿葉片發(fā)根農(nóng)桿培養(yǎng)基不加激素

切成小塊菌菌液

青蒿根愈傷組織

/1\

培養(yǎng)基加激素培養(yǎng)基加激素

（1）建立無菌體系時，需要用到的酒精溶液，幼嫩的材料易在酒精溶液中失綠,

所以浸泡時間要短，而且酒精處理后馬上要用沖洗。獲得愈傷組織屬于植物組織培

養(yǎng)技術(shù)過程中的階段。

（2）題中④培養(yǎng)基與③培養(yǎng)基是否一致，并請說明理由：0

（3）組織培養(yǎng)過程中外植體通常選取黃花蒿的分生區(qū)組織的原因是,

愈傷組織中提取不到青蒿素的原因是o

步驟③青蒿葉片組織加入抗生素的作用是。

（4）某小組對生根的青蒿繼續(xù)組織培養(yǎng)得到了黃花蒿幼苗，但是幼苗葉片顏色為黃色，可能的

原因是培養(yǎng)基中沒有添加_______元素,也可能是o

答案（1）體積分數(shù)為70%無菌水脫分化（2）否，激素的種類和比例不同（3）生長較為

旺盛，分裂能力強，分化程度低，容易得到愈傷組織相關(guān)基因沒有在愈傷組織表達殺菌

（4）鎂培育過程中沒有給予光照

9.紅豆杉又稱紫杉，是我國特有的珍稀瀕危樹種，回答下列問題：

⑴對紅豆杉種群進行保護就是在保護生物多樣性，保護生物多樣性最有效的保護措施是

。科學(xué)家借助無人機等設(shè)備進行高空拍照，再對照片中的紅豆杉進行辨認并

,可以較為準確地計算某自然保護區(qū)內(nèi)紅豆杉的種群密度。

⑵紅豆杉樹皮中可分離出能抑制細胞分裂的高抗活性的紫杉醇，這體現(xiàn)了生物多樣性的

______________價值。

（3）保護和拯救紅豆杉刻不容緩，但人們獲取紫杉醇以對抗癌癥的愿望也十分迫切。利用植物

組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)紫杉醇是較好的解決方案，下圖是該技術(shù)流程圖：

紅豆杉幼莖|上也|外植體||愈傷組織|一|懸浮細胞培養(yǎng)

①外植體常用的消毒試劑有（答出2種即可）。

②圖中X表示過程。

③即使營養(yǎng)條件充足，紅豆杉細胞懸浮培養(yǎng)一段時間后，就會停止增殖。結(jié)合紫杉醇的作用，

分析其原因可能是?

試提出一種解決方案：。

答案（1）就地保護逐個計數(shù)（2）直接（3）①（體積分數(shù)為70%的）酒精、（體積分數(shù)為20%

的）次氯酸鈉②脫分化③培養(yǎng)一段時間后，培養(yǎng)液中的紫杉醇含量升高，抑制了紅豆杉細

胞的增殖定期更換培養(yǎng)液

10.自20世紀70年代以來，科學(xué)家利用植物體細胞雜交技術(shù)在培育農(nóng)作物新品種、提高作

物的產(chǎn)量和品質(zhì)等方面取得了許多重要成果。如圖表示植物體細胞雜交的部分過程，回答下

列問題：

植物細胞A&-\廟