考點一 植物組織培養(yǎng)技術(shù)
1．細(xì)胞工程的概念
(1)原理和方法：應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法。
(2)操作水平：細(xì)胞器水平、細(xì)胞水平或組織水平。
(3)目的：獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品。
2．植物細(xì)胞的全能性
3．植物組織培養(yǎng)技術(shù)
(1)定義和流程
(2)探究實踐——菊花的組織培養(yǎng)
源于選擇性必修3 P116“附錄1”：
(1)誘導(dǎo)菊花愈傷組織的培養(yǎng)基：在MS培養(yǎng)基中加入BA(芐基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，質(zhì)量濃度均為0.5 mg/L。
(2)誘導(dǎo)菊花生芽的培養(yǎng)基：在MS培養(yǎng)基中加入BA和NAA，質(zhì)量濃度分別為2～3 mg/L和0.02～0.3 mg/L。
(3)誘導(dǎo)菊花生根的培養(yǎng)基：將上述MS培養(yǎng)基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量減半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，質(zhì)量濃度均為0.1 mg/L。
總結(jié)提升 生長素、細(xì)胞分裂素對植物組織培養(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
(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(xì)胞的發(fā)育方向
考向 植物組織培養(yǎng)
1．某科研小組擬培育一種名貴菊花的脫毒苗，其技術(shù)路線為“制備MS固體培養(yǎng)基→外植體消毒→接種→培養(yǎng)→移栽→栽培”，下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A．取材部位應(yīng)選擇植物頂端分生區(qū)附近，因其分裂旺盛且病毒少
B．外植體消毒常進(jìn)行無菌水沖洗、酒精處理、消毒液處理等措施
C．接種時，將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中
D．“外植體接種→培養(yǎng)→移栽”的過程中不需要更換培養(yǎng)基
答案 D
解析 培養(yǎng)的不同階段，對主要營養(yǎng)物質(zhì)和激素的需求不同，所以培養(yǎng)過程中要及時調(diào)整各種營養(yǎng)物質(zhì)、激素的比例，及時更換培養(yǎng)基，否則會導(dǎo)致外植體死亡，D錯誤。
2．(2019·全國Ⅲ，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。
eq \x(\a\vs4\c1(切取潔凈的,胡蘿卜根段))→eq \x(\a\vs4\al\c1(對根段進(jìn),行消毒))→eq \x(\a\vs4\al\c1(切取1 cm3左右,帶有形成層的組,織塊))―→
① ② ③
eq \x(\a\vs4\al\c1(接種組,織塊))→eq \x(\a\vs4\al\c1(誘導(dǎo)組織塊形,成愈傷組織))→eq \x(\a\vs4\al\c1(誘導(dǎo)愈傷組織,形成試管苗))
④ ⑤ ⑥
回答下列問題：
(1)利用胡蘿卜根段進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成試管苗。用分化的植物細(xì)胞可以培養(yǎng)成完整的植株，這是因為植物細(xì)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____________________________
________________________________________________________________________。
在新的培養(yǎng)基上愈傷組織通過細(xì)胞的________過程，最終可形成試管苗。
(4)步驟⑥要進(jìn)行照光培養(yǎng)，其作用是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(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(xì)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(jìn)行光合作用 (5)遺傳特性 無性
考點二 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)
1．概念：將不同來源的植物體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新植物體的技術(shù)。
2．原理：體細(xì)胞雜交利用了細(xì)胞膜的流動性，雜種細(xì)胞培育成雜種植株利用了植物細(xì)胞的全能性。
3．基本過程
(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(xì)胞的細(xì)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(xì)胞的細(xì)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(xì)胞細(xì)胞壁時要利用纖維素酶和果膠酶。
(2)兩兩融合后的細(xì)胞一定是雜種細(xì)胞嗎？誘導(dǎo)融合后的培養(yǎng)瓶中的細(xì)胞有哪幾類？
提示 不一定，融合的細(xì)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(xì)胞。
(3)上述細(xì)胞融合過程的完成與什么細(xì)胞器密切相關(guān)？
提示 線粒體和高爾基體。
(4)若一植物細(xì)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(xì)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(xì)胞中染色體數(shù)為(2x＋2y)條，4個染色體組，基因型為AabbccDd。
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體植株。
④上述植物體細(xì)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：打破生殖隔離、實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種。
5．實例：白菜—甘藍(lán)、普通小麥—長穗偃麥草、多種柑橘屬不同種間的雜種植株。
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。
源于選擇性必修3 P36“正文”：“番茄—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)馬鈴薯的主要原因是生物基因的表達(dá)不是孤立的，它們之間是相互調(diào)控、相互影響的，所以番茄—馬鈴薯雜交植株的細(xì)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(dá)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(dá)。
考向 植物體細(xì)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(xì)胞置于含纖維素酶和果膠酶的30%的蔗糖溶液中
B．細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁，此時細(xì)胞內(nèi)高爾基體和線粒體活動明顯增強(qiáng)
C．可通過觀察葉綠體的有無來初步篩選雜種細(xì)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(jìn)行，以維持原生質(zhì)體的形態(tài)和功能，A錯誤；雜種細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是再生出細(xì)胞壁，該過程中細(xì)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．下圖是通過植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得“番茄—馬鈴薯”植株的技術(shù)流程圖，下列說法正確的是( )
A．圖中過程②表示再分化的過程
B．植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是原生質(zhì)體融合
C．已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄—馬鈴薯”屬于三倍體
D．該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性
答案 D
解析 分析題圖可知，②表示人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程，A項錯誤；植物體細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是再生出新的細(xì)胞壁，B項錯誤；“番茄-馬鈴薯”屬于異源六倍體，C項錯誤。
考點三 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
1．植物繁殖的新途徑
2．作物新品種的培育：單倍體育種、突變體的利用。
3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)
(1)次生代謝物：是一類小分子有機(jī)化合物，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也是很多藥物、香料和色素等的重要來源。
(2)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：人們利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。
(3)植物細(xì)胞培養(yǎng)：是指在離體條件下對單個植物細(xì)胞或細(xì)胞團(tuán)進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)。
(4)過程：外植體eq \(――→,\s\up7(脫分化))愈傷組織eq \(――→,\s\up7(分散開))細(xì)胞懸液eq \(――――→,\s\up7(培養(yǎng)、提取))細(xì)胞產(chǎn)物
源于選擇性必修3 P41“相關(guān)信息”：初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此，在整個生命過程中一直進(jìn)行著；次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織和器官中，并在一定的環(huán)境和時間條件下才進(jìn)行。
考向 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用
5．花粉植株是體細(xì)胞遺傳研究和突變育種的理想材料。下面是培育四季柑橘(2n＝18)花粉植株的過程示意圖，下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
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，其根本原因是基因的選擇性表達(dá)
C．四種培養(yǎng)基中所含植物激素的種類和比例相同
D．觀察處于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖細(xì)胞，可觀察到9條染色體
答案 C
解析 圖中四種培養(yǎng)基的差異主要表現(xiàn)在植物激素的種類和含量，C項錯誤。
6．(2022·山西高三聯(lián)考)植物體細(xì)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(xì)胞雜交可轉(zhuǎn)移核染色體、細(xì)胞質(zhì)DNA，在一定程度上克服遠(yuǎn)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(xì)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(xì)胞融合，C項錯誤；利用植物體細(xì)胞雜交得到的植株含有雙親的全部遺傳物質(zhì)，因此由二倍體親本體細(xì)胞雜交可獲得可育的異源四倍體，與二倍體親本回交，產(chǎn)生不育的三倍體，D項正確。
重溫高考 真題演練
1．(2020·山東，13)兩種遠(yuǎn)緣植物的細(xì)胞融合后會導(dǎo)致一方的染色體被排出。若其中一個細(xì)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(xì)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(xì)胞的染色體上而留存在雜種細(xì)胞中。依據(jù)該原理，將普通小麥與耐鹽性強(qiáng)的中間偃麥草進(jìn)行體細(xì)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( )
A．過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)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(xì)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(xì)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，常用電融合法、離心法、聚乙二醇融合法、高Ca2＋－高pH融合法等方式處理，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(yán)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F1，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(biāo)記基因的載體導(dǎo)入受體細(xì)胞
B．通過接種病原體對轉(zhuǎn)基因的植株進(jìn)行抗病性鑒定
C．調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素比例獲得F1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(dá)載體的構(gòu)建，基因表達(dá)載體包括目的基因、標(biāo)記基因、啟動子、終止子等，A項正確；可通過病原體接種實驗對轉(zhuǎn)基因植株進(jìn)行個體水平的檢測，B項正確；花粉離體培養(yǎng)技術(shù)就是以花粉為外植體進(jìn)行的組織培養(yǎng)，其培養(yǎng)基中需要添加生長素和細(xì)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F1仍為二倍體植物，所以F1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．(2019·江蘇，20)為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如圖。下列敘述正確的是( )
A．過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在30%蔗糖溶液中
B．過程②需提高生長素的比例以促進(jìn)芽的分化
C．過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生
D．原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁但仍保持細(xì)胞的全能性
答案 D
解析 過程①是制備原生質(zhì)體，獲得的原生質(zhì)體若懸浮在30%的蔗糖溶液中會導(dǎo)致原生質(zhì)體失水皺縮甚至死亡，A項錯誤；過程②為再分化過程，需提高細(xì)胞分裂素的比例以促進(jìn)芽的分化，B項錯誤；秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成，且愈傷組織細(xì)胞已經(jīng)具備細(xì)胞壁，故過程③不需要用秋水仙素處理，C項錯誤；原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁，但含有細(xì)胞核等結(jié)構(gòu)，即含有個體發(fā)育所需的全部遺傳信息，故原生質(zhì)體仍保持細(xì)胞的全能性，D項正確。
4．(2019·全國Ⅱ，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?；卮鹣铝袉栴}：
(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(xì)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____________________________。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)。
(3)用脫毒苗進(jìn)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(jìn)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(xì)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(jìn)行呼吸作用 礦質(zhì)元素 糖 (3)莖尖 (4)含目的基因的細(xì)胞eq \(――→,\s\up7(培養(yǎng)))愈傷組織eq \(――――→,\s\up7(誘導(dǎo)分化))小植株
一、易錯辨析
1．棉花根尖細(xì)胞經(jīng)誘導(dǎo)形成幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性( √ )
2．植物的每個細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性( × )
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(xì)胞的增殖和分化( × )
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( × )
5．再生出細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志( √ )
二、填空默寫
1．(選擇性必修3 P31)細(xì)胞工程：指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)和發(fā)育生物學(xué)等多學(xué)科的原理和方法，通過細(xì)胞器、細(xì)胞或組織水平上的操作，有目的地獲得特定的細(xì)胞、組織、器官、個體或其產(chǎn)品的一門綜合性的生物工程。
2．(選擇性必修3 P34)全能性：細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。
3．(選擇性必修3 P35)脫分化：在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導(dǎo)下，使已經(jīng)分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程。
4．(選擇性必修3 P35)再分化：愈傷組織重新分化成芽、根等器官的過程。
5．(選擇性必修3 P34)在生物的生長發(fā)育過程中，并不是所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性，這是因為在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會選擇性地表達(dá)。
6．(選擇性必修3 P35)植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，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)其形成完整植株的技術(shù)。
7．(選擇性必修3 P37)在進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交之前，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。
8．(選擇性必修3 P38)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在打破生殖隔離，實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨特的優(yōu)勢。
課時精練
一、選擇題
1．科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響，結(jié)果如圖。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．培育脫毒苗所依據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞全能性
B．培育的脫毒苗具有抗病毒的能力
C．實驗結(jié)果表明莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低
D．根據(jù)本實驗，培養(yǎng)脫毒苗時莖尖的適宜大小為0.60 mm
答案 C
解析 馬鈴薯莖尖病毒極少，甚至無病毒，因此可利用馬鈴薯莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)形成脫毒苗，所依據(jù)的原理是細(xì)胞全能性，A錯誤；培育的脫毒苗不具有抗病毒的能力，B錯誤；在莖尖外植體大小為0.27 mm時，脫毒率和成苗率均較高，因此馬鈴薯脫毒培養(yǎng)中莖尖外植體的適宜大小為0.27 mm，D錯誤。
2．菊花的組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無菌操作，下列說法不正確的是( )
A．外植體首先在誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基上生長，一段時間后轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，長出根后再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步形成試管苗
B．幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間
C．材料的年齡、保存時間的長短等都會影響植物組織培養(yǎng)的效果
D．將菊花莖段插入時應(yīng)注意方向，不應(yīng)倒插
答案 A
3．下列有關(guān)植物組織培養(yǎng)過程中的細(xì)胞脫分化的說法，不正確的是( )
A．已經(jīng)分化的細(xì)胞失去特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞的過程
B．已經(jīng)分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變成為具有分生能力的薄壁細(xì)胞，進(jìn)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
4．(2022·臨沂高三期末)用植物細(xì)胞工程技術(shù)將天竺葵與香茅草進(jìn)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(dá)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(xì)胞→雜種植株，要經(jīng)過有絲分裂和細(xì)胞的分化
D．該項技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙
答案 B
解析 雜種細(xì)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(jìn)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?？蒲腥藛T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( )
A.莖尖培養(yǎng)利用的原理是細(xì)胞的全能性
B．熱處理的目的可能是阻止病毒進(jìn)入莖尖
C．脫分化時應(yīng)給予光照促進(jìn)愈傷組織的形成
D．一般情況下，脫毒率與莖尖大小呈負(fù)相關(guān)
答案 C
解析 脫分化時應(yīng)避光處理，促進(jìn)愈傷組織的形成，C項錯誤。
6．(2022·菏澤高三一模)植物細(xì)胞工程包括植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)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(xì)胞壁是融合成功的標(biāo)志
B．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)去壁前，需對兩種植物細(xì)胞進(jìn)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(xì)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(xì)胞液濃度相當(dāng)?shù)木彌_液中進(jìn)行
答案 B
7．亞麻籽油富含α－亞麻酸，可以在人體內(nèi)合成有助于大腦發(fā)育的DHA。研究人員期望通過不對稱體細(xì)胞雜交技術(shù)，即將用射線處理后染色質(zhì)鈍化破壞的供體原生質(zhì)體，與未經(jīng)輻射處理的受體原生質(zhì)體融合，將亞麻的有益基因轉(zhuǎn)入普通小麥，獲得具有受體整套染色體組，僅有少量供體染色體片段的改良小麥雜種。下列分析錯誤的是( )
A．亞麻和小麥的原生質(zhì)體融合常用PEG、滅活病毒等人工方法誘導(dǎo)實現(xiàn)
B．改良小麥雜種植株的形成需要經(jīng)過脫分化和再分化等培養(yǎng)過程
C．不對稱體細(xì)胞雜交可打破供體不良與優(yōu)良性狀的基因連鎖，排除不良性狀干擾
D．改良小麥雜種的染色體上可能整合了含亞麻有益基因的染色體片段
答案 A
8．白菜和甘藍(lán)均為二倍體生物，科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交的方法獲得了白菜—甘藍(lán)。它具有生長周期短，耐熱性強(qiáng)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(xì)胞壁體現(xiàn)了酶的專一性
B．白菜—甘藍(lán)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(xì)胞雜交的目的是克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙獲得雜種細(xì)胞
D．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育四倍體白菜—甘藍(lán)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(xì)胞雜交的終點是培育成雜種植株，而不是形成雜種細(xì)胞就結(jié)束，C項錯誤；培育四倍體白菜—甘藍(lán)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(jìn)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。
9．下圖所示為利用體細(xì)胞誘變技術(shù)獲得抗除草劑白三葉草新品種的過程，下列敘述錯誤的是( )
A．該育種過程所依據(jù)的原理有基因突變和植物細(xì)胞的全能性
B．培養(yǎng)白三葉草組織細(xì)胞的培養(yǎng)基為固體培養(yǎng)基
C．白三葉草愈傷組織和胚狀體的細(xì)胞中DNA和RNA種類相同
D．過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑適宜濃度的除草劑
答案 C
解析 用γ射線照射愈傷組織，能誘發(fā)基因突變；白三葉草組織細(xì)胞培養(yǎng)形成白三葉草植株的原理是植物細(xì)胞的全能性，A項正確；該過程應(yīng)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，應(yīng)用的是固體培養(yǎng)基，B項正確；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)胞分化，基因選擇性表達(dá)，RNA種類不同，C項錯誤；育種的目的是獲得抗除草劑白三葉草新品種，篩選、鑒別的方法可以是個體生物學(xué)水平上。所以過程③通常采用的篩選方法是向白三葉草幼苗噴灑適宜濃度的除草劑，D項正確。
10．紫杉醇是一種抗癌藥物，主要從紅豆杉樹皮中分離提取。目前采用物理或化學(xué)方法將紅豆杉愈傷組織固定在一定空間內(nèi)，實現(xiàn)紫杉醇的規(guī)模化生產(chǎn)是提高紫杉醇產(chǎn)率、保護(hù)稀缺資源紅豆杉、解決紫杉醇藥源緊缺的一種有效方法。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A．通過植物組織培養(yǎng)誘導(dǎo)紅豆杉再分化形成愈傷組織時，需生長素和細(xì)胞分裂素配合使用
B．采用植物細(xì)胞工程技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)紫杉醇時，應(yīng)選用以糖類作碳源的液體培養(yǎng)基
C．大規(guī)模培養(yǎng)紅豆杉愈傷組織時需要以牛肉膏、蛋白胨等含氮有機(jī)物充當(dāng)?shù)?br>D．用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)固定在一定空間內(nèi)的愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時，不需要通入無菌空氣
答案 B
解析 通過植物組織培養(yǎng)誘導(dǎo)紅豆杉脫分化形成愈傷組織，A項錯誤；采用植物細(xì)胞工程技術(shù)大規(guī)模生產(chǎn)紫杉醇時，應(yīng)選用以糖類作碳源的液體培養(yǎng)基，便于收集表達(dá)產(chǎn)物，B項正確；大規(guī)模培養(yǎng)紅豆杉愈傷組織時需要以含氮無機(jī)鹽充當(dāng)?shù)?，C項錯誤；用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)固定在一定空間內(nèi)的愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時，需要通入無菌空氣，利于細(xì)胞進(jìn)行有氧呼吸，D項錯誤。
11．某二倍體藥用植物甲(染色體組成為MM)含有有效成分A，二倍體藥用植物乙(染色體組成為NN)含有有效成分B?？蒲行〗M擬培育同時含有A和B的新型藥用植物，設(shè)計了如下實驗流程。據(jù)圖分析，下列說法不正確的是( )
A．過程①通常用纖維素酶和果膠酶處理
B．過程②常使用聚乙二醇(PEG)作為誘導(dǎo)劑
C．融合細(xì)胞c的染色體組成都是MMNN
D．過程④⑤分別涉及細(xì)胞的脫分化和再分化
答案 C
解析 ①是去除植物細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程，該過程需要纖維素酶和果膠酶，A項正確；在進(jìn)行原生質(zhì)體融合時，會出現(xiàn)多種融合細(xì)胞，如染色體組成為MMMM、NNNN和MMNN的細(xì)胞，C項錯誤；過程④⑤分別通過脫分化和再分化過程，進(jìn)而形成試管苗，D項正確。
12．科研人員通過人工授粉實現(xiàn)白菜(2n＝20)和紫甘藍(lán)(2n＝18)的種間雜交，將獲得的幼胚經(jīng)離體培養(yǎng)得到幼苗甲，用秋水仙素處理甲的頂芽獲得幼苗乙。下列敘述正確的是( )
A．本育種方法的理論基礎(chǔ)是染色體結(jié)構(gòu)變異
B．白菜和紫甘藍(lán)間存在生殖隔離，屬于不同物種
C．幼苗甲細(xì)胞中含有19條染色體，屬于單倍體
D．幼苗乙所有體細(xì)胞中的染色體數(shù)目和種類相同
答案 B
二、非選擇題
13．植物體細(xì)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(4n)和高產(chǎn)植物乙(2n)，培育高產(chǎn)耐酸植物丙的過程?；卮鹣铝袉栴}：
(1)①過程為酶解法去壁，該過程所需的酶是____________________，進(jìn)行該操作前需對甲、乙植物細(xì)胞進(jìn)行________處理，以防止雜菌污染。
(2)“甲′＋乙′”的名稱為___________________________________________________，
雜種細(xì)胞形成的標(biāo)志是________________。
(3)②過程表示________。植物丙′的體細(xì)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_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)植物細(xì)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(xì)胞的原生質(zhì)體) 再生出新的細(xì)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
14．(2022·青島高三期中)青蒿素是被譽(yù)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(xiàn)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：
(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：______________________________
________________________________________________________________________。
(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______________________________________________
___________________。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__________________________________
_____________________________________________________________________________。
答案 (1)體積分?jǐn)?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(qiáng)，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(dá) 殺菌 (4)鎂 培育過程中沒有給予光照取材、
消毒
①用流水充分沖洗外植體(幼嫩的莖段)；酒精擦拭雙手和超凈工作臺；②外植體的消毒：用酒精消毒30 s，然后立即用無菌水清洗2～3次；再用次氯酸鈉溶液處理30 min后，立即用無菌水清洗2～3次；③用解剖刀將外植體切成0.5～1 cm長的小段
接種
將外植體的1/3～1/2插入誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基中，誘導(dǎo)脫分化，長出愈傷組織
轉(zhuǎn)接
①將生長良好的愈傷組織轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上；②長出芽后再轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，進(jìn)一步誘導(dǎo)形成試管苗
移栽
將試管苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中，待其長壯后再移栽入土
使用順序
實驗結(jié)果
先使用生長素，后使用細(xì)胞分裂素
有利于細(xì)胞分裂，但細(xì)胞不分化
先使用細(xì)胞分裂素，后使用生長素
細(xì)胞既分裂也分化
同時使用
分化頻率提高
簡記為：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化頻率高
生長素/細(xì)
胞分裂素
植物細(xì)胞的發(fā)育方向
高
有利于根的分化、抑制芽的形成
低
有利于芽的分化、抑制根的形成
適中
促進(jìn)愈傷組織的生長
簡記為：“高”根，“低”芽，“中”愈傷
莖尖長度
(mm)
38 ℃熱處理時間(d)
10
20
30
40
0.3～0.5
S：36.7%；
D：81.8%
S：40.0%；
D：83.3%
S：30.0%；
D：100%
S：16.7%；
D：100%
0.5～0.8
S：60.0%；
D：66.7%
S：60.0%；
D：72.2%
S：50.0%；
D：93.3%
S：40.0%；
D：100%
0.8～1.0
S：93.3%；
D：57.1%
S：85.7%；
D：69.2%
S：60.0%；
D：94.4%
S：46.7%；
D：92.8%

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