1、- 1 -植物细胞工程的基本技术一、细胞工程的概念二、细胞的全能性1含义：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。2物质基础：细胞内含有本物种全部的遗传信息。3植物细胞全能性表达条件：具有完整的细胞结构；处于离体状态；提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。三、植物组织培养技术1理论基础植物细胞的全能性。2基本过程离 体 的 器 官 、组 织 或 细 胞 A B 发 育 完 整植 株图中过程为脱分化，过程为再分化，A 表示愈伤组织，B 表示丛芽或胚状体。3胡萝卜的组织培养填图1.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。2植物组织培养的基本过程：外植体 愈伤组
2、织 丛芽或胚状体 完整植株 脱 分 化 再 分 化 发 育 3植物体细胞杂交的理论基础是细胞膜的流动性和细胞的全能性。4去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。5人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激)和化学法(聚乙二醇处理)。6植物体细胞杂交技术克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍。- 2 -四、植物体细胞杂交技术1概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。2过程据图填空(1)过程为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。(2)过程为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括离心、振动、电激等，化学法一般用聚乙二醇
3、作诱导剂。(3)过程为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。(4)过程为脱分化，过程为再分化。3意义：克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。1下列生物技术不属于细胞工程领域的是( )A植物组织培养技术 B转基因技术C克隆技术 D植物体细胞杂交技术解析：选 B 细胞工程是在细胞水平或细胞器水平上进行的操作。转基因技术的操作对象为基因，即 DNA 分子水平上的操作技术，属于基因工程。2植物组织培养的理论根据是( )A培养基中营养物质全面 B细胞的全能性C细胞的分裂 D细胞的分化解析：选 B 植物细胞只有保持其全能性，才能发育成完整的植株，因此，植物组织培- 3 -养的理论根据是细胞的
4、全能性。3细胞的全能性是指( )A已经分化的细胞全部能进一步分化B已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能C细胞既能分化，也能恢复到分化前的状态D细胞具有全面的生理功能解析：选 B 细胞的全能性是指已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能。4植物组织培养过程中的脱分化是指( )A植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程B未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程C植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程D取植物的枝芽培育成一株新个体的过程解析：选 C 植物细胞的脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞愈伤组织的过程。5植物体细胞杂
5、交的结果是( )A产生杂种植株 B产生杂种细胞C原生质体融合 D形成愈伤组织解析：选 A 植物体细胞杂交包括经植物细胞融合获得杂种细胞和经植物组织培养形成杂种植株两个阶段，其结果是产生了具有两种植物遗传特性的杂种植株。Error!核 心 要 点 一 细 胞 的 全 能 性1细胞具有全能性的原因一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整个体的潜能。2细胞全能性大小的比较(1)植物细胞动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。(2)受精卵生殖细胞(精子、卵细胞)体细胞。(3)体细胞：分化程度低的分化程度高的；细胞分裂能力强的细胞分裂能力弱的；幼嫩的细胞衰老的细胞。3
6、植物细胞表现全能性的条件(1)离体状态。(2)营养物质：种类齐全、比例合适。(3)植物激素：生长素、细胞分裂素。- 4 -(4)外界条件：适宜的温度、pH 和光照(愈伤组织的形成和生长需要避光培养，分化培养需见光)等。(5)无菌操作。题组冲关1下列植物组织细胞，在条件适宜的情况下，最易表达其全能性的是( )A茎韧皮部细胞 B叶肉细胞C受精卵 D根尖分生区细胞解析：选 C 细胞的全能性由大到小依次是受精卵、生殖细胞、体细胞。2下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是( )A玉米种子萌发长成新植株B小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C小麦花粉经离体培养发育成单倍体植株D胡萝卜根韧皮部细胞
7、经组织培养发育成新植株解析：选 D 种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞分化，但不能体现细胞的全能性；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的过程，没有形成完整的个体，不能体现细胞的全能性；花粉离体培养发育成单倍体植株，经历了细胞分化，体现了花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培养发育成新植株体现出体细胞的全能性。Error!核 心 要 点 二 植 物 组 织 培 养 技 术1植物组织培养的过程(1)外植体：用于植物组织培养的离体的植物器官、组织或细胞。(2)脱分化：已经分化的细胞，经过诱导，失去其特有的结构和功能而转变成未
8、分化细胞的过程。(3)愈伤组织：细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞团。(4)再分化：脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化出根或芽等器官的过程。2植物组织培养技术的注意事项(1)外植体的选择与制备：外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。- 5 -制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。(2)无菌操作：植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。(3)光照的控制：
9、对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。(4)植物激素的使用：生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。两类激素的浓度、使用的先后顺序及用量的比例等都会影响实验结果。3生长素和细胞分裂素的使用顺序及用量的比例对实验结果的影响(1)使用顺序不同，结果不同：使用顺序 实验结果先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂又
10、分化同时使用 分化频率提高以上关系可简记为：先“生” ，分裂不分化；后“生”分裂又分化；同“使”分化频率高(2)用量的比例不同，结果也不同：生长素/细胞分裂素的比值 作用效果比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成比值适中 促进愈伤组织的形成以上关系可简记为：“高根低芽中愈伤”题组冲关3下图为某二倍体植株花药中未成熟的花粉在适宜培养基上形成完整植株的过程。有关叙述正确的是( )A过程表示脱分化，过程表示再分化B过程需要避光，过程需要光照C过程说明花粉细胞具有全能性- 6 -D过程获得的完整植株自交后代不会发生性状分离解析：选 C 过程表示脱分化，过程表示再分化，
11、过程表示诱导生根和细胞增殖；过程需要避光，过程需要光照，以利于芽中形成叶绿素；过程获得的单倍体植株具有高度不育的特点。4(海南高考)甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题：(1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是_。(2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到_。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是_(填“具有完整的细胞核” “具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。(3)图中 A、B、C 所示的是不同的培养结果，该不同结果
12、的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同造成的，这两种激素是_。A 中的愈伤组织是叶肉细胞经_形成的。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，_(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_。解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整的细胞核，才具有发育为个体的一整套完整遗传信息。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)由于花粉粒的基因型与
13、体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株 (2)葡萄糖、果糖 具有完整的细胞核 (3)细胞分裂素、生长素 脱分化 (4)不能 对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株Error!核 心 要 点 三 植 物 体 细 胞 杂 交 技 术1植物体细胞杂交的原理原生质体融合的过程利用了细胞膜的流动性，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞- 7 -的全能性。2植物组织培养和植物体细胞杂交的比较名称 植
14、物组织培养 植物体细胞杂交原理 植物细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化不同植物细胞融合后形成的杂种细胞技术操作脱分化、再分化等除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂3植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为 A、B)未融合的细胞：A 和 B。两两融合的细胞：AA、BB 和 AB。多细胞融合体。(2)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物性状进行判断。
15、植物性状 结论若只表现出一种植物的性状 未融合细胞若得到的是具有两种亲本性状的植物 杂种植株若得到的是两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强 多细胞融合体若得到的是一种植物的性状，但是效果得到加强 同种细胞融合名师点拨 与植物体细胞杂交技术有关的遗传知识(1)植物体细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。(2)杂种植株的染色体来源于两种植物，变异类型是染色体数目的变异，形成的是异源多倍体。- 8 -(3)由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。(4)培育新品种的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。题组冲关5下面为“番茄马铃薯”的培育过程示意图，
16、有关叙述正确的是( )A获得 a、b 细胞需要胰蛋白酶和果胶酶B诱导 a、b 细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素Ca、b 细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有流动性Dd、e、f 过程表示植物的组织培养过程，e、f 分别为脱分化和再分化解析：选 C 植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a、b 细胞融合为 c 细胞的原理是细胞膜具有一定的流动性，诱导a、b 细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇，d、e 分别为脱分化和再分化。6如图是植物体细胞杂交过程示意图，如果 A、B 植物均为二倍体，据图分析回答：(1)图中所示过程的原理有：_。(2)图中的过程是_。
17、(3)植物体细胞融合成功的标志是_，其产生与细胞内_(细胞器)有关。(4)和过程分别是_和_的过程。则该杂种植株有_个染色体组。(5)该技术的最显著优势是：_。解析：(1)植物体细胞杂交过程中有原生质体 A 和原生质体 B 的融合过程，其原理是细胞膜具有流动性；将杂种细胞培育成新的个体，其原理是植物细胞具有全能性。(2)图中的过程是去除植物细胞壁，制备原生质体。(3)植物体细胞融合成功的标志是形成新的细胞壁，植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(4)杂种细胞通过脱分化形成愈伤组织，再经再分化形成杂种植株。图中杂种植株是由两个二倍体的细胞融合成的杂种细胞培育成的新个体，含有四个染色体组。(5)植物体
18、细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。答案：(1)细胞膜具有流动性、植物细胞具有全能性(缺一不可) (2)(去壁)制备原生质- 9 -体 (3)形成新的细胞壁 高尔基体 (4)脱分化 再分化 四 (5)克服远缘杂交不亲和的障碍方法规律体细胞杂交后细胞内染色体数目、染色体组数目及基因型的判断体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因型还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有 2x 条染色体，2 个染色体组，基因型为 Aabb，另一植物细胞含有 2y 条染色体，2 个染色体组，基因型为 ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体为(2x2 y)条，4 个染色体组，基因型为 A
19、abbccDd。随堂基础巩固 1植物细胞表现全能性的必要条件是( )A给予适宜的营养和外界条件B导入其他植物细胞的基因C脱离母体后，给予适宜的营养和外界条件D将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内解析：选 C 高度分化的植物细胞处于离体状态时，在一定的营养物质和外界条件下才能表现全能性。2下列有关愈伤组织细胞的叙述，不正确的是( )A细胞壁薄、分裂旺盛B细胞具有较高的全能性C由高度分化的植物细胞经脱分化和分裂形成D细胞有叶绿体，能进行光合作用解析：选 D 愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞；愈伤组织是由离体的植物组织经脱分化和分裂形成的，细胞具有较高的全能
20、性；在无光条件下培养产生的愈伤组织无叶绿体。3在离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织的过程中，下列哪一项条件一般是不需要的( )A消毒灭菌 B适宜的温度C充足的光照 D适宜的养料和激素解析：选 C 由于此阶段形成的是愈伤组织，并没有形成具有根、茎、叶的植物体，因此一般不需要光照。4植物体细胞杂交尚未解决的问题是( )- 10 -A去除细胞壁，分离出有活力的原生质体B将杂种细胞培育成植株C让杂种植物按照人们的需要表现亲代的优良性状D尚未培育出属间杂种植物解析：选 C 目前植物体细胞杂交产生的杂种植株并没有完全表现出人们所需要的性状。5如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过
21、程，据图分析错误的是( )A过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理B过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理解析：选 B 紫外线照射可诱导原生质体发生突变，但突变是不定向的。6驱蚊草散发的气味可在一定范围内驱除蚊子，驱蚊草是由天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交而得到的。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是( )A培育方法属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍B培育过程中要用纤维素酶、果胶酶、PEC 等试剂或离心、振动、电激等方法C培育手段是植物体细胞杂交，它不同于植物组织培养，无愈伤组织和试管苗
22、的形成D驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草的有性杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离解析：选 C 驱蚊草是通过天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交而得到的，在此技术中仍需要利用植物组织培养技术，有愈伤组织和试管苗的形成过程。7科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_。(2)过程常用的酶是_，细胞融合完成的标志是_。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可
23、观察到_种不同的原生质体，- 11 -当观察到_时可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)过程和过程依次为_，过程中的培养基常添加的植物激素是_。(5)若番茄细胞中有 m 条染色体，马铃薯细胞中有 n 条染色体，则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。解析：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。(2)过程获取原生质体常用的酶是纤维素酶和果胶酶，植物原生质体融合完成的标志是形成了新的细胞壁。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或 PEG)诱导融合；在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 5 种不同的原
24、生质体；当观察到融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光时，可判断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)过程和过程依次为脱分化和再分化，再分化过程中的培养基常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素。(5)若番茄细胞中有 m 条染色体，马铃薯细胞中有 n 条染色体，则“番茄马铃薯”杂种细胞的染色体有 m n 条，在有丝分裂后期由于着丝点分裂导致染色体数加倍，此时细胞内含 2(m n)条染色体。答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 (2)纤维素酶和果胶酶 形成了新的细胞壁 (3)聚乙二醇(或 PEG) 5 融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 (5
25、)2( m n)课时跟踪检测 一、选择题1下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是( )A受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达C卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高D植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性解析：选 C 受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；体细胞是由受精卵通过有丝分裂形成的，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而生物体内的体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物
26、细胞如果全能性要表达出来，需在一定条件下进行离体培养。2下列关于植物组织培养的叙述，错误的是( )A培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B培养基中的生长素和细胞分裂素使用顺序影响愈伤组织的生长和分化C离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织- 12 -D同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织遗传物质相同解析：选 D 采用绿色开花植物的生殖器官部位(如花药)进行培养获得的愈伤组织的遗传物质只有体细胞的一半。3如图中的 A、B 为两种二倍体植物，通过植物体细胞杂交技术形成 C 植株，过程的原理及 C 含有的染色体组数分别是( )A细胞膜的流动性 2 B细胞的全能性
27、 4C细胞增殖 4 D基因的选择性表达 3解析：选 B 图中过程是由 1 个细胞长成 1 个个体，体现了细胞的全能性；另外此过程为两种生物的体细胞进行融合，每个体细胞含有 2 个染色体组，融合后形成的杂种细胞含有 4 个染色体组，为四倍体生物。4现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种)，其中甲种植株的光合作用能力高于乙种植株，但乙种植株很适合在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株各自的优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列采用的技术手段不可行的是( )A利用植物细胞融合技术，可获得满足要求的四倍体杂种目的植株B将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株C两种植株
28、杂交后得到 F1，取其花粉，进行花药离体培养获得目的植株D诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株解析：选 C 甲、乙为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，不能杂交或杂交产生的后代不育，所以 C 项不可行。A、D 项均利用了植物细胞杂交技术，细胞杂交技术可以克服不同植物远缘杂交不亲和的障碍，因此是可行的。B 项是利用的基因工程技术，可以人为地让目的基因在宿主细胞中表达，因此也是可行的。5甲种植物细胞(基因型为 Aa)、乙种植物细胞(基因型为 Bb)去掉细胞壁后，诱导两种细胞的原生质体融合，形成单核的杂种细胞。则经过组织培养得到的杂种植株是( )A二倍体，基因型为
29、AaBbB二倍体，基因型为 AAaaBBbbC四倍体，基因型为 AaBbD四倍体，基因型为 AAaaBBbb解析：选 C 杂种植株为四倍体，基因型为 AaBb。6下图为植物组织培养技术过程，有关说法错误的是( )- 13 -A乙试管中细胞全能性最高B丁试管中培育出的个体都是纯合子C甲乙的过程需要激素的刺激D甲丁的细胞分裂都是有丝分裂解析：选 B 该过程为植物组织培养技术，能保持亲本的优良性状；甲乙为愈伤组织的形成过程，愈伤组织的形成需要激素的刺激；甲丁只发生有丝分裂，不发生减数分裂；丁试管中是否为纯合子取决于亲本。7如图为“番茄马铃薯”杂种植株的培育过程，其中表示过程，字母表示细胞、组织或植株
30、。下列说法正确的是( )A表示低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体Be 是一团有特定结构和功能的薄壁细胞C可根据质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生D植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍解析：选 C 原生质体在低渗溶液中会吸水涨破，应将细胞置于等渗溶液中进行酶解处理；e 是植物细胞脱分化后形成的一种无特定结构和功能的薄壁细胞；质壁分离是指原生质层与细胞壁分离的现象，故可根据是否发生质壁分离现象来鉴定杂种细胞的细胞壁是否再生；植物有性杂交不能克服远缘杂交不亲和的障碍。8从基因型为 Aa 的生物某植物营养器官中获取细胞，显微观察如图所示。下列对该图示细胞的叙述不正确的是(
31、 )A若将 X 细胞离体培养成完整植株，培养过程要用纤维素酶和果胶酶处理B将 Y 细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理，所得植株可产生 3 种配子C将 X 和 Y 融合并经组织培养形成的植株为四倍体DX 和 Z 细胞的形态不同，但核 DNA 一般相同解析：选 A 植物体细胞杂交时，要用纤维素酶和果胶酶处理细胞，使细胞壁溶解，原生质体才能融合，如果用 X 细胞离体培养成植株，需经过植物组织培养，不需要破除其细胞- 14 -壁。将 Y 细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理，所得植株(基因型为 AAaa)可产生AA、Aa、aa 3 种配子，比例为 141。将 X(Aa)和 Y(Aa)融合并经组织培养形成
32、的植株为四倍体(AAaa)。X 和 Z 细胞的形态不同，但都是由一个细胞受精卵发育而来，核 DNA 一般相同。9下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述正确的是( )四 倍 体 兰 花 叶 片 愈 伤 组 织 胚 状 体 植 株A阶段体现了细胞的全能性B阶段需生长素而阶段需细胞分裂素C阶段细胞进行脱分化D此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体解析：选 C 图中阶段是脱分化，、阶段是再分化。已分化的细胞发育成完整个体才能体现细胞的全能性。三个阶段都需生长素和细胞分裂素，只是二者比例不同。此兰花的花药离体培养所得植株虽然含两个染色体组，但为单倍体。10如图所示为白菜甘蓝的培育流
33、程，下列叙述错误的是( )A过程用到的酶是纤维素酶和果胶酶B过程常用的化学试剂是聚乙二醇C经过程获得的细胞的全能性提高D过程细胞的全能性降低，最终失去全能性解析：选 D 过程为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶；过程为诱导原生质体融合，常用的化学试剂为聚乙二醇；杂种细胞是已经分化的细胞，而愈伤组织细胞是未分化的细胞，所以愈伤组织细胞的全能性高于杂种细胞；无论是已分化的还是未分化的植物细胞都具有全能性。二、非选择题11利用体细胞杂交技术获得了“番茄马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄，地下结马铃薯的“超级作物” 。- 15 -(1)材料中
34、所用到的植物体细胞杂交技术应用了原生质体融合和_技术，该技术的理论基础是_。(2)图中步骤所示用_除去植物细胞的细胞壁，分离出有活力的原生质体。(3)图中过程细胞两两融合时，可出现_种融合细胞，要促进杂种细胞分裂生长，培养基中应有_和_两类激素。(4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的_和_过程。(5)利用马铃薯和番茄的_得到单倍体植株，然后取单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，再用_处理之后也可得到可育的“番茄马铃薯”杂种植株。解析：(1)植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用到植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能性。(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此除去细胞壁时，为分离出有
35、活力的原生质体，利用酶的专一性，即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。(3)甲、乙 2 种细胞融合时，可能会出现 3 种情况：甲、甲融合，乙、乙融合，甲、乙融合，其中甲、乙融合类型的细胞才是最终需要的杂种细胞，植物组织培养过程中需要使用的激素主要是生长素和细胞分裂素。(4)杂种细胞经脱分化和再分化过程形成完整植株。(5)二倍体的单倍体植株一般不可育，需要用秋水仙素处理使染色体的数目加倍才可育。答案：(1)植物组织培养 植物细胞的全能性(和细胞膜的流动性) (2)纤维素酶和果胶酶 (3)3 细胞分裂素 生长素 (4)脱分化 再分化 (5)花药离体培养 秋水仙素12下图表示通过二倍体植株甲(
36、自花受粉植物)和植株乙培育植株 A、B、C、D、E 的过程，其中植株甲的基因型为 AaBb，两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答：(1)植株 A 是_倍体，经秋水仙素处理后获得的植株 B 的基因型为_。(2)植株 C 与植株甲表现型相同的概率为_。(3)培养植株 D 的过程中，由离体细胞形成愈伤组织的过程称为_。(4)获得植株 E 的过程称为_技术，其过程中两个原生质体融合时，常用的诱导剂是_。(5)植株 A、D、E 的培育过程中都需要采用的生物技术是_技术，其理论基础是_。植株 A、B、C、D、E 中可能与植株甲的基因型相同的是植株- 16 -_。解析：(1)将二倍体植株甲的花粉
37、经过花药离体培养得到的植株是单倍体植株 A，其基因型可能是 AB、Ab、aB、ab，因此用一定浓度的秋水仙素处理萌发的幼苗之后，染色体数目加倍，其基因型为 AABB 或 AAbb 或 aaBB 或 aabb。(2)植株 C 是植株甲自花受粉的后代，因此植株 C 与植株甲表现型相同的概率为 3/43/49/16。(3)由离体细胞形成愈伤组织的过程是脱分化。(4)植株 E 是由两种不同的植物经过植物体细胞杂交形成的新物种，两个原生质体融合时常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)。(5)植株 A、D、E 的培育都需要采用的生物技术是植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞的全能性，培养过程中一定要注意保证无
38、菌条件，以防止杂菌污染导致培养失败。植株 D 与植株甲的基因型一定是相同的，植株 C 中有一部分与植株甲的基因型相同。答案：(1)单 AABB 或 AAbb 或 aaBB 或 aabb(2)9/16 (3)脱分化 (4)植物体细胞杂交 聚乙二醇(PEG) (5)植物组织培养 植物细胞的全能性 C、D13(广东高考)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一。应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎(简称 PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程如下：新 生 营 养 芽 诱 导 PLBs 增 殖 培 养 PLBs 不 同 时 间 取 样 、 检 测 实 验 结 果在固体培养基上，PLBs 的
39、重量、生物碱含量随增殖培养时间的变化如下图所示，请回答下列问题：(1)选用新生营养芽为外植体的原因是_，诱导外植体形成PLBs 的过程称_。(2)与黑暗条件下相比，PLBs 在光照条件下生长的优势体现在_，_，_。(3)脱落酸(ABA)能提高生物碱含量，但会抑制 PLBs 的生长。若采用液体培养，推测添加适量的 ABA 可提高生物碱产量。同学们拟开展探究实验验证该推测，在设计实验方案时探讨了以下问题：ABA 的浓度梯度设置和添加方式：设 4 个 ABA 处理组，1 个空白对照组，3 次重复。因ABA 受热易分解，故一定浓度的无菌 ABA 母液应在各组液体培养基_后按比例加入。实验进程和取样：实
40、验 50 天完成，每 10 天取样，将样品(PLBs)称重(g/瓶)后再测定- 17 -生物碱含量。如初始(第 0 天)数据已知，实验过程中还需测定的样品数为_。依所测定数据确定适宜的 ABA 浓度和培养时间：当某 3 个样品(重复样)的_时，其对应的 ABA 浓度为适宜浓度，对应的培养时间是适宜培养时间。解析：(1)新生营养芽的细胞分化程度低，细胞分裂旺盛，易培养。PLBs 类似于愈伤组织，由新生营养芽培养到愈伤组织的过程称为脱分化。(2)从坐标曲线可知，与黑暗条件下相比，光照条件下的 PLBs 生长速度快，原因可能是光照有利于叶绿素的形成，有利于细胞进行光合作用制造有机物。(3)由于 ABA 受热易分解，故应将液体培养基先灭菌冷却后，再按一定的比例加入 ABA 母液。据题意可知，该实验共设置 4 个实验组和 1 个对照组，共5 组；实验 50 天完成，每 10 天取样，初始数据已知，只需测 5 次，故 5 组样品重复 3 次，共需测定的样品数为 25375。依据实验目的探究“添加适量的 ABA 可提高生物碱产量”可知，当某 3 个样品的“生物碱含量平均值最高”时，其对应的 ABA 浓度为最适浓度。答案：(1)新生营养芽的细胞分化程度较低，分裂旺盛 脱分化 (2)生长速度快 有利于叶绿素的形成 进行光合作用制造有机物 (3)灭菌冷却 75 生物碱含量平均值最高
