2020_2021年新教材高中生物第2章细胞工程1.1植物细胞工程的基本技术课件新人教版选择性必修3202103132224

1、第2章细 胞 工 程 第1节植物细胞工程 一植物细胞工程的基本技术 必备知识必备知识素养奠基素养奠基 一、细胞的全能性一、细胞的全能性 1.1.概念概念: :细胞经分裂和分化后细胞经分裂和分化后, ,仍然具有仍然具有_或分化成或分化成 _的潜能。的潜能。 2.2.分化的细胞不能表现全能性的原因分化的细胞不能表现全能性的原因:_:_条件下条件下, ,细胞中的基细胞中的基 因会因会_地表达。地表达。 产生完整生物体产生完整生物体 其他各种细胞其他各种细胞 在特定的时间和空间在特定的时间和空间 选择性选择性 二、植物组织培养技术二、植物组织培养技术 1.1.原理原理:_:_。 2.2.概念概念: :

2、 (1)(1)对象对象:_:_的植物器官、组织或细胞等。的植物器官、组织或细胞等。 (2)(2)场所场所: :人工配制的培养基。人工配制的培养基。 (3)(3)结果结果:_:_。 植物细胞的全能性植物细胞的全能性 离体离体 形成完整植株形成完整植株 3.3.流程流程: : (1)(1)过程过程: :_、_。 (2)(2)激素激素:_:_、_。 脱分化脱分化再分化再分化 细胞分裂素细胞分裂素生长素生长素 【激疑激疑】诱导愈伤组织期间一般不需要光照诱导愈伤组织期间一般不需要光照, ,在后续的培养过程中为什么需要在后续的培养过程中为什么需要 提供适宜的光照提供适宜的光照? ? 提示提示: :叶绿素的

3、合成需要光照。叶绿素的合成需要光照。 三、植物体细胞杂交三、植物体细胞杂交 1.1.植物体细胞杂交流程植物体细胞杂交流程: : 2.2.概念概念: : (1)(1)原料原料:_:_的植物体细胞。的植物体细胞。 (2)(2)结果结果:_:_。 3.3.意义意义: :打破打破_,_,实现远缘杂交育种。实现远缘杂交育种。 不同来源不同来源 杂种植株杂种植株 生殖隔离生殖隔离 【激疑激疑】原生质体融合体现了细胞膜有什么特点原生质体融合体现了细胞膜有什么特点? ? 提示提示: :细胞膜具有流动性。细胞膜具有流动性。 关键能力关键能力素养形成素养形成 知识点一植物组织培养知识点一植物组织培养 1.1.植物

4、组织培养的过程植物组织培养的过程: : 2.2.植物组织培养的条件植物组织培养的条件: : (1)(1)外植体的选择外植体的选择: :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植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易, ,而植物的茎、而植物的茎、 叶和成熟的组织相对较难。叶和成熟的组织相对较难。 (2)(2)无菌操作无菌操作: :植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染, ,所有实验用具要所有实验用具要 严格灭菌严

5、格灭菌, ,接种过程要进行严格的无菌操作。接种过程要进行严格的无菌操作。 (3)(3)光照的控制光照的控制: :对于植物组织培养来说对于植物组织培养来说, ,光照条件非常重要。光照条件非常重要。 脱分化阶段脱分化阶段: :避光培养避光培养, ,有利于脱分化产生愈伤组织有利于脱分化产生愈伤组织( (如果是在光照条件下如果是在光照条件下, ,容容 易分化产生维管等组织易分化产生维管等组织, ,不利于产生大量的愈伤组织不利于产生大量的愈伤组织) )。 再分化阶段再分化阶段: :一定要有光照一定要有光照, ,有利于叶片内叶绿素的合成。有利于叶片内叶绿素的合成。 (4)(4)不同植物激素比例对植物组织培

6、养的影响不同植物激素比例对植物组织培养的影响: : 生长素生长素/ /细胞分细胞分 裂素的比值裂素的比值 作用效果作用效果 比值高比值高促进根的分化、抑制芽的形成促进根的分化、抑制芽的形成 比值低比值低促进芽的分化、抑制根的形成促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中比值适中促进愈伤组织的形成促进愈伤组织的形成 【特别提醒特别提醒】植物组织培养的两点提醒植物组织培养的两点提醒 (1)(1)植物组织培养植物组织培养植物细胞培养。植物细胞培养。 植物组织培养是把外植体培养成完整的植物体植物组织培养是把外植体培养成完整的植物体; ;而植物细胞培养是将外植体培而植物细胞培养是将外植体培 养成大量的细胞群体

7、养成大量的细胞群体, ,以便获得人类所需的细胞次级代谢产物。以便获得人类所需的细胞次级代谢产物。 (2)(2)影响组织培养的光照条件不仅是光照强度影响组织培养的光照条件不仅是光照强度, ,光照时间和波长等都影响植物组光照时间和波长等都影响植物组 织培养。织培养。 【素养案例素养案例】 (2019(2019全国卷全国卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗培养胡萝卜根组织可获得试管苗, ,获得试管苗的过程如图所获得试管苗的过程如图所 示。示。 回答下列问题。回答下列问题。 (1)(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细

8、胞可以培 养成完整的植株养成完整的植株, ,这是因为植物细胞具有这是因为植物细胞具有_。 (2)(2)步骤切取的组织块中要带有形成层步骤切取的组织块中要带有形成层, ,原因是原因是_ _。 (3)(3)从步骤到步骤需要更换新的培养基从步骤到步骤需要更换新的培养基, ,其原因是其原因是_ _ _。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的_过程过程, ,最终最终 可形成试管苗。可形成试管苗。 (4)(4)步骤要进行照光培养步骤要进行照光培养, ,其作用是其作用是_。 (5)(5)经组织培养得到的植株经组织培养得到的植株, ,一般可保持原品种的一般可保持原品种的_, ,这种

9、繁殖方这种繁殖方 式属于式属于_繁殖。繁殖。 【解题导引解题导引】解答本题思维流程如下解答本题思维流程如下: : 【解析解析】(1)(1)分化的植物细胞含有该生物生长发育所需要的全部遗传物质分化的植物细胞含有该生物生长发育所需要的全部遗传物质, ,具有具有 发育的全能性发育的全能性, ,在一定条件下可以培养为完整的植株。在一定条件下可以培养为完整的植株。 (2)(2)形成层属于分生组织形成层属于分生组织, ,细胞分裂能力较强细胞分裂能力较强, ,容易脱分化形成愈伤组织。容易脱分化形成愈伤组织。 (3)(3)培养基中的细胞分裂素和生长素可调控细胞的分裂和分化培养基中的细胞分裂素和生长素可调控细胞

10、的分裂和分化, ,诱导愈伤组织形诱导愈伤组织形 成和诱导愈伤组织分化形成试管苗时成和诱导愈伤组织分化形成试管苗时, ,需要的生长素和细胞分裂素的比例不同需要的生长素和细胞分裂素的比例不同, , 所以需要更换培养基。愈伤组织是一团未分化的细胞所以需要更换培养基。愈伤组织是一团未分化的细胞, ,通过再分化形成具有根、通过再分化形成具有根、 芽的试管苗。芽的试管苗。 (4)(4)再分化过程中需要光照条件再分化过程中需要光照条件, ,以利于叶绿素的形成以利于叶绿素的形成, ,叶绿素形成后叶绿素形成后, ,试管苗才试管苗才 能进行光合作用。能进行光合作用。 (5)(5)在植物组织培养过程中在植物组织培养

11、过程中, ,只涉及有丝分裂只涉及有丝分裂, ,不涉及有性生殖细胞的生成不涉及有性生殖细胞的生成, ,该方该方 式可以保证母细胞和子细胞遗传物质的稳定式可以保证母细胞和子细胞遗传物质的稳定, ,保持原品种的遗传特性保持原品种的遗传特性, ,所以这种所以这种 繁殖方式属于无性繁殖。繁殖方式属于无性繁殖。 答案答案: :(1)(1)全能性全能性( (或答或答: :形成完整植株所需的全部基因形成完整植株所需的全部基因) ) (2)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织形成层容易诱导形成愈伤组织 (3)(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗时需要的生长素和细胞诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成

12、试管苗时需要的生长素和细胞 分裂素的比例不同分化分裂素的比例不同分化( (或答或答: :再分化再分化) ) (4)(4)诱导叶绿素的形成诱导叶绿素的形成, ,使试管苗能够进行光合作用使试管苗能够进行光合作用 (5)(5)遗传特性无性遗传特性无性 【素养素养探究探究母题追问母题追问】 (1)(1)科学思维科学思维分析与推理分析与推理 胡萝卜根尖的形成层细胞和组织培养获得的植株根细胞中都没有叶绿素胡萝卜根尖的形成层细胞和组织培养获得的植株根细胞中都没有叶绿素, ,为什为什 么叶肉细胞却合成了叶绿素么叶肉细胞却合成了叶绿素? ? 提示提示: :胡萝卜根尖的形成层细胞、植株根细胞和叶肉细胞中都含有合成

13、叶绿素胡萝卜根尖的形成层细胞、植株根细胞和叶肉细胞中都含有合成叶绿素 的相关基因的相关基因, ,但该基因只在叶肉细胞中进行了表达即基因的选择性表达。但该基因只在叶肉细胞中进行了表达即基因的选择性表达。 (2)(2)科学思维科学思维批判性思维批判性思维 植物组织培养的脱分化过程中植物组织培养的脱分化过程中, ,植物细胞如何获得生长发育所需的营养物质植物细胞如何获得生长发育所需的营养物质? ? 提示提示: :植物细胞主要以主动运输的方式从培养基中获取营养物质。植物细胞主要以主动运输的方式从培养基中获取营养物质。 【素养素养迁移迁移】 下列有关植物组织培养过程中的细胞脱分化的说法下列有关植物组织培养

14、过程中的细胞脱分化的说法, ,不正确的是不正确的是( () ) A.A.已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程已经分化的细胞失去特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程 B.B.已经分化的细胞转变成为具有分生能力的未分化细胞的过程已经分化的细胞转变成为具有分生能力的未分化细胞的过程 C.C.离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程 D.D.离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过部分植物激素的诱离体的植物组织经脱分化形成愈伤组织的过程中必须经过部分植物激素的诱 导导 【解析解析】选选C C。植物组织培

15、养过程中的细胞脱分化是指已经分化的细胞经过诱。植物组织培养过程中的细胞脱分化是指已经分化的细胞经过诱 导失去特有的结构和功能而转变成未分化的具有分生能力的愈伤组织的过程导失去特有的结构和功能而转变成未分化的具有分生能力的愈伤组织的过程, , 该过程必须经过有关植物激素该过程必须经过有关植物激素( (如生长素和细胞分裂素如生长素和细胞分裂素) )的诱导。离体的植物组的诱导。离体的植物组 织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程是再分化过程。综上所述织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程是再分化过程。综上所述,C,C项错误。项错误。 【补偿训练补偿训练】 用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养

16、可以形成愈伤组织用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织, ,下下 列叙述错误的是列叙述错误的是( () ) A.A.该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的 B.B.该愈伤组织的细胞没有全能性该愈伤组织的细胞没有全能性 C.C.该愈伤组织是由未分化的细胞组成的该愈伤组织是由未分化的细胞组成的 D.D.该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构该愈伤组织可以形成具有生根发芽能力的胚状结构 【解析解析】选选B B。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱。植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱 离了植物体、并

17、在一定的外部因素的作用下离了植物体、并在一定的外部因素的作用下, ,经细胞脱分化形成愈伤组织经细胞脱分化形成愈伤组织, ,再由再由 愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体才能表现出全能性。愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体才能表现出全能性。 知识点二植物体细胞杂交知识点二植物体细胞杂交 1.1.原理原理: : (1)(1)细胞膜的流动性细胞膜的流动性: :原生质体融合的过程。原生质体融合的过程。 (2)(2)植物细胞的全能性植物细胞的全能性: :杂种细胞发育成杂种植株。杂种细胞发育成杂种植株。 2.2.操作过程操作过程: : 步骤步骤图解图解技术技术 原生质体的原生质体的 获取获取 纤维素酶和

18、果胶酶去纤维素酶和果胶酶去 掉细胞壁获得原生质掉细胞壁获得原生质 体体 原生质体的原生质体的 融合融合 物理法物理法: :电融合法、离电融合法、离 心法等心法等 化学法化学法: :聚乙二醇聚乙二醇 (PEG)(PEG)融合法、高融合法、高CaCa2+ 2+- - 高高pHpH融合法等融合法等 杂种植株的杂种植株的 形成形成 植物组织培养植物组织培养 3.3.杂种植株遗传物质的变化杂种植株遗传物质的变化: : (1)(1)细胞融合属于染色体变异细胞融合属于染色体变异, ,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数 目之和。目之和。 (2)(2)染色体组数

19、通常也是两亲本细胞染色体组数之和染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和, ,形成异源多倍体。形成异源多倍体。 4.4.植物体细胞杂交育种的优点和局限性植物体细胞杂交育种的优点和局限性: : (1)(1)优点优点: :克服远缘杂交不亲和的障碍。克服远缘杂交不亲和的障碍。 (2)(2)局限性局限性: :目前仍有许多理论和技术问题未解决目前仍有许多理论和技术问题未解决, ,还不能让杂种植物按照人们还不能让杂种植物按照人们 的需求表现出双亲的优良性状。的需求表现出双亲的优良性状。 【特别提醒特别提醒】 (1)(1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度植物体细胞杂交的培养基中

20、要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度, ,不仅不仅 为原生质体提供营养为原生质体提供营养, ,而且还能维持一定的渗透压而且还能维持一定的渗透压, ,使原生质体保持正常的形态。使原生质体保持正常的形态。 (2)(2)体细胞融合后培养基中共有体细胞融合后培养基中共有5 5种细胞类型种细胞类型(A(A、B B、AAAA、BBBB、AB),AB),其中融合细其中融合细 胞类型有胞类型有3 3种种(AA(AA、BBBB、AB),AB),而真正符合要求的是而真正符合要求的是AB,AB,因此要对融合细胞进行筛因此要对融合细胞进行筛 选选( (注明注明: :不考虑三个或三个以上细胞的融合不考虑三个或三个以上细

21、胞的融合) )。 【素养案例素养案例】 如图为如图为“番茄番茄马铃薯马铃薯”的培育过程示意图的培育过程示意图, ,有关叙述正确的是有关叙述正确的是 ( () ) A.A.获得获得a a、b b细胞需要用聚乙二醇处理细胞需要用聚乙二醇处理 B.B.诱导诱导a a、b b细胞融合的化学试剂一般为秋水仙素细胞融合的化学试剂一般为秋水仙素 C.aC.a、b b细胞融合为细胞融合为c c细胞的原理是细胞膜具有流动性细胞的原理是细胞膜具有流动性 D.dD.d、e e、f f过程表示植物的组织培养过程过程表示植物的组织培养过程,e,e、f f分别为脱分化和再分化分别为脱分化和再分化 【解题导引】【解题导引】

22、解答本题思维流程如下解答本题思维流程如下: : 【解析解析】选选C C。植物体细胞在杂交之前。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必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞 壁壁, ,获得具有活力的原生质体获得具有活力的原生质体;a;a、b b细胞融合为细胞融合为c c细胞的原理是细胞膜的流动性细胞的原理是细胞膜的流动性; ; 诱导诱导a a、b b细胞融合的化学试剂一般为聚乙二醇或高细胞融合的化学试剂一般为聚乙二醇或高CaCa2+ 2+- -高 高pH;dpH;d、e e分别为脱分分别为脱分 化和再分化过程。化和再分化过程。 【素养【素养探究探究母题追问】母题追问】 (1)(

23、1)科学思维科学思维演绎与推理演绎与推理 若上题图中若上题图中a a细胞含有细胞含有2 2x x条染色体条染色体,2,2个染色体组个染色体组, ,基因型为基因型为Aabb,bAabb,b细胞含有细胞含有2 2y y条条 染色体染色体,2,2个染色体组个染色体组, ,基因型为基因型为ccDd,ccDd,产生的杂种植株的体细胞中含有几条染色产生的杂种植株的体细胞中含有几条染色 体和几个染色体组体和几个染色体组? ?其基因型是什么其基因型是什么? ? 提示提示: :杂种植株应为异源四倍体杂种植株应为异源四倍体, ,其体细胞中染色体为其体细胞中染色体为(2(2x x+2+2y y) )条条,4,4个染

24、色体组个染色体组, , 基因型为基因型为AabbccDdAabbccDd。 (2)(2)社会责任社会责任解决生产生活中的实际问题解决生产生活中的实际问题 若某种植物耐盐碱若某种植物耐盐碱, ,另一种植物高产另一种植物高产, ,能否用上题图中的方法进行新品种的培育能否用上题图中的方法进行新品种的培育? ? 说出你的理由。说出你的理由。 提示提示: :可以可以; ;植物体细胞杂交可以打破生殖隔离植物体细胞杂交可以打破生殖隔离, ,实现远缘杂交育种实现远缘杂交育种, ,杂种植株含杂种植株含 有两个物种的遗传物质有两个物种的遗传物质, ,所以后代会出现双亲的优良性状。所以后代会出现双亲的优良性状。 【

25、素养【素养迁移】迁移】 (2020(2020山东等级考山东等级考) )两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。 若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂, ,形成的染色体片段在细形成的染色体片段在细 胞融合后可能不会被全部排出胞融合后可能不会被全部排出, ,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的 染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理, ,将普通小麦与耐盐性强的中间偃将普通小麦与耐盐性强的中间偃 麦草进行

26、体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种, ,过程如下图所示。下列说法错误过程如下图所示。下列说法错误 的是的是( () ) A.A.过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B.B.过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂 C.C.过程中常用灭活的病毒诱导原生质体融合过程中常用灭活的病毒诱导原生质体融合 D.D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段 【解析解析】选选C C。本题主要考查植物体细胞杂交技术。由题图信息可知。本题主要考查植物体细胞杂交技术

27、。由题图信息可知, ,为细胞为细胞 去掉细胞壁获得原生质体的过程去掉细胞壁获得原生质体的过程, ,去掉细胞壁一般用纤维素酶和果胶酶处理细去掉细胞壁一般用纤维素酶和果胶酶处理细 胞胞,A,A项正确项正确; ;两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出, ,需要将中需要将中 间偃麦草细胞染色体断裂间偃麦草细胞染色体断裂, ,所以为用不同剂量的紫外线照射断裂中间偃麦草所以为用不同剂量的紫外线照射断裂中间偃麦草 细胞的染色体细胞的染色体,B,B项正确项正确; ;图中为两种原生质体的融合图中为两种原生质体的融合, ,常用融合手段为物理法常用融合手段为

28、物理法 和化学法和化学法, ,灭活的病毒通常用来融合动物细胞灭活的病毒通常用来融合动物细胞,C,C项错误项错误; ;普通小麦不具有耐盐性普通小麦不具有耐盐性 状状, ,因此筛选出的耐盐小麦中控制耐盐性状的基因来自中间偃麦草的染色体片因此筛选出的耐盐小麦中控制耐盐性状的基因来自中间偃麦草的染色体片 段段,D,D项正确。项正确。 【补偿训练补偿训练】 用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草用植物细胞工程技术将天竺葵与香茅草进行杂交可产生驱蚊香草, ,使有驱使有驱 蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中蚊作用的香茅醛随着植物的蒸腾作用散发到空气中, ,达到驱蚊的效果。下面有达

29、到驱蚊的效果。下面有 关培养过程的叙述关培养过程的叙述, ,错误的是错误的是( () ) A.A.原生质体的融合常用原生质体的融合常用PEGPEG作为诱导剂作为诱导剂 B.B.形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型 C.C.由杂种细胞由杂种细胞杂种植株杂种植株, ,要通过有丝分裂和细胞的分化要通过有丝分裂和细胞的分化 D.D.该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍该项生物工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍 【解析解析】选选B B。植物体细胞杂交过程中。植物体细胞杂交过程中, ,诱导原生质体融合常用的诱导剂是诱导原生质体融合常用的诱导剂是PEG;PEG; 由

30、杂种细胞由杂种细胞杂种植株杂种植株, ,要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成要通过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成; ;植物体细植物体细 胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。杂种细胞经组织培养形成的愈伤组织, , 自身不含叶绿素无法进行光合作用自身不含叶绿素无法进行光合作用, ,其营养物质来自培养基其营养物质来自培养基, ,代谢类型是异养需代谢类型是异养需 氧型。氧型。 【课堂回眸课堂回眸】 课堂检测课堂检测素养达标素养达标 【概念概念诊断诊断】 1.1.植物细胞工程技术主要包括植物组织培养和植物体细胞杂交植物细胞工程技术主要包

31、括植物组织培养和植物体细胞杂交, ,下列有关植物下列有关植物 细胞工程技术的描述合理的是细胞工程技术的描述合理的是_。 离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程属于脱分化离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程属于脱分化 愈伤组织是未分化的细胞愈伤组织是未分化的细胞 植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术 获得植物原生质体常用的化学方法是聚乙二醇融合法、高获得植物原生质体常用的化学方法是聚乙二醇融合法、高CaCa2+ 2+- -高 高pHpH融合法融合法 植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株 【解析解析】选。

32、离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程选。离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程 属于再分化属于再分化, ,错误错误; ;外植体脱分化形成的愈伤组织是未分化的细胞外植体脱分化形成的愈伤组织是未分化的细胞, ,正确正确; ;植植 物体细胞杂交中将杂种细胞培养到杂种植株利用了植物组织培养技术物体细胞杂交中将杂种细胞培养到杂种植株利用了植物组织培养技术, ,正确正确; ; 获取植物原生质体利用的是纤维素酶和果胶酶获取植物原生质体利用的是纤维素酶和果胶酶, ,聚乙二醇融合法、高聚乙二醇融合法、高CaCa2+ 2+- -高 高pHpH 融合法是使原生质体融合的方法融合法是使原生质

33、体融合的方法, ,错误错误; ;植物体细胞杂交目的是获得杂种植植物体细胞杂交目的是获得杂种植 株株, ,正确。正确。 2.2.如图为植物组织培养过程如图为植物组织培养过程, ,有关说法正确的是有关说法正确的是 ( () ) A.A.实验中试管中细胞全能性最高实验中试管中细胞全能性最高 B.B.试管中培育出的个体都是纯合子试管中培育出的个体都是纯合子 C.C.过程需要光照过程需要光照 D.D.过程培养基保持不变过程培养基保持不变 【解析解析】选选A A。实验中。实验中试管中的愈伤组织细胞全能性最高试管中的愈伤组织细胞全能性最高,A,A正确正确; ;试管中培试管中培 育出的个体不一定是纯合子育出的

34、个体不一定是纯合子, ,如果外植体取自纯合子如果外植体取自纯合子, ,培育出的个体一定是纯合培育出的个体一定是纯合 子子, ,如果外植体取自杂合子如果外植体取自杂合子, ,培育出的个体一定是杂合子培育出的个体一定是杂合子,B,B错误错误; ;过程为过程为 脱分化的过程脱分化的过程, ,不需要光照不需要光照,C,C错误错误; ;过程为脱分化的过程过程为脱分化的过程, ,过程为过程为 再分化过程再分化过程, ,脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同,D,D错误。错误。 3.3.植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是( ()

35、 ) A.A.植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁 B.B.细胞壁使原生质体失去活力细胞壁使原生质体失去活力 C.C.细胞壁阻碍了原生质体的融合细胞壁阻碍了原生质体的融合 D.D.细胞壁不是原生质体的组成部分细胞壁不是原生质体的组成部分 【解析解析】选选C C。细胞壁是植物细胞结构的一部分。细胞壁是植物细胞结构的一部分,A,A项不符合题意项不符合题意; ;细胞壁对植物细胞壁对植物 细胞具有保护作用细胞具有保护作用, ,不会使原生质体失去活力不会使原生质体失去活力, ,但阻碍了原生质体的融合但阻碍了原生质体的融合, ,因此因此 要去除细胞壁要去除细胞壁,B,B项不

36、符合题意项不符合题意,C,C项符合题意项符合题意; ;细胞壁不是原生质体的组成部分细胞壁不是原生质体的组成部分, , 这不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因这不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因,D,D项不符合题意。项不符合题意。 4.4.白菜、甘蓝均为二倍体白菜、甘蓝均为二倍体, ,若将白菜和甘蓝两者的花粉细胞的原生质体进行融若将白菜和甘蓝两者的花粉细胞的原生质体进行融 合得到杂种细胞合得到杂种细胞, ,再经植物组织培养获得再经植物组织培养获得“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株幼苗。下列杂种植株幼苗。下列 说法错误的是说法错误的是( () ) A.A.培育出的培育出的“白菜白菜甘蓝甘蓝”植株不

37、能结籽植株不能结籽 B.B.诱导原生质体间的融合过程一般使用灭活的病毒诱导原生质体间的融合过程一般使用灭活的病毒 C.C.该培育过程中的变异为染色体变异该培育过程中的变异为染色体变异 D.D.该培育过程中需要向培养基中添加植物激素该培育过程中需要向培养基中添加植物激素 【解析解析】选选B B。由于白菜、甘蓝均为二倍体。由于白菜、甘蓝均为二倍体, ,两者的花粉细胞中各含有白菜和甘两者的花粉细胞中各含有白菜和甘 蓝的一个染色体组蓝的一个染色体组, ,若将两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞若将两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞, ,再再 经植物组织培养获得的经植物组织培养获得的“

38、白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株为二倍体杂种植株为二倍体, ,但因两个染色体组但因两个染色体组 分别来自白菜和甘蓝分别来自白菜和甘蓝, ,故不能结籽故不能结籽,A,A正确正确; ;诱导植物细胞原生质体间的融合一般诱导植物细胞原生质体间的融合一般 不用灭活的病毒不用灭活的病毒,B,B错误错误; ;用花粉细胞的原生质体融合得到的杂种细胞培养成用花粉细胞的原生质体融合得到的杂种细胞培养成 “白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株的变异类型为染色体变异杂种植株的变异类型为染色体变异,C,C正确正确; ;植物组织培养过程植物组织培养过程 中需向培养基中添加一定配比的生长素和细胞分裂素中需向培养基中添加一定配比的生长素和细

39、胞分裂素,D,D正确。正确。 5.5.某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉, ,其技术路线为其技术路线为“取材取材消毒消毒 愈伤组织培养愈伤组织培养出芽出芽生根生根移栽移栽”。下列有关叙述错误的是。下列有关叙述错误的是( () ) A.A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物消毒的原则是既杀死材料表面的微生物, ,又尽量减少消毒剂对细胞的伤害又尽量减少消毒剂对细胞的伤害 B.B.用赤霉素处理愈伤组织细胞用赤霉素处理愈伤组织细胞, ,可获得染色体加倍的细胞可获得染色体加倍的细胞 C.C.出芽是细胞再分化的结果出芽是细胞再分化的结果, ,受基因选择性表达的调控

40、受基因选择性表达的调控 D.D.生根时生根时, ,培养基通常应含培养基通常应含-萘乙酸等生长素类调节剂萘乙酸等生长素类调节剂 【解析解析】选选B B。植物组织培养中要求无菌操作。植物组织培养中要求无菌操作, ,以防止细菌感染以防止细菌感染, ,消毒时既要杀消毒时既要杀 死材料表面的微生物死材料表面的微生物, ,又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害又要尽量减少消毒剂对细胞的伤害,A,A正确正确; ;用赤霉素处理用赤霉素处理 细胞不能使染色体数目加倍细胞不能使染色体数目加倍,B,B错误错误; ;出芽是细胞再分化的结果出芽是细胞再分化的结果, ,分化的实质是基分化的实质是基 因的选择性表达因的选择性表达,

41、 ,受基因选择性表达的调控受基因选择性表达的调控,C,C正确正确; ;在诱导生根的过程中在诱导生根的过程中, ,需要需要 生长素和细胞分裂素的共同作用生长素和细胞分裂素的共同作用, ,生长素与细胞分裂素比值高时生长素与细胞分裂素比值高时, ,有利于根的分有利于根的分 化化, ,因此生根时因此生根时, ,培养基中会含有培养基中会含有-萘乙酸等生长素类调节剂萘乙酸等生长素类调节剂,D,D正确。正确。 【思维思维跃迁跃迁】 6.“6.“满城尽带黄金甲满城尽带黄金甲”描述的是菊花盛开时的景象描述的是菊花盛开时的景象, ,要在短时间内快速获得大要在短时间内快速获得大 量的菊花量的菊花, ,可以采用植物组

42、织培养技术可以采用植物组织培养技术, ,如图为菊花植株繁殖过程示意图如图为菊花植株繁殖过程示意图, ,据图据图 回答问题回答问题: : (1)(1)植物组织培养过程中要利于根的分化植物组织培养过程中要利于根的分化, ,生长素的用量应生长素的用量应_( (填填“大大 于于”“”“等于等于”或或“小于小于”) )细胞分裂素。细胞分裂素。 (2)(2)菊花组织培养中菊花组织培养中, ,一般选取一般选取_, ,容易诱导脱分化和再分化。容易诱导脱分化和再分化。 (3)(3)过程过程_属于脱分化属于脱分化, ,细胞发生分化的根本原因是细胞发生分化的根本原因是_ _。 (4)(4)假设最初试管中是菊花的花药

43、假设最初试管中是菊花的花药, ,则培育出的植株称为则培育出的植株称为_, ,这些这些 植株的特点是高度不育植株的特点是高度不育, ,所以可用所以可用_处理才能获得可育的处理才能获得可育的 植株。植株。 【解析解析】根据题图分析根据题图分析:A:A表示脱分化表示脱分化,B,B表示再分化。表示再分化。(1)(1)植物组织培养中要利植物组织培养中要利 于根的分化于根的分化, ,生长素的用量应大于细胞分裂素。生长素的用量应大于细胞分裂素。(2)(2)菊花组织培养中菊花组织培养中, ,一般选取一般选取 未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。未开花植株的茎上部新萌生的侧枝。(3)(3)过程过程A A属于脱分化属

44、于脱分化, ,细胞发生分化的根细胞发生分化的根 本原因是基因的选择性表达。本原因是基因的选择性表达。(4)(4)假设最初试管中是菊花的花药假设最初试管中是菊花的花药, ,由于花药是配由于花药是配 子子, ,则培育出的植株称为单倍体。单倍体植株的特点是高度不育则培育出的植株称为单倍体。单倍体植株的特点是高度不育, ,所以可用秋水所以可用秋水 仙素处理幼苗才能获得可育的植株。仙素处理幼苗才能获得可育的植株。 答案答案: :(1)(1)大于大于(2)(2)生长旺盛的嫩枝生长旺盛的嫩枝(3)A(3)A基因的选择性表达基因的选择性表达(4)(4)单倍体单倍体 一定浓度的秋水仙素一定浓度的秋水仙素( (或

45、低温或低温) ) 【拓展拓展探究探究】 7.7.通过植物细胞工程技术通过植物细胞工程技术, ,利用甲、乙两种植物的各自优势利用甲、乙两种植物的各自优势( (马铃薯耐盐、番茄马铃薯耐盐、番茄 高产高产),),培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题: : (1)(1)植物细胞工程技术是育种的新方法植物细胞工程技术是育种的新方法, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( () ) 图中图中A A为纤维素酶和果胶酶为纤维素酶和果胶酶 图中的图中的B B为杂种细胞为杂种细胞, ,标志融合成功标志融合成功 图中图中CC愈伤组织过程为再分化愈伤

46、组织过程为再分化 整个过程中都需要光照整个过程中都需要光照 (2)(2)由由C C形成植株的过程利用了形成植株的过程利用了_技术技术, ,愈伤组织形成愈伤组织形成D D需要经过需要经过 _过程。整个培养过程要在过程。整个培养过程要在_的条件下进行。的条件下进行。 (3)(3)已知马铃薯、番茄植物分别为四倍体、二倍体已知马铃薯、番茄植物分别为四倍体、二倍体, ,则则“马铃薯马铃薯番茄植株番茄植株”属属 于于_倍体植株。倍体植株。 (4)(4)该技术获得的目的植株是否一定能表现出高产耐盐的性状该技术获得的目的植株是否一定能表现出高产耐盐的性状? ?说明你的理由。说明你的理由。 【解析解析】(1)(

47、1)由植物细胞变成原生质体由植物细胞变成原生质体, ,需要去掉细胞壁需要去掉细胞壁, ,细胞壁的主要成分是细胞壁的主要成分是 纤维素和果胶纤维素和果胶, ,酶具有专一性酶具有专一性, ,所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁, ,正确正确; ; 两个原生质体经两个原生质体经PEGPEG诱导后融合诱导后融合, ,再生出细胞壁后变成杂种细胞才是融合成功的再生出细胞壁后变成杂种细胞才是融合成功的 标志标志, ,错误错误;C;C愈伤组织过程为脱分化愈伤组织过程为脱分化, ,错误错误; ;植物组织培养的再分化阶段植物组织培养的再分化阶段 才需要一定强度的光照才需要一定强度的

48、光照, ,错误。错误。(2)C(2)C细胞是杂种细胞细胞是杂种细胞, ,形成植株需要形成植株需要 利用植物组织培养技术利用植物组织培养技术, ,经历细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培经历细胞的脱分化过程和再分化过程。过程中涉及培 养基培养过程养基培养过程, ,所以无菌操作非常重要。所以无菌操作非常重要。(3)“(3)“马铃薯马铃薯番茄植株番茄植株”是二倍体和是二倍体和 四倍体融合形成的四倍体融合形成的, ,属于异源六倍体。属于异源六倍体。(4)(4)植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交植物体细胞杂交虽然克服了远缘杂交 不亲和的障碍不亲和的障碍, ,但还存在许多问题没有解决但还存在许多问题没

49、有解决, ,如让杂合子表达出两种植物的优良如让杂合子表达出两种植物的优良 性状还比较困难。性状还比较困难。 答案答案: :(1)(1)(2)(2)植物组织培养再分化无菌植物组织培养再分化无菌(3)(3)六六(4)(4)不一定不一定; ;因为植物因为植物 体细胞杂交还存在许多问题没有解决体细胞杂交还存在许多问题没有解决, ,如让杂合子表达出两种植物的优良性状如让杂合子表达出两种植物的优良性状 还比较困难。还比较困难。 课时素养评价课时素养评价 五植物细胞工程的基本技术五植物细胞工程的基本技术 【基础达标基础达标】 (20 (20分钟分钟7070分分) ) 一、选择题一、选择题( (共共7 7小题

50、小题, ,每小题每小题5 5分分, ,共共3535分分) ) 1. 1. 以下为植物体细胞杂交技术流程图以下为植物体细胞杂交技术流程图, ,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细 胞胞, ,所含有的染色体组分别是所含有的染色体组分别是AAAA和和BBBB。据图分析正确的是。据图分析正确的是( () ) A.A.经过程获得的经过程获得的a a、b b称为原生质层称为原生质层 B.cB.c细胞只有细胞只有AABBAABB这一种类型这一种类型 C.C.过程和分别是分化和再分化过程和分别是分化和再分化 D.D.植物植物d d可育可育 【解析解析】选选D D。经过程获得的。

51、经过程获得的a a、b b称为原生质体称为原生质体,A,A错误错误; ;融合的细胞有三融合的细胞有三 种种:AAAA:AAAA、BBBBBBBB、AABB,AABB,另有些细胞可能没有融合另有些细胞可能没有融合, ,所以共有五种细胞所以共有五种细胞:AAAA:AAAA、 BBBBBBBB、AABBAABB、AAAA、BB,BBB,B错误错误; ;过程和分别是脱分化和再分化过程过程和分别是脱分化和再分化过程,C,C错误错误; ; 获得的植物获得的植物d d是经过筛选后的植物类型是经过筛选后的植物类型, ,基因型为基因型为AABB,AABB,含同源染色体含同源染色体, ,而且可而且可 育育,D,D

52、正确。正确。 2.2.如图为植物组织培养的基本过程如图为植物组织培养的基本过程, ,则制作人工种子、生产人参皂苷干粉则制作人工种子、生产人参皂苷干粉, ,应分应分 别选用的编号是别选用的编号是( () ) A.A.B.B.C.C.D.D. 【解析解析】选选B B。图中为离体的植物组织或器官。图中为离体的植物组织或器官, ,为愈伤组织为愈伤组织, ,为胚状体为胚状体, , 为新植物体。人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和为新植物体。人工种子是指通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和 腋芽等为材料腋芽等为材料, ,通过人工薄膜包装得到的种子。因此通过人工薄膜包装得到的种子

53、。因此, ,要制作人工种子要制作人工种子, ,应该选应该选 择编号择编号; ;要获得细胞代谢产物要获得细胞代谢产物, ,应该培养到愈伤组织。因此应该培养到愈伤组织。因此, ,生产人参皂苷干生产人参皂苷干 粉粉, ,应该选择编号应该选择编号, ,故故B B正确。正确。 3.3.下面关于植物细胞工程的叙述下面关于植物细胞工程的叙述, ,正确的是正确的是( () ) 不同种植物的叶肉细胞融合时不同种植物的叶肉细胞融合时, ,应先去掉细胞膜应先去掉细胞膜 叶肉细胞脱分化后叶肉细胞脱分化后, ,可形成无定形状态的薄壁细胞可形成无定形状态的薄壁细胞 叶肉细胞经过再分化过程叶肉细胞经过再分化过程, ,可形成

54、愈伤组织可形成愈伤组织 叶肉细胞离体培养时叶肉细胞离体培养时, ,可以表现出细胞全能性可以表现出细胞全能性 A.A.B.B. C.C.D.D. 【解析解析】选选B B。植物细胞融合应去掉细胞壁而不是细胞膜。植物细胞融合应去掉细胞壁而不是细胞膜; ;高度分化的叶肉细胞高度分化的叶肉细胞 经脱分化后经脱分化后, ,可形成愈伤组织可形成愈伤组织, ,愈伤组织是无定形状态的薄壁细胞团愈伤组织是无定形状态的薄壁细胞团; ;高度分化高度分化 的植物细胞必须在离体培养的状态下才能表现出全能性。的植物细胞必须在离体培养的状态下才能表现出全能性。 4.4.如图为植物体细胞杂交及组织培养过程示意图。下列说法不正确

55、如图为植物体细胞杂交及组织培养过程示意图。下列说法不正确( () ) A.A.过程分别需要用胰蛋白酶和聚乙二醇进行处理过程分别需要用胰蛋白酶和聚乙二醇进行处理 B.B.高尔基体在过程发挥了重要作用高尔基体在过程发挥了重要作用 C.C.过程需要更换培养基过程需要更换培养基, ,才能进一步分化为植株才能进一步分化为植株 D.D.若若A A、B B的基因型分别为的基因型分别为RrRr、Yy,Yy,则杂种植株的基因型为则杂种植株的基因型为RrYyRrYy 【解析解析】选选A A。题图中为用纤维素酶和果胶酶对植物细胞。题图中为用纤维素酶和果胶酶对植物细胞A A、B B进行去除细胞进行去除细胞 壁的处理壁

56、的处理, ,为用聚乙二醇融合法等诱导原生质体融合为用聚乙二醇融合法等诱导原生质体融合,A,A错误错误; ;为新细胞壁再为新细胞壁再 生的过程生的过程, ,高尔基体与植物细胞壁的形成有关高尔基体与植物细胞壁的形成有关,B,B正确正确; ;过程分别使用诱导脱过程分别使用诱导脱 分化培养基和诱导再分化培养基分化培养基和诱导再分化培养基, ,需要更换培养基需要更换培养基, ,才能进一步分化为植株才能进一步分化为植株,C,C 正确正确; ;若若A A、B B的基因型分别为的基因型分别为RrRr、Yy,Yy,则杂种植株的基因型为则杂种植株的基因型为RrYy,DRrYy,D正确。正确。 5.5.以二倍体兰花

57、花药为外植体以二倍体兰花花药为外植体, ,经植物组织培养过程获得兰花植株经植物组织培养过程获得兰花植株, ,下列相关下列相关 叙述不正确的是叙述不正确的是( () ) A.A.为防止杂菌污染为防止杂菌污染, ,过程要进行严格的无菌操作过程要进行严格的无菌操作 B.B.过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化 C.C.该育种过程体现了细胞的全能性该育种过程体现了细胞的全能性 D.D.经过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体经过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体 【解析解析】选选B B。植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境。植物组织培养的过程要求无

58、菌无毒的环境, ,其中外植体要进行其中外植体要进行 消毒处理消毒处理, ,而培养基需灭菌处理而培养基需灭菌处理, ,即过程要进行严格的无菌操作即过程要进行严格的无菌操作,A,A正正 确确; ;过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化,B,B错误错误; ;高度分化的高度分化的 细胞首先经过脱分化后形成愈伤组织细胞首先经过脱分化后形成愈伤组织, ,然后再分化形成植株然后再分化形成植株, ,整个育种过程体整个育种过程体 现了植物细胞的全能性现了植物细胞的全能性,C,C正确正确; ;过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体过程形成的植株中可筛选获得纯合的二

59、倍体 兰花植株兰花植株,D,D正确。正确。 6.6.甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构如图所示甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构如图所示( (仅显示细胞核仅显示细胞核),),将甲、乙两将甲、乙两 种植物细胞去掉细胞壁后种植物细胞去掉细胞壁后, ,诱导二者的原生质体融合诱导二者的原生质体融合, ,形成单核的杂种细胞形成单核的杂种细胞, ,若若 经过组织培养得到了杂种植株经过组织培养得到了杂种植株, ,则该杂种植株是则该杂种植株是 ( () ) A.A.二倍体二倍体, ,基因型是基因型是DdYyRrDdYyRr B.B.三倍体三倍体, ,基因型是基因型是DdYyRrDdYyRr C.C.四倍体四倍体,

60、 ,基因型是基因型是DdYyRrDdYyRr D.D.四倍体四倍体, ,基因型是基因型是DDddYYyyRRrrDDddYYyyRRrr 【解析解析】选选C C。甲细胞含。甲细胞含2 2个染色体组个染色体组, ,乙细胞也含乙细胞也含2 2个染色体组个染色体组, ,但由于彼此属但由于彼此属 于不同的物种于不同的物种, ,染色体组彼此不同染色体组彼此不同, ,所以融合后产生的杂种细胞含有所以融合后产生的杂种细胞含有4 4个染色体个染色体 组组, ,应属于异源四倍体应属于异源四倍体, ,基因型为基因型为DdYyRrDdYyRr。 7.7.用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状