植物细胞工程 【知识精讲+高效备课】 高考生物一轮复习 （新教材新高考）

核心知识全面复习高考一轮复习——选择性必修三《生物技术与工程》——第54讲植物细胞工程1.简述植物组织培养的原理和过程。2.简述植物体细胞杂交的原理和过程。3.举例说明植物细胞工程的应用。复习目标要求

考点一植物组织培养技术考点二植物体细胞杂交技术考点三植物细胞工程的应用主要考点

必备知识植物组织培养技术考点一

细胞工程是指应用细胞生物学、和分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器水平、细胞水平或组织水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合科学技术。细胞工程植物细胞工程动物细胞工程植物的组织培养植物体细胞杂交动物细胞培养动物细胞融合动物体细胞核移植单克隆抗体的制备一.知识梳理

必备知识1.细胞工程的概念一.知识梳理

必备知识2.植物细胞的全能性（1）概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。（2）细胞具有全能性的原因：细胞内含有形成完整个体所需的全套遗传信息。（3）体现细胞的全能性的标志：细胞→完整个体或其他各种细胞（4）细胞的全能性大小：①受精卵＞生殖细胞（卵细胞＞精子）＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞；③幼嫩的细胞＞衰老的细胞；④分化程度低的细胞＞分化程度高的细胞；⑤分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞。一.知识梳理

必备知识2.植物细胞的全能性(3)生物体生长发育过程中细胞不表现全能性的原因：

在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达（从而形成生物体的不同组织和器官）。①芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶；②神经干细胞分化形成各类神经细胞；③造血干细胞可分化形成多种血细胞。（5）表现出全能性的实例：

①胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株

②受精卵发育成个体（动植物）

③蜜蜂受精卵发育成工蜂，卵细胞发育成雄峰

④用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株（4）不体现细胞的全能性的实例：3.植物组织培养技术一.知识梳理

必备知识(1)植物组织培养：是指将离体的植物器官、组织或细胞(外植体)等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。外植体脱分化愈伤组织再分化胚状体、根、芽等试管苗移栽完整植株（3）一般过程：（2）理论基础：细胞的全能性接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活一.知识梳理

必备知识（4）过程:外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。实质：已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞。结果：形成愈伤组织

*愈伤组织的特点：不定形的薄壁组织团块。光照条件：一般不需要光照注意：过程中涉及的生命活动只有细胞增殖（有丝分裂），没有细胞分化。3.植物组织培养技术一.知识梳理

必备知识（4）过程:外植体脱分化愈伤组织再分化根、芽幼苗完整植株移栽成活接种外植体诱导愈伤组织诱导生芽诱导生根移栽成活3.植物组织培养技术再分化：脱分化产生的愈伤组织继续培养，重新分化成芽、根等器官的过程。实质：基因的选择性表达。结果：再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。光照条件：需要给予适当时间和强度的光照

为什么？诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。注意：过程中涉及的生命活动：既有细胞增殖（有丝分裂），又有细胞分化。一.知识梳理

必备知识根、芽植物体脱分化再分化适宜的培养条件：①无菌条件②种类和比例适宜的营养物质③适宜环境条件（温度、PH、光等）④植物激素的诱导和调节：

细胞分裂素生长素如：胡萝卜的形成层、菊花幼茎段、月季的花药…遮光一定的光照芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照。细胞排列不规则，高度液泡化，呈不定型状态的薄壁细胞。愈伤组织离体的植物器官、组织或细胞（外植体）流程简图3.植物组织培养技术一.知识梳理

必备知识按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果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也分化同时使用分化频率提高简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响一.知识梳理

必备知识

当同时使用这两类激素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向生长素/细胞分裂素植物细胞的发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、抑制根的形成适中促进愈伤组织的生长生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响一.知识梳理

必备知识取材、消毒接种转接移栽菊花的组织培养的操作步骤3.植物组织培养技术①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2～3次；再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次；③用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织,不需要光.培养瓶置于18-22℃的培养箱中培养。①15-20d后将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗将幼苗移植到消毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土一.知识梳理

必备知识实验注意：1）实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。2）接种时注意外植体的方向，不要倒插。3）诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。归纳细胞表现全能性的条件1）离体状态；2）无菌操作3）种类齐全、比例适合的营养物质4）植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）诱导和调节5）适宜的外界条件（温度、pH、光照等）菊花的组织培养的操作步骤3.植物组织培养技术一.知识梳理

必备知识特殊的植物组织培养——花药离体培养花药离体培养配子DDTTDDttddTTddtt正常植株（纯合）秋水仙素诱导高杆抗病

DdTtDTDtdTdt单倍体植株DTDtdTdt需要的纯合矮抗品种

该过程涉及的生殖方式是有性生殖，经秋水仙素加倍之后，获得的植株一般为纯合子。二.精题精练考向植物组织培养1.植物组织培养过程中，有关叙述不正确的是()A．在脱分化过程中组织细胞的全能性不断增强B．植物组织培养通常用一定浓度的蔗糖溶液做碳源C．植物组织培养需用无菌水对消毒后的外植体多次漂洗D．植物组织培养技术可突破物种间的生殖隔离D解析:在脱分化过程中，组织细胞的分化程度越来越低，全能性不断增强，A正确；植物组织培养通常用一定浓度的蔗糖溶液作碳源，B正确；植物组织培养实验中需使用无菌水对消毒后的外植体进行多次漂洗，C正确；植物体细胞杂交技术可突破物种间的生殖隔离，D错误。二.精题精练[对点训练]1．某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是(

)A．使用体积分数为95%的酒精对外植体进行消毒B．为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养C．在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量D．经再分化产生的不定芽可经人工薄膜包装制成人工种子D课堂练习：一、易错辨析1.在愈伤组织形成幼苗的再分化过程中，不会发生细胞的增殖(

)2.愈伤组织的形成需要光照(

)××课堂练习：二、填空默写1.选择性必修3P116“附录1”：(1)诱导菊花

的培养基：在MS培养基中加入BA(苄基腺嘌呤)和NAA(萘乙酸)，质量浓度均为0.5mg/L。(2)诱导菊花

的培养基：在MS培养基中加入BA和NAA，质量浓度分别为2～3mg/L和0.02～0.3mg/L。(3)诱导菊花

的培养基：将上述MS培养基中NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O和CaCl2·2H2O的用量减半，并添加NAA或IAA(吲哚乙酸)，质量浓度均为0.1mg/L。愈伤组织生芽生根课堂练习：二、填空默写2.植物组织培养过程控制无菌的原因是

。3.植物组织培养离体的细胞能表达全能性的原因是_________________

，若不离体这些细胞在母体上发生______________

。避免微生物的污染离体细胞含有本物种全部的遗传信息基因选择性表达而分化植物体细胞杂交技术考点二一.知识梳理

必备知识1.概念：植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件

下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2.植物体细胞杂交基本过程植物细胞融合植物组织培养你认为两个来自不同植物的体细胞完成融合，遇到的第一个障碍是什么？细胞壁阻碍着细胞间的杂交（阻碍了原生质体间的融合）一.知识梳理

必备知识植物细胞融合植物组织培养①去除细胞壁的方法：酶解法。②所用酶：纤维素酶和果胶酶。（1）去除细胞壁纤维素酶和果胶酶的酶溶液中一般加入一定浓度的无机盐离子和甘露醇，试分析原因？使溶液具有一定的渗透压，防止原生质体吸水过多而涨破，保持原生质体正常。一.知识梳理

必备知识（2）原生质体间的融合（关键环节）为什么两个原生质体能发生融合，这与细胞膜的什么特性有关？一定的流动性物理法：电融合法、离心法等。化学法：聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法等。植物细胞融合植物组织培养一.知识梳理

必备知识（3）再生出新的细胞壁①植物细胞融合完成的标志：

再生出新的细胞壁。②再生出新壁的实验：质壁分离和质壁分离复原实验。植物细胞融合植物组织培养一.知识梳理

必备知识（4）植物组织培养——脱分化、再分化①原理：②植物体细胞杂交完成的标志*：植物细胞的全能性。培育成新植物体。植物细胞融合植物组织培养一.知识梳理

必备知识实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。植物细胞融合植物组织培养一.知识梳理

必备知识原理：植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性。生殖方式：无性生殖。分裂方式：有丝分裂。可遗传变异类型：染色体（数目）变异。植物细胞融合植物组织培养杂种植株融合的原生质体AB再生出细胞壁脱分化愈伤组织再分化植物体细胞的融合植物组织培养植物细胞A原生质体B原生质体A杂种细胞AB去壁去壁人工诱导植物细胞B如果两两融合只有这一种细胞吗？融合完成的标志一.知识梳理

必备知识2.植物体细胞杂交基本过程酶解法（纤维素酶、果胶酶等）一.知识梳理

必备知识3.植物体细胞杂交意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。优点打破远缘亲本杂交生殖隔离，扩展杂交亲本组合范围。缺点有可能杂交不成功，仍有许多理论与技术问题没有解决，即使杂交成功也可能不产生人们想要的性状。一.知识梳理

必备知识

生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，它们不能像在原植株细胞内实现有序表达，因此不能按照人们的要求；表现出亲本所有的性状。思考：杂种植株包含两个物种的全部遗传物质，各种基因都包含在内，却未按照人们的要求表现出亲本所有的性状，例如“番茄-马铃薯”并没有地上结番茄，地下长马铃薯，这是为什么？二.精题精练考向植物体细胞杂交技术1.通过细胞工程技术，利用二倍体甲、乙两种植物的各自优势，培育高产、耐盐的杂种植株。下列叙述错误的是(

)A．图中A过程可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是融合的原生质体B．愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有高产、耐盐的优良性状C．选择得到的目的植株，改变了杂种植物群体的基因频率，该植株与甲、乙植物存在生殖隔离D．若目的植株丢失1条染色体，不能产生正常配子而高度不育，则可用秋水仙素处理幼芽，以获得可育的植株B二.精题精练解析:图中A过程是获取原生质体，需要去除细胞壁，所以可用纤维素酶和果胶酶处理，图中B是诱导融合的原生质体，A正确；愈伤组织经再分化形成的幼苗C具有耐盐的优良性状，但不一定具有高产的优良性状，还需要进行筛选，B错误；选择得到的目的植株是异源四倍体，筛选改变了杂种植物群体的基因频率，该植株(四倍体)与甲、乙植物(二倍体)属于不同种植物，存在生殖隔离，C正确；若目的植株丢失1条染色体，用秋水仙素处理幼芽，可以使植株的染色体数目加倍，从而获得可育的植株，D正确。二.精题精练[对点训练]2．科学家用植物体细胞杂交技术，将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合，成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株，培育过程如下图所示，其中①～⑤表示过程，a～f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题：(1)在植物体细胞杂交技术中，过程①常用______________酶处理植物细胞以除去细胞壁。纤维素酶和果胶二.精题精练(2)过程②表示________________，依据的生物学原理是_________________________。(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是________。(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是_________________，其中过程④表示________过程，过程⑤涉及的细胞分裂方式为_________。诱导原生质体融合细胞膜具有一定的流动性高尔基体植物细胞的全能性脱分化有丝分裂二.精题精练(5)若番茄细胞内含m条染色体，马铃薯细胞内含n条染色体，则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含________条染色体；若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体？________。(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄，那么更常用且有效地得到番茄植株f的处理方法是________________________________________。m＋n

单倍体用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗二.精题精练解析:(1)由图可知，过程①为用纤维素酶和果胶酶处理两种植物细胞以除去细胞壁，得到原生质体。(2)过程②表示诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。(3)过程③是杂种细胞再生出细胞壁，在此过程中高尔基体和线粒体起重要作用。(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，依据的原理是植物细胞的全能性，图中过程④表示脱分化，过程⑤表示再分化，在过程⑤中细胞进行有丝分裂。(5)植物体细胞杂交得到的杂种细胞中染色体数目是番茄细胞和马铃薯细胞中染色体数目之和；若培育成的杂种植株是四倍体，则该杂种植株的花粉经离体培养得到的植株是单倍体，因为其是由配子(如花粉)发育而来的。(6)利用同一株植物的体细胞融合得到的植株是同源多倍体，获得同源多倍体更常用且有效的方法是利用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的植物种子或幼苗。课堂练习：一、易错辨析1.利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合(

)2.植物体细胞杂交过程中，细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁(

)×√课堂练习：二、填空默写1.选择性必修3P36“正文”：“番茄一马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想像的那样，地上长番茄、地下结马铃薯？生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以马铃薯—番茄杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达受到相互干扰，不能再像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。番茄马铃薯番茄-马铃薯“番茄-马铃薯”理想图植物细胞工程的应用考点三植物细胞工程的应用植物繁殖新途径作物新品种的培育细胞工厂化生产快速繁殖作物脱毒人工种子单倍体育种突变体育种一.知识梳理

必备知识（1）快速繁殖：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫微型繁殖。

注意微型繁殖是无性繁殖，进行有丝分裂，其遗传物质不变。1.植物繁殖新途径一.知识梳理

必备知识（1）特点：①可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；②可以保持优良品种的遗传特性。铁皮石斛[hú]的产业化育苗（2）实例：一些优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物和濒危植物等。*扦插、压条、嫁接等不属于微型繁殖技术；（2）作物脱毒原因：用无性繁殖的方式进行繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低、品质变差。脱毒作物的产量和品质明显优于没有脱毒的作物。作物脱毒材料：植物顶端分生区附近(如茎尖)作物脱毒方法：进行组织培养结果：脱毒苗脱毒草莓一.知识梳理

必备知识注意：脱毒苗不等于抗毒苗，与微型繁殖相比较，

二者无本质区别，只是取材部位不同。1.植物繁殖新途径一.知识梳理

必备知识

顶端分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒）组培脱毒苗明显提高农作物的产量和品质操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。1.植物繁殖新途径（2）作物脱毒通过植物组织培养的方法获得的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等材料外面包被着人工薄膜，在适宜的条件下可以发芽成幼苗的种子。技术：组织培养。特性：在适宜条件下可以萌发长成幼苗。优点：人工种子人工种子则可以完全保持优良品种的遗传特性，生产上也不受季节的限制；人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，可以很方便地贮藏和运输。人工种子的形成属无性生殖，不发生性状分离。天然种子的形成属有性生殖，发生性状分离。人工种子的生产不受季节、气候和地域的限制；天然种子的生产受季节、气候和地域的限制。一.知识梳理

必备知识1.植物繁殖新途径人工种子的结构胚状体是指在组织培养过程中，在植物组织块或愈伤组织上产生的一种结构，它与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育过程。人工种皮中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌，添加一些植物生长调节剂，以利于胚状体生长发育成幼苗。一.知识梳理

必备知识方法:通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。后代都是纯合体，稳定遗传；明显缩短育种年限.优点：一.知识梳理

必备知识优良品种花药花粉离体培养单倍体纯合二倍体人工诱导染色体加倍选择2.作物新品种培育(1)单倍体育种一.知识梳理

必备知识原理优点缺点诱变育种基因突变或染色体变异和植物细胞的全能性提高生物变异的频率，可产生新基因，大幅度改良某些性状，缩短育种年限盲目性大，需大量的突变材料杂交育种基因重组使存在于不同个体的优良性状集中于一个个体上周期长，难以克服远缘杂交不亲和的障碍单倍体育种染色体变异和植物细胞的全能性获得的个体均为纯种，明显缩短育种年限技术复杂，多用于植物多倍体育种染色体变异可提高产量和某些营养成分，增大果实只适用于某些植物，在动物中难以开展，且植物结实率低植物体细胞杂交育种细胞膜的流动性和植物细胞的全能性克服了远缘杂交不亲和的障碍，扩大了用于杂交的亲本组合范围，定向改变生物的遗传性状不能完全按人们的需要表现出亲代的优良性状一.知识梳理

必备知识(2)突变体的利用2.作物新品种培育产生突变体的原因：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素(射线、化学物质等)的影响而产生突变。从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。常用材料：愈伤组织、单倍体育种获得的隐性纯合体。过程:外植体新品种筛选培育愈伤组织脱分化

多种突变体

诱导分化诱变处理一.知识梳理

必备知识(2)突变体的利用2.作物新品种培育原理：基因突变和植物细胞的全能性。优点：提高变异的频率，加速育种进程。大幅度地改良某些性状。突变具有不定向性和低频性，有利性状比较少，需要大量处理实验材料。缺点：抗除草剂白三叶草实例：一.知识梳理

必备知识（1）初生代谢物：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质、核酸等。（2）次生代谢物：次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。次级代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等）。细胞产物的工厂化生产的目标产物：次生代谢产物。3.细胞工厂化生产（3）技术——植物细胞培养：指在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。一.知识梳理

必备知识外植体细胞悬液脱分化细胞产物愈伤组织分散开培养提取一种用于植物细胞培养的反应器（4）过程：蛋白质,脂肪,糖类,药物,香料,生物碱该过程中是否需要培养得到完整植株？_________一般不需要3.细胞工厂化生产人参皂甙工厂化生产流程：人参根愈伤组织增长速度快而且细胞内人参皂甙干粉含量高的细胞细胞增殖提取人参皂甙干粉脱分化培养选择放入发酵罐破碎细胞一.知识梳理

必备知识（5）优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。（6）实例：紫草宁、紫杉醇、人参皂苷的植物细胞工程产品。3.细胞工厂化生产转基因细胞杂种细胞茎尖、根尖等分生区花药（花粉）外植体脱分化愈伤组织再分化丛芽或胚状体工厂化生产药物人工种子转基因植物杂种植物作物脱毒单倍体育种微型繁殖植物体诱变处理突变细胞突变体的利用+人工种皮培养一.知识梳理

必备知识二.精题精练考向植物细胞工程的应用1.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。下列有关培养过程的叙述，错误的是(

)A．原生质体的融合常用PEG作为诱导剂B．形成的愈伤组织其代谢类型是自养需氧型C．由杂种细胞→杂种植株，要经过有丝分裂和细胞的分化D．该项技术可克服远缘杂交不亲和的障碍B二.精题精练解析：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PEG，A正确；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，其营养物质来自培养基，代谢类型是异养需氧型，B错误；杂种细胞，要经过有丝分裂、脱分化和再分化才能形成杂种植株，C正确；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍，D正确。二.精题精练[对点训练]3．(2021·黑龙江伊春期末)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，其培育过程如下图所示，请据图回答下列问题：(1)过程①常用的酶是__________________，细胞融合完成的标志是____________________________。纤维素酶和果胶酶

杂种细胞再生出新的细胞壁二.精题精练(2)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________________________________________。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂________________诱导，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光可观察到________种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到_________________________________________时可判断该原生质体是由番茄原生质体和马铃薯原生质体融合而成的。(4)过程④中的培养基常添加的植物激素是____________________。

细胞膜具有一定的流动性、植物细胞的全能性聚乙二醇(或PEG)3

融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光生长素和细胞分裂素二.精题精练解析：(3)在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面的荧光可观察到3种不同的原生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，即番茄原生质体自身融合、马铃薯原生质体自身融合、番茄原生质体和马铃薯原生质体相互融合；根据题意，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，因此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原生质体和马铃薯原生质体融合而成的。课堂练习：一、易错辨析1.以茎尖为材料通过组织培养获得的脱毒苗具有抗病毒的特点(

)2.快速繁殖技术能保持亲本的优良遗传特性(

)×√3.脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位(

)4.单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的(

)5.突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞(

)××√课堂练习：二、填空默写1.选择性必修3P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所

的代谢活动，因此，在整个生命过程中一直进行着；次生代谢

生物生长所必需的，一般在特定的组织和器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。必需不是高考真题：1．(2020·山东卷)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，形成的染色体片段在细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。下列说法错误的是(

)高考真题：A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B．过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C．过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合D．耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段C高考真题：解析:过程①是获得植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解，A正确；根据题干信息可知，过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法，诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法，C错误；实验最终将不抗盐的普通小麦和抗盐的偃麦草整合形成耐盐小麦，说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。故选C。高考真题：2．(2019·北京卷)甲、乙是严重危害某二倍体观赏植物的病害。研究者先分别获得抗甲、乙的转基因植株，再将二者杂交后得到F1，结合单倍体育种技术，培育出同时抗甲、乙的植物新品种，以下对相关操作及结果的叙述，错误的是(

)A．将含有目的基因和标记基因的载体导入受体细胞B．通过接种病原体对转基因的植株进行抗病性鉴定C．调整培养基中植物激素比例获得F1花粉再生植株D．经花粉离体培养获得的若干再生植株均为二倍体D高考真题：解析:要获得转基因的抗甲或抗乙植株，需要构建基因表达载体(含目的基因、标记基因、启动子、终止子、复制原点)，再把基因表达载体导入受体细胞中，A正确；对转基因植株进行检测时，可以通过抗病接种实验进行个体水平的检测，B正确；对F1的花粉进行组织培养时，需要经过脱分化和再分化过程，其中生长素/细胞分裂素比例高时利于根的分化，比例低时利于芽的分化，C正确；经花粉离体培养获得的植株是单倍体，D错误。因此，本题答案选D。高考真题：3．(2021·浙江1月选考)回答下列问题：三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。(1)为保护三叶青的________多样性和保证药材的品质，科技工作者依据生态工程原理，利用______技术，实现了三叶青的林下种植。(2)依据基因工程原理，利用发根农杆菌侵染三叶青带伤口的叶片，叶片产生酚类化合物，诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达形成__________和限制性核酸内切酶等，进而从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T－DNA)。T－DNA进入叶片细胞并整合到染色体上，T－DNA上rol系列基因表达，产生相应的植物激素，促使叶片细胞持续不断地分裂形成________，再分化形成毛状根。遗传间种DNA聚合酶愈伤组织高考真题：3．(2021·浙江1月选考)回答下列问题：三叶青为蔓生的藤本植物，以根入药。由于野生三叶青对生长环境要求非常苛刻，以及生态环境的破坏和过度的采挖，目前我国野生三叶青已十分珍稀。(3)剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次________培养，培养基中添加抗生素的主要目的是______________。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的________和温度，调节培养基成分中的______________________________________，获得大量毛状根，用于提取药用成分。继代杀灭发根农杆菌转速营养元素以及生长调节剂的种类和浓度高考真题：解析:(1)生物多样性包括遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性，为保护三叶青的遗传多样性和保证药材的品质；三叶青的林下种植，是利用间种技术。(2)分析题意可知，从质粒上复制并切割出一段可转移的DNA片段(T－DNA)，DNA复制需要DNA聚合酶，故可知，酚类化合物诱导发根农杆菌质粒上vir系列基因表达，形成DNA聚合酶和限制性核酸内切酶等。根据植物组织培养技术过程可知，相应植物激素可以促使叶片细胞脱分化形成愈伤组织，再分化形成毛状根。(3)剪取毛状根，转入含头孢类抗生素的固体培养基上进行多次继代培养，培养基中添加抗生素的主要目的是杀灭发根农杆菌。最后取毛状根转入液体培养基、置于摇床上进行悬浮培养，通过控制摇床的转速和温度，调节培养基成分中的营养元素以及生长调节剂的种类和浓度，获得大量毛状根，用于提取药用成分。高考真题：4．(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3据表回答：(1)Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是________________________________________________________。(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是__________阶段。细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ高考真题：4．(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3据表回答：(3)为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比(m1>2.0)，以0.5μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为________μmol/L。m1＋1.0高考真题：4．(2020·天津卷)某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比(见下表)进行预实验。品种B组织培养阶段细胞分裂素浓度(μmol/L)生长素浓度(μmol/L)Ⅰ诱导形成愈伤组织m1n1Ⅱ诱导形成幼芽m2n2Ⅲ诱导生根m3n3据表回答：(4)Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于n3μmol/L的生长素处