《2.1.1 植物细胞工程的基本技术》讲义案

学而优·教有方PAGE试卷第=1页，共=sectionpages33页PAGE12.1.1植物细胞工程的基本技术目标导航目标导航课程标准目标解读植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。尝试进行植物组织培养。举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。课前预习课前预习细胞工程的概念细胞工程是指应用、和等多学科的原理和方法，通过、或上的操作，有目的地获得特定的、组织、、或其的一门综合性的。包括和（含胚胎工程）植物组织培养技术1.植物组织培养的相关概念（1）细胞的全能性：细胞经后，仍然具有发育成完整生物体或的潜能。在生物生长发育过程中，并所有的细胞都表现出全能性。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会。（2）植物组织培养：指将的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配置的上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。流程简图外植体eq\o(→,\s\up7(脱分化))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(再分化))胚状体长出芽和根eq\o(→,\s\up7(发育))植株（3）外植体：这些离体培养的植物器官、组织或细胞。（4）脱分化：__________的细胞，在一定的激素和营养等条件的诱导下，失去其特有的__________，转变成未分化细胞的过程。（5）愈伤组织：已经分化的细胞经，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的团块，称为愈伤组织。（6）再分化：________能重新分化成__________等器官，该过程称为再分化。

2.菊花的组织培养（1）实验原理：植物细胞一般具有（2）实验步骤①消毒:用_______擦拭双手和超净工作台台面；将_______充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用_______消毒30s，立即用_______清洗2～3次再用_________________处理30min后，立即用__________清洗2～3次。②取材：将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用____________吸去表面的水分。用解剖刀将____________切成0.5～1cm长的小段。③接种：在_____________旁，将外植体的___________插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。④培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于______________的培养箱中培养。培养___________后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导___________的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导___________的培养基上，进一步诱导形成___________。⑤移栽：移栽前先__________封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到到__________的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。（3）注意事项①实验中使用的培养和所有的器械都要结构和功能。接种操作必须在结构和功能旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。②接种时注意外植体的结构和功能，不要倒插。③诱导愈伤组织期间一般不需要结构和功能，，，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。植物体细胞杂交技术1.概念：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的植株的技术。2.操作流程(1)去壁：对应图中过程，即去除，获得具有活力的原生质体，用到的酶是。(2)诱导原生质体融合：对应于图中过程，即原生质体的融合。①原理：②诱导融合方法：a物理方法：细胞膜、，，细胞膜的流动等b化学方法：细胞膜、，，细胞膜的流动等③成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(3)培养：过程d是，其原理是。(4)杂种细胞的筛选：体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。3.意义：植物体细胞杂交技术在打破远缘杂交不亲和，实现植物细胞育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。易错易混辨析：(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性()(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化()(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的()(4)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性()(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志()(6)愈伤组织的形成需要光照()(7)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()一、细胞生物学分子生物学发育生物学细胞器细胞组织水平细胞器官个体产品生物工程植物细胞工程动物细胞工程二、1、（1）分裂和分化其他各种细胞不是选择性的表达（2）离体培养基（4）已经分化结构和功能（5）脱分化薄壁组织（6）愈伤组织芽根2、（1）全能性（2）酒精流水酒精无菌水次氯酸钠无菌水无菌滤纸外植体酒精灯火焰旁1/3-1/218-22℃15-20d生芽生根试管苗打开消过毒（3）灭菌酒精灯火焰方向光照三、1、体细胞杂种细胞新植物2.(1)a细胞壁纤维素酶和果胶酶b细胞膜具有流动性②电融合法离心法聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+-高PH融合法③细胞壁植物组织培养植物细胞的全能性生殖隔离远缘杂交易错易混辨析：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×知识讲解知识讲解知识点一细胞工程概述1．细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学、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、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。2．细胞工程的分类(1)根据操作对象的不同，细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程等。(2)根据所使用的技术手段不同，可将细胞工程分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植等。3．细胞的全能性(1)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，即细胞具有全能性。(2)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为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。(3)细胞全能性的遗传基础：每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息。(4)植物细胞的全能性比较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但动物体细胞的全能性目前仍难以验证。知识点二植物组织培养技术1．植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。2．植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性(具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整植株的潜力)。3．过程(1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞(2)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。(3)愈伤组织：植物细胞脱分化形成的不定形的薄壁组织团块(4)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。(5)生长发育：脱分化和再分化都是在含有营养物质和外源激素的试管中完成的。再分化之后，要将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。知识点三菊花的组织培养实验操作1．实验原理：植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。2．实验目的(1)了解植物组织培养的基本原理;(2)了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响；(3)尝试进行植物组织培养。3．方法步骤4．植物组织培养过程中应当注意的问题：(1)灭菌：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)外植体的插入方向：接种时外植体不能倒插。(3)严格控制光照：诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。(4)植物激素比例的控制：脱分化和再分化所需激素的比例不同。知识点四植物体细胞杂交技术1．植物体细胞杂交技术是指：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．原理：细胞膜的流动性(原生质体融合)、植物细胞具有全能性(杂种细胞培养成杂种植株)。3．过程(1)原生质体融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(2)植物体细胞杂交成功的标志：形成杂种植株。4．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5．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)；(1)未融合的细胞：A和B。(2)两两融合的细胞：AA、BB和AB。(3)多细胞融合体。6．植物体细胞杂交过程中杂种细胞的检测方法：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的性状进行判断。(1)若只表现出一种植物的性状，说明是由未融合的细胞形成的。(2)若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。(3)若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状表现得到加强，则可能是由多细胞融合的细胞形成的。(4)若得到的植株只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是由同种细胞融合的细胞形成的。7．植物体细胞杂交后代的育性：植物体细胞杂交后，其染色体是两个物种染色体的总和，形成的是异源多倍体，因为细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上讲后代是可育的，但是育性会降低。课后拓展课后拓展拓展植物组织培养技术和植物繁殖的新途径（一）植物组织培养技术植物组织培养是指植物的任何器官、组织或细胞，在人工控制的条件下，在含有营养物质和植物激素等组成的培养基中，使其生长、分化形成完整植株的过程。此时组织或细胞与供体失去联系，处于无菌条件下，靠人工的营养及激素进行异养状态的代谢。这时的分生组织可通过3个途径实现细胞的全能性：一是由分生组织直接分生芽而达到快速繁殖的目的；二是由分生组织形成愈伤组织，经过分化实现细胞的全能性；三是游离细胞或原生质体形成胚状体，由胚状体直接重建完整植株，或制成人工种子后再重建植株。一、培养材料采集要根据培养目的适当选取材料，选择原则：易于诱导、带菌少。要选取植物组织内部无菌的材料。一方面要从健壮的植株上取材料，不要取有伤口的或有病虫的材料。另一方面要在晴天，最好是中午或下午取材料，不要在雨天、阴天或露水未干时取材料。因为健壮的植株和晴天光合作用、呼吸作用旺盛的组织，有自身消毒作用，这种组织一般是无菌的。二、培养材料的消毒从外界或室内选取的植物材料，都不同程度地带有各种微生物。这些污染源一旦带入培养基，便会造成培养基污染。因此，植物材料必须经严格的表面灭菌处理，再经无菌操作手续接到培养基上。植物激素植物激素中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激素，它们的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向；生长素/细胞分裂素

结果比值高(＞1)有利于根的分化，抑制芽的形成比值低(＜1)有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中(=1)促进愈伤组织的形成其次，生长素和细胞分裂素使用的先后顺序也会影响结果。使用顺序

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（二）植物繁殖的新途径一、微型繁殖把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。微型繁殖可节约繁殖材料，只取原材料上的一小块组织或器官就能在短期内生产出大量试管苗,既不损伤原材料又可获得较高的经济效益。同时，在人工控制的条件下进行的集约化生产,不受自然环境中季节和恶劣天气的影响。微型繁殖的繁殖方式很多，有短枝扦插、芽增殖、原球茎、器官分化和胚状体发生。其后代遗传性非常一致,能保持原有品种的优良性状。采用茎尖培养的方法或结合热处理除去绝大数植物的病毒、真菌和细菌，获得脱毒苗，使植株生长势强、抗逆能力提高等。作物脱毒在农业生产中，一些农作物经过几代的种植后，品质一般都会出现不同程度的退化，在马铃薯、蔬菜、果树、草莓、花卉等农作物上表现得尤为突出。农作物的品质衰退的主要原因是受到了植物病毒的感染。因此，为了获得高产，在生产中就必须要为农作物脱毒。根据病毒在作物体内分布得不均匀、尤其是作物的根尖和茎尖部分的病毒含量相对较低（或没有病毒）的现象来进行对作物的组织培养工作。一般越靠近顶端的茎尖其病毒含量就越少，所以进行脱毒后能够获得无毒茎尖苗的几率也会越高。使用组织培养的方式将作物的茎尖部分（新生的茎尖处于快速的分化过程中，所以病毒的含量一般较低或不含有病毒）进行培养，然后用培养出的病毒含量较低的植株，再去其茎尖，进一步培养；这样反复进行几次之后，病毒的含量会逐渐降低，直到最后获得无毒的作物。背诵笔记背诵笔记笔记一：植物组织培养技术1.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，即细胞具有全能性。2.植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。3.在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。4.愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。5.植物激素中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激素。6.操作流程：外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30s，用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30min，用无菌水清洗2～3次。↓外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。↓接种：在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。↓培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。↓转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。↓移栽：将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移栽入土。笔记二：植物体细胞杂交技术1.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.植物体细胞杂交技术过程课后自测课后自测1．科研工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”，但“番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄，地下长马铃薯的理想植株，下列最可能的原因是（）A．需用生长素处理杂种植株，以促进果实的发育B．在培养过程中激素的种类及比例设计不合理C．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D．杂种细胞中没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂2．青蒿素是从黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极少，关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中，正确的是（）A．培养基中添加的生长素/细胞分裂素比值低时有利于诱导芽的形成B．同一株黄花蒿不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型一定相同C．可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素D．在黄花蒿组织培养过程中脱分化阶段必须给予充足的光照3．植物组织培养是依据细胞的全能性，在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程，如下图所示。下列相关叙述错误的是（

）A．培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压B．甲、丙两处使用的生长激素与细胞分裂素比例相同C．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核基因数目可能不同D．丙过程的实质是基因的选择性表达4．下列有关生物工程与技术的叙述，不正确的是（）A．无菌技术中紫外线照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果B．现有一段DNA序列：5'CAAGGATCC3'3'GTTCCTAGG5'。如果它的引物1为5'GGA—OH，则引物2为OH—CAA5'C．在以尿素为唯一氮源的培养基上长出的菌落不一定只有尿素分解菌D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织遗传物质不一定相同5．下图表示利用棉花叶肉细胞的原生质体进行遗传改良的过程。据图分析，下列叙述错误的是（

）A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．②过程紫外线照射能提高原生质体的突变率C．③过程通常需要激素的诱导、适宜的光照和营养条件D．④过程愈伤组织在适宜配比的植物激素组合的诱导下分裂、分化6．下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程，下列有关分析正确的是()。A．过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压B．过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理C．过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基D．最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数量变异，不具有可育性7．花椰菜对黑腐病无抗性，黑芥对黑腐病等常见病害具有抗性。现计划通过植物细胞工程技术将两者融合以获取抗黑腐病的杂合新植株。下表中的实验目的和部分处理方法对应错误的是（

）选项实验目的部分处理方法A获取原生质体用纤维素酶和胰蛋白酶处理两者的细胞壁B原生质体的融合用电融合法促进两种原生质体融合C培养愈伤组织加入适量的生长素和细胞分裂素D获得杂合新植株给予适当时间和强度的光照A．A B．B C．C D．D8．实验人员制备了矮牵牛（二倍体，2n=14）的红色花瓣（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n=48）叶肉细胞的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是（）A．可采用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁B．可采用PEG、灭活的病毒、电激、振动等方式促进原生质体融合C．可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条9．如图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合)，若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时，都不能增殖。下列叙述正确的是（

）①实验中除了杂种细胞外，还有5种融合细胞②要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在光照强度大于800lx条件下培养，收集增殖分化的细胞团③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr或Hhrr的杂种细胞，可在光照强度大于800lx条件下培养，收集增殖分化的细胞团④从理论上分析考虑，将融合细胞的培养液放在光照强度大于800lx条件下培养，有5种融合细胞不能增殖分化A．①②④ B．②④ C．①②④ D．①②③10．下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是（

）①②③→④A．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性B．②→③的再分化过程中，细胞内的基因选择性表达C．若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D．若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行繁育会发生性状分离11．下列有关生物实验操作过程及结果的描述，正确的是（

）A．植物组织培养的脱分化过程应该用液体培养基，并对外植体进行灭菌处理B．绿叶中色素的提取和分离实验应在通风条件下进行C．在质壁分离的过程中，外界溶液浓度略有升高D．用血细胞计数板统计酵母菌数量时，应从静置的培养液中取适量上清液12．某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质（含叶绿体）且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是（

）A．形成杂种细胞的过程利用了细胞膜的流动性B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁C．为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选D．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离13．甲植物具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员通过以下途径培育出具有抗除草剂性状的优良品种丙。图中字母表示过程、数字序号表示细胞。下列相关叙述正确的是（

）A．过程A应置于等渗溶液中处理，再将①②诱导融合成③B．过程B无需筛选鉴定，形成杂种细胞后即可接种到培养基中C．过程C、D采用固体培养基，添加激素的种类和比例相同D．杂种植株丙为二倍体，其产生的配子均含有抗除草剂基因14．某研究人员设计了下列技术路线,以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法错误的是（

）A．细胞融合过程涉及膜的流动性，常用聚乙二醇融合法、电融合法等诱导原生质体融合B．原生质体融合成功的标志是细胞核相融合C．为诱导融合原生质体产生不定芽，通常会在培养基中加入两类植物激素D．植物体细胞杂交可以实现远缘杂交育种15．下列关于影响植物组织培养的因素的叙述中，不正确的是（

）A．幼嫩组织较成熟组织易培养成功B．对于同一种植物材料，材料的年龄、保存时间等会影响实验结果C．进行菊花的组织培养需每日用日光灯照射12hD．细胞分裂素用量与生长素用量的比值较低时有利于芽的分化，抑制根的形成16．快速繁殖（1）快速繁殖概念：用于快速繁殖优良品种的技术。（2）优点：；；可实现工厂化生产。注意：扦插、压条、嫁接等微型繁殖技术。17．菊花植物组织培养过程中，为什么整个过程要保证无菌操作？。18．单倍体育种（1）过程：（或）离体培养（花药取自二倍体植株）―→。当年就能培育出遗传性状相对稳定的二倍体植株。（2）优点①后代是，能稳定遗传。②，节约了大量的。③大多数单倍体植株可作为进行和研究遗传突变的理想材料。（3）为什么大多数单倍体植株可作为进行体细胞诱变育种和研究遗传突变的理想材料？。19．生长素促进生长，抑制生长；愈伤组织，。20．植物体细胞杂交的原理意义：克服了不同生物的。2.1.1植物细胞工程的基本技术目标导航目标导航课程标准目标解读植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术。1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。概述植物组织培养和植物体细胞杂交技术的原理和过程。尝试进行植物组织培养。举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。课前预习课前预习细胞工程的概念细胞工程是指应用、和等多学科的原理和方法，通过、或上的操作，有目的地获得特定的、组织、、或其的一门综合性的。包括和（含胚胎工程）植物组织培养技术1.植物组织培养的相关概念（1）细胞的全能性：细胞经后，仍然具有发育成完整生物体或的潜能。在生物生长发育过程中，并所有的细胞都表现出全能性。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会。（2）植物组织培养：指将的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配置的上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。流程简图外植体eq\o(――→,\s\up7(脱分化))愈伤组织eq\o(――→,\s\up7(再分化))胚状体长出芽和根eq\o(――→,\s\up7(发育))植株（3）外植体：这些离体培养的植物器官、组织或细胞。（4）脱分化：__________的细胞，在一定的激素和营养等条件的诱导下，失去其特有的__________，转变成未分化细胞的过程。（5）愈伤组织：已经分化的细胞经，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的团块，称为愈伤组织。（6）再分化：________能重新分化成__________等器官，该过程称为再分化。

2.菊花的组织培养（1）实验原理：植物细胞一般具有（2）实验步骤①消毒:用_______擦拭双手和超净工作台台面；将_______充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用_______消毒30s，立即用_______清洗2～3次再用_________________处理30min后，立即用__________清洗2～3次。②取材：将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用____________吸去表面的水分。用解剖刀将____________切成0.5～1cm长的小段。③接种：在_____________旁，将外植体的___________插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上作好标记。④培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于______________的培养箱中培养。培养___________后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导___________的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导___________的培养基上，进一步诱导形成___________。⑤移栽：移栽前先__________封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到到__________的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。（3）注意事项①实验中使用的培养和所有的器械都要结构和功能。接种操作必须在结构和功能旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。②接种时注意外植体的结构和功能，不要倒插。③诱导愈伤组织期间一般不需要结构和功能，，，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。植物体细胞杂交技术1.概念：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的植株的技术。2.操作流程(1)去壁：对应图中过程，即去除，获得具有活力的原生质体，用到的酶是。(2)诱导原生质体融合：对应于图中过程，即原生质体的融合。①原理：②诱导融合方法：a物理方法：细胞膜、，，细胞膜的流动等b化学方法：细胞膜、，，细胞膜的流动等③成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(3)培养：过程d是，其原理是。(4)杂种细胞的筛选：体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，还能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所形成的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。3.意义：植物体细胞杂交技术在打破远缘杂交不亲和，实现植物细胞育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。易错易混辨析：(1)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性()(2)在诱导离体菊花茎段形成幼苗的过程中，不会发生细胞的增殖和分化()(3)愈伤组织是外植体通过脱分化和再分化后形成的()(4)用纤维素酶和果胶酶水解法获得的植物原生质体失去了全能性()(5)再生出细胞壁是原生质体融合成功的标志()(6)愈伤组织的形成需要光照()(7)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()一、细胞生物学分子生物学发育生物学细胞器细胞组织水平细胞器官个体产品生物工程植物细胞工程动物细胞工程二、1、（1）分裂和分化其他各种细胞不是选择性的表达（2）离体培养基（4）已经分化结构和功能（5）脱分化薄壁组织（6）愈伤组织芽根2、（1）全能性（2）酒精流水酒精无菌水次氯酸钠无菌水无菌滤纸外植体酒精灯火焰旁1/3-1/218-22℃15-20d生芽生根试管苗打开消过毒（3）灭菌酒精灯火焰方向光照三、1、体细胞杂种细胞新植物2.(1)a细胞壁纤维素酶和果胶酶b细胞膜具有流动性②电融合法离心法聚乙二醇（PEG）融合法高Ca2+-高PH融合法③细胞壁植物组织培养植物细胞的全能性生殖隔离远缘杂交易错易混辨析：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)×知识讲解知识讲解知识点一细胞工程概述1．细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学、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、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。2．细胞工程的分类(1)根据操作对象的不同，细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程等。(2)根据所使用的技术手段不同，可将细胞工程分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植等。3．细胞的全能性(1)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，即细胞具有全能性。(2)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为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。(3)细胞全能性的遗传基础：每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息。(4)植物细胞的全能性比较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但动物体细胞的全能性目前仍难以验证。知识点二植物组织培养技术1．植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。2．植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性(具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整植株的潜力)。3．过程(1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞(2)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。(3)愈伤组织：植物细胞脱分化形成的不定形的薄壁组织团块(4)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。(5)生长发育：脱分化和再分化都是在含有营养物质和外源激素的试管中完成的。再分化之后，要将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。知识点三菊花的组织培养实验操作1．实验原理：植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。2．实验目的(1)了解植物组织培养的基本原理;(2)了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响；(3)尝试进行植物组织培养。3．方法步骤4．植物组织培养过程中应当注意的问题：(1)灭菌：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)外植体的插入方向：接种时外植体不能倒插。(3)严格控制光照：诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。(4)植物激素比例的控制：脱分化和再分化所需激素的比例不同。知识点四植物体细胞杂交技术1．植物体细胞杂交技术是指：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．原理：细胞膜的流动性(原生质体融合)、植物细胞具有全能性(杂种细胞培养成杂种植株)。3．过程(1)原生质体融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(2)植物体细胞杂交成功的标志：形成杂种植株。4．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5．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)；(1)未融合的细胞：A和B。(2)两两融合的细胞：AA、BB和AB。(3)多细胞融合体。6．植物体细胞杂交过程中杂种细胞的检测方法：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的性状进行判断。(1)若只表现出一种植物的性状，说明是由未融合的细胞形成的。(2)若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。(3)若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状表现得到加强，则可能是由多细胞融合的细胞形成的。(4)若得到的植株只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是由同种细胞融合的细胞形成的。7．植物体细胞杂交后代的育性：植物体细胞杂交后，其染色体是两个物种染色体的总和，形成的是异源多倍体，因为细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上讲后代是可育的，但是育性会降低。课后拓展课后拓展拓展植物组织培养技术和植物繁殖的新途径（一）植物组织培养技术植物组织培养是指植物的任何器官、组织或细胞，在人工控制的条件下，在含有营养物质和植物激素等组成的培养基中，使其生长、分化形成完整植株的过程。此时组织或细胞与供体失去联系，处于无菌条件下，靠人工的营养及激素进行异养状态的代谢。这时的分生组织可通过3个途径实现细胞的全能性：一是由分生组织直接分生芽而达到快速繁殖的目的；二是由分生组织形成愈伤组织，经过分化实现细胞的全能性；三是游离细胞或原生质体形成胚状体，由胚状体直接重建完整植株，或制成人工种子后再重建植株。一、培养材料采集要根据培养目的适当选取材料，选择原则：易于诱导、带菌少。要选取植物组织内部无菌的材料。一方面要从健壮的植株上取材料，不要取有伤口的或有病虫的材料。另一方面要在晴天，最好是中午或下午取材料，不要在雨天、阴天或露水未干时取材料。因为健壮的植株和晴天光合作用、呼吸作用旺盛的组织，有自身消毒作用，这种组织一般是无菌的。二、培养材料的消毒从外界或室内选取的植物材料，都不同程度地带有各种微生物。这些污染源一旦带入培养基，便会造成培养基污染。因此，植物材料必须经严格的表面灭菌处理，再经无菌操作手续接到培养基上。植物激素植物激素中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激素，它们的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向；生长素/细胞分裂素

结果比值高(＞1)有利于根的分化，抑制芽的形成比值低(＜1)有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中(=1)促进愈伤组织的形成其次，生长素和细胞分裂素使用的先后顺序也会影响结果。使用顺序

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（二）植物繁殖的新途径一、微型繁殖把用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。微型繁殖可节约繁殖材料，只取原材料上的一小块组织或器官就能在短期内生产出大量试管苗,既不损伤原材料又可获得较高的经济效益。同时，在人工控制的条件下进行的集约化生产,不受自然环境中季节和恶劣天气的影响。微型繁殖的繁殖方式很多，有短枝扦插、芽增殖、原球茎、器官分化和胚状体发生。其后代遗传性非常一致,能保持原有品种的优良性状。采用茎尖培养的方法或结合热处理除去绝大数植物的病毒、真菌和细菌，获得脱毒苗，使植株生长势强、抗逆能力提高等。作物脱毒在农业生产中，一些农作物经过几代的种植后，品质一般都会出现不同程度的退化，在马铃薯、蔬菜、果树、草莓、花卉等农作物上表现得尤为突出。农作物的品质衰退的主要原因是受到了植物病毒的感染。因此，为了获得高产，在生产中就必须要为农作物脱毒。根据病毒在作物体内分布得不均匀、尤其是作物的根尖和茎尖部分的病毒含量相对较低（或没有病毒）的现象来进行对作物的组织培养工作。一般越靠近顶端的茎尖其病毒含量就越少，所以进行脱毒后能够获得无毒茎尖苗的几率也会越高。使用组织培养的方式将作物的茎尖部分（新生的茎尖处于快速的分化过程中，所以病毒的含量一般较低或不含有病毒）进行培养，然后用培养出的病毒含量较低的植株，再去其茎尖，进一步培养；这样反复进行几次之后，病毒的含量会逐渐降低，直到最后获得无毒的作物。背诵笔记背诵笔记笔记一：植物组织培养技术1.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，即细胞具有全能性。2.植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，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。3.在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。4.愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。5.植物激素中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激素。6.操作流程：外植体的消毒：将流水冲洗后的外植体用酒精消毒30s，用无菌水清洗2～3次后，再用次氯酸钠溶液处理30min，用无菌水清洗2～3次。↓外植体的分割：用无菌滤纸吸去表面的水分，用解剖刀将外植体切成0.5～1cm长的小段。↓接种：在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。↓培养：将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18～22℃的培养箱中培养。定期观察和记录愈伤组织的生长情况。↓转移培养：将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。↓移栽：将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩上，壮苗后再移栽入土。笔记二：植物体细胞杂交技术1.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.植物体细胞杂交技术过程课后自测课后自测1．科研工作者通过体细胞杂交技术获得“番茄-马铃薯”，但“番茄-马铃薯”并没有发育成地上结番茄，地下长马铃薯的理想植株，下列最可能的原因是（）A．需用生长素处理杂种植株，以促进果实的发育B．在培养过程中激素的种类及比例设计不合理C．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D．杂种细胞中没有同源染色体，不能进行正常的减数分裂【答案】C【分析】“番茄-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，原因可能是：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。【详解】A、“番茄-马铃薯”杂种植株是可育的，可以产生种子，发育中的种子能为果实的发育提供生长素，再有生长素促进果实的发育，此时需要生长素涂抹雌蕊柱头，而不是整个植株，A错误；B、在培养过程中激素的种类及比例设计合理，可形成完整植株，B错误；C、“番茄-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，说明番茄和马铃薯基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，C正确；D、杂种细胞中含有同源染色体，能进行正常的减数分裂，D错误。故选C。2．青蒿素是从黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极少，关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中，正确的是（）A．培养基中添加的生长素/细胞分裂素比值低时有利于诱导芽的形成B．同一株黄花蒿不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型一定相同C．可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素D．在黄花蒿组织培养过程中脱分化阶段必须给予充足的光照【答案】A【分析】1、植物组织培养过程：外植体（离体的植物细胞、组织或器官）→脱分化→愈伤组织→再分化→胚状体→新植体。2、诱导愈伤组织应该避光培养，原因是：在有光时往往形成维管组织，而不形成愈伤组织。愈伤组织再分化成胚状体时需要光照，原因是：①叶绿素的合成需要光照；②试管苗需要光进行光合作用制造有机物提供营养物质。3、植物组织培养技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。【详解】A、培养基中添加的生长素/细胞分裂素比值低时有利于诱导芽的形成，比值高时有利于诱导根的形成，A正确；B、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基因型不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因只有体细胞的一半，B错误；C、青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量及其微小，因此通过大量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素，C错误；D、植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程，其中脱分化过程不需要光照，而再分化过程需要光照，D错误。故选A。3．植物组织培养是依据细胞的全能性，在体外将植物组织细胞培养成一个完整植株的过程，如下图所示。下列相关叙述错误的是（

）A．培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压B．甲、丙两处使用的生长激素与细胞分裂素比例相同C．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核基因数目可能不同D．丙过程的实质是基因的选择性表达【答案】B【解析】植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。图中甲表示脱分化，乙是愈伤组织，丙表示再分化。【详解】A、植物组织培养的培养基中需添加蔗糖，目的是提供营养，同时调节渗透压，A正确；B、生长素和细胞分裂素的使用比例不同，培养的结果不同。生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中时，促进愈伤组织的形成，故甲、丙两处使用的生长激素与细胞分裂素比例不同，B错误；C、同一植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织核基因数目不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因只有体细胞的一半，C正确；D、丙是愈伤组织再分化过程，其实质是基因的选择性表达，D正确。故选B。4．下列有关生物工程与技术的叙述，不正确的是（）A．无菌技术中紫外线照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果B．现有一段DNA序列：5'CAAGGATCC3'3'GTTCCTAGG5'。如果它的引物1为5'GGA—OH，则引物2为OH—CAA5'C．在以尿素为唯一氮源的培养基上长出的菌落不一定只有尿素分解菌D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织遗传物质不一定相同【答案】B【分析】植物组织培养获得的试管苗的基因型为亲代植株决定，因此可能为杂合子，也可能为纯合子，如果培养的外植体是体细胞，则可能会获得二倍体；如果培养的是花粉粒，则获得的是单倍体。植物的器官包括：根、茎、叶、花、果实、种子。植物根茎叶属于植物的体细胞，因此这些器官经过组织培养产生的愈伤组织基因型相同，而花药离体培养获得的单倍体，其基因只有体细胞的一半。【详解】A、用紫外线照射30min，可以杀死物体表面或空气中的微生物，在照射前，适量喷洒石炭酸等消毒液，可以加强消毒效果，A正确；B、现有一段DNA序列：5'CAAGGATCC3'3'GTTCCTAGG5'。如果它的引物1为5'GGA—OH，引物1与5'CAAGGATCC3'互补，因此引物2应该与3'GTTCCTAGG5'互补，故引物2为'5'CAA-OH，B错误；C、以尿素为唯一氮源的培养基上长出的不都是尿素分解菌，还有可能是自生固氮菌，因此需要对筛选的尿素分解菌进行鉴定，C正确；D、同一植株不同细胞经培养获得的愈伤组织基因不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因只有体细胞的一半，D正确。故选B。5．下图表示利用棉花叶肉细胞的原生质体进行遗传改良的过程。据图分析，下列叙述错误的是（

）A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．②过程紫外线照射能提高原生质体的突变率C．③过程通常需要激素的诱导、适宜的光照和营养条件D．④过程愈伤组织在适宜配比的植物激素组合的诱导下分裂、分化【答案】C【分析】图示表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，其中①表示采用酶解法去除细胞壁，获得原生质体的过程；②表示紫外线诱导原生质体基因突变；③表示脱分化形成愈伤组织的过程；④表示再分化过程。【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，①表示获得原生质体的过程，需要在适宜条件下使用纤维素酶和果胶酶处理除去细胞壁，A正确；B、自然条件下基因突变具有低频性，②过程紫外线照射可引起基因突变，提高原生质体的突变率，B正确；C、③表示脱分化形成愈伤组织的过程，该过程需要营养物质和激素等，但不能提供光照，光照会促进组织分化，无法达到实验目的，所以脱分化需要避光，C错误；D、④表示再分化过程，决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素(生长素和细胞分裂素)的种类和比例，D正确。故选C。6．下图是两种二倍体植物细胞(甲、乙)融合并培育新植株的过程，下列有关分析正确的是()。A．过程①需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中，且溶液中的渗透压应大于细胞液渗透压B．过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有选择透过性原理C．过程④⑤⑥需要根据生长发育进程更换不同的培养基D．最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数量变异，不具有可育性【答案】C【分析】分析题图：图示为两种二倍体植物细胞（甲、乙）融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②表示人工诱导原生质体融合；③表示再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化过程；⑤表示再分化过程；⑥表示个体发育过程。【详解】A、①为去壁过程，需要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中，A错误；B、过程②要用聚乙二醇等方法诱导原生质体融合，主要依据细胞膜具有一定的流动性，B错误；C、④为脱分化过程、⑤为再分化过程、⑥为个体发育过程，这三个过程需要根据生长发育进程更换不同的培养基，C正确；D、最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数量变异，属于异源四倍体，可育，D错误。故选C。7．花椰菜对黑腐病无抗性，黑芥对黑腐病等常见病害具有抗性。现计划通过植物细胞工程技术将两者融合以获取抗黑腐病的杂合新植株。下表中的实验目的和部分处理方法对应错误的是（

）选项实验目的部分处理方法A获取原生质体用纤维素酶和胰蛋白酶处理两者的细胞壁B原生质体的融合用电融合法促进两种原生质体融合C培养愈伤组织加入适量的生长素和细胞分裂素D获得杂合新植株给予适当时间和强度的光照A．A B．B C．C D．D【答案】A【分析】植物体细胞杂交技术的实质是将来自两个不同植物原生质体的融合，这就需要使用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体，再应用化学法或物理法诱导原生质体融合。杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。该技术的其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。植物体细胞杂交技术可以克服远缘杂交不亲和的障碍、在培育作物新品种方面取得了重大突破。【详解】A、植物细胞壁主要成分是纤维素和果胶，因此用纤维素酶和果胶酶处理两者的细胞壁可得到原生质体，不能用胰蛋白酶，A错误；B、促进原生质体融合的方法包括物理法和化学法：物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法等，B正确；C、培养愈伤组织的培养基中常常需要加入适量的生长素和细胞分裂素，以有利于愈伤组织形成，C正确；D、愈伤组织再分化形成杂合新植株的过程中需要适当时间和强度的光照，D正确。故选A。8．实验人员制备了矮牵牛（二倍体，2n=14）的红色花瓣（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n=48）叶肉细胞的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是（）A．可采用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁B．可采用PEG、灭活的病毒、电激、振动等方式促进原生质体融合C．可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目可能为62条或28条或96条【答案】B【分析】诱导植物细胞融合前，先要采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁，获得原生质体；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（电激、振动等）和化学方法（聚乙二醇）；然后再生出细胞壁，利用植物组织培养技术将细胞培养成植株。【详解】A、诱导植物细胞融合前，先要采用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁，获得原生质体，A正确；B、诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（电激、振动等）和化学方法（聚乙二醇），灭活的病毒是在动物细胞融合过程中使用的试剂，B错误；C、杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；D、若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞，杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D正确。故选B。【点睛】本题考查植物体细胞杂交的相关知识，识记其基本步骤，将植物细胞融合过程和动物细胞融合进行比较记忆。9．如图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合)，若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时，都不能增殖。下列叙述正确的是（

）①实验中除了杂种细胞外，还有5种融合细胞②要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在光照强度大于800lx条件下培养，收集增殖分化的细胞团③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr或Hhrr的杂种细胞，可在光照强度大于800lx条件下培养，收集增殖分化的细胞团④从理论上分析考虑，将融合细胞的培养液放在光照强度大于800lx条件下培养，有5种融合细胞不能增殖分化A．①②④ B．②④ C．①②④ D．①②③【答案】B【分析】若只考虑两个原生质体的融合，诱导融合产生细胞团有6种基因型，即HHrr、hhrr、hhRR、HhRr、Hhrr、hhRr，其中HHrr、hhrr、hhRR、Hhrr、hhRr的个体不能分化，只有同时具备了H和R基因才能够分化。【详解】①根据基因的自由组合定律可以看出，A的花粉即配子的基因型为Hr、hr，B的花粉基因型为hR、hr，诱导融合产生细胞团（只考虑两个原生质体的融合）共有6种基因型，即HHrr、hhrr、hhRR、HhRr、Hhrr、hhRr，其中4种属于杂种细胞，因此实验中除了杂种细胞外，还有2种融合细胞（HHrr和hhRR），①错误；②根据题干“由于一对隐性纯合基因（rr或hh）的作用，在光照强度大于800lx时，都不能增殖”可知，在光照强度大于800lx时，只有HhRr的细胞团能增殖分化，因此要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在光照强度大于800lx条件下培养，收集增殖分化的细胞团，②正确；③根据题干“由于一对隐性纯合基因（rr或hh）的作用，在光照强度大于800lx时，都不能增殖”可知，基因型Hhrr的杂种细胞不能在光照强度大于800lx条件下培养，③错误；④从理论上分析考虑，将融合细胞的培养液放在大于800Ix光照下培养，只有HhRr能生长，另外5种融合细胞都不能增殖分化，④正确。故选B。10．下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是（

）①②③→④A．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性B．②→③的再分化过程中，细胞内的基因选择性表达C．若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D．若①是具有杂种优势的农作物细胞，则用③进行繁育会发生性状分离【答案】D【分析】据图分析，图示表示植物组织培养过程，其中①是外植体（离体的组织、细胞或器官），②是脱分化形成的愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），③是再分化形成的胚状体，④是新植物。【详解】A、若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则其含有两个亲本的遗传物质，所以④可能出现不同植物的遗传特性，A正确；B、图中②→③是再分化形成的胚状体的过程，该过程中会发生基因的选择性表达，B正确；C、若①是人参细胞，则将其脱分化形成②愈伤组织，再进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量，C正确；D、若①是具有杂种优势的农作物细胞，则其进行有性生殖会发生性状分离，而用③进行繁育属于无性繁殖，不会发生性状分离，D错误。故选D。11．下列有关生物实验操作过程及结果的描述，正确的是（

）A．植物组织培养的脱分化过程应该用液体培养基，并对外植体进行灭菌处理B．绿叶中色素的提取和分离实验应在通风条件下进行C．在质壁分离的过程中，外界溶液浓度略有升高D．用血细胞计数板统计酵母菌数量时，应从静置的培养液中取适量上清液【答案】B【分析】1、绿叶中色素的提取和分离实验，提取色素时需要加入无水乙醇（溶解色素）、石英砂（使研磨更充分）和碳酸钙（防止色素被破坏）；分离色素时采用纸层析法，原理是色素在层析液中的溶解度不同，随着层析液扩散的速度不同，最后的结果是观察到四条色素带，从上到下依次是胡萝卜素（橙黄色）、叶黄素（黄色）、叶绿素a（蓝绿色）、叶绿素b（黄绿色）。2、质壁分离是指原生质体与细胞壁分离，质壁分离发生的条件：（1）具有生物活性的成熟的植物细胞；（2）外界溶液浓度大于细胞液浓度；（3）原生质层的伸缩性大于细胞壁。【详解】A、植物组织培养的脱分化过程应该用固体培养基，并对外植体进行消毒处理，不是灭菌处理，A错误；B、绿叶中色素的提取和分离实验需用到层析液，为避免实验者吸入层析液中有毒的挥发性物质，实验应在通风条件下进行，B正确；C、在质壁分离的过程中，细胞失水，使外界溶液浓度略有降低，而不是升高，C错误；D、酵母菌计数前，需将试管中的培养液摇匀，不能直接从静置的培养液中取样，否则会影响计数结果，D错误。故选B。12．某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质（含叶绿体）且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是（

）A．形成杂种细胞的过程利用了细胞膜的流动性B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁C．为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选D．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离【答案】D【分析】植物体细胞杂交，又称原生质体融合，是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。据题意可知，杂种细胞丙具有细胞甲的细胞质（含叶绿体且具有链霉素抗性）和细胞乙的细胞核和细胞质。【详解】A、杂种细胞是两种生物的原生质体融合而成，杂种细胞的形成体现了细胞膜的流动性，A正确；B、细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，然后诱导原生质体融合，B正确；C、杂种细胞丙具有链霉素的抗性，在培养基上加入链霉素，使未融合的乙细胞，以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活，从而筛选出杂种细胞丙，C正确；D、培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核，与原有的烟草植株甲属于同一物种，不存在生殖隔离，D错误。故选D。13．甲植物具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员通过以下途径培育出具有抗除草剂性状的优良品种丙。图中字母表示过程、数字序号表示细胞。下列相关叙述