《第04讲 植物细胞工程》预习讲义

学而优·教有方PAGEPAGE1第04讲植物细胞工程的基本技术【学习目标】1.概述植物组织培养的原理及过程，掌握细胞的全能性概念。2.独立完成植物组织培养试验，提高动手实践能力及实验分析能力。3.体会细胞工程的意义，揭秘生物技术的神秘，进一步领悟生物技术造福人类的意义。4.概述植物体细胞杂交技术的原理及过程，区分植物组织培养与植物体细胞杂交。5.学习植物体细胞杂交技术的实验过程，理解科学的本质、科学研究的思路和方法。情感态度价值观目标：体会技术进步可以推动其他相关实验的进步，不断创新，敢于突破传统的壁垒，创造出新产品。6.理解植物细胞工程，举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。7.体会细胞工程从实验室到工厂的运用，提高实践能力，建立科学技术观。8.学生切身感受到科技对农业、医学等的促进作用，领悟生物技术造福人类。【基础知识】一、植物细胞的全能性细胞全能性：细胞经分裂、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。特别提醒1.在植物体生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性。2.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，分化培养需照光)等。⑤无菌操作。

3.必须要离体的原因是：生物体内的活细胞尽管具有全能性，但受基因选择性表达的调控，一般都要进行定向的、不可逆的细胞分化，不能表现其全能性。4.细胞分化指在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，叫作细胞分化。例如由种子发育成植株的过程中要经过细胞分化，以形成不同的组织和器官。5.脱分化指在一定激素和营养等条件的诱导下，植物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，进而形成薄壁组织团块(愈伤组织)的过程。6.再分化指愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。7.全能性表达过程①脱分化：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程。②再分化：脱分化产生的愈伤组织，在一定的培养条件下，再分化出芽、根等器官，进而形成完整的小植株。③激素的作用：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。8．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，转变成未分化细胞的过程。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。二、植物细胞工程的基本技术1.植物细胞工程的基本技术包括植物组织培养和植物体细胞杂交2.植物组织培养和植物体细胞杂交的原理、过程、应用比较比较项目植物组织培养植物体细胞杂交原理(理论基础)细胞的全能性

细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性

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(融合后形成杂种细胞)技术操作脱分化、再分化

①除脱分化、再分化外，还要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；②用物理法(电融合法、离心法)或化学法[聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法]诱导细胞融合应用①快速繁殖、作物脱毒等；②培育新品种；③生产细胞产物打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种

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归纳总结1.植物细胞工程的理论基础是植物细胞的全能性。2.植物细胞工程的基本技术有植物组织培养和植物体细胞杂交。3.植物体细胞杂交和有性杂交结果不同：两个二倍体植物通过植物体细胞杂交获得的异源四倍体，两个二倍体植物通过杂交获得的仍然是二倍体。4.植物体细胞杂交不经过减数分裂过程，植物有性杂交一定要经过减数分裂过程。5.原生质体指除去细胞壁后的植物细胞、真菌细胞或细菌细胞。6.原生质层是植物特有的名词：包括植物细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质，不包括细胞液。7.原生质滴：指动物精子形成过程中，细胞核变为精子头的主要部分，高尔基体发育为头部的顶体，中心体演变为精子的尾，线粒体演变为线粒体鞘，细胞内的其他物质浓缩为球状，叫作原生质滴。原生质滴随着精子的成熟向后移动，最后脱落。三、植物繁殖的新途径1.微型繁殖：高效快速地实现种苗的大量繁殖；无性繁殖，保持优良品种的遗传特性；不受自然生长季节的限制，可实现产业化生产。2.作物脱毒：①马铃薯和草莓都是无性繁殖的作物，它们感染的病毒很容易传播给后代。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。②分生区（如茎尖、根尖：病毒极少，甚至无毒），从这些地方取材经组织培养可获得脱病毒苗。③脱病毒苗能够明显使农作增产。3.人工种子：以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。人工种子培育的过程：外植体→脱分化形成愈伤组织→再分化形成胚状体→胚状体+人工胚乳+人工种皮→人工种子人工种皮：抗压、保水、透气；胚状体：具有发育成完整植株的能力；人工胚乳：保证胚状体生长发育的必需物质归纳总结1.快速繁殖：不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。2.作物脱毒①培育脱毒植株的原因：生产上，许多无性繁殖作物感染的病毒很容易传给后代，病毒在作物体内逐年积累，导致作物产量降低和品质变差。②培育方法：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株可能不带病毒，从而获得脱毒苗。③原理：植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒(病毒在植物体内分布不均匀)；植物细胞的3.由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。4.生长素和细胞分裂素用量的比例影响植物细胞的发育方向。生长素用量/细胞分裂素用量结果比值高有利于根的分化，抑制芽的形成比值低有利于芽的分化，抑制根的形成比值适中促进愈伤组织的形成5.脱毒苗≠抗毒苗：脱毒苗是选择植物的茎尖(病毒极少，甚至无病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒苗是把某抗病基因导入到受体细胞中，并通过一定的方法培育形成的，属于基因工程的范畴。四、作物新品种的培育1.单倍体育种①花药(或花粉)离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。②原理：植物细胞具有全能性、染色体数目变异。③方法：花药离体培养得到单倍体幼苗，秋水仙素处理抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，染色体加倍得到稳定遗传（纯合子）的优良品种。④过程：花药（脱分化）→愈伤组织（再分化）→单倍体植株→秋水仙素或低温诱导加倍→正常纯合植株。2.突变体的利用：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(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从产生突变的个体中可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。植物产物的工厂化生产1.细胞产物的种类：糖类、脂肪、蛋白质、香料、色素、药物、生物碱等。2.植物产物工厂化生产的过程外植体（脱分化）→愈伤组织→分散形成细胞悬液→发酵，获得细胞产品→提纯归纳总结1.方法：利用植物组织培养技术大量生产目标产物(一般只需要培养到愈伤组织阶段)。2.产物种类：次生代谢物(如酚类、萜类和含氮化合物等)、药物、香料、色素等。【考点剖析】考点一：植物细胞工程的基本技术例1．花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是()A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上【答案】C【解析】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，过程①所用的花药需用70%乙醇消毒30s，后用无菌水冲洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30min，立即用无菌水冲洗2～3次，A错误；过程②的培养基中需添加比例适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是二倍体的花药经过花药离体培养和秋水仙素处理后发育而来的，因此可从中筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。考点二：植物体细胞杂交例2．]实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，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．获得该杂种植株打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种B．可利用电融合法、离心法诱导原生质体融合C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体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均为62条【答案】D【解析】获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电融合法、离心法等)和化学方法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察染色体数目，筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；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和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目可能为28条、96条和62条，D错误。考点三、植物繁殖新途径例3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是()A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同B．过程②的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活C．过程③④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同D．图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性【答案】A【解析】带叶原基的芽是茎尖，植物的茎尖或根尖不带病毒或病毒极少，其他部位带的病毒较多，A错误；过程②的作用是使组织中的病毒在题图处理温度下部分或全部失活，B正确；过程③是诱导生芽，过程④是诱导生根，两个过程所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C正确；题图过程是离体的带叶原基的芽脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼苗，体现了植物细胞的全能性，D正确。【真题演练】1．[浙江2022年6月·23，2分]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是()A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株2．[江苏2021·5，2分]植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是()A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素与细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异3．[浙江2022年6月·29(二)，8分]回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：(1)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的________检测。(2)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的______________，分析染色体组型是否改变进行判断。(3)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为________时全能性表达能力最高。【过关检测】1．下列关于植物组织培养的叙述，正确的是()A．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同B．培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用C．适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽D．常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含有毒物质2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是()A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质体的组成部分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。下列有关叙述正确的是()eq\x(\a\al(花药中未成,熟的花粉))eq\o(→,\s\up10(①))eq\x(\a\al(愈伤,组织))eq\o(→,\s\up10(②))eq\x(丛芽)eq\o(→,\s\up10(③))eq\x(\a\al(完整,植株))A．过程①②表示脱分化，过程③表示再分化B．过程①②需要照光C．过程①②③说明花粉细胞具有全能性D．通过过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离4．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础D．高度分化的植物细胞随时可能表现出全能性5．下图是甲、乙两种植物体细胞杂交的过程，下列有关分析不正确的是()A．过程①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．过程②的原理为细胞膜的选择透过性C．过程③是杂种细胞再生出细胞壁的过程D．过程④和⑤分别表示脱分化、再分化过程6．植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()A．不同植物的精子与卵细胞的融合B．不同植物的原生质体的融合C．完整的两个植物体细胞的融合D．植物花粉细胞的两两融合7．下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述不正确的是()A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb8．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N＝18)花粉植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养B．过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达C．四种培养基均属于固体培养基，其中所含植物激素的种类和比例有差异D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体9．已知甲、乙两不同物种植株均为二倍体纯种，甲植株高产、乙植株耐盐碱。现要利用这两种植株培育出既高产又耐盐的新品种，下列技术可行的是()A．利用植物体细胞杂交技术，可获得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．两种植株杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术可较快获得纯种的目的植株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10．(2020·山东模拟)紫草素对急慢性肝炎的治疗有较好的疗效。利用植物组织培养技术从紫草根细胞提取紫草素，下列操作或叙述正确的是()A．选取合适的外植体并进行快速消毒B．需用聚乙二醇诱导根细胞的原生质体融合C．培养紫草根细胞的培养基中需要添加琼脂D．用适当的激素诱导愈伤组织分化成胚状体或丛芽11．(2019·全国卷Ⅲ)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示。回答下列问题：(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养成完整的植株，这是因为植物细胞具有________________。(2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是____________。(3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是_______________。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的____________过程，最终可形成试管苗。(4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是______________________。(5)经组织培养得到的植株，一般可保持原品种的__________，这种繁殖方式属于________繁殖。12．(2020·江苏模拟)近年来，一种名为“爱媛橙”的柑橘类水果因皮薄易剥、细腻多汁、口感似果冻等优点，被网友们称为“果冻橙”，并迅速成为网红水果。“爱媛橙”由柑橘品种南香与西子香杂交获得。某科研小组欲利用细胞融合技术培育“爱媛橙”，其部分流程如下图所示，回答下列问题：(1)过程①应将两种植物细胞分别置于含有________________酶的________(填“低渗”“等渗”或“高渗”)溶液中制备原生质体；与动物细胞融合相比，过程②不具有的融合方法是______________。(2)杂种细胞形成的标志是____________；愈伤组织的细胞最突出的特征是__________________；过程⑤称为______________。(3)与通过南香与西子香杂交培育成的“爱媛橙”相比，该育种方法具有的优点是__________________________；该育种技术遵循的生物学原理是________________(填序号)。①细胞膜的流动性②细胞膜的选择透过性③植物细胞的全能性④细胞增殖第04讲植物细胞工程的基本技术考点剖析】考点一：植物细胞工程的基本技术例1．花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是()A．为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30minB．过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化C．过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体D．过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上【答案】C【解析】植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，过程①所用的花药需用70%乙醇消毒30s，后用无菌水冲洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30min，立即用无菌水冲洗2～3次，A错误；过程②的培养基中需添加比例适中的细胞分裂素和生长素，以利于形成愈伤组织，B错误；过程③得到的植株是二倍体的花药经过花药离体培养和秋水仙素处理后发育而来的，因此可从中筛选获得纯合的二倍体，C正确；过程④获得的植株可以进行光合作用，因此培养基中不需要加入蔗糖，D错误。考点二：植物体细胞杂交例2．]实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，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．获得该杂种植株打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种B．可利用电融合法、离心法诱导原生质体融合C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体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均为62条【答案】D【解析】获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法(电融合法、离心法等)和化学方法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察染色体数目，筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；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和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目可能为28条、96条和62条，D错误。考点三、植物繁殖新途径例3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述错误的是()A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同B．过程②的作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活C．过程③④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同D．图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性【答案】A【解析】带叶原基的芽是茎尖，植物的茎尖或根尖不带病毒或病毒极少，其他部位带的病毒较多，A错误；过程②的作用是使组织中的病毒在题图处理温度下部分或全部失活，B正确；过程③是诱导生芽，过程④是诱导生根，两个过程所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C正确；题图过程是离体的带叶原基的芽脱分化形成愈伤组织，再分化形成幼苗，体现了植物细胞的全能性，D正确。【真题演练】1．[浙江2022年6月·23，2分]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是()A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富D．不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株【答案】D【解析】本题考查植物组织培养的知识用自然生长的茎进行组培时需先用70%乙醇浸泡，再用5%次氯酸钠溶液浸泡消毒，A错误；培养瓶使用专用封口膜能保证外部的细菌等微生物不进入培养瓶内部，又能保证培养瓶内部氧气的供应，故不会阻止瓶内外的气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用的蛭石除了含有一些矿质元素，几乎不含其他营养成分，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段经诱导后可以直接形成根与芽，通过器官发生途径形成完整的菊花植株，D正确。2．[江苏2021·5，2分]植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是()A．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养B．组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构C．提高培养基中生长素与细胞分裂素的比值，有利于诱导生根D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异【答案】D【解析】本题考查植物组织培养技术的相关知识。植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过消毒处理后才能进行培养，A正确；组织培养过程中也可不产生明显愈伤组织，直接形成胚状体等结构，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化，C正确；变异具有普遍性且是不定向的，用同一植株体细胞离体培养获得再生苗的过程中，细胞要进行有丝分裂，这一过程中可能会发生基因突变或染色体变异等，D错误。3．[浙江2022年6月·29(二)，8分]回答与植物转基因和植物克隆有关的问题：(1)在用农杆菌侵染的方法进行植物转基因过程中，通常要使用抗生素，其目的一是抑制________生长，二是筛选转化细胞。当选择培养基中抗生素浓度________时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的________检测。(2)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较强的________能力和遗传稳定性。对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内________形态是否改变进行判断，也可通过观察分裂期染色体的______________，分析染色体组型是否改变进行判断。(3)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和________长短等有关。同时也与受体的取材有关，其中受体为________时全能性表达能力最高。【答案】(1)农杆菌过低敏感性(2)再生细胞核形态特征和数量(3)培养时间受精卵【解析】本题考查基因工程与植物组织培养。(1)抗生素具有抑制细菌生长繁殖的作用。根据题中信息“在用农杆菌侵染的方法进行……使用抗生素”分析，使用抗生素的目的之一是抑制农杆菌的生长繁殖。选择培养基中抗生素起到选择作用，当浓度过低时，通常会出现较多假阳性植株，因此在转基因前需要对受体进行抗生素的敏感性检测。(2)为提高培育转基因植株的成功率，植物转基因受体需具有较高的全能性，其再生能力较强、遗传稳定性高。根据“分析染色体组型是否改变进行判断”可知，对培养的受体细胞遗传稳定性的早期检测，可通过观察细胞内细胞核形态是否改变进行判断，也可以通过观察分裂期染色体形态特征和数量来判断。(3)植物转基因受体全能性表达程度的高低主要与受体的基因型、培养环境、继代次数和培养时间长短(细胞分裂次数有限)等有关。同时也与受体的取材有关，不同受体的全能性表达能力不同，其中受体为受精卵时全能性表达能力最高。【过关检测】1．下列关于植物组织培养的叙述，正确的是()A．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同B．培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用C．适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽D．常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含有毒物质【答案】C【解析】以花药为外植体培育的植株是单倍体，与叶片培育成的植株基因型不同；脱分化形成的愈伤组织没有叶绿体，不能进行光合作用，再分化培养过程中需给予适当光照；培养基中细胞分裂素的比例高，有利于愈伤组织分化成芽，生长素的比例高，有利于生根；常用茎尖进行组织培养获得脱毒苗是因为茎尖不含或含病毒极少。2．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是()A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质体的组成部分【答案】C【解析】细胞壁是植物细胞结构的一部分，A项错误；细胞壁对植物细胞具有保护作用，不会使原生质体失去活力，但阻碍了原生质体的融合，因此要除去细胞壁，B项错误，C项正确；细胞壁不是原生质体的组成部分，但不是植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因，D项错误。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。下列有关叙述正确的是()eq\x(\a\al(花药中未成,熟的花粉))eq\o(→,\s\up10(①))eq\x(\a\al(愈伤,组织))eq\o(→,\s\up10(②))eq\x(丛芽)eq\o(→,\s\up10(③))eq\x(\a\al(完整,植株))A．过程①②表示脱分化，过程③表示再分化B．过程①②需要照光C．过程①②③说明花粉细胞具有全能性D．通过过程③获得的完整植株自交后代不会发生性状分离【答案】C【解析】题图中过程①表示脱分化，②③表示再分化，A项错误；脱分化需要避光处理，再分化和植物生长需要照光，因此过程①需要避光，过程②③需要照光，B项错误；过程①②③是植物组织培养过程，由花粉细胞最终获得了完整植物个体，说明花粉细胞具有全能性，C项正确；过程③获得的完整植株属于单倍体植株，高度不育，不能自交产生后代，D项错误。4．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是()A．植物体只有高度分化的体细胞才具有发育成完整个体的潜能B．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同C．植物细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础D．高度分化的植物细胞随时可能表现出全能性【答案】C【解析】植物细胞的全能性是指高度分化的植物细胞仍然具有发育成完整植物体的潜能，实际上只要植物细胞含有本物种生长发育的全套基因就应具有全能性，如配子；植物体内所有体细胞均来源于同一受精卵的有丝分裂，遗传物质应相同；高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性。5．下图是甲、乙两种植物体细胞杂交的过程，下列有关分析不正确的是()A．过程①表示用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．过程②的原理为细胞膜的选择透过性C．过程③是杂种细胞再生出细胞壁的过程D．过程④和⑤分别表示脱分化、再分化过程【答案】B【解析】过程①为酶解法去除细胞壁，利用了纤维素酶和果胶酶，A正确；过程②为原生质体融合的过程，其原理是细胞膜的流动性，B错误；过程③是杂种细胞再生出细胞壁的过程，C正确；过程④是脱分化过程，过程⑤是再分化过程，D正确。6．植物体细胞杂交是利用不同物种的两个体细胞融合成一个杂种细胞的过程。该过程是指()A．不同植物的精子与卵细胞的融合B．不同植物的原生质体的融合C．完整的两个植物体细胞的融合D．植物花粉细胞的两两融合【答案】B【解析】精子与卵细胞属于生殖细胞，所以二者的融合不属于体细胞杂交；两个完整的植物体细胞由于有细胞壁无法融合，必须去除细胞壁，去除细胞壁的植物细胞叫原生质体，因而植物体细胞杂交的实质是不同植物的原生质体的融合。7．下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述不正确的是()A．愈伤组织是花粉细胞通过有丝分裂后形成的不规则的细胞团B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的生长素等激素D．试管苗可能出现的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb【答案】D【解析】花粉是通过减数分裂形成的，其基因型为AB或Ab或aB或ab，由花粉发育而来的个体未经秋水仙素处理，是单倍体。8．花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘(2N＝18)花粉植株的过程示意图，有关叙述正确的是()A．花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养B．过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达C．四种培养基均属于固体培养基，其中所含植物激素的种类和比例有差异D．观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体【答案】ABC【解析】花粉细胞培育成单倍体植株，培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养，A正确；由愈伤组织到丛芽的过程是再分化，其根本原因是基因的选择性表达，B正确；题图中四种培养基的差异主要表现在植物激素的种类和含量上，C正确；观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到其染色体数为9条，D错误。9．已知甲、乙两不同物种植株均为二倍体纯种，甲植株高产、乙植株耐盐碱。现要利用这两种植株培育出既高产又耐盐的新品种，下列技术可行的是()A．利用植物体细胞杂交技术，可获得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．两种植株杂交后，得到的F1再利用单倍体育种技术可较快获得纯种的目的植株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【答案】ABD【解析】甲、乙两种植株均为二倍体纯种，利用植物体细胞杂交技术，可获得满足要求的既高产又耐盐的四倍体新品种，A符合题意；基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍，定向改造生物的遗传特性，因此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，B符合题意；甲、乙两植株之间存在生殖隔离，因此二者不能杂交，即使能杂交也不能产生可育后代，C不符合题意；诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗(异源二倍体)，由于不存在同源染色体，故不能产生可育配子，但用秋水仙素处理可形成可育的既高产又耐盐的四倍体，D符合题意。10．(2020·山东模拟)紫草素对急慢性肝炎的治疗有较好的疗效。利用植物组织培养技术从紫草根细胞提取紫草素，下列操作或叙述正确的是()A．选取合适的外植体并进行快速消毒B．需用聚乙二醇诱导根细胞的原生质体融合C．培养紫草根细胞的培养基中需要添加琼脂D．用适当的激素诱导愈伤组织分化成胚状体或丛芽【答案】AC【解析】进行植物组织培养时，应选取合适的外植体并进行快速消毒，A正确；植物组织培养技术没有涉及原生质体的融合，B错误；培养紫草根细胞的培养基是固体培养基，需要添加琼脂，C正确；紫草素是细胞产物，只需要培育到愈伤组织即可，D错误。11．(2019·全国卷Ⅲ)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示。回答下列问题：(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养成完整的植株，这是因为植物细胞具有____________