2019高考生物二轮练习学案：第十单元植物细胞工程

2019 高考生物二轮练习学案：第十单元植物细胞工程学案51 植物细胞工程考纲要求植物组织培养和植物体细胞杂交Ⅱ

复习要求

掌握植物组织培养、植物体细胞杂交的过程及应用基础自查

一、植物细胞工程

1.理论基础〔原理〕：全能性表达的难易程度：分化过程中分裂素和生长素比例不同结果也不同：简记为：

2.植物组织培养技术〔1〕过程：

〔2〕用途：。

〔3〕地位：。

3.植物体细胞杂交技术

〔1〕过程：〔2〕诱导融合的方法：。

〔3〕意义：。

4.应用：

〔1〕植物繁殖微型繁殖：可以作物脱毒：人工种子：。

优点：

〔2〕作物新品种培育单倍体育种：a 过程：

b 优点：

c 突变体利用：

〔3〕细胞产物的工厂化生产：。课堂深化探究一、植物组织培养技术１、细胞全能性及表达的条件

(1)全能性的理论依据

(2)全能性的高低( 大小)( 通常情况下)

④分化程度低的细胞高于分化程度高的细胞。

3〕植物细胞全能性表达所需条件

〔4〕植物组织培养选取，这些组织最容易诱导脱分化。

特别提醒：1、生长素和细胞分裂素在植物体内含量很低，因此植物组织培养中常用人工合成的生长素类似物和细胞分裂素类似物。细胞分裂素/ 生长素的比例适中，有利于外植体脱

分化，比例升高有利于愈伤组织再分化形成丛芽，比例降低那么有利于生根。

2、进行植物组织培养时应注意的问题

(1)所有实验用具严格灭菌。

(2)接种过程严格的无菌操作。

(3)愈伤组织培养：最初避光培养，后期见光培养。

(4)试管苗培养：要先进行生芽培养，再进行生根培养，试管苗培养要在光照条件下进行。

3.植物组织培养技术的原理：细胞的全能性。过程：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成根、芽，进而发育成新植株个体。同一株绿色植物的体细胞与生殖细胞〔精子或卵细胞〕的染色体数目不同，因此基因就不相同，由它们经有丝分裂培养成的愈伤组织的基因也是不同的。

2.植物组织培养与动物细胞培养的比较

①植物组织培养需要生长素和细胞分裂素，其中生长素可诱导愈伤组织生根，细胞分裂素可促进愈伤组织生芽。

②在动物细胞的传代培养中，细胞可能癌变。

③两种技术手段培养过程中都进行了有丝分裂，都是无性繁殖，都可称克隆，都不涉及减数分裂。

④植物组织培养最终产生新个体，表达了细胞的全能性；动物细胞培养产生大量细胞，不形成新个体，故不能表达细胞的全能性。

二植物体细胞杂交技术

依据植物体细胞杂交技术流程图( 如图) ，完成问题：

1.〔1〕植物体细胞杂交需用除去细胞壁；植物细胞融合成功的标志为。〔2〕诱导植物原生质体融合的方法有两类。

〔3〕通过植物体细胞杂交所得到的杂种细胞，不管是染色体基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。〔4〕植物体细胞杂交区别于传统植物有性杂交的优点是。

2、植物组织培养和植物体细胞杂交的比较特别提醒：

1、植物细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。

2、植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束。杂种植株特征：

具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。

3.植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较

特别提醒

(1)在细胞融合时，可出现多种杂种细胞，如B细胞—B细胞，骨髓瘤细胞—骨髓瘤细胞，B

细胞—骨髓瘤细胞。

(2)动物细胞融合和植物体细胞杂交，均需对杂种细胞进行筛选，但筛选的方法不同，前者可用免疫法，后者可用机械方法、生理学或遗传学方法。

(3)各项技术在使用中一般要借助于其他某种技术的协助，如动物细胞融合、单克隆抗体的制备、胚胎移植、核移植等，其中动物细胞培养是动物细胞工程技术的基础。

【三】植物细胞工程的应用

1、植物的花芽、叶芽等处的分生组织病毒极少，常被用于获得脱毒植株。

2、植物组织培养过程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性激素。

3、植物组织培养过程中，要获得细胞产物，只需要把外植体培养到愈伤组织阶段即可。对应训练

1.利用植物的茎尖或叶片、茎段、花粉等，在无菌条件下，培养在玻璃器皿中人工配制的培养基上，使它发育成完整的植株。这种技术可以用来培育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，还可以防止植物病毒的危害。以下关于这种技术的表达，正确的选项是() ①这种技术利用了植物的全能性②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体③这种技术属于细胞工程的应用领域之一④这种技术是一种无性繁殖的方式

A.①

B. ①②

C.①②③

D. ①②③④

2.1958 年，美国科学家将胡萝卜韧皮部的一些细胞进行培养，最终发育成完整的新植株，请根据下面实验过程示意图分析回答:

〔1〕过程③在生物技术中称为，由单个细胞形成细胞团需要经过过程。〔2〕过程④由细胞团形成胚状体要经过过程，其结果是 ________________________________________________________________________ 。

(3)此实验成功证明了。

3.〔2018 太原市高三年级模拟试题〕下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请回答：

〔1〕图示育种过程涉及到的生物工程技术有、、等。

〔2〕图中①②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti 质粒载体的、和。

〔3〕图中从愈伤组织到形成完整的新品种植株的途径有两条，具体通过哪条途径主要取决于培养基中的的种类及其浓度配比。

〔4〕假设仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养完整植株，称为植株，说明未成熟花粉具有；

这些植株只有通过才能结实。

〔5〕假设要从大量培养的紫草愈伤组织中提取紫草素，那么条件是不需要的。

A、消毒灭菌B 、充足光照C、适宜温度D 、适宜养料和激素〔6〕用植物组织培养制作的人工种子，可解决有些作物品种的等问题〔至少答出 2 点〕。〔7〕图示育种方法与传统杂交育种相比，主要优点是。

4.白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。以白菜为母本、甘蓝为父本，

经人工授粉后，将雌蕊离体培养，可得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗。请回答以下问题: 〔1〕白菜和甘蓝是两个不同的物种，存在隔离。自然条件下，这两个物种间不能通过的方式产生后代。雌蕊离体培养获得“白菜—甘蓝”杂种幼苗，所依据的理论基础是植物细胞具有。

2〕为观察“白菜—甘蓝”染色体的数目和形态，通常取幼苗的做临时装片，用( 染料) 染

第三步：

。

结果预测和解释：

色。观察、计数染色体的最正确时期是。

(3) 二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为。这种植株通常不育，原因是减数分裂过程中。为 使其可育，可通过人工

诱导产生四倍体“白菜—甘蓝” ，这种变异属于。

5. 细胞工程是按照人们的意愿通过某种工程手段改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的综 合科学技术。

科学家从红豆杉的体细胞中分离出具有独特抗肿瘤的物质——紫杉醇。 由于全世界每年紫杉 醇的需求量是

4000kg ，但全世界紫杉醇的产量是 250kg ，供求严重失衡， 导致一些地区红豆 杉资源遭到严重破坏。现在可

以采用植物组织培养技术解决这一问题。

(1) 植物组织培养依据的原理是 ______________________________________

(2) 在得到红豆杉的后，经过消毒就可以在培养基上进行培养。人工合成的培养基中除水、 蔗糖、维生素、有

机添加物外，是其生长必需的， 是植物细胞脱分化及再分化不能缺少的调节物质。 从该生产的目的看， 得到

就可

以提取紫杉醇。 实验探究

“白菜一甘蓝” 是科学家用植物细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种， 它具有生长周期短， 耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜一甘蓝”培育过程示意图，请完成以下有关问题：

〔1〕由杂种细胞 D 培育成“白菜一甘蓝”植株，采用的技术手段是。该过程说明植物细胞 具有。 〔2〕要制备“白菜一甘蓝”的人工种子，要在 d 步骤选取具生根发芽能力的 ___________ 〔结构〕，

包裹上人造种皮制得。

〔3〕在 a 过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是，融合依据的原理是。

〔4〕要获得上图中白菜和甘蓝的原生质体，首先需要分别除去白菜和甘蓝细胞的细胞壁。 现提供以材料和用

具： 紫色洋葱磷片叶、 适宜浓度的蔗糖溶液、 纤维素酶和果胶酶、 蒸馏水、 镊子、显微镜、载玻片等。 请你从中选择合适的材料，完成下面检验去细胞壁实验的方法步 骤，并预测和解释实验结果。 主要实验步骤：

① __________________________________________________________________________________ 选取适宜浓度的蔗糖溶液， 加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。 其中选取适 宜浓度的蔗糖溶液， 不用理由蒸馏水的理由是： 适宜浓度的蔗糖溶液 ____________________________________________________________ 。 ② 检验细胞壁分解液除去胞壁。

第一步： 用镊子撕取一块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央， 滴加适量细胞壁分解液， 制成临 时装片，得到实验组装片。

第二步： ___________________________________________________________________________________________

。

限时训练题组一植物组织培养

1、以下各项关于植物组织培养的说法错误的选项是()

A.愈伤组织的细胞排列疏松无规那么，是一种高度液泡化的呈无定型状态的薄壁细胞

B.脱分化和再分化过程中都需要加入一些植物激素

C.植物组织培养属于营养生殖，二者原理相同

D.利用植物组织培养技术可制出人工种子

2、以下有关植物细胞与组织培养的表达中，错误的选项是()

A、花药、胚不能作为组织培养的材料

B、植物细胞具有全能性

C、外植体是指用于培养的植物组织或器官

D、外植体可诱导出愈伤组织

3、在以下选项中，需要采用植物组织培养技术的是()

①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②获取大量的脱毒苗

③利用基因工程培养抗棉铃虫的植株

④单倍体育种⑤无子西瓜的快速大量繁殖

A、①②③

B、③④⑤

C、①②④⑤

D、②③④⑤

题组【二】植物体细胞杂交

4、以下有关植物体细胞杂交技术的描述，不正确的选项是()

A、利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株

B、获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶

C、通常用聚乙二醇或灭活病毒诱导原生质体融合

D、可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞

5.以下有关植物体细胞杂交的表达，不正确的选项是() 。

A、用酶解法去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体

B、诱导两种植物的原生质体融合，进而形成杂种细胞

C、植物体细胞杂交的最终目的是获得细胞代谢产物

D、植物体细胞杂交技术可以克服不同种间远缘杂交不亲和的障碍

6、植物体细胞杂交能解决不同植物之间由于生殖隔离而不能进行有性杂交的问题。植物体细胞杂交过程不涉及()

A、使用限制性核酸内切酶

B、使用纤维素酶和果胶酶

C、诱导两种不同的细胞融合

D、选择利于杂交细胞分裂和分化的培养基题组【三】综合应用

7、科学家利用细胞工程培育了“白菜—甘蓝”杂种植株，如下图，请据图回答以下问题：

(1)由D形成F 过程所依据的原理是 __________________________ ，从本质上讲，“白菜—甘蓝”杂种植

株具有的性状是 ___________________________________ 的结果。

(2) 假设“白菜—甘蓝”杂种植株为四倍体，那么该植株的花粉经离体培养得到的植株是倍体。

(3)“白菜—甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，但叶又易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜—甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。

①_____________________________________________ 取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜—甘蓝” 植株甲上，再取等量生活状态基本一致的昆虫幼虫放在 _______ 植株乙上。

②____________________________________________________________________ 适宜条件下培养一段时间后，分别观察 __________________________________________________________________________ 的生活情况。

③___________________________________ 假设，说明甲植株的抗虫基因未得到表达；假设

_______________________________________ ，说明甲植株的抗虫基因得到表达。

8.番茄的红果(Y)对黄果(y) 为显性，二室(M)对多室(m)为显性，控制两对相对性状的基因分别位于两对同源染色体上。育种工作者利用不同的方法进行了如下四组实验。请据图回答以下问题。

(1)图Ⅰ过程由番茄韧皮细胞形成幼苗A 的过程要经过脱分化形成 _________________________________ ，再分

化形成幼苗，该过程依据的原理是 ___________________________________________________________________ 。

(2)植物组织培养除了需要提供一定的营养、激素、温度和光照外，还必须在 _________________________ 的条

件下培养。

(3)用红果多室(Yymm)番茄植株的花粉进行Ⅱ、Ⅲ有关实验。那么Ⅱ过程中，从花粉形成幼

苗B 所进行的细胞分裂方式是 ______________________________________________ 。植物体C 的基因型有

(4)图Ⅲ、Ⅳ过程中需要去除细胞壁，此时要用到的酶是_____________________ 。

(5)在图Ⅳ 过程中，通常植物体D 能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是

9. 香蕉原产热带地区，是我国南方重要的经济作物之一。广东省冬季常受强寒潮和霜冻影响，对香蕉生长发育影响很大。由香蕉束顶病毒(BBTV，单链环状DNA病毒) 引起的香蕉束顶病，

对香蕉生产的危害十分严重。当前香蕉栽培品种多为三倍体，由于无性繁殖是香蕉繁育的主要方式，缺少遗传变异性，因此利用基因工程等现代科技手段提高其种植水平，具有重要意义。请根据上述材料，回答以下问题：

(1) 简述香蕉大规模快速繁殖技术的过程。

(2)脱毒香蕉苗的获得，可采用 _______________________ 的方法，此方法的依据是 ________________________ 和

_____________ 。

(3)建立可靠的BBTV检测方法可以监控脱毒香蕉苗的质量，请问可用哪些方法检测病毒的存在？( 列举两种方法)

(4)在某些深海鱼中发现的抗冻蛋白基因afp 对提高农作物的抗寒能力有较好的应用价值，该基因可以从这些鱼的DNA中扩增得到。试述在提取和纯化DNA时影响提纯效果的因素及其依据。( 列举两点)

(5)如何利用afp 基因，通过转基因技术获得抗寒能力提高的香蕉植株？在运用转基因香蕉的过程中，在生态安全方面可能会出现什么问题？( 列举两点)

(6)从细胞工程的角度出发，简述一种培育抗寒香蕉品种的方法及其依据。另外，抑制果胶裂解酶的活性可以延长香蕉果实储藏期，请描述采用蛋白质工程技术降低该酶活性的一般过程。

高考真题体验

1、(2018 广东高考２) 培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是

A、组织培养

B、细胞杂交

C、显微注射

D、核移植

２. 〔2018 高考江苏卷〕某研究组对籼稻开展了组织培养及相关研究，请回答以下问题：

(1)2,4-D 常用于籼稻愈伤组织的诱导，对形态的发生有一定的抑制作用。为促进愈伤组织再分化，在配制分化培养基时需〔填“升高” 、“保持”或“降低” )2,4-D 的浓度。

〔2〕当籼稻愈伤组织在只含有细胞分裂素的培养基上培养时，出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽，通常在培养基中添加，以促进幼苗形成。

〔3〕研究中用显微镜可以观察到的现象是〔填以下序号〕。

①绿色芽点细胞排列松散②刚融合的籼稻和稗草杂交细胞发生质壁分离③胚状体细胞中有叶绿体④分化的愈伤组织内各细胞的形态大小一致

〔4〕经组织培养筛选获得的籼稻叶绿素突变体，其叶绿素 a 与叶绿素b 的比值显著大于对

照，叶绿素总量不变。某同学用〔填序号：①绿色②红色③蓝紫色④黄色〕光照射突变体和对照叶片，检测到两者光合放氧速率差异不大。假设取等量色素提取液进行层析，会发现突变体第条色素带〔自上而下〕窄于对照组。

(5) 胚乳(3n) 由一个精子与两个极核受精发育而成。假设用籼稻种子的胚乳诱导愈伤组织，培育三倍体，需适时剔除胚，以免胚的存在影响愈伤组织细胞的，还可避免再生苗中有。３、〔2017 江苏16〕以下有关植物组织培养的表达，正确的选项是〔〕A、愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞

B、二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株

C、用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子

D、植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养而选而获得

４、(2017 年高考天津卷) 土壤农杆菌能将自身Ti 的质粒的T-DNA整合到植物染色体DNA上，诱发植物形成肿瘤。T-DNA中含有植物生长素合成酶基因(S) 和细胞分裂素合成酶基因(R) ，它们的表达与否能影响相应植物激素的含量，进而调节肿瘤组织的生长与分化。

据图分析，以下表达错误的选项是()

A、当细胞分裂素与生长素的比值升高时，诱发肿瘤生芽

B、清除肿瘤组织中的土壤农杆菌后，肿瘤不再生长与分化

C、图中肿瘤组织可在不含细胞分裂素与生长素的培养基中生长

D、基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制肿瘤组织生长与分化

5.(2017 ·江苏) 以下有关植物组织培养的表达，正确的选项是() 。

A、愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞

B、二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株

C、用人工薄膜将胚状体、愈伤组织等分别包装可制成人工种子

D、植物耐盐突变体可通过添加适量NaCl 的培养基培养筛选而获得

学案51 植物细胞工程答案与解析

基础自查

一、植物细胞工程

1. 理论基础〔原理〕：细胞全能性全能性表达的难易程度：受精卵＞生殖细胞＞干细胞＞体细胞；植物细胞＞动物细胞分化过程中分裂素和生长素比例不同结果也不同：分裂素比例低侧重生根，分裂素比例高侧重于分化出芽，一样多就只生长不分化。简记为：分芽生根

2.植物组织培养技术〔1〕过程：离体的植物器官、组织或细胞―→愈伤组织―→试管苗―→植物体〔2〕用途：微型繁殖、作物脱毒、制造人工种子、单倍体育种、细胞产物的工厂化生产。

〔3〕地位：是培育转基因植物、植物体细胞杂交培育植物新品种的最后一道工序。

3.植物体细胞杂交技术

1〕过程：

〔2〕诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇〔PEG〕作为诱导剂。〔3〕意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。

4.应用：

〔1〕植物繁殖微型繁殖：可以高效快速地实现种苗的大量繁殖作物脱毒：采用茎尖组织培养来除去病毒〔因为植物分生区附近的病毒极少或没有〕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，经人工薄膜包装得到的种子。

优点：完全保持优良品种的遗传特性，不受季节的限制；方便储藏和运输〔2〕作物新品种培育

单倍体育种：

a 过程：植株〔AaBb〕通过减数分裂得到花粉〔AB、Ab、aB、a

b 四种类型〕；对花粉进行花药离体培养〔技术是植物组织培养〕；得到单倍体植株；对其幼苗时期进行秋水仙素处理；得到了正常的纯合二倍体植株〔AABB、AAbb、aaBB、aabb 四种类型〕。

b 优点：明显缩短育种年限

c 突变体利用：在组织培养中会出现突变体，通过从有用的突变体中选育出新品种〔如筛选抗病、抗盐、含高蛋白的突变体〕

〔3〕细胞产物的工厂化生产：对植物细胞进行培养能够产生对人们有利的产物。课堂深化探究

一、植物组织培养技术

１、细胞全能性及表达的条件

（1）一般生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因。

（2）①受精卵＞配子＞体细胞。

②植物细胞＞动物细胞。

③具有持续分裂能力的细胞高于不分裂的细胞。

④分化程度低的细胞高于分化程度高的细胞。

〔3〕植物细胞全能性表达所需条件

①基因的选择性表达。

②离体，无菌，营养物质，激素〔生长素、细胞分裂素〕和适宜的外界条件〔适宜的温度、PH、一定的光照〔4〕根尖、茎尖、形成层部位等分生组织

2.植物组织培养与动物细胞培养的比较

二植物体细胞杂交技术

1.〔1〕纤维素酶和果胶酶除去细胞壁；产生新的细胞壁。物理法（离心、振动、电激）和化学法（聚乙二醇〔3〕通过植物体细胞杂交所得到的杂种细胞，不管是染色体基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。〔4〕植物体细胞杂交区别于传统植物有性杂交的优点是能克服生殖隔离的限制。2、植物组织培养和植物体细胞杂交的比较

植物体细胞杂交与动物细胞融合的比较

对应训练

1. 【解析】植物体细胞都含有该物种全套遗传信息，所以每个细胞理论上都具有全能性，都有发育成完整植物体的潜能。植物组织培养是在体外通过人工方法，让植物细胞表现出全能性，是植物细胞工程的一个基础技术手段。因为没有生殖细胞的结合，所以属于无性繁殖方式。

【答案】D

2.【解析】此题考查植物组织培养过程及细胞全能性方面的知识。植物的组织培养的过程简要概括为：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化，形成愈伤组织，经再分化形成根、茎、芽等器官，并进一步培养出完整的植株。该技术的理论基础是植物细胞的全能性。

【答案】(1) 细胞培养(脱分化)有丝分裂

(2)细胞分化(再分化)形成不同的组织和细胞

(3)高度分化的植物细胞仍保持着细胞全能性

3.【答案】：〔1〕植物体细胞杂交技术基因工程植物组织培养〔2〕启动子终止子标记基因。

〔3〕植物激素

〔4〕单倍体全能性染色体数目加倍

〔5〕B 〔6〕多年不结种子、果实，杂种优势衰退，生产种子受到季节、气候和地域的影响，生产种子占用大量土地等( 答出两点即可)

〔7〕可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍【解析】：〔1〕根据图示中新细胞获得的两个途径可以看出，涉及的技术有植物体细胞杂交技术和基因工程。从新细胞形成愈伤组织再到形成新品种，可以看出涉及植物组织培养。

〔2〕根据表达载体构建需有四个组成部分，可以看出①位于外源基因的两端，应为启动子和终止子。②为标记基因。

〔3〕愈伤组织再分化形成新植株的途径，受到植物激素的调控。可以改变植物激素的种类及浓度来进行调控。〔4〕花粉是减数分裂形成的，是正常体细胞染色体数的一半，经培养获得的植株为单倍体植株。这也是植物组织培养过程，遵循的原理是植物细胞的全能性。但是正常二倍体所产生的单倍体植株高度不育，因为体细胞内的染色体成单存在，只有通过染色体数目加倍，恢复成正常的二倍体才能正常结实。

〔5〕培养紫草的愈伤组织提取紫草素，不需要光照〔6〕人工种子相比传统的种子，可解决一些问题：多年不结种子、果实，杂种优势衰退，生产种子受到季节、气候和地域的影响，生产种子占用大量土地等。

〔7〕传统的杂交育种须在同种生物之间进行，两个物种之间存在生殖隔离。图示的两种育种方法可以避免上述问题，可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍。

4.【解析】此题考查植物体细胞杂交的知识。

(1)不同物种间存在生殖隔离，自然条件下不能通过杂交的方式产生后代。以白菜为母本、甘蓝为父本，经人工授粉后，将雌蕊离体培养，得到“白菜—甘蓝”杂种幼苗利用了植物细胞的全能性。

(2)观察植物细胞染色体的数目和形态，通常取幼苗的根尖做临时装片，用碱性染料染色。观察、计数染色体的最正确时期是有丝分裂中期。

(3)由题意知，这样得到的二倍体“白菜—甘蓝”的染色体数为10+9=19 条。由于这样的植株无同源染色体，故减数分裂时联会紊乱，因此这种植株通常不育，可根据染色体变异的原理，通过人工诱导产生四倍体“白菜—甘蓝”使其可育。

【答案】(1) 生殖杂交( 有性生殖) 全能性

(2) 根尖(茎尖)醋酸洋红液(龙胆紫溶液)有丝分裂中期

(3)19 联会紊乱染色体变异

5.【解析】植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。要解答第(2) 小题，解题思路就是联系植物组织培养的过程图，围绕培养的各个环节。植物细胞的全能性得以表达的前提条件是离体培养，所以操作的对象是离体的

植物器官、组织或细胞，生长条件同时需要适宜的营养成分、温度和pH 等，其中营养物质矿质元素或无机盐是必需的。按照培养的目的，可培养到愈伤组织阶段，利用愈伤组织就可提取紫杉醇。

【答案】〔1〕植物细胞的全能性〔2〕离体组织、细胞〔或外植体〕矿质元素或无机盐植物激素愈伤组织

实验探究

【解析】〔1〕由杂种细胞植株，采用的技术手段是植物组织培养技术，说明植物细胞具有全能性。〔2〕人工种子是具生根发芽能力的胚状体，包裹上人造种皮制得。

〔3〕诱导原生质体融合最常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG)，融合依据的原理是细胞膜的流动

性。〔4〕选取适宜浓度的蔗糖溶液，不用理由蒸馏水是为了保持原生质体正常的形态。

【答案】(1) 植物组织培养全能性(2) 胚状体(3) 聚乙二醇(PEG)细胞膜的流动性

(4)①可防止原生质体过度吸水涨破〔保持原生质体正常的形态〕

②第二步：用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对照组装片第三步：在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态

结果预测和解释：实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，说明细胞壁已被分解；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，说明细胞壁未被分解。

限时训练

题组一植物组织培养

1、C解析:植物组织培养属于营养生殖的范畴，但又有自己的特点，营养生殖过程中不需经过脱分化和再分化等过程，而是直接生长、发育。

2、A[植物离体的细胞与组织( 包括体细胞、花药、胚等) 均可用作外植体进行组织培养。其中用花药离体培养得到的是单倍体植株。]

3、D①属于多倍体育种，此过程不需要植物组织培养。②大量脱毒苗培育、③转基因植物的培育、④单倍体幼苗的培养都需要植物组织培养。⑤无子西瓜没有种子，不能繁殖后代，假设要快速培育大量无子西瓜植株可利用三倍体植株进行组织培养，快速获得大量后代。题组【二】植物体细胞杂交

4、C解析：灭活病毒是诱导动物细胞融合的方法，而不能诱导植物细胞原生质体融合。

5.解析去除植物细胞壁可以用纤维素酶和果胶酶；原生质体融合后再产生出细胞壁标志着杂种细胞的形成；

植物体细胞杂交的目的是为了获得杂种植株；植物体细胞杂交不经过有性生殖过程，所以可以克服远缘杂交不亲和的障碍。

答案C

6、 A 植物体细胞杂交首先要获取不同植物的体细胞，然后促其融合，最后将杂种细胞培育成新植物体。限制性核酸内切酶主要应用于基因工程。

题组【三】综合应用

7、(1) 植物细胞的全能性基因选择性表达

(2) 单

(3) ①长势相似的普通“白菜—甘蓝”②昆虫幼虫

③甲、乙植株上昆虫幼虫均正常生活甲植株上昆虫幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活

( ②、③其他答案合理也可)

解析(1)D →F的过程说明细胞具有全能性，杂种植物具有的性状是基因选择性表达的结果。

(2) 凡是由未受精的配子发育而成的个体都是单倍体。(3) 应注意实验设计的对照原那么、等量原那么及单一变量原那么。

8.(1) 愈伤组织植物细胞全能性(2) 无菌

(3) 有丝分裂YYmm或Yymm或yymm(4) 纤维素酶和果胶酶(5) 具有两个亲本的遗传物质【解析】(1) Ⅰ中高度分化的植物细胞脱分化形成的是愈伤组织。而已分化的韧皮细胞再次成长为植物个体( 幼苗) 属于组织培养。其理论基础(原理)是植物细胞的全能性。组织培养时由于营养物质丰富、外界环境条件( 温度、光照、激素)优越，很适合生物生长，也特别适合细菌等微生物生长，为避免微生物过度繁殖对组织培养的影响，应保持组织

培养的用具与环境无菌且进行无菌操作。

Ⅱ中花粉经组织培养直接长成的幼苗是单倍体，该过程属于单倍体体细胞的增殖，而体细胞增殖是通过有丝分裂完成的。植物C 是基因型为Yymm的植株的花粉经过花粉两两融合后形成的细胞A 以组织培养方式得到的。依据基因分离定律可知，亲本为Yymm的植物的花粉基

因型为Ym或ym。这样融合细胞A 可能是Ym与Ym的花粉融合得到，也可能是ym与ym的花粉融合得到，还可能是Ym与ym的花粉融合得到。即融合细胞A 的基因型可能是YYmm、yymm、Yymm。组织培养得到的植物体C是细胞A 全能性的表达，故植物体C的基因型取决于细胞A。所以植物C 的基因型是YYmm或yymm或Yymm。

(4)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，要去除植物细胞壁那么必定要使用纤维素酶与果胶酶。(5) Ⅳ是植物体细胞杂交的过程。由于细胞 B 是番茄与马铃薯的

体细胞融合而成，那么细胞B 具有番茄和马铃薯两亲本的遗传物质。植物D是由细胞B经组织培养而成，细胞B的基因型决定了植物D的基因型。故植物D与细胞B 一样具有两亲本的遗传物质。

9.【解析】香蕉是三倍体、高度不育，要大规模快速繁殖，只能通过植物组织培养，培育人工种子进行繁殖；植物的茎尖、根尖不带病毒，可通过组织培养的方式获得脱毒苗；用细胞工程的方法培育抗寒香蕉品种，应该采用体细胞杂交技术，让不同品种的体细胞进行融合，通过对杂种细胞进行组织培养获得新个体，从中筛选出所需类型

【答案】(1) 选取香蕉外植体，通过诱导脱分化产生愈伤组织· ，然后通过调整植物激素比例，再分化形成芽和根，获得大量试管苗〔或通过诱导大量形成胚状体，制成人工种子，适宜条件下萌发长成幼苗〕。(2 〕茎尖〔分生组织〕组织培养；茎尖不带病毒〔或病毒在植物体内分布不均匀〕；植物细胞全能性。(3) ①BBTV病毒基因的检测〔DNA分子杂交技术〕；② BBTV 病毒蛋白的检测〔获得抗血清，利用抗原一抗体的杂交反应，判断病毒是否存在〕。(4 〕①

选择NaCl溶液的合适浓度，利用DNA和其它杂质在不同NaCl 溶液中溶解度不同的特性，达到分离目的；②加人一定量酒精，使部分蛋白质杂质溶解酒精，与DNA分离；③加人蛋白酶，除去蛋白质杂质的干扰；④控制DNA提取的温度，使大多数蛋白质杂质变性。〔5) 将基因插人土壤农杆菌的质粒，构建表达载体，通过农杆菌的转化导人香蕉受体细胞，成功转化的香蕉细胞通过组织培养形成植株。生态安全问题包括：①外源基因扩散到其他物种〔外源基因漂移〕；②转基因植株扩散影响生态系统的结构和功能；③转基因植株扩散对生物多样性的影响；④转基因植物残体或分泌物对环境的影响。〔6〕体细胞杂交育种，其依据是将不同品种的香蕉体细胞利用细胞融合技术融合成杂种细胞后培育出抗寒香蕉品种〔或体细胞诱变育种，其依据是利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞发生基因突变，然后筛选培育出抗寒品种〕。蛋白质工程方法的步骤为：①果胶裂解酶蛋白的功能分析，②果胶裂解酶蛋白的结构预测和设计，③果胶裂解酶基因的改造。

高考真题体验

1. 【答案】Ａ

【解析】草莓植株分生区细胞不含病毒或含病毒的量少， 可以利用茎尖 〔或根尖〕 经植物组 织培养技术培养出脱毒幼苗。

2. 【答案】 (1) 降低(2) 适量的生长素 (3) ③(4) ①④ 4(5) 增殖和分化二倍体幼苗

【解析】 (1)2 ，4-D 常用于植物愈伤组织的诱导和生长，但它趋向于抑制植物形态的发生， 当愈伤组织再分化形成新的植株个体时，要减小

2，4-D 抑制植物形态发生的作用。所以在

配制分化培养基时需降低 2，4-D 的浓度。

(2) 根据题意，此时已经出现具有分生能力的绿色芽点，但不能继续出芽。由于生长素有促 进再分化过程中芽的

生长，所以在培养基中添加适量的生长素，以促进幼苗形成。

(3) 绿色芽点细胞为分生区细胞，排列紧密；刚融合的杂种细胞没有细胞壁，不可能发生质 壁分离；愈伤组织细

胞排列疏松无规那么；再分化产生胚状体，需要光照刺激，会促进叶绿 体的形成，可在光学显微镜下观察到叶绿体。

(4) 色素具有不同的吸收光谱， 叶绿素 a 、b 主要吸收的是红光和蓝紫光。 而对绿光和黄光吸 收很少。在此题

中， 通过光合放氧速率反映出二者光合作用强度的大小， 自变量是叶绿素 a 、 b 比例上的差异。从结果来看，二者放氧速率差异不大，而突变体中叶绿素 a 与叶绿素 b 的 比值显著大于对照， 说明该同学用的光不是红色和蓝紫色， 所以是绿色和黄色。 通过纸层析 法分离色素时，叶绿素 a 、 b 分布于第 3、4 条〔自上而下〕 。因为突变体中叶绿素 a 与叶绿 素 b 的比值显著大于对照，所以会发现突变体第 4 条色素带窄于对照组。

(5) 利用胚乳诱导愈伤组织，由于胚中含有植物激素，会影响愈伤组织的增殖和分化，所以 需适时剔除胚。 因

为胚是由受精卵发育而来的， 是二倍体。 剔除胚也可以避免再生苗中混有 二倍体幼苗。

3. 【答案】、 D

【解析】 A 项愈伤组织源自外植体的脱分化，其细胞无特定形态、结构和功能；花粉离体培 养得到的只是单倍体植株， B 项描述缺少了秋水仙素处理的环节； C 、人工种子内包装的是 胚状体，而非愈伤组织； D 、既要筛选出耐盐突变体，当然得在含一定盐分的培养基上选择。

4. 【答案】 B

【解析】 S 基因控制植物生长素合成酶的合成， R 基因控制细胞分裂素合成酶的合成，两种 基因的表达关系决定植物产生肿瘤的种类，从而说明基因可通过控制酶的合成来影响代谢， 决定性状， D 项正确。 S 基因不表达， R 基因表达，那么细胞分裂素与生长素的比值升高， 由图可知，可诱发生芽瘤形成， A 项正确。因肿瘤组织细胞中含有 S 、R 基因，可产生细胞 分裂素和生长素，因此在不含有该激素的培养基上可以生长， C 项正确。因 T-DNA 已经整合

到植物染色体 DNA 上，因此，即使除去肿瘤中的土壤农杆菌，因细胞中含有 T-DNA ，肿瘤仍

会生长和分化， B 项错误。

5. 解析此题考查植物细胞工程， 同时考查综合分析与迁移能力。 愈伤组织细胞是一团排列疏

答案 D

松而无规那么， 高度液泡化的呈无定形状态的、 和功能。二倍体植株的花粉中只含一个染色体组， 苗用秋水仙素处理后得到的植株才能稳定遗传。 的选择培养基可筛选出所需要的突变体类型。 具分生能力的薄壁细胞， 不具有特定的结构 培养得到的个体为单倍体，高度不育，幼 人工种子中包裹的不能是愈伤组织。 用特定