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1、第3课植物细胞工程”核心概念自i勿菽必备嬴【课标要求】植物细胞工程包括组织培养和体细胞杂交等技术【概念梳理】 一、细胞工程的概念和分类1 .概念:应用原理:细胞生物学、分子生物学和发育生物学。操作水平:细胞器、细胞或组织水平。操作目的:有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产 品。2 .分类:根据操作对象的不同分为植物细胞工程和动物细胞工程。二、植物细胞工程的基本技术L植物细胞的全能性: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。现实表现: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。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。
2、2 .植物组织培养技术:【解析】选B。图中过程往往选取烟草的幼嫩部位,需经过消毒处 理，才能置于培养基中进行培养,A错误;在培养过程中，若要诱导芽的 产生，则配制植物激素时要适当配比生长素和细胞分裂素,B正确;通 过悬浮培养形成的单细胞可发育成胚状体，继而形成植物幼体;若利用 酶解法水解细胞壁，获得的原生质体培养后也能形成植株,C错误;烟 草细胞很容易再生出新植株，但在长期培养过程中，其胚状体的发生和 器官形成能力下降,可能的原因有染色体变异、细胞核变异或非整倍 体产生等,D错误。【加固训练拔高】1 .（2021.青岛模拟）如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图，下列相关
3、叙述正确的是（）A.阶段会发生减数分裂过程B .阶段需要激素,阶段不需要C.此过程体现了植物细胞具有全能性D.以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体【解析】选C。（再分化）阶段产生根、芽是有丝分裂和细胞分化的 结果,A错误;阶段均需要植物激素的参与,B错误;该过程经植物 组织培养发育成了完整植株，体现了植物细胞的全能性,C正确;花药 离体培养得到的植株为单倍体,D错误。2 .（2021.重庆模拟）秋葵营养价值丰富，用秋葵的茎尖进行植物组织培 养可培育出试管苗。对该过程的说法正确的是（） A.用于植物组织培养的材料不一定需要离体B .进行培养时，一次性加足营养物质以防止污染C.生长素用量
4、与细胞分裂素用量比值适中时促进愈伤组织形成D.整个培养过程都应在密闭条件下进行，以免杂菌的污染【解析】选C。用于培养的材料一定需要离体，如不离体，基因选择性 表达形成组织和器官,A错误;进行植物组织培养时，一般要定期消毒， 在不同的发育阶段，所需营养物质的比例也不同,故营养物质也需要调 整，并不是一次性加入的,B错误;植物激素的浓度、使用的先后顺序 及用量的比例等，都会影响实验的结果。两者用量比值适中时，促进愈 伤组织的形成,C正确;在植物组织培养长出根、芽等器官后,植物可 以进行光合作用，自己制造有机物，此后的阶段不需要严格的密闭条 件,D错误。考点二植物体细胞杂交技术【典例精研引领】（20
5、20.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。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，过程如图所示。下列说法错误的是（）普通小麦普通小麦原生质体、杂种 中间偃麦巫中间偃麦草细胞细胞草细胞不同剂量的原生质体(5)八紫外线照射A.过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B .过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂C.过程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
6、上整合了中间偃麦草的染色体片段关键能力理解能力、解决问题的能力题眼信息题干中提出的原理，关键句“未排出的染色体片段可以整 合到另一个细胞的染色体上”。解题思维根据题干所提供信息及植物体细胞杂交技术相关知识， 逐项判断。教师专用I【名师授法解题】抓题眼练思维【解析】选C。本题主要考查植物体细胞杂交技术。由题图信息可知,为细胞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胞,A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，需要将中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细胞的染色体,B项正确;图中 为两种原生质体的融合，常用融合手段
7、为物理法和化学法，灭活的病 毒通常用来融合动物细胞,C项错误;普通小麦不具有耐盐性状，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段,D项正确。教师专用I【母题变式延伸】核心素养新命题在去除细胞壁的过程中选择使用纤维素酶和果胶酶的原因是什 么?（生命观念:结构与功能观）提示植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，利用酶的专一性可将其 降解。人工诱导原生质体融合常用方法有哪些?（生命观念:结构与功能观） 提示:人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类，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融合 法、高Ca2+-高pH融合法等。【备选典例】科研人员通
8、过体细胞杂交技术获得了具有油菜叶绿体和萝卜雄性不 育特性的春油菜，相关叙述正确的是（）A.春油菜作为母本用于杂交实验无须人工去雄操作B.将油菜细胞与萝卜细胞直接诱导融合形成杂种细胞C.杂种细胞培育成新植物体的过程属于有性生殖D.春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体总数的一半【解析】选A。春油菜具有萝卜雄性不育特性,将其作为母本用于杂 交实验无须人工去雄操作,A正确;将油菜细胞与萝卜细胞去掉细胞壁 后才能诱导融合形成杂种细胞,B错误;杂种细胞培育成新植物体的过程为植物组织培养过程，该过程属于无性生殖,C错误;春油菜染色体数是油菜和萝卜染色体总数的和,D错误。【知能素养提升】植物组织培养和植物体细胞杂
9、交的比较（科学思维:比较、归纳）:名称植物组织培养植物体细胞杂交细胞膜具有一定的流动原理植物细胞的全能性性和植物细胞的全能性过程离体的植物器官.、组织或细胞脱分化愈伤组织、再分化根、芽或胚状体发育 r植物体植物细胞A去壁原生质体 原生质体I 去壁植物细胞B人工融合的原 诱芽生质体A、B杂种植株再生壁 杂种细 胞A、B|脱分化 再分化愈伤 一 组织选取根尖、茎尖、形成不同植物细胞融合后形选材层部位最容易诱导脱分成的杂种细胞技术操除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁,脱分化、再分化等用一定的方法诱导细胞 融合植物组织培养是植物体细胞杂交的基础植物体细关系胞杂交所用的技术更复杂【热点考向演练】
10、考向一结合植物体细胞杂交技术，考查概念理解能力1 .下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是（）A.将不同种的植物体细胞融合形成的细胞称为杂种细胞B .将不同种的植物细胞融合为杂种细胞并培育成新的植物体的过程属于植物体细胞杂交过程C.植物体细胞杂交技术可克服不同种植物之间远缘杂交的障碍D.将两种二倍体植物经植物体细胞杂交技术获得的新植物体仍为二倍体【解析】选D。不同种的植物体细胞融合形成的细胞称为杂种细胞,A正确;植物体细胞杂交是指从细胞融合为杂种细胞并培育成新的 植物体的过程,B正确;植物体细胞杂交技术可克服不同种植物之间远 缘杂交的障碍,C正确;将两种二倍体植物经植物体细胞杂交获得的新 植物
11、体，不再是二倍体植物了,其含有4个染色体组,应称为（异源）四倍 体,D错误。考向二分析植物体细胞杂交过程，考查科学思维能力2 .（2021 天津和平区模拟）如图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄- 马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（）番茄细胞A.图中过程表示再分化的过程B .植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合C.已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄-马铃薯”属于三倍体D.人工种子是由发育到f过程的结构包裹上人工种皮制备而成的【解析】选D。图中过程表示人工诱导原生质体融合,A项错误;植 物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁,B项错误;由于番茄、马 铃薯分别为四倍体、二倍
12、体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄-马铃 薯，属于异源多倍体里面的异源六倍体,C项错误;人工种子是用胚状 体包裹上人工种皮制成的，其中图中f阶段为胚状体阶段,D项正确。【易错警示】植物体细胞杂交三点提醒植物体细胞杂交过程属于无性生殖，遗传物质的传递不遵循孟德尔 的遗传定律。(2)同种植物的原生质体更易融合,不同种植物原生质体的融合需要物 理或化学法诱导。得到的融合细胞类型有多种，必须经过筛选,才能获 得所需要的杂种细胞。(3)体细胞融合成功以后，不仅有AABB型杂种细胞，还能形成AAAA 型和BBBB型融合细胞,但只有AABB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
13、一个筛选过程。3 .(2021 天津模拟)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()甲种植物细胞乙种植物细胞处理甲原生体、 peg乙原生质体,诱导细胞分裂 再生细胞壁选择,_,用钠盐浓度为0.6%的目的植株-山体培养基培养愈伤组织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【
14、解析】选B。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。教师专用【加固训练拔高】（2021.北京模拟）为拓宽白菜育种的基因资源，改良白菜品质，研究人员 以白菜（2=20,AA）和
15、甘蓝（2=18,CC）为材料进行植物体细胞杂交，以期得到杂种植物。对两种亲本和某融合植株进行细胞DNA含量检 测，结果如图。下列说法正确的是（）DNA相*恰量(X)M(X)OOOOM n 6 5 4 3 2 1 sws五耙叁忌6005004()03002()0100050 100 150 200 250 500DNA相对含量蓝 3待检测植株50 100 150 200 250 300 350DNA相对含量A.白菜的DNA相对含量较少说明其基因数量比甘蓝少B .操作中需要用灭活的病毒诱导原生质体融合C.该技术需要再生细胞壁后才能进行植物组织培养D.检测结果说明待检测植株为白菜一甘蓝杂种植株【解析
16、】选C。白菜的DNA相对含量较少，但基因是有遗传效应的DNA片段,基因数量不一定少,A错误;诱导原生质体融合的方法是物理法和化学法，不能采用灭活的病毒,B错误;融合的原生质体再生细 胞壁标志融合成功，再进行植物组织培养形成杂种植株,C正确;据图 可知，白菜DNA相对含量为50，甘蓝DNA相对含量为75,检测结果DNA相对含量为150,说明待测植株为甘蓝-甘蓝融合形成的四倍体植株,D错误。考点三植物细胞工程的应用【典例精研弓I领】 如图是利用某植物（基因型为AaBb）产生的花粉进行单倍体育种的示 意图才居图判断，下列叙述错误的是（） 花粉植株A9*植株BA.过程通常使用的试剂是秋水仙素作用时期为
17、有丝分裂前期B.通过过程得到的植株既有纯合子又有杂合子C.过程属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限关键能力理解能力、解决问题的能力题眼信息利用某植物产生的花粉进行单倍体育种，关键词:“基因型为 AaBb二解题思维根据图不单倍体育种过程,结合题图含义，逐项判断。教师专用I【名师授法解题】抓题眼练思维【解析】选B。该过程是单倍体植株育种过程,所以过程是花药离体培养，获得的是单倍体植株，基因型为AB、Ab、aB、ab4种，经染 色体加倍后的植株B都为纯合子,B错误;过程使用秋水仙素使染色 体数目加倍，其作用机理是抑制有丝分裂前
18、期纺锤体的形成，到后期染 色单体分开后不能向细胞两极移动,A正确;过程属于植物组织培 养,需要生长素和细胞分裂素的诱导,C正确;杂交育种需要连续多年 进行选择获得纯合体，与之相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种 年限,D正确。母题变式延伸1 核心素养新命题单倍体育种与花药离体培养是同一种技术吗，有何区别?（科学思维: 分析与综合）概念可等离体的植物器官、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)原理:植物细胞具有全能性。过程:离体的植物器官、组织或细胞出与愈伤组织幼根和 芽一完整植物体。3 .植物体细胞杂交技术: 概念:将不同来源的植物体细胞
19、，在一定条件下融合成杂种细胞，并 把杂种细胞培育成新值物体的技术。(2)过程:不同来源的植物体细胞的细胞原生质体且* 甦魁融 合再生细胞壁杂种细胞型蛆杂种植物。融合的方法:物理法包括电融合法，触法等;化学法包括聚乙二醇 (PEG)融合法，高Ca2+-高pH融合法等。(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。三、植物细胞工程的应用1 .植物繁殖的新途径：快速繁殖概念:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。特点:属于无性繁殖，能够保持优良品种的遗传特性,还可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。实例：20世纪60年代,荷兰科学家成功地实现
20、了利用组织培殖蚣 来培育兰花。提示:不是。花药离体培养技术是单倍体育种中的一项技术手段，通过 花药离体培养得到单倍体植株后再用秋水仙素处理就能够得到最终 所需要的植株。（2）秋水仙素处理幼苗后并非所有处理细胞的染色体都加倍，为什么?（科学思维:分析与综合）提示:根据秋水仙素作用机理，只对处于细胞分裂前期的细胞有作用， 只有幼苗部分细胞的染色体加倍,根细胞的染色体不会加倍。（2021 .天津模拟）科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成 苗率和脱毒率的影响，结果如图。相关叙述错误的是（）成苗率脱毒率0.27 0.60茎尖大小/mmA.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性B.培育脱毒苗
21、的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低D根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm【解析】选A。马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯 茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性,A错误； 培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段,B正确;由图可 知，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低C正确;在茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm,D正确。【知能素养提升】L单倍体育种.突变体的利用和细胞产物的工厂化生产比较（科学思维:比较、归纳）:单倍体育种突变
22、体的利用细胞产物的工厂化 生产过 程花药离 体培育脱分化愈伤组织j再分化单倍体植株染色体加倍正常植株外植体脱分化愈伤 诱变组织1处理一诱导1分化 突变体j筛选培育 新品种外植体（脱分化,从细胞内湍一提取细胞 八产物 再分化V胚状体;从体细胞植株一内提取细 胞产物原 理生殖细胞的全能 性;染色体数目的 变异基因突变和植物 细胞的全能性植物细胞的全能性单倍体育种突变体的利用细胞产物的工厂化 生产优占 /、与杂交育种要经 过56年的连续 筛选相比,单倍体 育种明显缩短育 种年限，加快育种 进程提高愈伤组织的 突变率,可以获得 高抗、高产、优质、 抗逆的新品种，加 快了育种进程可以大量生产细胞产 物,
23、匚厂化、规模化程 度高2 .单倍体育种与多倍体育种的异同（科学思维:比较、归纳）：相同点:单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数 目加倍。不同点:单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗,但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。【热点考向演练】考向一结合植物体细胞杂交，考查概念理解能力1 .（2020.南京模拟）下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是（）A.不同种植物原生质体融合的过程属于植物体细胞杂交过程B .参与杂种细胞壁形成的细胞器主要是线粒体和核糖体C.植物体细胞杂交技术可克服生殖隔离的限制，培育远缘杂种植株D.杂种植株表现出的性状是基因选择性表达的结果一定的诱导方法诱导
24、融合形成一个细胞，再将细胞培育成植株的过 程,A正确;植物细胞细胞壁的形成主要与高尔基体有关，同时需要线 粒体提供能量，但不需要核糖体,B错误;不同种的植物之间具有生殖 隔离植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，培育远缘杂种植 株,C正确;杂种细胞经过植物组织培养可形成杂种植株，经过植物组 织培养的再分化过程，可选择性表达出亲本细胞的相应性状,D正确。 考向二分析植物体细胞杂交过程，考查科学思维能力2 .（2021 .大连模拟）如图为植物体细胞杂交过程，下列叙述错误的是胡枯红色荧光标记融合的原生质恒一杂种细胞番茄细胞丁原生质体 、融合/筛选 绿色荧光/马铃薯 马铃薯 标汜/细胞原生质体 植
25、物体 工愈伤组织一A.上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全 能性B.若细胞膜表面只有红色荧光，则融合的原生质体至少由两个番茄细 胞形成C.过程为脱分化，过程中杂种细胞失去了其特有的结构和功能D.当细胞分裂素的效应高于生长素时，主要诱导根原基的形成【解析】选D。上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性（原 生质体融合）、植物细胞的全能性（将杂种细胞培养成植物体）,A正确; 由于用红色荧光标记番茄原生质体，绿色荧光标记马铃薯原生质体，所 以细胞膜表面如果只有红色荧光,则融合的原生质体至少由两个番茄 细胞形成,B正确;过程为脱分化形成愈伤组织，过程中杂种细胞失 去了其特有的结构
26、和功能,C正确;当细胞分裂素的效应高于生长素 时，主要诱导芽原基的形成,D错误。3.（2021 北京高考）为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计如 下流程。相关叙述不正确的是（）花药（花粉）离体柑橘A培养柑橘A柑橘A单倍体 （二倍体）单倍体一的原生质体 国般翌倍体植株柑橘B柑橘B二倍体 （二倍体）一的原生质体A .过程需使用胰蛋白酶处理B.实现过程依赖膜的流动性C.过程需应用植物组织培养技术D.三倍体植株可产生无籽柑橘【解析】选A。过程需使用纤维素酶和果胶酶处理,A错误;实现过 程原生质体的融合依赖膜的流动性,B正确;过程需应用植物组织 培养技术将杂种细胞培育成杂种植株,C正确;三倍体植株
27、减数分裂时 联会紊乱，不能产生正常配子，因此可产生无籽柑橘,D正确。4.紫杉醇是一种生物碱类化合物，是目前已发现的最优秀的天然抗癌 药物。如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，据图回答下 歹I问题：伤织愈组个胞 单细紫杉醇该途径（填“体现”或“不体现”）植物细胞的全能性，原因是o过程中生长素与细胞分裂素的用量比值应（填“高”“低”或适中过程需使用液体培养基，其优点在于O（3）根据紫杉醇的化学本质,可以判断有关基因控制紫杉醇合成的方式是一O若通过诱变育种技术选育紫杉醇含量高的细胞，可对图中的 进行诱变处理，然后进行筛选。【解析】细胞全能性以细胞发育成个体为标志，而图中并没有形成 完整植物体
28、，因此不能体现细胞的全能性。当生长素与细胞分裂素的 用量比值适中时，有利于愈伤组织的形成。(2)液体培养基可以使培养细胞与培养液充分接触，有利于营养物质的 充分利用，有利于培养细胞的增殖。紫杉醇的化学本质不是蛋白质,因此可以判断有关基因通过控制酶 的合成控制代谢，进而控制紫杉醇的合成。(4)愈伤组织细胞分裂旺盛，对诱变剂较为敏感，对愈伤组织进行处理， 可得到较多的突变细胞。答案：(1)不体现没有形成完整植物体适中使培养细胞与培养液充分接触,有利于营养物质的充分利用有关基因通过控制酶的合成控制代谢，进而控制紫杉醇的合成(4)愈伤组织教师专用1 .为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用
29、植物组织 培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响, 结果如表所示，下列相关叙述错误的是()茎尖大小外植体数/个分化苗数/脱毒苗数/-4-4-+4-田田小于0.3 mm20110.30.5 mm20107大于0.6 mm20134A.为防止细菌污染，应使用体积分数为95%的酒精对外植体消毒B.不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整C.可利用病毒cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测0.5 mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养【解析】选A。外植体消毒所用的酒精的体积分数为70%,A错误;不 同培养阶段对细胞分裂素和生长素的需求不同,故不同培养阶段培养 基中激素种类和比例应
30、适时调整,B正确;根据DNA分子杂交原理，可 利用病毒的cDNA制作探针对甘薯苗进行病毒检测,C正确;根据表格 中数据可知，利用0.5 mm大小的茎尖培养获得的脱毒苗数最多，因 此有利于培养脱毒甘薯苗,D正确。2 .现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但 乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用 甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是 ()A.利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株B.将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植 株C.两种植物杂交后彳导到的R再利用单倍体育种，可较快获得所需植 株D.诱导
31、两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株【解析】选C。利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两 个亲本的遗传特性,A不符合题意;将乙种植物耐盐基因导入甲种植物 的体细胞中,再利用组织培养技术可培育出所需植株,B不符合题意； 甲、乙为不同物种，不同物种间存在生殖隔离，一般不能杂交,即使杂 交,形成的后代也是不可育的,C符合题意;诱导两种植物的花粉融合 后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，就会得到符合要求的四倍体纯种植 株,D不符合题意。3新情境新命题M能海总暮&宿【命题新情境】 如图为植物细胞工程的过程示意图据图回答问题:（突变的植物体细月明【细胞一像实和种了）包（根、茎
32、、叶）愈 伤 组 织体丝（A植物细胞H细胞或细胞产物 发育发育（B植物细胞”【命题新角度】1 .据图可看出植物细胞工程的基础过程（填过程名称）。2 .除胚状体外，人工种子的结构还包括3 .单倍体育种的过程是（用数字和箭头表示）。4 .诱导两种植物细胞融合成杂种细胞的化学方法是5 .通过一一培养紫草细胞来提取紫草宁的过程的优点是6 .据图设计一个通过植物细胞工程利用二倍体西瓜培育三倍体无子 西瓜植株的方案。【解析】1 .植物细胞工程包括植物细胞培养、植物组织培养和植物 体细胞杂交，据图可看出植物细胞工程的基础过程脱分化形成愈 伤组织。2 .除胚状体外，人工种子的结构还包括人工胚乳和人工种皮。3
33、.单倍体育种的过程包括花药离体培养形成单倍体幼苗、诱导单倍 体幼苗染色体加倍后再筛选，即TTTT。4 .诱导两种植物细胞融合成杂种细胞的化学方法是聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+高pH融合法。5 .通过一一培养紫草细胞来提取紫草宁的过程的优点就是通 过发酵罐进行细胞培养的优点,不受天气季节和土壤等条件的限制，可 工厂化大规模生产。6 .利用二倍体西瓜通过植物细胞工程培育三倍体无子西瓜植株的方案： 方案一：利用二倍体西瓜的花药培养成单倍体的西瓜植株，再将二倍体 西瓜与单倍体西瓜的体细胞通过体细胞杂交后，培养成植株，从中筛选 出三倍体西瓜。方案二:取二倍体西瓜的早期发育的种子的胚乳进行植物组织
34、培养，即 可获得三倍体无子西瓜。答案:1 .脱分化形成愈伤组织2 .人工胚乳和人工种皮3 .(9)4 .聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+高pH融合法5 .不受天气季节和土壤等条件的限制,可工厂化大规模生产6 .方案一:利用二倍体西瓜的花药培养成单倍体的西瓜植株，再将二倍 体西瓜与单倍体西瓜的体细胞通过体细胞杂交后，培养成植株，从中筛 选出三倍体西瓜。方案二:取二倍体西瓜的早期发育的种子的胚乳进行植物组织培养，即 可获得三倍体无子西瓜。细胞融合技术的新进展经过人工诱导的方法实现了细胞杂交。结合具体实践可知，化学 法主要包含盐类融合法、聚乙二醇融合法。盐类融合法主要使用在 原生质体融合的情况，
35、其能够在最大程度上保护原生质体的结构不被 过多破坏。目前，对于传统的细胞融合技术而言,具有主导作用的物理 法主要包含电脉冲诱导细胞融合和激光融合技术。从宏观层次出发，细胞融合技术的最新发展状态主要集中在以下三个方面:作物脱毒选材部位:植物的茎尖组织培养。选材原因:植物顶端先生区附近的病毒极少,甚至无病毒。实例:目前采用基尖组织培养技术来脱去病毒，在马铃薯、草莓、大 蒜、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作物上已获成功。2 .作物新品种的培育: 单倍体育种：方法:花药离体培养一单倍体植株染色体加倍纯合子植株。优点:后代是纯合子，明显缩厘了育种年限。突变体的利用： 产生原因:在植物的组织培养过程中，易受培养条
36、件和透蜜国重(如 射线、化学物质等)的影响而产生突变。利用:筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。3 .细胞产物的工厂化生产: 细胞产物种类:蛋白质、脂肪、糖类、核酸、香料、生物碱等。技术:植物细胞培养技术。【概念辨析】1 .判断下列有关细胞工程叙述的正误：细胞工程可以通过在分子水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品。(x)分析:细胞工程是通过细胞水平或细胞器水平上的操作。(2)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。(x)1 .基于微流控芯片的细胞融合技术。这是现在以及未来一段时 间内包田胞工程的重点发展方向。该技术具有多方面的优势，如操控简 单、
37、可完成对于单个细胞的操作，且能够在同一时间操作许多细胞，但 其在进行细胞融合时无法提高细胞数量。2 .高通量细胞电融合芯片。该技术得以实现的基础是微电极阵列，其能够运用该阵列在微米的范围内形成较高强度和梯度的辐射电 场,最终达到处理和融合细胞的目的。3 .空间细胞融合技术。主要是指通过改善空间环境中的微重力 来完成细胞融合。分析:具有某种生物全部遗传信息的细胞在离体的情况下才能表现出 全能性。在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都会发生改变。（X） 分析:植物组织培养主要是通过细胞分裂和分化实现的，遗传物质一般 不会发生改变。（4）在植物组织培养过程中需要给予光照,以诱导脱分化过程。（x）
38、 分析:植物组织培养过程中，脱分化过程是要求避光培养的。（5）植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。N）2 .判断下列有关植物细胞工程应用叙述的正误: 葡萄的杆插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于快速繁殖。（x）分析:杆插、嫁接和压条都属于无性繁殖，不属于快速繁殖。快速繁殖 是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。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。（x）分析:培育脱毒苗时选用的通常是茎尖等分生组织，原因是该组织附近 的病毒极少,甚至无病毒。单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（X）分析:单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，
39、突变体培 育利用的是基因突变。（4）一般认为次生代谢物不是植物基本生命活动必需的产物，所以它对植物不起任何作用。（x）分析:次生代谢物是一类小分子有机化合物,在植物抗病、抗虫等方面 发挥作用。3关键能力.进阶小提升核心一考点一植物组织培养技术【典例精研引领】（2021 岳阳模拟）如图表示用某二倍体植株进行植物组织培养的过程, 下列说法错误的是（）A.是一团有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低B.t的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根C.该技术可用于培育出无病毒植株D.一的实质是使的细胞恢复分裂能力I【名师授法解题】抓题眼练思维关键能力理解能力、获取信息能力题眼1:植物
40、组织培养过程 题眼信息题眼2:脱分化和再分化根据植物组织培养条件进行 解题思维判断【解析】选A。是愈伤组织，是一团没有特定结构和功能的薄壁细 胞,它的分化程度最低,A错误;愈伤组织一胚状体或根芽的再分 化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时,有利于生根,B正确;该技术 （植物组织培养）可用于培育出无病毒植株和生产人工种子,C正确;离体的植物组织、器官和细胞一愈伤组织即脱分化过程，其实质是 使的细胞恢复分裂能力,D正确。I【母题变式延伸】V核心素养新命题植物细胞全能性表达所需条件有哪些?（科学思维:分析与综合） 提示:材料:离体的细胞、组织或器官;培养基:种类齐全、比例合适的 营养物质及一定的植物
41、激素;外界条件:无菌操作，光照:愈伤组织 培养最初避光培养，后期见光培养。植物激素是怎样影响细胞分裂和分化的?（科学思维:分析与综合） 提示:在植物组织培养时，通过调节生长素和细胞分裂素的比值能影响 愈伤组织分化出根或芽。生长素用量与细胞分裂素用量比值高时，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，促进愈伤组织的生长。【备选典例】（2021 .滨州模拟）如图为植物组织培养过程，有关说法错误的是（）天一组织块 笠一愈伤组织 率培养基g培养基售 d试管中细胞全能性最高试管中培育出的个体都是纯合子C.a-c的过程需要激素的刺激D.a-d的细胞分裂都是有丝分
42、裂【解析】选B。愈伤组织是由高度分化的植物器官、组织或细胞经脱分化产生的，容易经再分化形成完整的植物体，在图示四个试管的组织细胞中全能性最高,A正确;d试管中是否为纯合子取决于亲本,B错误;a-c过程都需要激素刺激,C正确;a-d过程都只发生有丝分裂，不发生减数分裂,D正确。【知能素养提升】1 .脱分化和再分化的比较（科学思维:比较、归纳）:比较内容过程形成体特点脱分化外植体一愈伤组织排列疏松、不定形的薄壁组织团块再分化愈伤组织一幼苗分化出根、芽离体需要条件离体适宜的营养生长素与细胞分裂素的比例适中不需要光照适宜的营养生长素与细胞分裂素的比例高（低）诱导生根（生芽）光照2 .植物激素在植物组织
43、培养中的作用（科学思维:归纳、总结）：由愈伤组织进行细胞分化时，要先诱导其生芽，然后再诱导生根，可 通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。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。生长素用量比细胞分裂素用结果日重有利于根的分化，抑制芽的形 比值高成有利于芽的分化，抑制根的形 比值低成比值适中促进愈伤组织的形成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。(4)按照不同的顺序使用生长素和细胞分裂素会得到不同的实验结果。实验结果使用顺序先使用生长素，后使用细胞分有利于细胞分裂，但细胞不分化细胞既分裂也分化分化频率提高裂素先使用细胞分裂素，后使用生长素同时使用【热
44、点考向演练】 考向一结合植物组织培养技术概念，考查生命观念的结构与功能观L下列各项植物培养中，属于组织细胞培养技术的是()A.无籽番茄的培育B.无籽西瓜的培育C.月季枝条嫁接到蔷薇开出月季花D.菊花幼嫩的茎段培养成菊花植株【解析】选D。无籽番茄的培育属于植物激素的应用范围,A错误;三 倍体无籽西瓜的培育属于多倍体育种,原理是染色体变异,B错误月 季枝条嫁接到蔷薇开出月季花属于无性生殖的嫁接,C错误;用菊花幼 嫩的茎段培养成菊花植株，这体现了植物体细胞具有全能性，属于植物 细胞培养技术,D正确。考向二围绕植物组织培养过程，考查科学思维能力2.（2021 天津河东区模拟）如图表示通过植物组织培养技术获得烟草 植株的过程，下列叙述正确的是（）草株烟植PH- r TQDZ? 、长物 -一培单在基一 /浮成并养 勤悬散，培养 V过分胞宜培 /通养细适中烟株 熟植 龙草A.过程往往选取烟草的幼嫩部位，需经过灭菌处理，才能置于培养基中进行培养B.在培养过程中，若要诱导芽的产生则配制植物激素时要适当配比生 长素和细胞分裂素C.通过悬浮培养形成的单细胞可发育成胚状体,继而形成植物幼体;若 利用酶解法水解细胞壁，获得的原生质体培养后不能形成植株D.烟草细胞很容易再生出新植株，但在长期培养过程中,其胚状体的发 生和器官形成能力下降，可能的原因是细胞全能性丧失