1、第第 1 1 节节 植物细胞工程植物细胞工程 第第 1 1 课时课时 植物细胞工程的基本技术植物细胞工程的基本技术 知识点 1 植物组织培养技术 1.(2020 全国高一课时练习)以下能证明植物细胞具有全能性的生产实践是( ) A.从一粒菜豆种子长成一棵植株 B.用植物激素培育无子果实 C.用一小片土豆叶片，培养成一株完整的植株 D.杂交育种 解析 一粒菜豆种子具有胚芽、胚轴、胚根，因此一粒菜豆种子长成一棵植株不能体现细胞的全能性，A 错误；用植物激素培育无籽果实体现了植物激素能促进果实发育的作用，但不能体现细胞的全能性，B 错误；用一小片土豆片培育出一棵完整植株需采用植物组织培养技术，而植物
2、组织培养的原理是植物细胞的全能性，C 正确；杂交培育出优良作物新品种的原理是基因重组，不能体现细胞的全能性，D 错误。 答案 C 2.(2020 上海高二)下列各项植物培养中，属于植物组织培养技术的是( ) 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.胡萝卜块根培养成胡萝卜植株 解析 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； 用胡萝卜块根细胞培养成了完整的植株，这体现了植物体细胞具有全能性，属于植物组织培养技术，D 正确。 答案
3、D 3.(2020 全国高一课时练习)植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序以及诱导的植物激素分别是( ) 体细胞全能性 离体植物器官、组织或细胞 根、芽 生长素和细胞分裂素 生长素和乙烯 愈伤组织 再分化 脱分化 植物体 A.、 B.、 C.、 D.、 解析 组织培养是利用体细胞全能性的原理，将植物的细胞、组织或器官进行离体培养，使这些已分化的细胞脱分化形成愈伤组织，再分化成植物的根、芽等器官，这个过程是在无菌条件下，用生长素、细胞分裂素激发而完成的，A 正确。 答案 A 4.(2020 河北省张家口一中高二期中)下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法，不正确的是( ) A.愈伤组织是离体
4、植物细胞经过脱分化和再分化形成的 B.培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同，愈伤组织分化的结果不同 C.愈伤组织为具有分生能力的薄壁组织团块 D.愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株 解析 愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的，A 错误；培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同，愈伤组织分化的结果不同，B 正确；愈伤组织为具有分生能力的薄壁组织团块，C 正确；愈伤组织在一定条件下培养可以再分化形成完整的植株，D 正确。 答案 A 知识点 2 菊花的组织培养 5.(2020 天津一中高二月考)如图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程，下列相关叙述不正确的是( ) 四倍体兰花叶片 愈伤组织 胚
5、状体 兰花植株 A.通过消毒和无菌操作避免过程发生杂菌污染 B.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体植株 C.细胞全能性表达的前提是过程，体现在过程 D.需生长调节物质调控过程细胞的分裂和分化 解析 植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境，其中外植体要进行消毒处理，而培养基需灭菌处理，A 正确；由配子直接发育成的个体是单倍体，B 错误；高度分化的细胞首先经过脱分化后形成愈伤组织，由于愈伤组织细胞没有分化，全能性较高，然后再分化过程就体现了愈伤组织的全能性，C 正确；在植物组织培养过程中需要加入细胞分裂素和生长素， 来调控细胞的脱分化和再分化， D 正确。 答案 B 6.(2020 北京高三二模)
6、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 解析 一般情况下，随着细胞的分化，细胞的全能性会降低；脱分化过程中细胞的分化程度降低，组织细胞的全能性不断增强，A 正确；蔗糖能维持培养液的渗透压，在植物组织培养实验中，通常用一定浓度的蔗糖溶液做碳源，B 正确；为了避免微生物污染，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；植物组织培养技术一般来说属于无性生殖，可以保留母本的优良性状，可
7、利用植物体细胞杂交技术突破物种间的生殖隔离。 答案 D 7.(2020 福建莆田一中高二期中)下列有关植物细胞工程的叙述，正确的是( ) A.在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般都发生改变 B.植物细胞只要在离体状态下即可表现出全能性 C.植物组织培养的目的都是获得完整的植株 D.植物组织培养过程中培养基成分主要是有机营养成分、无机营养成分、激素和琼脂 解析 在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质一般不会发生改变，A 错误；植物细胞表现出全能性的条件有：离体、一定的营养条件、无菌、适宜的外界环境等，B 错误；植物组织培养的目的不一定是获得完整的植株，也可能是获得细胞代谢产物，C 错误；植物组
8、织培养过程中培养基成分有水、无机盐、糖、维生素、有机添加物和相关激素(生长素和细胞分裂素)，D 正确。 答案 D 8.(2020 江苏高二期末)下图为植物组织培养技术的流程图，相关说法错误的是( ) A.植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节 B.试管中细胞全能性最高 C.、分别是脱分化和再分化过程 D.过程培养基成分保持不变 解析 植物组织培养过程需细胞分裂素和生长素共同调节，细胞分裂素和生长素的比例不同， 愈伤组织分化的方向也不同， A 正确； 中为高度分化的组织细胞，试管中细胞为脱分化形成的愈伤组织细胞，具有较高的全能性，为愈伤组织再分化后形成的幼体， 所以试管中细胞全能性最高，
9、B 正确； 由上述分析可知，、分别是脱分化和再分化过程，C 正确；为脱分化的过程，为再分化过程，脱分化和再分化过程中所用的培养基不同，D 错误。 答案 D 知识点 3 植物体细胞杂交 9.(2020 北京高二期末)利用植物体细胞杂交获得优良新品种过程中，不需要进行的是( ) A.去除亲本体细胞的细胞壁 B.选择具有优良性状的亲本 C.利用灭活的病毒诱导原生质体融合 D.诱导杂种细胞愈伤组织的再分化 解析 依题文可知，植物体细胞杂交获得优良新品种包括原生质体融合及植物组织培养两个过程，由此需要选择具有优良性状的亲本，去除亲本体细胞的细胞壁获得原生质体，然后用物理法或化学法诱导原生质体融合，不能用
10、灭活的病毒诱导，最后诱导杂种细胞愈伤组织的再分化。由此选 C。 答案 C 10.(2020 北京高二期中)驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特殊的柠檬型香气，从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是( ) A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种，优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍 B.驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、PEG 等试剂或电刺激等方法 C.驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，无细胞脱分化和再分化的过程 D.驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异 解析 驱蚊草是把天竺葵的原生质体
11、和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍，A 正确；要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体，需要采用酶解法(纤维素酶、果胶酶)，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法(PEG 等试剂)或物理法(电融合法等)，B 正确；驱蚊草培育过程不同于植物组织培养，但需要采用植物组织培养技术，因此有细胞脱分化和再分化的过程，C 错误；驱蚊草培育利用了植物体细胞杂交技术，育种原理是染色体数目变异，D 正确。 答案 C 11.(2020 海南中学高二期末)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，
12、有关分析正确的是( ) A.过程需要将植物组织置于低渗溶液中 B.过程主要依据细胞膜具有选择透过性的原理 C.过程表示脱分化，过程表示再分化 D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目的变异，不具有可育性 解析 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；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；据图分析可知，为脱分化过程、为再分化过程，C 正确； 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。 答案 C 12.(2020 阜阳市第三中学高二期末)实验人员利用矮牵牛(二倍
13、体，2n14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体， 4n48)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.获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍 B.可利用电激、离心等方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 解析 获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，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)和化学法(聚乙二醇等)，B 正确；杂种原生质体的染色体数目是两种
14、细胞染色体数目之和，可通过光学显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用光学显微镜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， 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 错误。 答案 D 13.(2020 黑龙江伊春二中高二期末)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，其培育过程如图所示，请据图回答下列问题： (1)过程常用的酶是_。 (2)植
15、物体细胞杂交依据的生物学原理主要有_ _ _。 (3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂_诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到_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和马铃薯融合而成的。 (4)过程中的培养基常添加的植物激素是_ _ _。 (5)若番茄细胞内有m条染色体， 马铃薯细胞内有n条染色体， 则“番茄马铃薯”细胞在有丝分裂后期含_条染色体。 解析 (1)分析题图可知，过程是利用酶解法获取原生质体，常用的酶是纤维素酶和果胶酶。(2)植物体细胞杂交依据的生物学原理有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。 (3
16、)植物原生质体融合过程常利用化学试剂聚乙二醇(或 PEG)诱导融合；在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到 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和马铃薯融合而成的。(4)图中过程是再分化，其培养基常添加的植物激素是生长素和细胞分裂素，可影响细胞分裂和细胞分化的方向。(5)植物原生质体融合过程中，融合后形成的细胞内染色体数目等于融合
17、前的两细胞核内染色体数之和，若番茄细胞内有 m 条染色体，马铃薯细胞内有 n 条染色体，则“番茄马铃薯”细胞中的染色体数为 mn，在有丝分裂后期由于着丝粒分裂导致染色体数目加倍，故有丝分裂后期细胞内含 2(mn)条染色体。 答案 (1)纤维素酶和果胶酶 (2)细胞膜的流动性、 植物细胞的全能性 (3)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 (4)生长素和细胞分裂素 (5)2(mn) 14.(2020 天津高二期末)DHA 对脑神经发育至关重要。以 A、B 两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产 DHA 融合藻。两种藻特性如下表。据表回答。 亲本藻 优势 代
18、谢 类型 生长速率/ g (L 天)1 固体培养 基上藻落 直径 DHA 含 量/ A 藻 自养 0.06 小 0.7 B 藻 异养 0.14 大 无 (1)选育的融合藻应具有 A 藻_与 B 藻_的优点。 (2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是获得_ _。 (3)通过诱导融合及筛选， 获得所需融合藻， 以此为材料进行甲、 乙、 丙三组试验，结果如图。与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，原因是在该培养条件下_。甲、乙两组 DHA 产量均较高，但实际生产中往往采用甲组的培养条件，其原因是_ _。 解析 (1)A 藻为自养型， 产 DHA， 但是生长速率慢； B 藻为异养型， 不产
19、 DHA，但是生长速率快。因此，选育的融合藻应具有 A 藻的产生 DHA、自养特性与 B藻的快速生长的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶处理两种藻，其目的是去除细胞壁以获得原生质体。(3)乙组融合藻在光照条件以及葡萄糖为碳源的条件下生长较快，原因是乙融合藻既能光能自养又能异养。甲、乙两组 DHA 产量均较高，而甲融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长，因此在实际生产中往往采用甲组的培养条件。 答案 (1)自养特性、产 DHA 快速生长 (2)原生质体 (3)融合藻既能光能自养又能异养 融合藻利用光能和简单的无机物即能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长