高考生物总复习植物细胞工程苏教选修

1、第二节植物细胞工程第二节植物细胞工程课标领航课标领航通过本节的学习，我能够通过本节的学习，我能够1理解并阐述细胞的全能性。理解并阐述细胞的全能性。2举例说出植物组织培养的过程、原理及举例说出植物组织培养的过程、原理及应用。应用。3简述植物细胞培养的过程及应用。简述植物细胞培养的过程及应用。4举例说出植物体细胞杂交过程及应用。举例说出植物体细胞杂交过程及应用。情景导引情景导引“春风欲擅秋风巧，催吐幽春风欲擅秋风巧，催吐幽兰继落梅。兰继落梅。”素有素有“天下第天下第一香一香”之称的兰花之称的兰花(如右图如右图)，以其优美高雅成为文人墨客以其优美高雅成为文人墨客吟诗作赋的对象。但是，兰吟诗作赋的对象

2、。但是，兰花在自然条件下播种繁殖的花在自然条件下播种繁殖的难度很大，现在科学家发现难度很大，现在科学家发现了兰花快速繁殖的技术了兰花快速繁殖的技术植物组织培养。你想了解这一技术吗？植物组织培养。你想了解这一技术吗？核心要点突破核心要点突破知能过关演练知能过关演练第第二二节节基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理基础自主梳理一、细胞全能性一、细胞全能性1生物体的所有细胞几乎都含有该物种的全生物体的所有细胞几乎都含有该物种的全套遗传物质，具有发育成为完整个体所必需的套遗传物质，具有发育成为完整个体所必需的_，因此，这些细胞都具有发育成为，因此，这些细胞都具有发育成为一个新的生物个体的一个新的生物个体

3、的_。细胞的这种特性。细胞的这种特性称为细胞全能性。称为细胞全能性。2植物体细胞在适宜的条件下可培育成完整植物体细胞在适宜的条件下可培育成完整的正常植株，这就是细胞的正常植株，这就是细胞_的有力证据。的有力证据。全部基因潜能全能性二、植物组织培养技术二、植物组织培养技术1植物组织培养是指依据植物组织培养是指依据_原理，在无原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或_ (称为外植体称为外植体)，并在培养基上培养，在，并在培养基上培养，在适宜条件下使其长成部分或完整植株的技术。适宜条件下使其长成部分或完整植株的技术。2植物组织培养最常用的培养材料是植株的

4、茎尖、植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、叶片和花药等。根尖、叶片和花药等。3由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的称为植物细胞的_。愈伤组织重。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。细胞全能性原生质体脱分化(或去分化)4_在一定的培养条件下也可诱导形在一定的培养条件下也可诱导形成胚状体成胚状体(也称为体细胞胚也称为体细胞胚)。如果模拟植物种子。如果模拟植物种子的基本结构，在胚状体外包裹人工胚乳和人工种的基本结构，在胚状体外包裹人工胚乳和人工种皮，就可制成皮，就可

5、制成“人工种子人工种子”。5人工种子有许多优点，如不受人工种子有许多优点，如不受_因素的制因素的制约、繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗、约、繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗、有利于保存种系的优良性状等。有利于保存种系的优良性状等。愈伤组织环境思考感悟思考感悟 1在进行植物组织培养的培养基中总是要添在进行植物组织培养的培养基中总是要添加一定量的生长素和细胞分裂素，其主要目的加一定量的生长素和细胞分裂素，其主要目的是什么？是什么？【提示】【提示】诱导细胞分裂和芽、根的分化。诱导细胞分裂和芽、根的分化。三、植物细胞培养三、植物细胞培养1植物细胞培养是指在实验室工厂化生产条件下，植物细胞培养是

6、指在实验室工厂化生产条件下，将组织培养过程中形成的将组织培养过程中形成的_或其他易分或其他易分散的组织置于散的组织置于_培养基中，进行悬浮培养，得培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的殖，从而获得大量的_的一种技术。的一种技术。2植物细胞培养是在植物细胞培养是在_的基础上发的基础上发展起来的，但与组织培养不同的是，细胞培养的展起来的，但与组织培养不同的是，细胞培养的目的不是使细胞形成组织乃至更多的植物体，而目的不是使细胞形成组织乃至更多的植物体，而是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的是通过大规模的细胞培

7、养以获得人类所需的_。愈伤组织液体细胞群体植物组织培养细胞次生代谢产物 思考感悟思考感悟2具有小灵芝草之称的金钗石斛是一种名贵的中具有小灵芝草之称的金钗石斛是一种名贵的中草药，它具有生津益胃、润肺止咳之功效。金钗草药，它具有生津益胃、润肺止咳之功效。金钗石斛的有效化学成分为大黄酚和石斛的有效化学成分为大黄酚和谷甾醇。我们谷甾醇。我们能否在工厂内大量生产这两种物质呢？能否在工厂内大量生产这两种物质呢？【提示】【提示】取金钗石斛的茎尖或根尖组织，并培取金钗石斛的茎尖或根尖组织，并培养为愈伤组织养为愈伤组织放入液体培养基中，进行悬浮培放入液体培养基中，进行悬浮培养养得到游离的悬浮细胞得到游离的悬浮细

8、胞筛选筛选采用液体培养采用液体培养基在生物发生器内，利用发酵技术进行培养基在生物发生器内，利用发酵技术进行培养获获得大量的金钗石斛细胞得大量的金钗石斛细胞从混合液中分离纯化大从混合液中分离纯化大黄酚和黄酚和谷甾醇。谷甾醇。四、植物细胞工程与育种四、植物细胞工程与育种1原生质体是指去除原生质体是指去除_后获得的裸露后获得的裸露的植物细胞。用于细胞工程的原生质体主要来源于的植物细胞。用于细胞工程的原生质体主要来源于各种植物的叶片、各种植物的叶片、_等部位，此外也可从组织等部位，此外也可从组织培养产生的培养产生的_中获得原生质体。中获得原生质体。2与未去除细胞壁的植物细胞一样，原生质体仍与未去除细胞

9、壁的植物细胞一样，原生质体仍然具有然具有_，即具有再生细胞壁、进行连，即具有再生细胞壁、进行连续分裂并长成完整植株的能力。原生质体在一定条续分裂并长成完整植株的能力。原生质体在一定条件下，除了能实现件下，除了能实现_外，还能摄入外，还能摄入_、质粒、病毒、细菌、细胞器等外源物质，是植物细质粒、病毒、细菌、细胞器等外源物质，是植物细胞工程进行遗传操作，如基因转移的良好材料。胞工程进行遗传操作，如基因转移的良好材料。植物细胞壁根尖愈伤组织细胞全能性诱导融合DNA3植物体细胞杂交技术是一种非常有用的遗传植物体细胞杂交技术是一种非常有用的遗传育种手段，可以克服不同种植物之间杂交的育种手段，可以克服不同

10、种植物之间杂交的_障碍，实现远缘物种之间的核质组合，障碍，实现远缘物种之间的核质组合，从而获得新品种植株。从而获得新品种植株。4植物细胞工程在育种中成功应用的另一范例植物细胞工程在育种中成功应用的另一范例是是_与利用。单倍体植株的特点是植与利用。单倍体植株的特点是植株弱小且高度不育，但它们在育种中具有能缩株弱小且高度不育，但它们在育种中具有能缩短短_、获得纯系等重要意义。、获得纯系等重要意义。不亲和单倍体诱导育种周期核心要点突破核心要点突破植物组织培养植物组织培养1植物细胞全能性植物细胞全能性(1)内涵：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体内涵：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。的潜能。

11、(2)原因：具有该生物的全部遗传信息。原因：具有该生物的全部遗传信息。(3)表达的条件：离体，必备的营养物质等。在体表达的条件：离体，必备的营养物质等。在体内由于基因的选择性表达，而使细胞发生分化。内由于基因的选择性表达，而使细胞发生分化。(4)全能性表达由高到低依次为：受精卵全能性表达由高到低依次为：受精卵干细胞干细胞生殖细胞生殖细胞体细胞；植物细胞体细胞；植物细胞动物细胞。动物细胞。【特别提醒】【特别提醒】在植物体内，细胞没有表现出全在植物体内，细胞没有表现出全能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基能性，而是分化成为不同的组织和器官，这是基因在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。因

12、在特定的时间和空间条件下选择性表达的结果。但它们的遗传潜力并没有丧失，全部的遗传信息但它们的遗传潜力并没有丧失，全部的遗传信息仍然被保存在仍然被保存在DNA的序列中，一旦脱离原来组织的序列中，一旦脱离原来组织和器官的束缚成为游离状态，并在一定的营养条和器官的束缚成为游离状态，并在一定的营养条件和植物激素的诱导下，细胞就能表现出全能性，件和植物激素的诱导下，细胞就能表现出全能性，发育成完整的植株。发育成完整的植株。2进行植物组织培养的条件和过程进行植物组织培养的条件和过程(1)条件：条件：植物细胞要处于离体状态。植物细胞要处于离体状态。给予给予一定的营养物质，如有机物一定的营养物质，如有机物(蔗

13、糖、维生素、植蔗糖、维生素、植物激素等物激素等)和矿质元素等。和矿质元素等。无菌条件：即保证无菌条件：即保证培养材料、培养基、培养用具完全无菌。因为一培养材料、培养基、培养用具完全无菌。因为一旦感染微生物，它们就会快速繁殖，争夺营养，旦感染微生物，它们就会快速繁殖，争夺营养，并且还会产生毒素，使培养物很快中毒死亡。并且还会产生毒素，使培养物很快中毒死亡。适宜的环境条件，如适宜的温度和适宜的环境条件，如适宜的温度和pH等。等。名称名称过程过程结果结果生长调节生长调节剂剂光光脱分化脱分化由外植体脱由外植体脱分化为愈伤分化为愈伤组织组织形成排列疏松、形成排列疏松、高度液泡化的高度液泡化的薄壁细胞团薄

14、壁细胞团生长素与生长素与细胞分裂细胞分裂素素避避光光再分化再分化由愈伤组织由愈伤组织分化为幼苗分化为幼苗或胚状体或胚状体有根、芽或有有根、芽或有生根发芽的能生根发芽的能力力生长素与生长素与细胞分裂细胞分裂素素需需光光营养生营养生长生殖长生殖生长生长发育成完整发育成完整的植物体的植物体由根、茎、叶、由根、茎、叶、花、果实、种花、果实、种子组成子组成自身产生自身产生各种激素各种激素需需光光3人工种子人工种子(1)培育过程：植物组织培养诱导体细胞胚状体培育过程：植物组织培养诱导体细胞胚状体的发生的发生胚胎发育同步化的控制胚胎发育同步化的控制人工种皮的人工种皮的包埋等。包埋等。(2)结构：结构：(3)

15、优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵优点：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；保持亲本的优良性状；节约的植物得以繁殖；保持亲本的优良性状；节约粮食，减少种子的使用。粮食，减少种子的使用。 1958年美国科学家将胡萝卜韧皮部的年美国科学家将胡萝卜韧皮部的细胞培养产生完整植株细胞培养产生完整植株(如下图如下图)，请回答：，请回答： (1)科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞，在正常科学家所用的胡萝卜韧皮部的细胞，在正常生物体内是否能够进行有丝分裂？说明原因。生物体内是否能够进行有丝分裂？说明原因。(2)韧皮部细胞通过韧皮部细胞通过_和和_形成植形成植株，形成的植株的特点是株，形成的植株的特

16、点是_。(3)此实验证明了高度分化的植物细胞仍有发育此实验证明了高度分化的植物细胞仍有发育成完整植株的能力，即具有成完整植株的能力，即具有_，高度分化，高度分化的细胞具有此特性是由于的细胞具有此特性是由于_。(4)下表为几种组织培养的培养基配方的部分成下表为几种组织培养的培养基配方的部分成分及培养条件和特点。分及培养条件和特点。培养基作用培养基作用糖类糖类大量元素大量元素 微量元素微量元素 植物激素植物激素条件条件建立愈伤组建立愈伤组织的培养基织的培养基蔗糖蔗糖N、P、K Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等2,4-D25 黑暗黑暗培养根尖的培养根尖的培养基培养基蔗糖蔗糖N、

17、P、K、Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等15 黑暗黑暗培养茎尖的培养茎尖的培养基培养基蔗糖蔗糖N、P、K、Ca、Mg、S等等B、Cu、Mn、Mo、Cl、Fe等等萘乙酸萘乙酸18 连续连续光照光照根据上表分析说明，组织培养的条件和特点是：根据上表分析说明，组织培养的条件和特点是：_。(5)试简要说明组织培养技术的优点以及这一技试简要说明组织培养技术的优点以及这一技术在实践中的具体应用。术在实践中的具体应用。【尝试解答】【尝试解答】(1)不能分裂，原因是植物韧皮不能分裂，原因是植物韧皮部的细胞已经高度分化，在正常植物体内，这部的细胞已经高度分化，在正常植物体内，这些细胞不再分

18、裂。些细胞不再分裂。(2)细胞分裂细胞分化彼此性状极为相似细胞分裂细胞分化彼此性状极为相似(3)全能性这些细胞最终由同一细胞全能性这些细胞最终由同一细胞(受精卵受精卵)经有丝分裂形成，在进行有丝分裂时，遗传物经有丝分裂形成，在进行有丝分裂时，遗传物质经过复制，平均分配到子细胞中，所以子细质经过复制，平均分配到子细胞中，所以子细胞的细胞核中含有保持该物种遗传性所需要的胞的细胞核中含有保持该物种遗传性所需要的全套遗传物质全套遗传物质(4)组织培养的培养基中一般都含有维持细胞正常组织培养的培养基中一般都含有维持细胞正常生活的物质，如蔗糖、大量元素和微量元素等，生活的物质，如蔗糖、大量元素和微量元素等

19、，不同功能的培养基中还含有不同的植物激素，同不同功能的培养基中还含有不同的植物激素，同时因为培养的目的不同，培养的外界条件时因为培养的目的不同，培养的外界条件(光照光照和温度等和温度等)也不同，这些是组织分化的条件也不同，这些是组织分化的条件(5)植物组织培养不仅从植物体上取材少；培养周植物组织培养不仅从植物体上取材少；培养周期短；繁殖率高，而且便于自动化管理。目前这期短；繁殖率高，而且便于自动化管理。目前这项技术已经在花卉和果树的快速繁殖、培育无病项技术已经在花卉和果树的快速繁殖、培育无病毒植物、生产药物、食品添加剂、制造人工种子毒植物、生产药物、食品添加剂、制造人工种子等方面得到了广泛的应

20、用。等方面得到了广泛的应用。【解析】【解析】(1)在生物体内已经高度分化的细胞不在生物体内已经高度分化的细胞不再具有分裂能力。再具有分裂能力。(2)(3)韧皮部细胞为胡萝卜体细胞，其细胞核内含韧皮部细胞为胡萝卜体细胞，其细胞核内含有其生长发育所需要的全部遗传物质，遗传物质有其生长发育所需要的全部遗传物质，遗传物质在特定时间和特定空间的表达从而形成许多植物。在特定时间和特定空间的表达从而形成许多植物。(4)在植物组织培养过程中，不同的营养条件、不在植物组织培养过程中，不同的营养条件、不同的植物激素对植物细胞的表达影响不同。同的植物激素对植物细胞的表达影响不同。(5)该项技术属于无性生殖范畴，不但

21、能保护亲本该项技术属于无性生殖范畴，不但能保护亲本的优良性状，而且便于管理。的优良性状，而且便于管理。跟踪训练跟踪训练植物组织培养依据的原理、培养过植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是程的顺序及诱导的植物激素分别是()细胞的全能性细胞的全能性离体植物器官、组织或细离体植物器官、组织或细胞胞根，芽根，芽生长素和细胞分裂素生长素和细胞分裂素生生长素和乙烯长素和乙烯愈伤组织愈伤组织再分化再分化脱分脱分化化植物体植物体A、和和B、和和C、和和 D、和和解析：解析：选选A。植物组织培养的理论基础是细胞的。植物组织培养的理论基础是细胞的全能性，其培养过程中先是出现脱分化，然后才全能

22、性，其培养过程中先是出现脱分化，然后才出现再分化。生长素和细胞分裂素能促进细胞分出现再分化。生长素和细胞分裂素能促进细胞分裂、分化，在培养的不同时期对两者的比例会有裂、分化，在培养的不同时期对两者的比例会有不同要求，因此是不可缺少的特殊添加物。不同要求，因此是不可缺少的特殊添加物。植物细胞培养植物细胞培养1与植物组织培养的比较与植物组织培养的比较植物组织培养植物组织培养植物细胞培养植物细胞培养利用原理利用原理细胞全能性细胞全能性细胞增殖细胞增殖培养基培养基固体培养基固体培养基液体培养基液体培养基培养对象培养对象离体的植物器官、组离体的植物器官、组织、细胞或原生质体织、细胞或原生质体由愈伤组织分

23、散得到由愈伤组织分散得到的悬浮细胞的悬浮细胞培养过程培养过程外植体外植体脱分化脱分化再再分化分化芽、根芽、根植物植物幼苗幼苗愈伤组织愈伤组织分散成悬分散成悬浮细胞浮细胞继代培养继代培养细胞次生代谢产物细胞次生代谢产物培养目的培养目的植物幼苗植物幼苗细胞的次生代谢产物细胞的次生代谢产物二者关系二者关系植物组织培养是植物细胞培养的基础；它们植物组织培养是植物细胞培养的基础；它们都属于植物细胞工程的范畴都属于植物细胞工程的范畴2.培养过程培养过程筛选细胞筛选细胞获得次生代谢产物含量高、生长迅获得次生代谢产物含量高、生长迅速的单细胞无性繁殖系速的单细胞无性繁殖系扩大培养扩大培养发酵生产发酵生产分离纯化

24、次生代谢产物。分离纯化次生代谢产物。3优点优点(1)可快速、高效地生产具有生理活性的次生代可快速、高效地生产具有生理活性的次生代谢产物。谢产物。(2)生产不受季节、外部环境等条件的限制。生产不受季节、外部环境等条件的限制。【特别提醒】【特别提醒】细胞次生代谢产物的生产需要细胞次生代谢产物的生产需要植物细胞培养和发酵工程结合获得。植物细胞培养和发酵工程结合获得。 医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危植物红树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危植物红

25、豆杉的保护。研究发现，红豆杉的其他组织细胞豆杉的保护。研究发现，红豆杉的其他组织细胞也能生产紫杉醇，有人尝试用植物细胞工程技术也能生产紫杉醇，有人尝试用植物细胞工程技术生产。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数生产。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量、紫杉醇产量与培养时间的数据图。请回答：量、紫杉醇产量与培养时间的数据图。请回答：(1)据图分析，获得高产紫杉醇应选据图分析，获得高产紫杉醇应选_红豆红豆杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因包括包括_等。等。(2)将红豆杉细胞经组织培养形成将红豆杉细胞经组织培养形成_方可接方可接种到培养基中。种到

26、培养基中。(3)利用组织培养技术生产与传统方法提取紫杉醇利用组织培养技术生产与传统方法提取紫杉醇相比，前者具有相比，前者具有_(至少答出两点至少答出两点)优点。优点。【尝试解答】【尝试解答】(1)云南活细胞数量减少，某些云南活细胞数量减少，某些有害代谢产物的积累有害代谢产物的积累(2)愈伤组织愈伤组织(3)产量高、节约资源、保护环境等产量高、节约资源、保护环境等【解析】【解析】(1)由紫杉醇含量数据图可知云南红由紫杉醇含量数据图可知云南红豆杉产量最高，随着培养时间的加长，培养基中豆杉产量最高，随着培养时间的加长，培养基中营养物质减少，某些有害代谢产物积累，使活细营养物质减少，某些有害代谢产物积

27、累，使活细胞数量减少，从而紫杉醇产量下降。胞数量减少，从而紫杉醇产量下降。(2)培养是为了获得细胞产物，所以培养到愈伤培养是为了获得细胞产物，所以培养到愈伤组织即可。组织即可。(3)组织培养到愈伤组织时，这些细胞产量高，组织培养到愈伤组织时，这些细胞产量高，耗材少，且不会对环境造成污染。耗材少，且不会对环境造成污染。解析：解析：选选D。根据培养对象不同分为单细胞培。根据培养对象不同分为单细胞培养、单倍体培养和原生质体培养，根据培养养、单倍体培养和原生质体培养，根据培养基类型的不同分为液体培养和固体培养。基类型的不同分为液体培养和固体培养。植物体细胞杂交植物体细胞杂交1具体过程具体过程第一步：去

28、掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。第一步：去掉细胞壁，分离出有活力的原生质体。常用方法是常用方法是“酶解法酶解法”，即用纤维素酶和果胶酶，即用纤维素酶和果胶酶等分解细胞壁。等分解细胞壁。第二步：将两个有活力的原生质体放在一起，通第二步：将两个有活力的原生质体放在一起，通过人工诱导实现原生质体的融合。常用的诱导方过人工诱导实现原生质体的融合。常用的诱导方法有：物理法和化学法。物理法是利用离心、振法有：物理法和化学法。物理法是利用离心、振动、电刺激等促进原生质体融合。化学法是用聚动、电刺激等促进原生质体融合。化学法是用聚乙二醇乙二醇(PEG)等为诱导剂诱导融合。等为诱导剂诱导融合。第三步：将诱导融

29、合得到的杂种细胞，用植物细第三步：将诱导融合得到的杂种细胞，用植物细胞培养的方法进行培育，就可以得到杂种植株。胞培养的方法进行培育，就可以得到杂种植株。植物体细胞杂交过程示意图植物体细胞杂交过程示意图2目的目的植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不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。杂种植株特征：具备两种植物是形成杂种细胞。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的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。遗传物质。3优点优点克服远缘杂交的不亲和障碍。克服远缘杂交的不亲和障碍。【特别提醒】【特别提醒】植物体细胞杂交过程中无有性植物体

30、细胞杂交过程中无有性生殖细胞的结合，属于无性生殖。生殖细胞的结合，属于无性生殖。从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增从杂种植株的染色体组成上看，染色体数目增加，植物体细胞杂交属于染色体数目的变异。加，植物体细胞杂交属于染色体数目的变异。 科学家利用细胞工程培育出了科学家利用细胞工程培育出了“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题。杂种植株，如图所示，请据图回答下列问题。(1)图中图中A、B的制备，需要去除细胞壁，此时要的制备，需要去除细胞壁，此时要用到用到_酶和酶和_酶；从本质上讲，酶；从本质上讲，“白菜一甘蓝白菜一甘蓝”杂种植株具有的性状是杂种植株具有的性状是_的结果。

31、的结果。(2)在在_的方法下形成的方法下形成C细胞，杂种细胞细胞，杂种细胞D生成的标志是形成生成的标志是形成_；由；由D形成形成E的过程的过程称为称为_，由，由DF这项技术的生物学基础这项技术的生物学基础是是_；由；由E形成形成F的过程中细胞的增殖方的过程中细胞的增殖方式为式为_。(3)若若“白菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株为四倍体，则该杂种植株为四倍体，则该植株的花粉经离体培养得到的植株是植株的花粉经离体培养得到的植株是_倍体，若用秋水仙素处理该花粉培养得到的植倍体，若用秋水仙素处理该花粉培养得到的植株，则培育成的植株是株，则培育成的植株是_。(填填“纯合子纯合子”或或“杂合子杂合子”)(4)“白

32、菜白菜甘蓝甘蓝”杂种植株的食用部分是叶，杂种植株的食用部分是叶，但叶易受昆虫危害而影响产量，科学家又利用但叶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基因工程培育出带有抗虫基因的“白菜白菜甘蓝甘蓝”植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因植株，请你设计实验，检测此植株的抗虫基因是否表达。是否表达。取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的取昆虫幼虫放到带有抗虫基因的“白菜白菜甘甘蓝蓝”植株甲上，再取等量的、生活状态基本一植株甲上，再取等量的、生活状态基本一致的昆虫幼虫放在致的昆虫幼虫放在_植株乙上。植株乙上。适宜条件下培养一段时间后，分别观察昆虫适宜条件下培养一段时间后，分别观察昆虫幼

33、虫的生活情况。幼虫的生活情况。若若_，说明甲植株的抗虫基因没有得，说明甲植株的抗虫基因没有得到表达；若到表达；若_，说明甲植株的抗虫基因，说明甲植株的抗虫基因得到表达。得到表达。(5)在大面积种植带有抗虫基因的在大面积种植带有抗虫基因的“白菜白菜甘蓝甘蓝”的同时，间隔种植普通的同时，间隔种植普通“白菜白菜甘蓝甘蓝”或其他或其他蔬菜，供昆虫幼虫取食。这种做法的主要目的蔬菜，供昆虫幼虫取食。这种做法的主要目的是是()A维持维持“白菜白菜甘蓝甘蓝”菜地的物种多样性菜地的物种多样性B减缓昆虫幼虫抗性基因频率增加的速度减缓昆虫幼虫抗性基因频率增加的速度C使食虫鸟有虫可食使食虫鸟有虫可食D维持菜地生态系统

34、中的能量流动维持菜地生态系统中的能量流动【尝试解答】【尝试解答】(1)纤维素果胶基因选择性纤维素果胶基因选择性表达表达(2)人工诱导新的细胞壁脱分化人工诱导新的细胞壁脱分化(去分化去分化)细胞全能性有丝分裂细胞全能性有丝分裂(3)单纯合子单纯合子(4)与植株甲长势相似的普通与植株甲长势相似的普通“白菜白菜甘蓝甘蓝”甲、乙植株上昆虫幼虫正常生活甲植株上昆甲、乙植株上昆虫幼虫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虫幼虫死亡，乙植株上昆虫幼虫正常生活(其他其他合理答案也可合理答案也可)(5)B【解析】【解析】此题主要考查了植物体细胞杂交的过此题主要考查了植物体细胞杂交的过程及基因工程

35、的有关内容。程及基因工程的有关内容。(1)去除细胞壁常用去除细胞壁常用酶解法，根据酶的专一性，去除植物细胞壁要用酶解法，根据酶的专一性，去除植物细胞壁要用纤维素酶和果胶酶，对于杂种植株性状的表现是纤维素酶和果胶酶，对于杂种植株性状的表现是基因选择性表达的结果。基因选择性表达的结果。(2)C细胞的形成需人工细胞的形成需人工诱导，包括物理法和化学法，诱导，包括物理法和化学法，D细胞形成的标志细胞形成的标志是再生出新的细胞壁。由是再生出新的细胞壁。由DE是脱分化，由是脱分化，由EF为再分化，上述过程中均进行有丝分裂。为再分化，上述过程中均进行有丝分裂。(3)花粉离体培养得到单倍体，再经秋水仙素处花粉

36、离体培养得到单倍体，再经秋水仙素处理后得到纯合的四倍体植株。理后得到纯合的四倍体植株。(4)对于转入的目的基因的检测与鉴定，可以采对于转入的目的基因的检测与鉴定，可以采取是否为转基因的取是否为转基因的“白菜白菜甘蓝甘蓝”植株作为惟植株作为惟一变量构成对照实验，如果目的基因成功表达，一变量构成对照实验，如果目的基因成功表达，应当得到转基因的植株上昆虫幼虫死亡而非转应当得到转基因的植株上昆虫幼虫死亡而非转基因的植株上昆虫幼虫存活的结果，如果都存基因的植株上昆虫幼虫存活的结果，如果都存活，说明目的基因未表达。活，说明目的基因未表达。(5)在转基因大田里在转基因大田里间隔种植非转基因植株的主要目的是减

37、缓抗性间隔种植非转基因植株的主要目的是减缓抗性基因频率增加的速度。基因频率增加的速度。【规律方法】【规律方法】解答有关植物体细胞杂交的有解答有关植物体细胞杂交的有关问题应特别注意以下几点：关问题应特别注意以下几点：(1)植物体细胞杂交离不开植物组织培养。植物体细胞杂交离不开植物组织培养。(2)植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞全能性。细胞全能性。(3)植物体细胞融合与植物体细胞杂交结束的标植物体细胞融合与植物体细胞杂交结束的标志不同。前者是再生出新的细胞壁，后者是形志不同。前者是再生出新的细胞壁，后者是形成杂种植株。成杂种植株。(4)杂种细胞虽然具

38、有两种细胞的遗传物质，但杂种细胞虽然具有两种细胞的遗传物质，但这些遗传物质并不一定都表达。这些遗传物质并不一定都表达。跟踪训练跟踪训练如图是植物细胞杂交过程示意图，如图是植物细胞杂交过程示意图，据图分析回答。据图分析回答。(1)图中图中过程是过程是_，目前最常用的方法是，目前最常用的方法是_。(2)过程的发生，必须进行过程的发生，必须进行_，其方法，其方法有有_法和法和_法。原生质体融合的法。原生质体融合的关键是关键是_的融合。的融合。(3)在在过程中，细胞分裂的主要方式是过程中，细胞分裂的主要方式是_。(4)植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，植物体细胞杂交的目的是获得新的杂种植株，使使

39、_能够在新的植物体上有所表现，其根能够在新的植物体上有所表现，其根本原因是本原因是_。(5)若远源杂交亲本若远源杂交亲本A和和B都是二倍体，则杂种植都是二倍体，则杂种植株为株为_倍体。倍体。(6)从理论上讲，杂种植株的育性为从理论上讲，杂种植株的育性为_。运用传统有性杂交方法能否实现？运用传统有性杂交方法能否实现？_。试。试说明理由：说明理由：_。(7)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传的过程中，遗传物质的传递是否遵循孟德尔遗传规律？为什么？规律？为什么？解析：解析：植物体细胞杂交的障碍是细胞壁，其主植物体细胞

40、杂交的障碍是细胞壁，其主要成分是纤维素和果胶，通常采用纤维素酶和要成分是纤维素和果胶，通常采用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁，此方法称为酶解法。获得果胶酶除去细胞壁，此方法称为酶解法。获得原生质体后需要在人工诱导下融合，采用的方原生质体后需要在人工诱导下融合，采用的方法有物理法和化学法。细胞原生质体融合的关法有物理法和化学法。细胞原生质体融合的关键是细胞膜的融合，利用的是细胞膜的流动性。键是细胞膜的融合，利用的是细胞膜的流动性。图中图中过程细胞数目增多的方式为有丝分裂。过程细胞数目增多的方式为有丝分裂。植物体细胞杂交的目的是使具有不同遗传组成植物体细胞杂交的目的是使具有不同遗传组成的两种植物细胞融

41、合获得具有两种生物遗传物的两种植物细胞融合获得具有两种生物遗传物质的杂种植株。质的杂种植株。若两种植物细胞中各有两个染色体组，则形若两种植物细胞中各有两个染色体组，则形成的杂种细胞中染色体组数为成的杂种细胞中染色体组数为4，从理论上讲，从理论上讲是可育的。但由于两种植物间存在着生殖隔是可育的。但由于两种植物间存在着生殖隔离，因此欲获得如上所述遗传组成的杂种植离，因此欲获得如上所述遗传组成的杂种植株不能通过有性杂交实现。两种植物体细胞株不能通过有性杂交实现。两种植物体细胞融合的过程虽然使来源不同的遗传物质集中融合的过程虽然使来源不同的遗传物质集中到了杂种植株体内，但整个过程属于无性繁到了杂种植株

42、体内，但整个过程属于无性繁殖，故不遵循孟德尔遗传规律。殖，故不遵循孟德尔遗传规律。答案：答案：(1)去除细胞壁酶解法去除细胞壁酶解法(用纤维素酶和果用纤维素酶和果胶酶处理胶酶处理)(2)人工诱导物理化学细胞膜人工诱导物理化学细胞膜(3)有丝分裂有丝分裂(4)两种植物的性状杂种细胞中具有两种植物的两种植物的性状杂种细胞中具有两种植物的遗传物质遗传物质(5)四四(6)可育不能因为两种植物之间存在生殖隔离可育不能因为两种植物之间存在生殖隔离(7)不遵循。整个过程不是有性生殖过程。不遵循。整个过程不是有性生殖过程。二、植物组织培养技术二、植物组织培养技术1植物组织培养是指依据植物组织培养是指依据_原理

43、，在无原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或_ (称为外植体称为外植体)，并在培养基上培养，在，并在培养基上培养，在适宜条件下使其长成部分或完整植株的技术。适宜条件下使其长成部分或完整植株的技术。2植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、植物组织培养最常用的培养材料是植株的茎尖、根尖、叶片和花药等。根尖、叶片和花药等。3由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程，称为植物细胞的称为植物细胞的_。愈伤组织重。愈伤组织重新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。新诱导分化形成根、芽等器官的过程，称为再分化。细胞全能性原生质体脱分化(或去分化)4_在一定的培养条件下也可诱导形在一定的培养条件下也可诱导形成胚状体成胚状体(也称为体细胞胚也称为体细胞胚)。如果模拟植物种子。如果模拟植物种子的基本结构，在胚状体外包裹人工胚乳和人工种的基本结构，在胚状体外包裹人工胚乳和人工种皮，就可制成皮，就可制成“人工种子人工种子”。5人工种子有许多优点，如不受人工种子有许多优点，如不受_因素的制因素的制约、繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗、约、繁殖速度快，可在短