《植物细胞工程的基本技术》课件

一植物细胞工程的基本技术第2章内容索引0102课前篇自主预习课堂篇探究学习素养目标课前篇自主预习一、植物组织培养技术1.细胞工程:应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。2.细胞的全能性: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,即细胞具有全能性。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,这是因为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。

由细胞发育成完整个体

3.植物组织培养技术

4.菊花的组织培养(1)实验原理①植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官,该过程称为再分化。②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,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上,就可以诱导其再分化成胚状体,长出芽和根,进而发育成完整的植株。

(2)(3)注意事项①实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌。②制备菊花的外植体时首先要消毒,其次要选取幼嫩的茎段,因为该部分细胞易于诱导形成愈伤组织。③接种时注意外植体的方向,不要倒插。④诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照。自我检测1.植物组织培养是将离体的植物器官、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,判断下列有关植物组织培养的表述是否正确。(1)高度分化的细胞只有发育成一个完整的生物个体,才能体现出细胞的全能性。(

×

)(2)植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出全能性。(

×

)(3)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。(

×

)(4)诱导愈伤组织期间需要给予光照。(

×

)2.下图为植物组织培养过程,有关说法正确的是(

)A.②试管中的愈伤组织细胞全能性最高B.④试管中培育出的个体都是纯合子C.①→②的过程需要光照D.①→④过程培养基保持不变答案

A解析

①试管中的外植体经脱分化形成②试管中的愈伤组织,愈伤组织是未分化的细胞,在本实验中全能性最高;植物组织培养属于无性生殖,不改变基因型,所以产生的个体基因型与母本是相同的,可能是纯合子也可能是杂合子;脱分化形成愈伤组织的过程中一般不需要光照;植物组织培养的不同阶段需要的条件不同,培养基中所含有的物质比例也不同,如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,它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。3.植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等,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。关于菊花组织培养的操作,下列叙述错误的是(

)A.组织培养选择植物幼嫩的部分作外植体,更易诱导脱分化B.接种时用镊子夹取菊花的外植体,全部插入诱导愈伤组织的培养基中C.将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养,长出芽后再诱导生根D.将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土答案

B解析

植物幼嫩部分全能性高,细胞分裂能力强,更容易经过脱分化形成愈伤组织,A项正确;接种时用镊子夹取菊花的外植体,将其部分插入诱导愈伤组织的培养基中,而不是全部插入,B项错误;植株组织培养时,将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培养,长出芽后再转移至生根培养基中诱导生根,C项正确;进行移栽时,将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,D项正确。二、植物体细胞杂交技术1.概念将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2.过程

(1)去壁:用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,获得原生质体。(2)诱导原生质体融合的方法①物理法:包括电融合法、离心法等。②化学法:包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。3.意义

有性生殖只能在同种生物间进行在打破生殖隔离,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。自我检测1.植物体细胞杂交是将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术,判断下列有关植物体细胞杂交的表述是否正确。(1)

植物体细胞杂交过程中,要先去除细胞壁的原因是细胞壁阻碍了原生质体的融合。(

√

)(2)植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。(

×

)(3)植物体细胞杂交过程中,细胞融合成功的标志是产生新的细胞壁。(

√

)(4)植物体细胞杂交过程中,原生质体融合的结构基础是细胞膜的流动性。(

√

)2.下图所示是利用植物体细胞杂交技术培育新植株的过程,植物细胞A和B分别来源于二倍体植物甲和乙。下列有关分析正确的是(

)A.过程①需要将植物细胞A和B置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中B.过程②用聚乙二醇等诱导原生质体a、b融合,主要依据的原理是细胞膜具有选择透过性C.将杂种细胞C培育成新植物体过程中需要根据生长发育进程更换培养基D.最终得到的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异,不可育答案

C解析

过程①为去除细胞壁,若将植物细胞A和B置于含有纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中,去除细胞壁后得到的原生质体易吸水涨破,A项错误;过程②用聚乙二醇等诱导原生质体a、b融合,依据的原理是细胞膜的流动性,B项错误;将杂种细胞C培育成新植物体过程中,不同的发育阶段需要用不同的培养基,C项正确;最终得到的植株相对于甲、乙来说,染色体数目有差异,但由于甲、乙都是二倍体植物,所以理论上得到的杂种植株是可育的,D项错误。课堂篇探究学习探究点一细胞的全能性[情境创设]

美国科学家斯图尔德曾经应用植物组织培养技术,将二倍体胡萝卜韧皮部的一些细胞进行离体培养,最终发育成完整的新植株(如图)。1.这一科学实验证明了植物细胞具有

。

提示

全能性2.上述胡萝卜的部分韧皮部细胞能发育成完整新植株的原因是

。

提示

细胞中含有本物种全套的遗传信息3.完成下表。植物细胞表现全能性的条件提示

离体的植物细胞、组织、器官营养物质植物激素无菌操作4.利用胡萝卜的花药能培养成完整的植株吗?

。

提示

能材

料

培养基种类齐全、比例适当的

及一定比例的

外界条件a.

;b.光照的控制;c.酸碱度等

[归纳提升]细胞的全能性(1)具有全能性的原因: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信息。(2)现实体现:在生物的生长发育过程中,生物体内的细胞并不会表现出全能性,而是分化成各种组织和器官。这是因为在特定的时间和空间条件下,细胞内的基因会选择性地表达。(3)不同细胞全能性的大小①体细胞全能性:分化程度低的>分化程度高的,细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的。②不同细胞的全能性:受精卵>胚胎干细胞>生殖细胞>体细胞。③不同生物的细胞全能性:植物细胞>动物细胞。(4)全能性与细胞分化的关系:随着细胞分化程度的不断提高,细胞的全能性逐渐降低。特别提醒

(1)细胞表达全能性的标志是发育成完整个体或分化成其他各种细胞。(2)细胞具有全能性是因为细胞中具有发育成完整个体所必需的“全套基因”而不是“全部基因”,配子中有全套基因,因此仍然具有全能性。[探究应用]1.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是(

)A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因B.高度分化的植物细胞只要处于离体状态就能表现出全能性C.玉米种子萌发长成新植株不能说明体现了体细胞的全能性D.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答案

C解析

植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因,A项错误;细胞表现出全能性的条件包括离体、适宜的营养条件、适宜的环境条件等,B项错误;植物的种子发育成完整植株属于胚的发育,不能体现植物细胞的全能性,植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础,C项正确;同一植物体内所有的体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的,都具有相同的基因,D项错误。易错提醒

在生物的生长发育过程中,并不是所有的细胞都能表现出全能性,这是因为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.(多选)以下可以说明细胞具有全能性的实验是(

)A.玉米花粉粒培育出植株B.转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育出植株C.烧伤病人的健康细胞培养出皮肤D.胡萝卜的形成层组织培育成胡萝卜幼苗答案

ABD解析

细胞的全能性是指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。玉米花粉粒培育出植株、向日葵细胞培育出植株、胡萝卜的形成层组织培育成胡萝卜幼苗都是细胞具有全能性的体现,只有C项不能体现细胞的全能性。3.下列有关细胞全能性的叙述,错误的是(

)A.受精卵在自然条件下能发育形成完整个体,因此全能性最高B.生物体内的体细胞由于细胞分化,全能性不能表达C.卵细胞与受精卵一样,细胞未分化,全能性最高D.植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性答案

C解析

受精卵是个体发育的起点,在自然条件下,通过细胞的分裂、分化形成完整的个体,所以受精卵的全能性最高;生物体内的体细胞由于细胞分化,细胞中的基因选择性地表达,因此全能性不能表达;卵细胞属于分化程度较高的细胞,与受精卵相比,全能性较低;分化的植物细胞尽管具有全能性,但如果要表现出全能性,植物细胞必须在一定条件下进行离体培养。探究点二植物组织培养技术[流程分析]下图为植物组织培养过程,请据图回答问题。

1.①→②过程为

,对光的要求是

;②→③过程为

,对光的要求是

。

提示

脱分化避光再分化需光2.①→②与②→③的培养基不同,最大差异是

和

的比值不同。

提示

生长素细胞分裂素3.①→④过程在生殖方式上属于

生殖。

提示

无性[归纳提升]1.植物组织培养相关概念辨析(1)外植体:离体培养的植物器官、组织或细胞。(2)胚状体:植物细胞离体培养,经过脱分化和再分化,发育成胚状体。胚状体经过生长发育成完整植株。(3)愈伤组织:一团没有特定结构和功能,排列疏松而无规则,高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。(4)脱分化和再分化的比较

比较内容脱分化再分化过程外植体→愈伤组织愈伤组织→幼苗需要条件①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比例适中④不需光①离体②适宜的营养③生长素与细胞分裂素的比值高(低)诱导生根(生芽)④需光照2.植物组织培养的条件(1)离体、无菌。(2)环境条件适宜:如营养物质(水、无机盐、蔗糖、维生素等)、植物激素(生长素和细胞分裂素)、适宜的温度和光照。3.植物组织培养的过程4.菊花组织培养实验的注意事项(1)条件控制:植物组织培养过程中光照条件的控制非常重要,包括光照强度、光照时间和波长等。在形成愈伤组织的脱分化阶段往往需要暗培养,而在再分化的过程中一定要有光照。脱分化阶段的暗培养有利于细胞产生愈伤组织,因为在光照条件下细胞容易分化产生维管组织,不利于产生大量的愈伤组织。再分化阶段要有光照,这样有利于诱导形成叶绿素。(2)取材:含形成层(分生组织)的部位易于诱导形成愈伤组织。尽管植物体其他已分化的部位也可以用于组织培养,但诱导愈伤组织的形成比较困难。(3)消毒和灭菌:培养基中含有丰富的营养物质,不仅有利于培养物的生长,也有利于各种杂菌的生长。一旦被污染,迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养,而且会产生大量对培养物有害的物质,导致培养物死亡。(4)植物激素的作用生长素与细胞分裂素的比值作用效果高有利于根的分化,抑制芽的形成低有利于芽的分化,抑制根的形成适中促进愈伤组织形成[探究应用]1.下图为将胡萝卜的离体组织在一定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是(

)A.利用此过程获得的试管苗可能为杂合子B.①②过程中都会发生细胞的增殖和分化C.多倍体植株的培育必须经过如图所示过程D.此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流动性v答案

A解析

题图为植物组织培养过程,利用此过程获得的试管苗的基因型与离体组织所属个体的基因型相同,可能为杂合子,也可能为纯合子,A项正确;①是脱分化过程,没有发生细胞分化,B项错误;多倍体植株的培育一般不需要采用植物组织培养技术,而是采用秋水仙素或低温诱导来处理萌发的种子或幼苗,C项错误;此过程依据的原理是植物细胞的全能性,D项错误。2.(山东枣庄高二期中)如下表示植物组织培养的过程,相关叙述错误的是(

)A.外植体若是月季的花药,则经培养后获得的植株为单倍体B.过程①一般不需要光照,后续培养中每日需给予适当光照C.外植体若是菊花的根尖组织,培养成的新植株叶片为无色D.过程②和③接种的培养基中植物激素的比例的不同会影响细胞发育方向答案

C解析

由配子直接发育形成的个体为单倍体,月季的花药经培养后获得的植株为单倍体,A项正确;外植体脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要光照,愈伤组织再分化可形成胚芽,故后续培养中每日需给予适当光照,以促进胚芽的光合作用,B项正确;外植体若是菊花的根尖组织,其细胞中虽然没有叶绿体,但其培养成的新植株叶片中有叶绿体,因此培养成的新植株叶片为绿色,C项错误;在组织培养过程中,使用激素的顺序和比例都影响细胞的发育,细胞分裂素与生长素的比值低时有利于根的分化,该比值高时,有利于芽的分化,故图中②③两个过程培养基中的植物激素的种类和比例不同,D项正确。探究点三植物体细胞杂交技术[流程分析]以下为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是AA和BB。请据图分析回答问题。1.①过程的目的是

,所用的酶为

。

提示

去除细胞壁纤维素酶和果胶酶2.将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养,再经过②和③,c的细胞类型有

(不考虑三个或三个以上的细胞融合,用染色体组成表示)。

提示

AA、BB、AAAA、BBBB、AABB3.在采用化学法进行②过程时,一般是用

作为诱导剂。

提示

聚乙二醇(PEG)4.植物体细胞杂交与自然状况下的杂交相比,前者的重要意义是

。

提示

克服了远缘杂交不亲和的障碍[归纳提升]1.植物体细胞杂交的过程步

骤图

解方

法原生质体的获得

酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁,得到原生质体杂种细胞的形成通过一定的技术手段(电激、聚乙二醇诱导等)进行人工诱导,实现原生质体的融合杂种植株的产生对杂种细胞,用植物组织培养的方法进行培育2.植物组织培养和植物体细胞杂交的比较

项目植物组织培养植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性过程

3.植物体细胞杂交过程中的注意事项(1)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于植物细胞质浓度,不仅为原生质体提供营养,而且还能维持一定的渗透压,使原生质体保持正常的形态。(2)体细胞融合后培养基中主要有5种细胞类型(A、B、AA、BB、AB),其中融合细胞类型有3种(AA、BB、AB),而真正符合要求的是AB,因此要对融合细胞进行筛选。(3)从生殖类型上看,植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合,属于无性生殖,变异类型是染色体数目的变异,形成的是异源多倍体,由于含有两个亲本的遗传物质,因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。(4)植物体细胞杂交后代的遗传变化

体细胞杂交P1:2n(Aabb)与P2:2m(ccDd)生殖类型无性生殖、育种过程中不遵循孟德尔定律变异类型染色体数目变异染色体数两亲本染色体数之和,即2n+2m染色体组数两亲本染色体组数之和,即2+2基因组成两亲本基因型之和,即AabbccDd[探究应用]1.下面是“白菜—甘蓝”杂种植株培育过程示意图。下列叙述中正确的是(

)A.如将纯种的白菜和甘蓝的卵细胞分别制成原生质体,按相同的方法操作也可得到与图示基因型相同的杂种植株B.可以通过观察在0.3g/mL蔗糖溶液中是否发生质壁分离来判断白菜原生质体的活性C.该培养过程中可能发生细胞分化、染色体变异或基因突变,一般不会发生基因重组D.植物组织培养时利用的培养基和无土栽培时利用的营养液成分完全相同答案

C解析

卵细胞是经减数分裂形成的,遗传物质减半,用卵细胞杂交得到的植株的细胞的遗传物质是体细胞杂交的一半,A项错误;原生质体没有细胞壁,不会发生质壁分离,B项错误;植物组织培养过程中细胞进行有丝分裂,只能发生细胞分化、染色体变异或基因突变,不会发生基因重组,C项正确;植物组织培养时细胞要离体,最初一段时间不能进行光合作用,因此植物组织培养利用的培养基中需要添加有机物,还需要添加琼脂作为凝固剂,D项错误。2.(山东青岛高二期中)白菜和甘蓝均为二倍体生物,科学家利用植物体细胞杂交的方法获得了白菜—甘蓝。它具有生长周期短,耐热性强和易储存等优点。下列叙述错误的是(

)A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性B.白菜—甘蓝的培育用到了植物原生质体融合和植物组织培养技术C.杂种细胞含有两个细胞的遗传物质,所以体细胞杂交属于有性生殖D.利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程中不发生同源染色体联会现象答案

C解析

植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,体现了酶的专一性,A项正确;白菜—甘蓝的产生过程是先将两种植物的原生质体融合,形成杂种细胞,再通过植物组织培养形成杂种植株,B项正确;植物体细胞杂交过程中没有经过减数分裂和受精作用,属于无性生殖,C项错误;利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程中,细胞只进行有丝分裂,不进行减数分裂,不会发生同源染色体联会现象,D项正确。3.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。下列叙述错误的是(

)A.获得该杂种植株时不用考虑两种高等植物间的生殖隔离问题B.可利用聚乙二醇、灭活的病毒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不都为62条答案

B解析

植物体细胞杂交获得杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍,获得该杂种植株时不用考虑两种高等植物间的生殖隔离问题,A项正确;诱导植物原生质体融合时,可以采用物理方法包括电融合法、离心法等,化学方法包括聚乙二醇(PEG)融合法,不能用灭活的病毒诱导原生质体融合,B项错误;杂种原生质体含有红色液泡和叶绿体,所以可利用显微镜观察,筛选得到融合后的杂种原生质体,C项正确;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项正确。123456789101112131415A级必备知识基础练1.下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是(

)A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因B.植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交的理论基础C.高度分化的植物体细胞只有在离体状态下才有可能表现出全能性D.植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性A解析

植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因,A项错误;植物体细胞杂交的结果是培养出杂种植株,因此植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础,B项正确;植物体细胞表现出全能性的前提条件是植物的器官、组织或细胞为离体状态,C项正确;植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,D项正确。1234567891011121314152.愈伤组织进行分化并产生出植物的各种组织和器官,进而发育成完整的植株,通常需要适合的(

)①光照②温度③营养物质④激素A.①④

B.①②③

C.②③④ D.①②③④D解析

再分化形成植株的过程中应给予适宜的光照,原因是叶绿素的合成需要光照,另外试管苗需要光进行光合作用制造有机物提供营养物质,①符合题意;温度影响酶的活性,进而影响植物组织培养过程,②符合题意;愈伤组织的代谢类型是异养需氧型,需要提供营养物质,③符合题意;生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,在再分化过程中,生长素比例高,促进根的分化,细胞分裂素比例高,促进芽的分化,④符合题意。1234567891011121314153.[河北石家庄高二期末]下图表示矮牵牛的植物组织培养过程,下列相关叙述正确的是(

)A.矮牵牛是自养生物,培养基中不需要添加有机碳源B.①②③过程均可发生基因突变和基因重组C.植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础D.用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型相同C123456789101112131415解析

矮牵牛组织培养的培养基中需要添加有机碳源作为营养物质,A项错误;①②③过程中细胞均通过有丝分裂增殖,不会发生基因重组,B项错误;植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性,C项正确;体细胞的基因型相同,通过减数分裂形成花粉粒,可以导致同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的非等位基因自由组合等,使得花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同,因此用花粉和叶片做外植体获得的植株基因型不同,D项错误。1234567891011121314154.某兴趣小组研究了培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值对烟草愈伤组织分化的影响,得到如下表所示结果。组别

分化状况甲20.02分化形成根乙20.2不分化丙20.5分化形成芽下列叙述不正确的是(

)A.愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化B.乙组培养基中的烟草愈伤组织细胞丧失了细胞全能性C.两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织细胞出现稳定性差异D.生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根B123456789101112131415解析

愈伤组织是植物细胞脱分化后形成的,能够继续进行有丝分裂,所以愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化,A项正确;乙组培养基中的烟草愈伤组织虽然不分化,但没有丧失细胞全能性,条件适合的情况下仍然可以发育为一个完整的新个体,B项错误;据表分析,两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织出现不同的分化方向,即细胞出现稳定性差异,C项正确;从题表数据可知,生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,D项正确。1234567891011121314155.“不是花中偏爱菊,此花开尽更无花”,菊花因高洁的品质备受人们喜爱。为实现菊花的快速繁殖,研究人员利用其外植体培养出大量幼苗,下列属于该培养过程必需条件的是(

)A.外植体细胞具有完整的细胞核B.外植体需经过彻底灭菌处理C.外植体需用酶分散成单个细胞D.外植体细胞处于未分化状态A123456789101112131415解析

细胞核是遗传和代谢的控制中心,是遗传信息库,含有该种植物完整的遗传信息,故将菊花外植体培养成幼苗过程中,外植体细胞必须具有完整的细胞核,A项正确;植物组织培养过程中,为防止杂菌污染,外植体需消毒处理,B项错误;植物组织培养过程中外植体不需要用酶分散成单个细胞,C项错误;植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其具体过程为外植体脱分化形成愈伤组织,再分化长出芽和根或形成胚状体,进而形成新植体,故外植体细胞不需要处于未分化状态,D项错误。1234567891011121314156.为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行植物体细胞杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(

)A.野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到四倍体植株B.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律C.①过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在等渗溶液中进行D.与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃C123456789101112131415解析

野生夏菊是二倍体植株,栽培秋菊是六倍体植株,两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株,A项错误;d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,B项错误;①过程表示通过酶解法去除细胞壁,为了防止原生质体变形,该过程需要在等渗溶液中进行,C项正确;②过程表示融合后的原生质体再生出细胞壁,形成杂种细胞c,该过程中较活跃的细胞器有高尔基体、线粒体等,D项错误。1234567891011121314157.花椰菜(2n=18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑,紫罗兰(2n=14)具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如下图所示。下列有关叙述错误的是(

)A.图中培育杂种植株所用的技术体现了植物细胞全能性和细胞膜流动性原理B.过程③的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化C.过程①只能使用纤维素酶D.利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种打破了种间的生殖隔离C123456789101112131415解析

植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株,体现了植物细胞全能性;两个物种细胞的融合体现了细胞膜的流动性,A项正确。过程③是由杂交细胞诱导形成愈伤组织的过程,表示脱分化,该过程中需要加入植物激素如生长素和细胞分裂素来诱导,B项正确。过程①是去除植物细胞壁的过程,由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,故需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,C项错误。花椰菜和紫罗兰属于不同的物种,二者之间存在生殖隔离,利用植物体细胞杂交技术培育出的具有抗病性状的花椰菜新品种打破了种间的生殖隔离,D项正确。1234567891011121314158.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细胞D.愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株A解析

愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的,A项错误;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项正确;愈伤组织为具有分生能力的薄壁细胞,C项正确;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项正确。1234567891011121314159.人参是名贵的中药材。研究人员利用植物组织培养技术,实现了人参的快速繁殖,流程如下图所示。下列叙述正确的是(

)A.①过程需对外植体进行消毒以抑制细胞变异B.②过程不会发生基因的选择性表达C.③④过程所用的培养基的植物激素比例相同D.⑤过程中存在细胞的分裂、生长、分化和凋亡D123456789101112131415解析

①是接种外植体的过程,该过程需要消毒以实现无菌操作,A项错误;②是脱分化过程,脱分化过程中也有基因的选择性表达,B项错误;③和④分别是诱导生芽和诱导生根的过程,两个过程所用植物激素的比例不同,C项错误;⑤是植物形成新的植株的过程,该过程中存在细胞的分裂、生长、分化和凋亡,D项正确。12345678910111213141510.植物组织培养技术应用广泛,请结合下图中番茄植株的培育过程,回答相关问题。

(1)过程①中通常使用

酶和______

酶来获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体

。

(2)植物组织培养需经历脱分化形成愈伤组织,该过程中需要添加必要的营养物质和激素,在恒温培养箱中

培养,之后才能通过

过程发育出芽、根。

纤维素果胶渗透吸水涨破避光条件下再分化123456789101112131415(3)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加

(物质)进行处理。

(4)植物组织培养技术是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生

、丛芽,最终形成完整的植株。

聚乙二醇愈伤组织123456789101112131415解析

(1)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,通常使用纤维素酶和果胶酶来分解细胞壁,获取植物细胞原生质体,此处使用的外界溶液浓度不宜过小,以防止细胞原生质体渗透吸水涨破。(2)植物组织培养需经历脱分化形成愈伤组织,该过程中需要添加必要的营养物质和激素,在恒温培养箱中避光条件下培养,之后才能通过再分化过程发育出芽、根。(3)多倍体番茄植株所结果实中维生素含量更高,若想培育多倍体番茄,可选择在图中的过程③中添加聚乙二醇进行处理,以促进细胞融合。(4)植物组织培养技术是在无菌和人工控制条件下,将离体的植物器官、组织、细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整的植株。123456789101112131415B级能力素养提升练11.[浙江杭州四校高二联考]某杂种植株的获取过程如下图所示,下列有关分析正确的是(

)123456789101112131415A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用B.图示①过程采用酶解法获取原生质体时,可用聚乙二醇调节渗透压C.图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率D.经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组织培养,即可获得目标杂种植株答案

C123456789101112131415解析

叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,A项错误;聚乙二醇是诱导细胞融合的物质,不是调节渗透压的物质,通常加入甘露醇来调节渗透压,B项错误;为了提高酶解效率,图示②过程可通过抽真空处理,利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙,通过处理后,酶解效率会提高,C项正确;经植物组织培养获得的杂种幼苗,一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践,D项错误。12345678910111213141512.[2022浙江6月选考]下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是(

)A.用自然生长的茎段进行组织培养需要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D123456789101112131415解析

自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用体积分数为70%酒精消毒30

s,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液消毒处理30

min,最后再用无菌水清洗2~3次,A项错误;培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B项错误;组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C项错误;不带叶片的菊花幼茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根这种器官发生的途径形成完整的菊花植株,D项正确。12345678910111213141513.[多选]某实验小组为了探究四倍体马铃薯原生质体的培养条件和再生能力,进行了原生质体的获取和培养实验,实验过程如下图所示。下列相关叙述正确的是(

)A.过程①要在清水中用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞B.过程②培育愈伤组织时需提供无菌环境和适宜温度等条件C.过程②不需要光照处理,过程③则需要光照处理D.过程③与④培养基中细胞分裂素与生长素用量的比例不同BCD123456789101112131415解析

过程①为获取原生质体,通常在等渗溶液中用纤维素酶、果胶酶处理植物细胞,A项错误;过程②为脱分化,需要无菌环境和适宜温度,B项正确;过程②为脱分化,需要避光,过程③为再分化,需要光照,C项正确;过程③为再分化,过程④为植物个体发育的过程,需要分别使用不同比例的生长素和细胞分裂素,D项正确。12345678910111213141514