2025屆高考生物一輪復(fù)習(xí)新考案-大單元11生物技術(shù)與工程第55講植物細(xì)胞工程(人教版2019)

第55講植物細(xì)胞工程【課標(biāo)內(nèi)容】1．闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物器官、組織和細(xì)胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導(dǎo)形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程；2．概述植物體細(xì)胞雜交是將不同植物體細(xì)胞在一定條件下融合成雜合細(xì)胞，繼而培育成新植物體的技術(shù)；3．舉例說明植物細(xì)胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率?？键c1植物組織培養(yǎng)考點落實eq\b\lc\\rc\(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞,工程))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(原理和方法\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(細(xì)胞生物學(xué),分子生物學(xué),發(fā)育生物學(xué))),操作水平：細(xì)胞器、__細(xì)胞__或組織水平,目的：改變細(xì)胞內(nèi)的__遺傳物質(zhì)__或,獲得__細(xì)胞產(chǎn)品__,分類\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(植物細(xì)胞工程,動物細(xì)胞工程))))知識1植物組織培養(yǎng)基本技術(shù)1．概念：植物組織培養(yǎng)是指將離體的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在__(人工配制的)培養(yǎng)基__上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其形成完整植株的技術(shù)。2．原理：__植物細(xì)胞的全能性__。eq\a\vs4\al(全能性表達(dá)的條件)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(①具有完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu),②__離體__狀態(tài)（脫離母體）,③一定的營養(yǎng)、__植物激素__（如生長素和,細(xì)胞分裂素）等,④環(huán)境條件：無菌、適宜的__溫度__、光照))解疑釋惑植物細(xì)胞在未脫離母體狀態(tài)下不體現(xiàn)全能性，如芽原基的細(xì)胞只能發(fā)育為芽，葉原基的細(xì)胞只能發(fā)育為葉。這是因為在特定的時間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會__選擇性表達(dá)__。3．流程解疑釋惑三個重要概念4．植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基(MS培養(yǎng)基)(1)主要成分成分作用無機營養(yǎng)提供植物細(xì)胞生活所必需的__無機鹽__和水有機營養(yǎng)__蔗糖__提供碳源和能量，調(diào)節(jié)滲透壓；氨基酸和維生素滿足離體植物細(xì)胞的特殊營養(yǎng)需求激素__生長素和細(xì)胞分裂素__是啟動細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素瓊脂凝固劑(2)類型①誘導(dǎo)__愈傷組織__的培養(yǎng)基：生長素與細(xì)胞分裂素濃度相當(dāng)。②誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基：生長素濃度/細(xì)胞分裂素濃度的比值__低__。③誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基：生長素濃度/細(xì)胞分裂素濃度的比值__高_(dá)_。解疑釋惑植物組織培養(yǎng)中的無菌操作(1)無菌操作的理由：避免雜菌在培養(yǎng)基上迅速生長消耗營養(yǎng)，同時防止有些雜菌危害培養(yǎng)物的生長。(2)無菌操作要求：①培養(yǎng)基滅菌(高壓蒸汽滅菌)；②外植體要進(jìn)行__消毒__處理(酒精、次氯酸鈉、__無菌水__沖洗)；③接種的無菌操作(各種器械要徹底__滅菌__、無菌濾紙、酒精燈火焰旁、封口膜或瓶蓋封住瓶口)；④無菌箱中培養(yǎng)；⑤移栽到消過毒的環(huán)境中__生存一段時間__(“煉苗”)。知識2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1．植物繁殖的新途徑：快速(微型)繁殖、__作物脫毒__。優(yōu)點：能__保持優(yōu)良品種的遺傳特性__；可以快速大量地培育新個體，有利于進(jìn)行工廠化培養(yǎng)；選材少，周期短，便于自動化管理。2．作物新品種的培育：__單倍體育種__(如花藥/花粉離體培養(yǎng))、__突變體的利用__(用射線、化學(xué)物質(zhì)等處理培養(yǎng)的細(xì)胞后篩選)。3．細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：獲取植物__次生代謝物__，如紫杉醇、人參皂苷的生產(chǎn)。一般只需培養(yǎng)到__愈傷組織__階段，從細(xì)胞培養(yǎng)液中獲取產(chǎn)物。具有不占用耕地，幾乎不受__天氣、季節(jié)__等的限制等優(yōu)點。解疑釋惑(1)幼嫩的組織脫分化較為容易，如莖尖、根尖、形成層細(xì)胞，而植物的莖、葉和成熟的組織則較難。另外，幼嫩的芽尖、莖尖__幾乎不含病毒或病毒很少__，作為植物組織培養(yǎng)材料容易實現(xiàn)作物脫毒。(2)突變體的利用中，培養(yǎng)的愈傷組織處于不斷增殖狀態(tài)，易發(fā)生__基因突變__，從而得到突變體。(3)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)利用了__細(xì)胞增殖__的原理。(4)細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)中，用液體培養(yǎng)基培養(yǎng)愈傷組織的細(xì)胞，培養(yǎng)過程中可加以攪拌，一是增加培養(yǎng)液中的__溶解氧__；二是有利于細(xì)胞與培養(yǎng)液__充分接觸__。概念思辨判斷下列說法的正誤：(1)高度分化的成熟葉肉細(xì)胞不具備發(fā)育成完整植株的潛能。(×)提示：高度分化的植物細(xì)胞含有該生物全套的遺傳信息，具有發(fā)育的全能性。(2)植物組織培養(yǎng)的目的都是獲得完整的植株。(×)提示：植物組織培養(yǎng)的目的不一定是獲得完整的植株，也可能是獲得細(xì)胞代謝物。(3)正常情況下，同一植物的不同體細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的植株基因不同。(×)提示：正常情況下，同一植物的不同體細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)產(chǎn)生的植株基因相同。(4)盡管愈傷組織可以進(jìn)行光合作用，但其培養(yǎng)基中仍需要糖類、氨基酸等有機營養(yǎng)。(×)提示：愈傷組織細(xì)胞中不含葉綠體，不能進(jìn)行光合作用。(5)某些植物激素和維生素不能連同其他培養(yǎng)基成分一起進(jìn)行高壓蒸汽滅菌。(√)提示：某些植物激素、維生素等遇熱時容易分解，需要進(jìn)行過濾除菌，待培養(yǎng)基降低到適宜溫度后(凝固前)再加入這些成分并混勻。典題說法考向1植物組織培養(yǎng)的過程(2021·江蘇卷)植物組織培養(yǎng)技術(shù)常用于商業(yè)化生產(chǎn)過程，其過程一般為：無菌培養(yǎng)物建立→培養(yǎng)物增殖→生根培養(yǎng)→試管苗移栽及鑒定。下列相關(guān)敘述錯誤的是(D)A．為獲得無菌培養(yǎng)物，外植體要消毒處理后才可以接種培養(yǎng)B．組織培養(yǎng)過程中也可無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結(jié)構(gòu)C．提高培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比值，有利于誘導(dǎo)生根D．用同一植株體細(xì)胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗不會出現(xiàn)變異解析：植物組織培養(yǎng)過程中應(yīng)注意無菌操作，為獲得無菌培養(yǎng)物，外植體要經(jīng)過表面消毒處理后，才能進(jìn)行培養(yǎng)，所用的培養(yǎng)基必須徹底滅菌，A正確；組織培養(yǎng)花粉時無明顯愈傷組織形成，直接形成胚狀體等結(jié)構(gòu)，B正確；生長素和細(xì)胞分裂素的比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培養(yǎng)基中生長素和細(xì)胞分裂素的比值，有利于誘導(dǎo)生根，C正確；用同一植株體細(xì)胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗會出現(xiàn)變異，如在愈傷組織的培養(yǎng)過程中可能發(fā)生基因突變等變異，D錯誤。(多選)(2023·南京、鹽城一模)草莓是無性繁殖的作物，它感染的病毒很容易傳播給后代。病毒在草莓體內(nèi)逐年積累，會導(dǎo)致產(chǎn)量降低、品質(zhì)變差。下圖是育種工作者選育高品質(zhì)草莓的流程圖。下列有關(guān)敘述錯誤的是(BD)注：SMYELV－CP是草莓輕型黃邊病毒的外殼蛋白基因。A．方法一中，甲常選用莖尖，原因是其幾乎未感染病毒B．通常采用體積分?jǐn)?shù)為95%的酒精和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的次氯酸鈉溶液對甲進(jìn)行消毒處理C．A、C兩個過程屬于植物組織培養(yǎng)，都經(jīng)過脫分化和再分化D．判斷兩種選育方法的效果都需要通過病毒接種實驗解析：方法一中，選擇甲作為組織培養(yǎng)材料的原因是該部位(莖尖)細(xì)胞的含病毒量少，甚至不帶病毒，誘導(dǎo)更容易獲得脫毒苗，A正確。對外植體的消毒通常采用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和5%的次氯酸鈉溶液，消毒后需用無菌水進(jìn)行沖洗，B錯誤。A、C兩個過程屬于植物組織培養(yǎng)，都需要經(jīng)過脫分化形成愈傷組織和再分化形成根、芽，最終發(fā)育成植株，C正確。圖中方法一獲得的無病毒苗應(yīng)根據(jù)植株性狀檢測，不需要接種病毒；方法二獲得的抗病毒草莓需要通過接種病毒檢測，D錯誤。考向2植物細(xì)胞工程的應(yīng)用(2023·南通三調(diào))植物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用，相關(guān)敘述錯誤的是(D)A．切取一定大小的草莓植株莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，可獲得脫毒苗B．用射線處理植物組織培養(yǎng)過程中不斷增殖的煙草細(xì)胞培育抗鹽堿的煙草C．在離體條件下對紫草細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖可以獲得紫草寧D．玉米花藥離體培養(yǎng)獲得的單倍體植株都能穩(wěn)定遺傳解析：因為分生組織的病毒極少，甚至沒有病毒，所以將草莓植株莖尖進(jìn)行離體培養(yǎng)能獲得脫毒植株，A正確；由于基因突變是不定向的，所以用射線處理植物組織培養(yǎng)過程中不斷增殖的煙草細(xì)胞，即進(jìn)行誘變育種，可篩選得到抗鹽堿的煙草新品種，B正確；離體的條件下對紫草細(xì)胞進(jìn)行植物細(xì)胞培養(yǎng)，可大量生產(chǎn)紫草寧，C正確；玉米花藥細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化過程形成單倍體幼苗，經(jīng)過秋水仙素處理后才能得到能夠穩(wěn)定遺傳的純合植株，D錯誤。(2023·鹽城二模)束頂病毒能夠引起香蕉的嚴(yán)重病害，科研人員用感病植株的莖尖作為外植體進(jìn)行培養(yǎng)獲得脫毒苗，實驗結(jié)果如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(C)A．感病植株的莖尖需經(jīng)滅菌處理后才能用于脫毒苗的培育B．培養(yǎng)過程中培養(yǎng)基常添加生長激素、細(xì)胞分裂素等激素C．超低溫保存感病植株莖尖可提高其脫毒率，降低成活率D．莖尖脫分化形成的愈傷組織是一團呈正方形的薄壁細(xì)胞解析：滅菌會將植株的莖尖殺死，所以需要對感病植株的莖尖進(jìn)行消毒處理，A錯誤；培養(yǎng)過程中加入生長素和細(xì)胞分裂素，B錯誤；從圖中可以看出，經(jīng)過超低溫處理后，感病植株的脫毒率增加，但成活率由93.75%下降至55%，C正確；愈傷組織是無定形狀態(tài)，D錯誤?？键c2植物體細(xì)胞雜交技術(shù)考點落實1．原理：細(xì)胞膜的__流動性__、植物細(xì)胞的__全能性__。2．流程示意圖及分析步驟操作或說明植物細(xì)胞融合①去壁__纖維素酶和果膠酶__等分解細(xì)胞壁②原生質(zhì)體__融合__(關(guān)鍵環(huán)節(jié))物理法：電融合法、離心法等；化學(xué)法：__聚乙二醇(PEG)__融合法、高Ca2+—高pH融合法③再生出細(xì)胞壁高爾基體、線粒體活躍__植物組織培養(yǎng)__經(jīng)④脫分化、⑤再分化后獲得雜種植物3．意義：植物體細(xì)胞雜交技術(shù)在打破生殖隔離、實現(xiàn)__遠(yuǎn)緣雜交育種__、培育新品種等方面展示出獨特的優(yōu)勢。解疑釋惑(1)植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果不是形成雜種細(xì)胞，而是要經(jīng)過組織培養(yǎng)形成__雜種植株__。(2)植物細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是__再生出新的細(xì)胞壁__，植物體細(xì)胞雜交成功的標(biāo)志是__形成雜種植株__。(3)植物體細(xì)胞雜交過程中沒有有性生殖細(xì)胞的結(jié)合，因此應(yīng)為__無性__生殖。(4)獲得雜種植株的變異類型屬于__染色體變異__。與多倍體育種一樣，都是通過改變細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目來改變遺傳物質(zhì)，從而改變生物的性狀。但不同的是，雜種植株的染色體數(shù)通常是兩個不同種親本細(xì)胞染色體數(shù)目之和，屬于異源多倍體。概念思辨判斷下列說法的正誤：(1)制備植物的原生質(zhì)體需要使用胰蛋白酶或者膠原蛋白酶來處理兩種細(xì)胞。(×)提示：由于植物細(xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠組成，因此制備植物原生質(zhì)體需要用纖維素酶和果膠酶除去細(xì)胞壁。(2)在誘導(dǎo)愈傷組織形成的培養(yǎng)基中需加入植物激素來誘導(dǎo)脫分化和再分化。(×)提示：形成愈傷組織屬于脫分化，沒有再分化。(3)雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁后經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得雜種植物。(√)(4)原生質(zhì)體融合依賴生物膜的流動性，獲得的融合原生質(zhì)體需放在無菌水中以防雜菌污染。(×)提示：細(xì)胞融合依賴于生物膜的流動性，但獲得的原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁，不能放在無菌水中，以防原生質(zhì)體吸水漲破。(5)雜種細(xì)胞可以培育成雜種植株，說明雜種細(xì)胞具有全能性。(√)典題說法考向1植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(2023·江蘇卷)研究者通過體細(xì)胞雜交技術(shù)，探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種紫菜。下列相關(guān)敘述正確的是(D)A．從食用紫菜的動物消化道內(nèi)提取蛋白酶，用于去除細(xì)胞壁B．原生質(zhì)體需在低滲溶液中長期保存，以防止過度失水而死亡C．檢測原生質(zhì)體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液處理，活的原生質(zhì)體被染色D．聚乙二醇促進(jìn)原生質(zhì)體融合后，以葉綠體顏色等差異為標(biāo)志可識別雜種細(xì)胞解析：酶具有專一性，紫菜細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，蛋白酶無法催化細(xì)胞壁分解，A錯誤；原生質(zhì)體在低滲溶液中會因吸水漲破而死亡，可在超低溫液氮中長期保存原生質(zhì)體，B錯誤；原生質(zhì)體的細(xì)胞膜具有選擇透過性，活的原生質(zhì)體不會被苯酚品紅或甲紫溶液染色，C錯誤；聚乙二醇可促進(jìn)原生質(zhì)體融合，不同來源的細(xì)胞可能所含葉綠體情況不同，進(jìn)而可以葉綠體顏色等差異為標(biāo)志識別雜種細(xì)胞，D正確。(2023·廣東卷)人參皂苷是人參的主要活性成分?？蒲腥藛T分別誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進(jìn)行細(xì)胞融合，以提高人參皂苷的產(chǎn)率。下列敘述錯誤的是(C)A．細(xì)胞融合前應(yīng)去除細(xì)胞壁B．高Ca2+—高pH溶液可促進(jìn)細(xì)胞融合C．融合的細(xì)胞即為雜交細(xì)胞D．雜交細(xì)胞可能具有生長快速的優(yōu)勢解析：植物細(xì)胞壁影響植物細(xì)胞融合，因此細(xì)胞融合前可利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁以制備原生質(zhì)體，A正確；在高Ca2+—高pH溶液中有利于兩種原生質(zhì)體的融合，B正確；融合的細(xì)胞有多種類型，自身融合的細(xì)胞不是雜交細(xì)胞，只有人參細(xì)胞與胡蘿卜細(xì)胞融合成的細(xì)胞才是雜交細(xì)胞，C錯誤；由題干信息“誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進(jìn)行細(xì)胞融合，以提高人參皂苷的產(chǎn)率”，說明雜交細(xì)胞包含兩種細(xì)胞的遺傳物質(zhì)，可能具有生長快速的優(yōu)勢，D正確?？枷?植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的應(yīng)用(多選)(2023·泰州期末)甘蔗新臺糖22號(ROC22)具有高產(chǎn)、高糖等優(yōu)良特性，但耐寒性差；桂糖28號(GT28)耐寒。研究者欲利用這兩個品種進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交以培育新品種，相關(guān)敘述正確的是(AB)A．甘蔗幼葉在體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精消毒后需用無菌水沖洗B．酶解液的滲透壓過低可能導(dǎo)致產(chǎn)生細(xì)胞碎片C．臺盼藍(lán)染液檢測原生質(zhì)體的活力時，活細(xì)胞被染成藍(lán)色D．ROC22和GT28雜合體細(xì)胞再生植株一定耐寒又高產(chǎn)解析：原生質(zhì)體缺乏細(xì)胞壁，酶解液的滲透壓過低時，細(xì)胞可能會吸水漲破，B正確；原生質(zhì)體具有選擇透過性，活細(xì)胞不會吸收臺盼藍(lán)，呈無色，C錯誤；ROC22和GT28雜合體細(xì)胞同時具有ROC22和GT28的基因，但相關(guān)基因不一定均能表達(dá)，D錯誤。1．(2019·江蘇卷)為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力，某研究小組的實驗過程如下圖所示。下列敘述正確的是(D)A．過程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液中B．過程②需提高生長素的比例以促進(jìn)芽的分化C．過程③需用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生D．原生質(zhì)體雖無細(xì)胞壁，但仍保持細(xì)胞的全能性解析：原生質(zhì)體在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的蔗糖溶液中會失水皺縮，A錯誤；②誘導(dǎo)芽分化時，需要提高細(xì)胞分裂素的比例，B錯誤；③可以表示誘導(dǎo)根的分化形成幼苗，而秋水仙素的作用是誘導(dǎo)染色體數(shù)加倍，C錯誤；原生質(zhì)體含有一整套的遺傳物質(zhì)，故具有全能性，D正確。2．花藥離體培養(yǎng)是重要的育種手段。下圖是某二倍體植物花藥育種過程的示意圖，下列敘述正確的是(C)A．為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中浸泡30minB．過程②的培養(yǎng)基中需添加較高濃度的細(xì)胞分裂素以利于根的分化C．過程③逐步分化的植株中可篩選獲得純合的二倍體D．過程④應(yīng)將煉苗后的植株移栽到含有蔗糖和多種植物激素的基質(zhì)上解析：為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液中浸泡30s；培養(yǎng)基中添加較高濃度生長素以利于根的分化，添加較高濃度細(xì)胞分裂素以利于芽的分化；過程③逐步分化的植株已經(jīng)用秋水仙素處理，可篩選獲得純合的二倍體；煉苗后的植株應(yīng)移栽到大田。3．(多選)(2023·常州期末)體細(xì)胞胚是由愈傷組織表面形成的類似種子胚的結(jié)構(gòu)，下列相關(guān)敘述正確的是(AC)A．植株組織培養(yǎng)過程中不一定形成體細(xì)胞胚B．體細(xì)胞胚的形成一定要經(jīng)過愈傷組織階段C．體細(xì)胞胚可由有性生殖細(xì)胞分裂、分化而來D．體細(xì)胞胚的再分化過程中不需更換培養(yǎng)基解析：植物組織培養(yǎng)過程不一定形成體細(xì)胞胚，A正確；植物組織培養(yǎng)過程中可直接形成體細(xì)胞胚，B錯誤；外植體為離體的組織、器官或細(xì)胞，包括體細(xì)胞及生殖細(xì)胞，體細(xì)胞胚可由有性生殖細(xì)胞分裂、分化而來，C正確；體細(xì)胞胚的再分化過程中需要更新培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)以及植物激素的比例，從而滿足植物組織不同階段的發(fā)育需求，D錯誤。4．某雜種植株的獲取過程如圖所示，下列有關(guān)分析正確的是(D)A．清洗培養(yǎng)基密度小于原生質(zhì)體密度B．圖示①過程可用聚乙二醇調(diào)節(jié)滲透壓C．葉片經(jīng)消毒后需用蒸餾水多次沖洗D．原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是再生細(xì)胞壁解析：原生質(zhì)體在輕微高滲溶液中比在等滲溶液中更為穩(wěn)定，清洗培養(yǎng)基密度大于原生質(zhì)體密度，A錯誤；圖示①過程調(diào)節(jié)滲透壓用的是滲透壓穩(wěn)定劑，聚乙二醇用于誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，B錯誤；葉片經(jīng)消毒后需用無菌水沖洗，C錯誤；原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是再生細(xì)胞壁，即原生質(zhì)體活性正常，D正確。5．(2023·揚州考前調(diào)研)下列有關(guān)植物細(xì)胞工程的敘述，正確的是(A)A．脫分化的實質(zhì)是通過基因的選擇性表達(dá)改變細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能B．植物體細(xì)胞雜交培育出的新品種植株有可能是單倍體C．菊花組織培養(yǎng)選擇外植體，通常選用分裂能力強的新生細(xì)胞D．植物細(xì)胞培養(yǎng)中獲得了許多細(xì)胞代謝產(chǎn)物，體現(xiàn)了細(xì)胞全能性解析：脫分化過程需要植物激素調(diào)節(jié)植物體相關(guān)基因的表達(dá)，屬于基因的選擇性表達(dá)，A正確；植物體細(xì)胞雜交是將不同物種的體細(xì)胞融合后再發(fā)育成個體，不是直接由配子發(fā)育成個體，不屬于單倍體，B錯誤；菊花組織培養(yǎng)選擇外植體，通常選用分裂能力強的部位，如分生組織，通常不直接選擇細(xì)胞，C錯誤；植物細(xì)胞培養(yǎng)過程僅發(fā)生脫分化產(chǎn)生愈傷組織，未體現(xiàn)細(xì)胞全能性，D錯誤。配套精練一、單項選擇題1．(2023·徐州考前模擬)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)及其應(yīng)用的敘述，正確的是(C)A．依次經(jīng)酒精和次氯酸鈉消毒后的外植體可直接接種到培養(yǎng)基上B．對莖尖脫分化形成的愈傷組織需用射線處理后方可得到脫毒苗C．玉米(2n＝20)的花藥壁細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)可獲得二倍體幼苗D．培養(yǎng)基中蔗糖越多，越有利于脫分化和再分化解析：經(jīng)酒精和次氯酸鈉消毒后的外植體，需用無菌水清洗，并用無菌濾紙吸去表面的水分，再接種到培養(yǎng)基上，A錯誤；莖尖組織分裂旺盛，所含病毒少，可經(jīng)組織培養(yǎng)得到脫毒苗，B錯誤；培養(yǎng)基中蔗糖的作用為提供碳源、能量和調(diào)節(jié)滲透壓，蔗糖濃度過高會導(dǎo)致外植體失水死亡，D錯誤。2．(2024·淮安調(diào)研)利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細(xì)胞或細(xì)胞團進(jìn)行培養(yǎng)使其增殖，可獲得植物細(xì)胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是(A)A．利用該技術(shù)可獲得某些自然狀態(tài)含量少或無法通過化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物B．單個植物細(xì)胞體積小，產(chǎn)生的次生代謝物少，故無法進(jìn)行產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)C．次生代謝物是植物基本生命活動所必需的微量物質(zhì)，應(yīng)選擇產(chǎn)量高的細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)D．該技術(shù)原理是利用促進(jìn)細(xì)胞生長的培養(yǎng)條件提高單個細(xì)胞中次生代謝物的含量解析：由于植物細(xì)胞的次生代謝物含量很低，從植物組織提取會大量破壞植物資源，有些產(chǎn)物又不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到，人們可以利用植物細(xì)胞培養(yǎng)來獲得目標(biāo)產(chǎn)物，這個過程就是細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，A正確；單個植物細(xì)胞體積小，產(chǎn)生的次生代謝物少，可以進(jìn)行產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)，B錯誤；次生代謝物不是植物基本的生命活動所必需的物質(zhì)，C錯誤；細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)，通過促進(jìn)細(xì)胞增殖，以從細(xì)胞群中獲得次生代謝物，單個細(xì)胞中次生代謝物的含量并沒有提高，D錯誤。3．(2024·海安期初監(jiān)測)利用東方百合和云南大百合進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交，部分結(jié)果如表。相關(guān)說法正確的是(B)組別PEG濃度/%處理條件融合率/%125黑暗27±3℃15min1023012335154403054520A．用胰蛋白酶處理百合組織分離得到原生質(zhì)體B．獲得原生質(zhì)體后，用血細(xì)胞計數(shù)板進(jìn)行計數(shù)C．低濃度PEG促進(jìn)原生質(zhì)體融合，高濃度抑制融合D．融合后的原生質(zhì)體直接經(jīng)再分化發(fā)育成雜種百合解析：百合是植物，其細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，要得到原生質(zhì)體，需要用纖維素酶和果膠酶處理植物細(xì)胞，A錯誤；獲得原生質(zhì)體后，細(xì)胞已經(jīng)分散，可以利用血細(xì)胞計數(shù)板進(jìn)行計數(shù)，B正確；從表格中看出，PEG濃度為40%時融合率最高，當(dāng)PEG濃度為45%時，融合率高于PEG濃度為25%時，且無PEG濃度為0的對照組，無法得出高濃度抑制融合的結(jié)論，C錯誤；融合后的原生質(zhì)體需要再生出細(xì)胞壁，經(jīng)過脫分化形成愈傷組織，再經(jīng)過再分化發(fā)育成雜種百合，D錯誤。4．高寒藏藥材川西獐牙菜能有效治療肝炎，其野生資源匱乏且難以建立快速繁殖系。紫外線照射能隨機破壞染色體結(jié)構(gòu)，使其發(fā)生斷裂，使染色體上某些片段轉(zhuǎn)移到其他染色體上。研究人員利用胡蘿卜與川西獐牙菜進(jìn)行體細(xì)胞雜交，流程如圖。下列分析錯誤的是(B)A．過程②中可用PEG誘導(dǎo)兩個親本原生質(zhì)體的融合B．過程③雜種細(xì)胞經(jīng)脫分化、再分化形成愈傷組織C．此種體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙D．此種方法存在變異的不定向性，可在③④過程中進(jìn)行篩選解析：②是原生質(zhì)體融合的過程，該過程可用PEG(聚乙二醇)誘導(dǎo)融合，A正確；過程③是雜種細(xì)胞形成愈傷組織的過程，表示脫分化，B錯誤；此種體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，使遠(yuǎn)緣雜交成為可能，C正確；紫外線照射能隨機破壞染色體結(jié)構(gòu)，存在變異的不定向性，可在③脫分化和④再分化過程中進(jìn)行篩選，D正確。5．培育甘蔗脫毒苗有兩條途徑，經(jīng)②過程獲得的脫毒苗效果更好。下列說法錯誤的是(A)A．不經(jīng)過流程②能明顯縮短育種年限且獲得的脫毒苗都是純合子B．過程②能使組織中的病毒減少或減弱其侵染增殖能力C．圖中脫毒苗的培育過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性D．從過程③到④需要調(diào)整所用培養(yǎng)基中某些成分的含量和比例解析：不經(jīng)過流程②產(chǎn)生脫毒苗的方法脫毒率低，不能明顯縮短育種年限，獲得的脫毒苗基因型和原植物體相同，不一定是純合子，A錯誤。過程②利用52℃和38℃水處理能使組織中的病毒部分或全部失活，從而減少或減弱其侵染增殖能力，B正確。圖中脫毒苗的培育過程利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，C正確。由圖可知，過程③是誘導(dǎo)生芽，過程④是誘導(dǎo)生根，在植物組織培養(yǎng)基中，生長素與細(xì)胞分裂素用量比值高時，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于芽的分化、抑制根的形成，故從過程③到④需要調(diào)整所用培養(yǎng)基中某些成分的含量和比例，D正確。6．(2023·泰州中學(xué))花椰菜(2n＝18)種植時容易遭受病菌侵害形成病斑，紫羅蘭(2n＝14)具有一定的抗病性。科研人員利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育具有抗病性狀的花椰菜新品種，如圖所示。下列有關(guān)敘述錯誤的是(C)A．圖中培育雜種植株所用的技術(shù)體現(xiàn)了植物細(xì)胞全能性和細(xì)胞膜流動性原理B．過程③的培養(yǎng)基中需加入植物激素來誘導(dǎo)脫分化C．過程①可使用纖維素酶和果膠酶，過程②用滅活的病毒進(jìn)行誘導(dǎo)D．病菌懸浮液均勻噴施于雜種植株葉片上，一段時間后，測定病斑面積占葉片總面積的百分比，可篩選抗病性強的雜種植株解析：圖中培育雜種植株所用的技術(shù)涉及原生質(zhì)體融合和雜種細(xì)胞形成雜種植株兩個過程，因此體現(xiàn)了細(xì)胞膜流動性和植物細(xì)胞全能性原理，A正確；過程③的培養(yǎng)基是誘導(dǎo)脫分化的，其中需加入植物激素來誘導(dǎo)脫分化，B正確；過程①為去壁過程，植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性原理，該過程可使用纖維素酶和果膠酶，過程②用物理法和化學(xué)法進(jìn)行誘導(dǎo)，但不能用滅活的病毒進(jìn)行誘導(dǎo)，C錯誤；病菌懸浮液均勻噴施于雜種植株葉片上，一段時間后，測定病斑面積占葉片總面積的百分比，可篩選抗病性強的雜種植株，即病斑面積占葉片總面積的百分比小的植株是抗病性強的雜種植株，D正確。7．(2023·江蘇模擬)植物細(xì)胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面有著廣泛的應(yīng)用，并取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。相關(guān)敘述錯誤的是(B)A．利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)紫草寧的主要原理是細(xì)胞增殖B．利用作物脫毒技術(shù)繁育抗毒草莓利用了植物細(xì)胞的全能性C．利用單倍體育種技術(shù)培育單育1號煙草大大縮短了育種年限D(zhuǎn)．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育白菜—甘藍(lán)打破了物種間的生殖隔離解析：利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)紫草寧，應(yīng)將紫草的外植體培育到愈傷組織階段，并進(jìn)行植物細(xì)胞培養(yǎng)，主要原理是細(xì)胞增殖，A正確；利用作物脫毒技術(shù)繁育的草莓利用了植物細(xì)胞的全能性，但該草莓不抗病毒，B錯誤；與常規(guī)的雜交育種相比，單倍體育種極大地縮短了育種年限，C正確；白菜與甘藍(lán)屬于不同的物種，二者之間存在生殖隔離，利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育出的白菜—甘藍(lán)打破了物種間的生殖隔離，D正確。8．酸性土壤是pH小于7的土壤總稱。下圖表示利用耐酸植物甲(4n)和高產(chǎn)植物乙(2n)培育高產(chǎn)耐酸雜種植物的過程(圖中標(biāo)號表示過程或處理手段)，下列相關(guān)敘述錯誤的是(C)A．圖示過程中依據(jù)的原理主要有細(xì)胞膜的流動性、植物細(xì)胞的全能性等B．過程①可將甲、乙植物細(xì)胞置于含纖維素酶和果膠酶的等滲溶液中處理C．過程②可以用PEG誘導(dǎo)，過程③得到的雜種細(xì)胞中含有3個染色體組D．過程④⑤使用的培養(yǎng)基需加入生長素和細(xì)胞分裂素，但加入的比例不同解析：圖示過程為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)，該過程中原生質(zhì)體融合利用的原理是細(xì)胞膜的流動性，植物組織培養(yǎng)利用的原理是植物細(xì)胞的全能性，A正確；圖中①表示酶解法去壁獲得原生質(zhì)體的過程，由于原生質(zhì)體失去了細(xì)胞壁的保護(hù)，會發(fā)生失水皺縮或吸水漲破的現(xiàn)象，因此該過程需要在含纖維素酶和果膠酶的等滲溶液中處理，B正確；過程②表示誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程，可以用PEG誘導(dǎo)，產(chǎn)生的雜種細(xì)胞中的染色體組數(shù)是兩種原生質(zhì)體中染色體組之和，因此雜種細(xì)胞中應(yīng)該含有6個染色體組，C錯誤；過程④⑤分別表示脫分化和再分化，兩個過程的培養(yǎng)基中都需要加入生長素和細(xì)胞分裂素，但是兩種植物激素的比例應(yīng)該不同，D正確。9．利用植物細(xì)胞工程生產(chǎn)紫杉醇的過程主要包括誘導(dǎo)愈傷組織、懸浮細(xì)胞培養(yǎng)、篩選穩(wěn)定高產(chǎn)紫杉醇的細(xì)胞系、利用生物反應(yīng)器進(jìn)行培養(yǎng)等。下列說法不正確的是(B)A．用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性B．愈傷組織細(xì)胞具有大液泡，誘導(dǎo)其形成需避光處理C．將愈傷組織分散成單個懸浮細(xì)胞時可以用適量的果膠酶處理D．圖中懸浮培養(yǎng)的細(xì)胞還需要經(jīng)過篩選才能用于紫杉醇工業(yè)化生產(chǎn)解析：用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性，避免過度消毒對外植體造成損傷，A正確；愈傷組織細(xì)胞比較幼嫩，細(xì)胞核大、液泡小，誘導(dǎo)其形成需避光處理，B錯誤；植物細(xì)胞壁的主要成分為纖維素和果膠，所以懸浮培養(yǎng)時，可以利用果膠酶(酶的專一性)處理將植物細(xì)胞分散開，C正確；植物細(xì)胞在進(jìn)行傳代培養(yǎng)過程中，細(xì)胞會發(fā)生變異，需要篩選出生長速度快、紫杉醇積累多的細(xì)胞系用于工業(yè)化生產(chǎn)，D正確。10．(2023·海安中學(xué))狼爪瓦松是一種具有觀賞價值的野生花卉且其細(xì)胞中的黃酮類化合物可入藥。為滿足狼爪瓦松市場化需求，某科研小組利用植物細(xì)胞工程等技術(shù)手段進(jìn)行狼爪瓦松的擴大培養(yǎng)，具體過程如圖所示(其中數(shù)字序號代表相應(yīng)的處理過程)。下列有關(guān)分析正確的是(B)A．過程③先在生長素/細(xì)胞分裂素的值高的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再轉(zhuǎn)移至其值低的培養(yǎng)基中培養(yǎng)B．制備培養(yǎng)基的正確順序是：稱量→溶解→定容→調(diào)pH→分裝→滅菌C．過程④常用射線或化學(xué)物質(zhì)處理，可獲得大量所需的突變體植株丙D．過程⑥利用愈傷組織分裂能力強、全能性高的特點可大量獲得黃酮類化合物解析：③應(yīng)先誘導(dǎo)生芽再誘導(dǎo)生根，先在生長素/細(xì)胞分裂素的值低的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，再轉(zhuǎn)移至其值高的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，A錯誤；過程④常用射線或化學(xué)物質(zhì)處理，由于人工誘變具有不定性向和低頻性，因此通過篩選可能獲得所需的突變體植株丙，C錯誤；過程⑥利用愈傷組織分裂能力強的特點，通過培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞可大量獲得黃酮類化合物，D錯誤。二、多項選擇題11．(2024·南京零模)寒蘭為名貴的蘭花品種，一般生長在深山幽谷的山腰谷壁。由于人類的過度采摘，現(xiàn)在很難找到寒蘭，偶爾能發(fā)現(xiàn)的也只是較小的植株。為了增加野生寒蘭數(shù)量，科研人員希望對其進(jìn)行大量人工繁殖，再移栽至原有生境。下列有關(guān)敘述正確的是(BC)A．在植物的生長發(fā)育過程中，所有的細(xì)胞都表現(xiàn)出全能性B．可將寒蘭的組織細(xì)胞放置在培養(yǎng)基中進(jìn)行植物組織培養(yǎng)C．在誘導(dǎo)生根時，培養(yǎng)基中應(yīng)適當(dāng)提高生長素的占比D．長出叢芽的過程中，寒蘭組織細(xì)胞中的遺傳物質(zhì)會發(fā)生改變解析：在生物的生長發(fā)育過程中，細(xì)胞中的基因選擇性表達(dá)，不能表現(xiàn)出全能性，離體細(xì)胞在適宜條件下才能表現(xiàn)出全能性，A錯誤；“為了增加野生寒蘭數(shù)量，對其進(jìn)行人工大量繁殖，再移栽至原有生境”，可利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)將寒蘭的組織細(xì)胞放置在培養(yǎng)基中進(jìn)行植物組織培養(yǎng)得到寒蘭幼苗，然后再移栽，B正確；誘導(dǎo)生根時應(yīng)適當(dāng)提高生長素的比例，誘導(dǎo)生芽時應(yīng)適當(dāng)提高細(xì)胞分裂素的比例，C正確；長出叢芽的過程為再分化，寒蘭組織細(xì)胞的遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變，D錯誤。12．(2024·南京調(diào)研)下圖表示科學(xué)家通過植物細(xì)胞工程，培育“矮牽牛—粉藍(lán)煙草”雜