金老师教育培训备战高考生物一轮专题复习讲义含练习答案解析考点82 植物细胞工程

1．细胞工程（1）操作水平：细胞水平或细胞器水平。

（2）目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产物。

2．植物细胞的全能性（1）概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。

（2）原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。

（3）全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态，提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。

3．植物组织培养技术（1）原理：植物细胞具有全能性。

（2）过程4．植物体细胞杂交技术（1）概念：将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。

（2）过程5．植物细胞工程的应用（1）微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。

（2）作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。

（3）培育人工种子：可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。

（4）作物新品种的培育：单倍体育种和突变体的利用。

（5）细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物碱等。

学科&网考向一植物组织培养过程分析1．下图表示植物组织培养过程。

据图分析下列叙述正确的是A．②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物B．③试管中的细胞能进行减数分裂C．调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官D．⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强【参考答案】C技法提炼植物组织培养和植物体细胞杂交的比较名称植物组织培养植物体细胞杂交原理细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和细胞的全能性过程选材选取根尖、茎尖、形成层部位最容易诱导脱分化 不同的植物细胞 技术操作脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞融合 关系 植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所用的技术更复杂2．植物叶肉细胞原生质体的分离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示：叶片――――――――――→a 洗净、灭菌、切条、酶解原生质体悬液――――→b 过滤、离心纯净的原生质体―――――→c 培养基中培养愈伤组织―→d胚状体―→e 植株（1）培育胚状体利用了__________________这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培育出完整的植株，这体现了________________。

培养基中除了含有一定的营养外，还必须含有____________________等植物激素，还需要对培养基进行严格的________________。

（2）如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，若为了获得三七的细胞产物，则只需要培养到________________；若为了获得三七的人工种子，则需要培养到________________。

如果愈伤组织是棉花叶肉细胞培养产生的，要通过基因工程获取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方法是________________法。

（3）从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必须要经过________________。

①无丝分裂 ②有丝分裂 ③减数分裂 ④原代培养 ⑤传代培养 ⑥植物体细胞杂交 ⑦细胞融合 ⑧脱分化 ⑨再分化【答案】（1）植物组织培养 植物细胞的全能性 细胞分裂素、生长素 灭菌（2）愈伤组织 胚状体 农杆菌转化（3）②⑧⑨【解析】（1）离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成具有根和芽的胚状体，再通过细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。

该技术称为植物组织培养，其原理为植物细胞的全能性。

培养基的成分包括水、无机盐、维生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等；培养基要求进行严格的灭菌。

（2）三七的细胞产物为细胞的代谢产物，将三七叶肉细胞培养到愈伤组织即可；获得人工种子需培养至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。

（3）离体叶肉细胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽的胚状体。

考向二植物体细胞杂交过程分析3．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。

如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图。

以下说法正确的是A．除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶B．通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导C．杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁D．愈伤组织形成“白菜—甘蓝”植物体必须经过脱分化和再分化两个过程【参考答案】C解题技巧植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法（1）诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)：①未融合的细胞：A和B。

②两两融合的细胞：AA、BB和AB。

③多细胞融合体。

（2）检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物的性状进行判断。

①若只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。

②若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。

③若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。

④若只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。

4．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）植物体细胞杂交依据的生物学原理有________________________________。

（2）过程①常用的酶是____________________，细胞融合完成的标志是__________________。

（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③和过程④依次为_______________________________________________________，过程④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。

若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于____________植株。

【答案】（1）细胞膜的流动性、植物细胞的全能性（2）纤维素酶和果胶酶再生出新的细胞壁（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）脱分化和再分化生长素和细胞分裂素（5）2(m＋n)单倍体【解析】（1）植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。

（2）去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁。

（3）化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄—番茄、马铃薯—番茄、马铃薯—马铃薯，其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。

（4）过程③和过程④分别表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。

（5）“番茄—马铃薯”体细胞有m＋n条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍；由配子发育成的个体均为单倍体。

1．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是A．培养基营养丰富，易于植物生长B．培养的细胞一直处于不断的分裂状态C．纺锤丝的形成容易受抑制D．DNA复制容易受抑制2．下列关于植物细胞工程的应用，叙述错误的是A．利用植物的茎尖可以培育出极少感染病毒的脱毒苗B．利用植物组织培养得到的胚状体可以制备人工种子C．利用植物的愈伤组织进行诱变处理可以筛选出新品种D．利用植物的花粉培育得到的植株能保持亲本的性状3．如图表示利用棉花叶肉细胞进行原生质体培养的过程，据图分析不正确的是A．①过程的目的是去除细胞壁B．该过程体现了植物细胞的全能性C．③过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导D．②过程形成的愈伤组织是高度分化的薄壁细胞4．为了给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如下表所示，相关叙述错误的是处理外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗小于0.3 mm 20 1 10.3~0.5 mm 20 10 7大于0.5 mm 20 13 4 A．为防止细菌污染，应对外植体进行消毒B．脱分化时，应给予适宜光照诱导基因表达C．根据培养阶段的不同要调整培养基中激素的比例D．0.3~0.5 mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗5．为使玉米获得抗除草剂性状，需进行如图所示的操作。

报告基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。

转化过程中，愈伤组织表面常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。

下列叙述不正确的A．筛选1需要用氨苄青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌B．筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织C．报告基因在玉米的愈伤组织和农杆菌细胞中均能正确表达D．诱导幼胚脱分化形成愈伤组织的培养基需添加植物激素6．下图所示为培育农作物新品种的一种方式。

下列说法正确的是A．③④过程分别称为脱分化和再分化B．该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快C．该育种过程说明已分化的细胞仍具有表达的潜能D．该育种方式涉及转基因技术、胚胎移植技术7．紫草素具有抗菌、消炎效果。

在工业化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草素形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草素。

下列相关叙述中，不正确的是A．工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化B．愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基吸收有机物C．紫草素在细胞内合成后被分泌到细胞外D．紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破8．下面为番茄植物组织培养过程的流程图解。

以下相关叙述不正确的是A．脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B．再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C．从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题9．三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿定痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。

为了获取上述有效成分，某制药公司利用植物组织培养技术，从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。