第二節(jié)植物細胞工程的應用1．簡述應用植物細胞工程技術的植物繁殖新途徑。2．簡述植物細胞工程技術在作物新品種培育中的應用。(重、難點)3．列表比較作物繁殖的幾種新途徑。(重點)4．列表比較單倍體育種與其他一些育種方式。(重點)5．簡述細胞產物的工廠化生產。植物組織培養(yǎng)技術的應用1．快速繁殖(1)植物組織培養(yǎng)技術的優(yōu)點：①可以保持優(yōu)良植物品種的遺傳特性；②實現種苗高效、快速繁殖，被稱為“快速繁殖技術”；③不受季節(jié)和惡劣天氣影響。(2)微型繁殖技術的概念植物組織培養(yǎng)時，需嚴格執(zhí)行一定的程序，幼苗在實驗室的培養(yǎng)瓶中生長發(fā)育，整個生產過程實現微型化、精密化，所以又被稱為“微型繁殖技術”。2．培育無病毒植物(1)病毒危害：病毒在作物體內逐年積累，就會導致作物產量和品質下降。(2)方法：采用培養(yǎng)莖尖生長點的方法或結合熱處理法，通過組織培養(yǎng)除去絕大多數植物的病毒，可以大量繁殖無病毒植物。原因是植物分生組織細胞中極少含有病毒甚至不含病毒。3．人工種子(1)概念：將在植物組織培養(yǎng)中得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽，包埋在具有養(yǎng)分和保護功能的包被中，得到的在適宜條件下能生根發(fā)芽的顆粒體。eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(（2）組成))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(胚狀體,人工種皮：要有韌性、透氣，對胚狀體無毒,害作用,人工胚乳：成分包括無機鹽、糖類和蛋白,質等營養(yǎng)物質))(3)生產過程。①植物組織培養(yǎng)誘導胚狀體的發(fā)生；②胚胎發(fā)育同步化的控制；③人工種皮的包埋。(4)優(yōu)點。①不受環(huán)境因素的制約，一年四季都可以進行工廠化生產；②繁殖速度快，可短時間內提供大量種苗；③有利于保存該品系的優(yōu)良性狀。eq\a\vs4\al([合作探討])資料1目前，一些優(yōu)良的觀賞植物、經濟林木等都已經實現了利用微型繁殖技術來提供苗木。蘭花、生菜、楊樹以及無子西瓜的試管苗，都已形成一定規(guī)模的產業(yè)化生產。資料2作物感染病毒后，病毒在作物體內逐年積累，就會導致作物產量降低，品質變差。20世紀50年代，科學家切取一定大小的植物分生區(qū)(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。資料320世紀80年代，科學家利用植物的組織培養(yǎng)技術制造出了神奇的人工種子。目前，我國的科學工作者已經成功地把芹菜、花椰菜、桉樹和水稻的胚狀體制備成了人工種子，并得到了較高的發(fā)芽率。探討eq\a\vs4\al(1)：從所需條件上來看，微型繁殖與傳統育種方法相比有哪些優(yōu)點？提示：微型繁殖是在具有一定人工設施的室內生產，可以不受季節(jié)、氣候等自然條件的限制。探討eq\a\vs4\al(2)：對作物脫毒，選擇分生區(qū)的原因是什么？提示：植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。探討eq\a\vs4\al(3)：人工種子的胚狀體和植物種子的胚在來源上有何區(qū)別？提示：人工種子的胚狀體是無性生殖的結果，種子中的胚是有性生殖的結果。探討eq\a\vs4\al(4)：人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關鍵部分。人工種皮中應該具有的有效成分是什么？為了促進胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質？提示：(1)針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑(人工種皮)中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農藥、抗生素、有益菌等。(2)為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調節(jié)劑。eq\a\vs4\al([思維升華])1．微型繁殖技術(1)優(yōu)點①植物組織培養(yǎng)技術是無性繁殖技術，新植株含有的遺傳物質與親本一樣，因而能保持親本的優(yōu)良性狀。②利用這種技術可以迅速大量地培育新個體，有利于進行工廠化生產。③選材少、培養(yǎng)周期短、繁殖率高，便于自動化管理。(2)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(3)本質：微型繁殖只運用了植物組織培養(yǎng)技術，該過程只涉及有絲分裂，沒有減數分裂，因而屬于無性繁殖。(4)實例：優(yōu)良的觀賞植物、經濟林木、無性繁殖作物。2．培育無病毒植物(1)病毒的特點：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無性繁殖過程中，種子、根、莖的細胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代感染病毒。(2)原理：生產上許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導致品種的嚴重退化、減產和品質降低。利用植物分生組織(剛剛產生，病毒很少甚至無病毒)進行植物組織培養(yǎng)可以使新長成的植株脫去病毒。(3)材料的選?。簱z測，植物的分生組織細胞中一般不含病毒或病毒極少。如果將未被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育幼苗，用于生產，可以避免病毒對作物的影響，大大提高作物的產量和品質。(4)優(yōu)點：獲得高產、優(yōu)質的無病毒植株。(5)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(6)實例：脫毒馬鈴薯比未經脫毒的馬鈴薯增產50%以上。3．人工種子(1)組成圖示：①胚狀體：人工種子的主要成分，也可以是不定芽、頂芽和腋芽等。②人工種皮的要求。a．能保持胚狀體的活力，即要能透氣、透水，含有胚狀體發(fā)芽所需要的各種營養(yǎng)成分等。b．有利于貯藏、運輸和萌發(fā)，選取的材料要有韌性，耐壓，對胚狀體無毒害。c．應含有農藥和殺菌劑，以防播種后害蟲及微生物的侵害。d．還要加入能促進胚狀體生長和發(fā)育的一些植物生長調節(jié)劑、有益菌等。③人工胚乳的要求。主要成分應該含有無機鹽、糖類和蛋白質等營養(yǎng)物質。(2)優(yōu)點。①解決了某些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題。②固定雜種優(yōu)勢。天然種子由于在遺傳上具有因減數分裂引起的重組現象，因而會造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。③快捷高效的繁殖方式。天然種子在生產上受季節(jié)的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十幾年才繁殖一次，而人工種子生產不受季節(jié)限制，且快捷高效。④可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性。針對植物種類和土壤條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農藥、抗生素、有益菌等，可控制植物的生長發(fā)育和增強抗逆性。(3)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(4)實例：已成功把芹菜、花椰菜、桉樹和水稻的胚狀體制備成了人工種子，并得到了較高的發(fā)芽率。[特別提醒](1)人工種子中，只有胚狀體(或不定芽、頂芽、腋芽)部分是植物組織培養(yǎng)的產物。(2)天然種子會因有性生殖而引起基因重組，造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子實際是無性繁殖，所以可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。1．下面為人工種子圖示，下列與其培育過程有關的敘述中，錯誤的是()A．人工種子一般用離體的植物細胞通過組織培養(yǎng)技術獲得B．胚狀體是由愈傷組織分化而成，離體細胞只有形成愈傷組織才能表現出全能性C．同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型D．胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細胞構成的【解析】人工種子是通過植物組織培養(yǎng)到胚狀體階段，再經過人工薄膜包裝得到的。由于植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，因此同一批次生產的人工種子基因型相同。胚狀體已具有根、芽的分化，但仍具有分裂能力?！敬鸢浮緿2．下面為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解。以下相關敘述不正確的是()【導學號：10210048】eq\x(植物葉片)eq\o(→,\s\up15(a))eq\x(葉組織塊)eq\o(→,\s\up15(b))eq\x(愈傷組織)eq\o(→,\s\up15(c))eq\x(有生根發(fā)芽能力的胚狀體)eq\o(→,\s\up15(d))eq\x(人工種子)eq\o(→,\s\up15(e))eq\x(種苗)A．脫分化發(fā)生在b步驟，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明番茄葉片細胞具有全能性D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結子困難或發(fā)芽率低等問題【解析】從圖中分析可知，b代表的是脫分化，在此過程中發(fā)揮作用的植物激素有生長素和細胞分裂素，A正確；c表示再分化，即由愈傷組織形成胚狀體，B錯誤；由體細胞形成完整的植株，體現了植物細胞的全能性，因為其具有本物種全部的遺傳信息，C正確；人工種子是一種人工制造的代替天然種子的顆粒體，可以直接播種于田間。特點：周期短，易儲存和運輸，完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受氣候和地域的限制。D正確?！敬鸢浮緽

植物細胞培養(yǎng)技術的應用1．植物細胞代謝產物的工廠化生產(1)植物細胞在生命活動中產生的多種代謝產物是植物生長到一定階段產生的化學物質，也稱次生代謝產物。(2)細胞代謝產物包括藥用原料、食品添加劑、保健食品。2．單倍體育種(1)方法：花藥離體培養(yǎng)→單倍體植株→秋水仙素處理→純合子植株。(2)優(yōu)點：①后代是純系(填“純系”或“雜合系”)，能穩(wěn)定遺傳。②明顯縮短了育種周期。eq\a\vs4\al([合作探討])資料1常規(guī)選育出一個可以穩(wěn)定遺傳的農作物優(yōu)良品種，一般要經過5～6年的連續(xù)篩選。而單倍體育種極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力物力。單倍體育種已成為作物育種的一條新途徑。資料2在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產生突變。突變體的利用過程如圖所示：eq\a\vs4\al(\x(外植體)\o(→,\s\up15(脫分化)))愈傷組織eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(誘變處理)eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(誘導分化)突變體eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up15(篩選),\s\do15(培育)))eq\a\vs4\al(新品種)探討eq\a\vs4\al(1)：請以流程圖的形式表示出單倍體育種過程。提示：親本eq\o(→,\s\up15(?))F1→花藥eq\o(→,\s\up15(離體培養(yǎng)))單倍體幼苗eq\o(→,\s\up15(秋水仙素),\s\do15(處理))純合子→選擇所需類型。探討eq\a\vs4\al(2)：單倍體育種過程所依據的原理和涉及的生物學技術分別是什么？提示：原理是染色體變異和細胞的全能性，該過程主要利用植物組織培養(yǎng)技術。探討eq\a\vs4\al(3)：為什么在培養(yǎng)至愈傷組織時進行誘變處理？提示：愈傷組織細胞分裂旺盛，不斷進行DNA分子的復制，此時易發(fā)生基因突變。探討eq\a\vs4\al(4)：誘導分化得到的突變體都是有用的嗎？為什么？提示：多數有害，少數有利。因為基因突變具有多害少利性。探討eq\a\vs4\al(5)：單倍體育種和突變體育種的原理相同嗎？為什么？提示：不相同。單倍體育種的原理是染色體變異，而突變體育種的原理是基因突變。eq\a\vs4\al([思維升華])1．植物組織培養(yǎng)與植物細胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)植物細胞培養(yǎng)利用原理細胞全能性細胞增殖培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)對象離體的植物器官、組織、細胞或原生質體由愈傷組織分散得到的懸浮細胞培養(yǎng)過程外植體→脫分化→再分化→芽、根→植物幼苗愈傷組織→分散成懸浮細胞→繼代培養(yǎng)→細胞次生代謝產物培養(yǎng)目的植物幼苗細胞的次生代謝產物二者關系植物組織培養(yǎng)是植物細胞培養(yǎng)的基礎；它們都屬于植物細胞工程的范疇2.細胞產物的工廠化生產(1)細胞產物包括蛋白質、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿、食品添加劑、保健食品等。(2)過程外植體eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(分散開))細胞懸液eq\o(→,\s\up15(發(fā)酵提取))細胞產物(3)舉例：工廠化生產人參皂苷。①過程：人參根eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(培養(yǎng)))選擇增殖速度快且細胞內人參皂苷含量高的細胞eq\o(→,\s\up15(繼續(xù)培養(yǎng)))分裂出更多的細胞eq\o(→,\s\up15(提取))人參皂苷②優(yōu)點：提高生產速度、便于操作管理。(4)其他實例：三七、紫草和銀杏的細胞產物的工廠化生產。3．單倍體誘導與利用(1)單倍體植株的特點：葉小、株矮、生活力弱且高度不育。(2)技術：花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。(3)原理：細胞的全能性和染色體變異。(4)過程：eq\x(\a\al(花粉囊中,,的花粉))eq\o(→,\s\up15(誘導去分化))eq\x(\a\al(單倍體胚或,愈傷組織))eq\o(→,\s\up15(再分化))eq\x(\a\al(花粉植株,（單倍體,植株))eq\o(→,\s\up15(秋水仙素處理))eq\x(\a\al(二倍體植株,（染色體數目加倍,后能開花、結果))(5)秋水仙素的作用：抑制紡錘體的形成，著絲點分裂形成的子染色體不能分配到兩極形成2個細胞，從而染色體加倍。(6)優(yōu)點：①單倍體經過染色體加倍，獲得的后代為純合子，可明顯縮短育種年限(一般為2年)。②用單倍體作為轉基因的受體，獲得的轉基因材料經染色體加倍后基因即可純合，避免了體細胞作為受體導致后代發(fā)生性狀分離需要多代選擇的麻煩。1．(2023·陜西西安期中)下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據此判斷不正確的是()①eq\o(→,\s\up15(脫分化))②eq\o(→,\s\up15(再分化))③→④A．若①是具有雜種優(yōu)勢的農作物細胞，則用③進行繁育會發(fā)生性狀分離B．若①是花粉，則④是單倍體植株，經染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種C．若①是人參細胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產物人參皂苷的產量D．若①是來自不同植物體細胞融合的雜種細胞，則④可能有不同植物的遺傳特性【解析】圖示表示植物組織培養(yǎng)過程，其中①是外植體、②是脫分化形成的愈傷組織(高度液泡化，無定形狀態(tài)薄壁細胞組成的排列疏松、無規(guī)則的組織)、③是再分化形成的胚狀體、④是新植體。只有雜合子才會發(fā)生性狀分離，而具有雜種優(yōu)勢的農作物細胞也可能是純合子，所以用③進行繁育不一定會發(fā)生性狀分離，A錯誤；若①是花粉，則④是花藥離體培養(yǎng)形成的單倍體植株，其高度不育，但經染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種，B正確；若①是人參細胞，則將其脫分化形成②愈傷組織，再進行擴大培養(yǎng)可提高細胞產物人參皂苷的產量，C正確；若①是來自不同植物體細胞融合的雜種細胞，則其含有兩個親本的遺傳物質，所以④可能出現不同植物的遺傳特性，D正確。【答案】A2．下面為植株繁殖的四種人工方式示意圖，請據圖回答：【導學號：10210049】(1)圖中單倍體植株通常的獲取方式是____________。若圖中單倍體細胞含2個染色體組，A有4個染色體組，則③過程所用化學試劑的作用是______________________________________________________________________________________________。(2)圖中B和C過程的不同點是________________________，這種不同主要的決定因素是______________________________________________________________________________________________。(3)若想在C過程中獲得突變體，進而培育成新品種植株，應用物理誘變或化學誘變的方法處理________。(4)若要獲得水稻的人工種子，則應選用圖中的________結構，該結構與正常受精卵形成的________有類似的結構和發(fā)育過程。(5)若D為“胡蘿卜—羊角芹”，②過程常用的物理方法有________________等；經融合處理后，含有的細胞類型有________種(若融合的細胞只考慮兩兩融合)。【解析】(1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗兩個階段。秋水仙素可抑制紡錘體的形成，誘導染色體數目加倍。(2)圖中B表示通過胚狀體分化為幼苗，C表示通過愈傷組織形成叢芽再形成幼苗，這兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及濃度配比。(3)誘變育種處理的材料為分裂活動旺盛的部位，如愈傷組織、芽等。(4)人工種子是在胚狀體外包裝上人工種皮制得的。(5)誘導原生質體融合的方法有物理法和化學法，物理法電場誘導融合等?！敬鸢浮?1)花藥離體培養(yǎng)抑制細胞有絲分裂過程中紡錘體的形成(2)B過程中形成的是胚狀體，而C過程形成的是叢芽細胞分裂素與生長素的比值(3)愈傷組織(4)胚狀體胚(5)電場誘導融合3

1．植物的微型繁殖技術是指()A．植物體細胞雜交技術 B．嫁接C．營養(yǎng)繁殖 D．植物組織培養(yǎng)【解析】植物的微型繁殖技術是指快速高效繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術?！敬鸢浮緿2．用植物組織培養(yǎng)技術，可以培養(yǎng)或生產出()A．食品添加劑 B．無病毒植物C．人工種子 D．前三項都是【解析】通過植物組織培養(yǎng)技術，可以工廠化生產食品添加劑等細胞產物，也可以生產人工種子和培育脫毒苗?！敬鸢浮緿3．工廠化生產人參皂苷干粉，下列哪種技術是必需的()【導學號：10210050】A．雜交育種 B．植物組織培養(yǎng)C．多倍體育種 D．單倍體育種【解析】對人參皂苷干粉進行工廠化生產，必須先通過植物組織培養(yǎng)獲得人參皂苷含量高的細胞株，然后進行大規(guī)模發(fā)酵生產?！敬鸢浮緽4．將一?；ǚ叟嘤捎酌?，將它的莖尖用秋水仙素處理，長大后該植物正常開花結果。該植株中哪一部位細胞的染色體數目與其他部位不同？()A．根細胞 B．葉細胞C．莖細胞 D．子房壁細胞【解析】莖尖用秋水仙素處理后染色體數目加倍，由莖尖發(fā)育的細胞(葉、莖、子房壁細胞)染色體數目都加倍，而根的染色體數目則無變化?！敬鸢浮緼5．馬鈴薯利用塊莖進行無性生殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產，為此農戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是()A．選擇優(yōu)良品種進行雜交B．進行遠緣植物體細胞雜交C．利用莖尖進行組織培養(yǎng)D．人工誘導基因突變【解析】馬鈴薯種植世代多了以后往往因感染病毒而減產，而不是遺傳物質變化造成的，因此不需要考慮根據遺傳變異的原理進行育種。其莖尖幾乎不含病毒，可以通過組織培養(yǎng)獲得脫毒苗?！敬鸢浮緾課堂小結：網絡構建核心回扣1.植物組織培養(yǎng)技術不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實現種苗的大量繁殖。2．植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，因此用分生區(qū)組織進行組織培養(yǎng)，再生的植株就不會或極少感染病毒。3．人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經過人工薄膜包裝得到的種子。4．單倍體育種通過花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后當年便可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限。5．利用植物細胞培養(yǎng)技術可以生產具有生理活性的植物細胞次生代謝產物。

學業(yè)分層測評(六)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．紅江橙種植多年后易積累病毒而導致品種退化。目前生產上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質和產量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細胞的()A．有絲分裂 B．分化C．減數分裂 D．全能性【解析】采用莖尖分生組織細胞離體培養(yǎng)獲得脫毒種苗的技術是植物的組織培養(yǎng)，整個過程中植物細胞的分裂方式都是有絲分裂，不涉及減數分裂，植物組織培養(yǎng)技術的原理是植物細胞的全能性?！敬鸢浮緾2．下列有關植物細胞工程在生產上的應用，不正確的是()【導學號：10210051】A．利用植物莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗B．用人工薄膜將愈傷組織包裝可制成人工種子C．利用細胞培養(yǎng)工業(yè)化生產人參皂苷，提高產量D．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中篩選新品種【解析】本題考查植物細胞工程的應用。植物的莖尖不含病毒或含病毒較少，可用于培養(yǎng)脫毒苗，A對；人工種子中包埋的是胚狀體而不是愈傷組織，B錯；應用植物細胞培養(yǎng)技術培養(yǎng)人參細胞，從中提取人參皂苷，C對；愈傷組織的分裂能力較強，此時進行誘變處理，可獲得突變的新品種，D對?！敬鸢浮緽3．下列各項培育植物新品種的過程中，不經過愈傷組織階段的是()A．通過植物體細胞雜交培育白菜—甘藍雜種植株B．通過多倍體育種培育無子西瓜C．通過單倍體育種培育優(yōu)質小麥D．通過基因工程培育轉基因抗蟲水稻【解析】植物體細胞雜交、單倍體育種、基因工程育種均經過植物組織培養(yǎng)過程，所以需脫分化形成愈傷組織。植物多倍體育種通常是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，所以B選項符合題意。【答案】B4．下列關于植物細胞工程在生產應用上的敘述，正確的是()A．切取一定大小的草莓莖尖進行組織培養(yǎng)，可獲得抗病毒新品種B．對馬鈴薯愈傷組織進行人工誘變，可獲得能分泌乳腺蛋白的新品種C．在組織培養(yǎng)獲得的楸樹胚狀體外包裹上人工胚乳、種皮制成人工種子D．在發(fā)酵罐中培養(yǎng)人參的胚狀體細胞，大量生產人參皂苷粉【解析】通過植物組織培養(yǎng)可以獲得脫毒植物，但不能培養(yǎng)出抗病毒的新品種；人工誘變并不能產生非本物種的基因，對馬鈴薯愈傷組織進行人工誘變，不可能獲得能分泌乳腺蛋白的新品種；人工種子是在植物組織培養(yǎng)獲得的胚狀體外包裹人工胚乳和人工種皮制成的；獲取細胞產物，應將植物細胞培養(yǎng)到愈傷組織階段?！敬鸢浮緾5．下列有關植物細胞工程的敘述，錯誤的是()A．通過培養(yǎng)植物細胞，可獲取大量的細胞代謝產物B．在培養(yǎng)基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可篩選出抗鹽植株C．原生質體培養(yǎng)結合基因工程技術，可獲得具有特定性狀的新植株D．由于植物細胞具有全能性，同種植物的不同基因型個體，它們的細胞全能性的表達程度不同【解析】植物細胞工程中培養(yǎng)特定細胞系，實現產生次生代謝產物的克隆和產物的工業(yè)化生產，故A正確；在培養(yǎng)基中加入不同濃度的NaCl能篩選抗鹽植株，故B正確；去掉細胞壁后的植物細胞叫原生質體，比較容易攝取外來的遺傳物質，如DNA，因而原生質體培養(yǎng)結合基因工程技術，可獲得具有特定性狀的新植株，故C正確；不同種類的植物或同種植物不同基因型個體之間遺傳性有差異，細胞全能性的表達程度大不相同。【答案】D6．人工種子的核心部分胚狀體可以由懸浮培養(yǎng)的芽尖細胞得到，也可以通過試管培養(yǎng)的花粉或胚囊獲得，由此人們把胚狀體分為“體細胞胚”和“花粉胚”。請據此判斷下列說法中不正確的是()【導學號：10210052】A．人工種子的胚狀體已經分化出胚芽、胚軸和胚根B．培育胚狀體利用了植物組織培養(yǎng)技術C．同一種植物“體細胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數目相同D．該項技術的成功應用反映了細胞的全能性【解析】人工種子的培育利用了植物組織培養(yǎng)技術，獲得具有胚芽、胚根、胚軸等結構的胚狀體，在胚狀體、不定芽等外部包上人工種皮得到，其原理是植物細胞的全能性?！绑w細胞胚”是由植物的體細胞經過脫分化和再分化形成的，“花粉胚”是由花粉經過脫分化和再分化形成的，因此同一種植物“體細胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數目比為2∶1?！敬鸢浮緾7．利用植物的莖尖或葉片、莖段、花藥、花粉等，在無菌條件下，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術可以用來培育植物新品種，也可以在較短時間內大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關于這種技術的敘述，正確的是()①這種技術利用了植物細胞的全能性②這種技術叫作組織培養(yǎng)③這種技術屬于細胞工程的應用領域之一④這種技術是一種無性繁殖的方式A．① B．①②C．①②③ D．①②③④【解析】植物體細胞都含有該物種的全套遺傳信息，所以每個細胞理論上都具有全能性，都有發(fā)育成完整生物體的潛能。植物組織培養(yǎng)就是在體外通過人工方法，讓植物細胞表現出全能性，是植物細胞工程的一個基礎技術手段。因為沒有生殖細胞的結合，所以屬于無性生殖方式。【答案】D8．下圖是四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的示意圖，相關敘述中正確的是()四倍體蘭花葉片eq\o(→,\s\up15(（1）))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(（2）))胚狀體eq\o(→,\s\up15(（3）))植株A．(2)階段會發(fā)生減數分裂過程B．(1)階段需生長素而(3)階段需細胞分裂素C．此過程體現植物細胞具有全能性D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體【解析】愈傷組織只能進行有絲分裂，不能進行減數分裂；脫分化和再分化過程都需要生長素和細胞分裂素；植物組織培養(yǎng)體現了植物細胞具有全能性；花藥離體培養(yǎng)所得的植株是單倍體?！敬鸢浮緾9．(2023·天津六校聯考)用植物組織培養(yǎng)方法誘導離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結構，若包裹上人造種皮，制成人工種子。其過程如下圖所示。下列相關敘述，錯誤的是()A．從植物體細胞到種苗形成的過程說明植物細胞具有全能性B．進行②過程時，不需要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁C．再分化發(fā)生在④步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程D．需細胞分裂素和生長素的誘導，能刺激愈傷組織的形成【解析】從植物體細胞到種苗形成的過程說明植物細胞具有全能性，A正確；進行②脫分化過程時，不需要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細胞的細胞壁，B正確；再分化發(fā)生在③步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程，C錯誤；脫分化形成愈傷組織的過程，需要細胞分裂素和生長素的誘導刺激，D正確。【答案】C10．植物組織培養(yǎng)的過程如下圖所示。請分析并回答問題。eq\a\vs4\al(離體的組,織或器官)eq\o(→,\s\up15(A))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(B))胚狀體eq\o(→,\s\up15(C))植株(1)愈傷組織是由離體的組織或器官通過A__________過程獲得的，B、C過程是通過細胞的__________實現的。(2)胚狀體根據其來源不同，可以分為“體細胞胚”和“花粉胚”。①用花藥離體培養(yǎng)可獲得“花粉胚”，同種植物的花粉胚與體細胞胚在染色體數目上的主要區(qū)別是______________________________________________________________________________________________。②如果用________處理二倍體植物的花粉胚，能獲得可育的植株，該過程是________育種中不可缺少的步驟。③在一定條件下培養(yǎng)離體細胞可以形成體細胞胚進而發(fā)育成完整的植株，其根本原因是每個細胞都含有________________，這一過程體現了________________。【解析】(1)由離體組織或器官獲得愈傷組織的過程是脫分化的過程，由愈傷組織通過再分化和培養(yǎng)可獲得新的植株，這一過程不僅有細胞的分裂過程，也有細胞分化的過程。(2)二倍體的花粉胚細胞內含一個染色體組，由其發(fā)育成的植株高度不育，若要獲得可育植株，需要對花粉胚進行染色體加倍處理，例如用秋水仙素處理，這樣的育種方式稱為單倍體育種。【答案】(1)脫分化分裂和分化(2)①花粉胚細胞中的染色體數目是體細胞胚的一半②秋水仙素單倍體③本物種的全套基因(或全套遺傳信息)植物細胞的全能性[能力提升]11．如圖表示利用植物細胞工程對棉花進行改良的過程，①②③④表示實驗過程，請據圖回答，下列說法正確的是()【導學號：10210053】外源基因,②Ｆ棉花葉肉細胞eq\o(→,\s\up15(①))原生質體eq\o(→,\s\up15(③))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(④))根、芽→棉花幼苗A．外源基因能夠導入并大量復制的物質基礎是自然界共用一套密碼子B．②過程能定向改變原生質體的遺傳特性C．③過程只能通過液體懸浮培養(yǎng)技術才能實現D．基因工程技術與花藥離體培養(yǎng)技術相結合可快速獲得純合棉花植株【解析】據圖分析，①表示用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁；②表示將外源基因導入原生質體，常用農桿菌轉化法；③表示脫分化，④表示再分化。A、外源基因能夠導入的原因是它們都是由四種脫氧核苷酸組成的雙螺旋結構，外源基因可以在宿主細胞表達產生相應的蛋白質，說明所有的生物共用一套密碼子，A錯誤；B、基因工程目的性強，育種周期短，能定向改造生物的遺傳性狀，B正確；C、愈傷組織培養(yǎng)時用固體培養(yǎng)基，在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂，C錯誤；D、花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，再用秋水仙素處理抑制紡錘體的形成，使得染色體數目加倍，才能獲得純合植株，D錯誤?！敬鸢浮緽12．(2023·天水高三檢測)為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法，圖中兩對相對性狀獨立遺傳，據圖分析不正確的是()A．過程①的自交代數越多，純合高蔓抗病植株的比例越高B．過程②可以取任一植株的花藥作培養(yǎng)材料C．過程③包括脫分化和再分化兩個過程D．圖中篩選過程不改變抗病基因頻率【解析】過程①多次自交和篩選，純合高蔓抗病番茄植株的比例會增大，故A正確。過程②是花藥離體培養(yǎng)，選用任一株Fl的花粉均可，故B正確。過程③是植物組織培養(yǎng)獲得植株的過程，包括脫分化和再分化兩個階段，故C正確。篩選純合高蔓抗病番茄植株的實質是定向改變基因頻率，使高蔓抗病基因的頻率提高，故D錯誤?！敬鸢浮緿13．制造人工種子的原理是在組織培養(yǎng)得到的“胚狀體”的最外面用一層有機膜包裹，并在薄膜以內放入一些營養(yǎng)物質，如下圖所示。據此判斷下列說法不正確的是()A．“胚狀體”最外面的一層有機膜和里面營養(yǎng)物質分別具有種皮和胚乳的功能B．“胚狀體”來源于離體的植物體細胞，其形成過程中要經過的生理變化大體上是脫分化和再分化C．從保證人工種子正常的生命力及生態(tài)系統物質循環(huán)上來看，其外部薄膜應具有全透性和能被微生物降解的特點D．在人工種子萌發(fā)的過程中“胚狀體”細胞吸收營養(yǎng)液中的物質用于生長等【解析】從保證人工種子正常的生命力上來看，其外部薄膜應具有半透性，可以透氣和透水，但是不能讓薄膜以內的營養(yǎng)物質出來?！敬鸢浮緾14．下圖表示花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程，據圖回答下列問題：(1)過程①是把幼小的花藥分離出來，在無菌條件下放在人工培養(yǎng)基上進行離體培養(yǎng)，該培養(yǎng)基中加入的營養(yǎng)物質應該有_______________________________________________(至少答兩種)，加入的激素有________、________。(2)過程②是花藥在培養(yǎng)基所提供的特定條件下發(fā)生多次細胞分裂，形成愈傷組織，此過程叫作________，細胞分裂的方式是______________。(3)過程③是誘導愈傷組織分化出芽和根，這一過程叫____________，然后長成植株。要使該植株染色體數目加倍通常采用一定濃度的__________處理。(4)花藥離體培養(yǎng)應用的是____________技術，其理論基礎是________________。【解析】(1)植物組織培養(yǎng)需要營養(yǎng)物質，主要包括大量元素、微量元素、有機物(如甘氨酸、肌醇、維生素、蔗糖等)等，用到的植物激素為生長素和細胞分裂素。(2)脫分化是由高度分化的植物組織或細胞產生愈傷組織的過程，此過程細胞進行有絲分裂。(3)愈傷組織通過再分化形成芽和根，經過花藥培養(yǎng)得到的植株為單倍體，表現為高度不育