高中苏教版 (2019)第一节 植物细胞工程教学设计

这是一份高中苏教版 (2019)第一节 植物细胞工程教学设计，共22页。


第一节　细胞工程概述


1．了解细胞工程的发展。
2．掌握细胞工程的基本技术。(重、难点)
3．理解细胞工程的应用。(重点)


　细胞工程及植物组织培养技术

1．细胞工程的发展
时间
科学家
实验过程
贡献
1907年
哈里森
用盖玻片悬滴培养蛙胚神经组织
开创了动物细胞培养的先河
1937年
高特里特
离体培养胡萝卜组织，并使细胞增殖
成功进行了植物组织培养
1972年
卡尔逊
用硝酸钠作为促融合因子，成功地将2个不同种的烟草细胞原生质体进行融合
获得了世界上第一个体细胞杂交植株
1996年
韦尔穆特
利用成年芬兰白面母羊体细胞的细胞核与苏格兰黑面母羊的去核卵细胞融合培养
首次克隆出绵羊“多莉”

2.细胞工程的概念及分类
(1)操作原理和方法：细胞生物学和分子生物学。
(2)操作水平：细胞或细胞器水平。
(3)操作条件：体外无菌条件下进行培养繁殖。
(4)操作目的：按照人的意愿去改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的综合性科学技术。
(5)分类：
①根据研究对象：
a．植物细胞工程；
b．动物细胞工程等。
②根据使用技术：
a．植物组织培养技术；
b．细胞融合技术；
c．细胞核移植技术等。
3．植物组织培养技术
(1)细胞全能性：含有一个物种全套遗传物质的细胞都具有发育成为一个新的生物个体的潜能，细胞的这种特性称为细胞全能性。
(2)植物组织培养：指依据细胞全能性原理，在无菌条件下，分离植物的器官、组织、细胞或原生质体，并在培养基上培养，在适宜的条件下使其发育成部分或完整植株的技术。
(3)培养材料：最常用的是植物的茎尖、根尖、幼嫩的叶片和花药等，也称外植体。
(4)一般过程：
外植体(分离的植物器官、组织、细胞或原生质体)(无菌，适宜的培养基)
↓脱分化
愈伤组织(一团没有特定结构和功能并处于旺盛分裂状态的薄壁细胞)
↓再分化
胚状体或根和芽
↓
完整植物体
（5）条件
（6）培养基的成分：通常包括水分、无机盐、碳源、氮源、维生素等。
（7）植物细胞的脱分化（或去分化）：由已经分化的植物细胞形成愈伤组织的过程。
（8）再分化：愈伤组织继续培养，重新诱导分化形成胚状体或根和芽等的过程。

[合作探讨]),下图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下，形成试管苗的培育过程，请据图分析：

探讨1：在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
提示：防止杂菌感染。
探讨2：图中A是什么过程？为什么该过程要求“避光条件”下培养？B是什么过程？该过程也需要“避光条件”培养吗？
提示：脱分化；脱分化过程中，光照易诱导分化产生导管等组织，不利于形成愈伤组织。再分化；再分化过程中一定要有光照，利于组织分化和分化出的芽、叶进行光合作用。
探讨3：植物组织培养所用的培养基中在脱分化和再分化中起关键作用的激素是什么？
提示：细胞分裂素和生长素。
探讨4：从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？ 提示：无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。
[思维升华]
1.对细胞全能性的理解
（1）理论依据,生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部基因，从理论上讲，生物体的每一个活细胞都应该具有全能性。
（2）细胞全能性的内涵和原因,①内涵：高度分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能。
②原因：具有该物种的全部遗传信息。
(3)实现全能性的条件
材料
离体的植物细胞、组织或器官
培养基
种类齐全、比例合适的营养物质及一定的植物激素
外界条件
无菌操作、光照
(4)细胞全能性的标志：由细胞发育成完整的个体。
(5)不同细胞的全能性比较
①受精卵(全能性最高)＞卵细胞(具有较高的潜在全能性)＞体细胞(全能性较低)。
②未分化或分化程度低的细胞＞分化程度高的体细胞。
③植物细胞＞动物细胞；增殖细胞＞不增殖的细胞。
④随着细胞分化的程度不断提高，细胞的全能性逐渐减小。
(6)植物细胞表达全能性的条件
①具有完整细胞结构，处于离体状态。
②在一定的营养物质、植物激素(主要是生长素、细胞分裂素等)和其他外界条件的作用下，就可能表现出全能性，发育成完整的植株。
[特别提醒]
①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，这是基因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，全部的遗传信息仍然被保存在DNA的序列中，一旦脱离原来组织和器官的束缚成为游离状态的细胞，在一定的营养条件下，并在植物激素的诱导下，就能表现出全能性，发育成完整的植株。②细胞全能性的针对对象是多细胞生物的细胞，而非单细胞生物的细胞。
2．植物组织培养的培养基及培养过程
(1)培养基的成分及作用
成分
主要内容
作用
水
水(H2O)
为细胞代谢提供液体条件，参与细胞代谢

无机
营养
大量元素：N、P、S、K、Ca、Mg、Na等
微量元素：Fe、Mn、Mo、B、Cu、Zn
满足植物对各矿质元素的需求，参与各种物质合成、代谢调节，生长必需
有机
营养
蔗糖
提供碳源、调节渗透压
氨基酸
提供氮源
维生素如B1、B3、B5、B6等
合成酶或辅酶
天然
附
加物
酵母提取物、玉米胚乳、麦芽浸出物、番茄汁
有利于愈伤组织的诱导和再分化
生长
物质
生长素、细胞分裂素等
诱导脱分化形成愈伤组织，诱导愈伤组织再分化形成植株
(2)培养过程
①培养流程
离体的植物器官、组织、细胞或原生质体愈伤组织胚状体或丛芽(试管苗)植株。
②几个生理过程的比较
名称
过程
形成体特点
培养基中的主要激素
光照条件
条件
脱分化
由外植体成为愈伤组织
排列疏松、高度液泡化的薄壁细胞团
生长素或2，4­D(生长素类似物)
避光
(1)离体
(2)提供营养物质
(3)提供激素
(4)提供其他适宜条件

再分化
由愈伤组织成为幼苗或胚状体
有根、芽或有生根发芽的能力
生长素与细胞分裂素
需光
营养生长、生殖生长
发育成完整的植物体
由根、茎、叶、花、果实、种子组成
自身产生的各种植物激素
需光
栽培

1．下列对细胞全能性的表述，正确的是(　　)
【导学号：10210040】
A．离体的植物细胞均能表现出全能性
B．肝脏细胞是高度分化的动物细胞，没有全能性
C．花粉可培育成单倍体植株是细胞全能性的表现
D．植物体内细胞由于分化，全能性不能表达
【解析】　离体的植物细胞要表现出全能性还需营养物质、植物激素和其他适宜外界条件。肝脏细胞是高度分化的动物细胞，全能性受到限制，但其细胞核仍具有全能性。分化的植物细胞具有全能性，但细胞要表达全能性必须要在一定条件下离体培养。
【答案】　C
2．(2016·长沙期中检测)下图是基因型为AaBb的菊花茎尖离体培养示意图，据图回答下列问题：
菊花茎尖培养基中培养―→植物体(幼苗)
(1)图中B是________________。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是_______________________________________________。
(2)菊花的组织培养形成试管苗的过程中，其中应大量供给的元素是________________。试管苗形成过程中要给予一定光照，其目的是_______________________________________________
__________________________。
要促进茎尖细胞分裂、分化和生长，培养基中应含有________________激素。
(3)脱分化是指_______________________________________________
_______________________________________________，
脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度和氧气等外界条件外，还要保证____________。否则植物组织培养就不能成功。
(4)这样培养成的试管苗的基因型是_______________________________________________。
【解析】　(1)离体的植物组织或细胞，在培养了一段时间以后，会通过细胞分裂，形成愈伤组织。脱分化产生的愈伤组织继续培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植物体。菊花茎尖培养成植物体的根本原因是植物细胞具有全能性。(2)离体的植物组织和细胞，对营养、环境等条件的要求相对特殊，需要配制适宜的培养基。常用的一种培养基是MS培养基，其主要成分包括：大量元素，如N、P、K、Ca、Mg、S。试管苗形成过程中要每日用日光照射12 h，其目的是试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物。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性激素，故培养基中要加入生长素和细胞分裂素。(3)由高度分化的植物器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程称为植物细胞的脱分化，或者叫做去分化。脱分化和再分化这两个过程的进行除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还要保证无菌。否则植物组织培养就不能成功。(4)由于植物组织培养过程，细胞进行的是有丝分裂，故培育成的试管苗的基因型是AaBb。
【答案】　(1)具根、芽的胚状体(丛芽、根和芽)　植物细胞具有全能性　(2)N、S、P、K、Ca、Mg　试管苗形成过程中要进行光合作用合成有机物　细胞分裂素和生长素　(3)高度分化的植物器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程　无菌 　(4)AaBb

细胞融合技术、植物体细胞杂交、细胞核移植及细胞工程的应用

1．细胞融合技术
(1)概念：细胞融合技术是采用自发或人工的方法使两个或多个细胞融合为一个细胞的技术。
(2)融合过程：在促融合因子的作用下，细胞膜发生粘连、破裂，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。
(3)促融合方法：生物法(如病毒诱导融合法)、化学法(如聚乙二醇诱导融合法)、物理法(如电场诱导融合法)。
2．植物体细胞杂交
(1)概念：运用细胞融合技术，在一定条件下把不同种植物的体细胞融合形成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术称为植物体细胞杂交。
(2)原生质体：是指去除植物细胞壁后裸露的植物细胞结构等。
(3)植物细胞杂交过程
不同来源植物细胞不同细胞原生质体融合的原生质体杂种细胞愈伤组织杂种植株。
(4)实例：白菜—甘蓝品种的获得。
3．细胞核移植技术
(1)动物细胞核移植技术：是把一个动物细胞的细胞核移入一个已经去除细胞核的卵母细胞中，使其重组并发育为一个新的胚胎，最终发育为一个动物个体的技术。
(2)早期的核移植技术：利用显微操作的方法将卵母细胞的细胞核取出，再注入其他细胞的细胞核。
(3)随着显微技术的发展：用类似的技术移植细胞中的各种细胞器。
4．细胞工程的应用
(1)理论上：利用细胞工程技术不仅可以在不同的植物之间、动物之间、微生物之间进行物种间的杂交，甚至可以在植物、动物和微生物之间进行物种间的杂交以形成前所未有的新物种。
(2)实际上：不仅在农业、林业生产中被广泛应用，还在医疗领域得到广泛应用。


利用植物体细胞杂交技术将白菜和甘蓝(均为二倍体)培育成“白菜—甘蓝”杂种植株(如下图所示)，请据图分析：

探讨：将白菜体细胞和甘蓝体细胞融合时，首先遇到的障碍是什么？用什么方法可以解除此障碍？
提示：细胞壁阻碍细胞间的融合。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。
探讨：只考虑两两融合，原生质体A和B可以形成几种融合细胞？哪种融合细胞才是符合要求的？
提示：三种。AB才是符合要求的。
探讨：细胞融合完成的标志与植物体细胞杂交完成的标志相同吗？为什么？
提示：不相同。细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，而植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株，而不是形成杂种细胞。
探讨：从结果上看杂种植株在遗传上有何特点？从杂种植株的染色体组成上看属于何种变异？
提示：(1)遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。(2)染色体数目增加，属于染色体数目的变异。
探讨：从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
提示：克服了不同种植物远缘杂交的障碍，使不同种植物杂交成为可能。

1．细胞融合技术
(1)融合原理：细胞膜的流动性。
(2)融合对象：2个或多个不同细胞。
(3)促融合方法：生物法(如病毒诱导融合法)、化学法(如聚乙二醇诱导融合法)、物理法(如电场诱导融合法)。
(4)几种融合方法的比较：
　类型
区别　　
生物法
化学法
物理法
诱导型
疱疹病毒、仙台病毒、天花病毒、腮腺炎病毒等
聚乙二醇、高浓度钙离子等
电场
常用
方法
病毒诱导融
合法
聚乙二醇诱导融合法
电场诱
导融合
法
优点
易培养，对各种动物细胞都适宜，融合率高
使用方便，诱导细胞融合频率高
频率高，对细胞无毒害，操作简便，可重复性好
缺点
有些病毒(如仙台病毒)不稳定，在保存过程中活性会降低；而且病毒进入细胞后，可能对细胞的生命活动产生干扰
有些物质(如聚乙二醇)有一定的毒性，对有些细胞(如卵细胞)不适用
目前没有发现
(5)融合结果：形成杂种细胞。
(6)融合过程：2个或多个不同细胞的质膜发生粘连、破裂→细胞质发生融合→发生核融合→形成杂种细胞。
(7)融合意义：突破有性杂交的局限，使远缘杂交成为可能。
2．植物体细胞杂交技术
(1)原理：细胞膜的流动性和细胞的全能性。
(2)基础：植物组织培养。
(3)操作过程

步骤
方法
原生质体的获得
酶解法(纤维素酶、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

(4)体细胞融合成功以后，既有AB型杂种细胞，也能形成AA型和BB型两种融合细胞，但只有AB型细胞是植物体细胞杂交所需要的杂种细胞，因此在杂种细胞形成后还应有一个筛选过程。
(5)细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。
(6)植物体细胞杂交完成的标志是获得杂种植株而不是获得杂种细胞。
(7)优点：克服了植物远缘杂交不亲和的障碍，在培育作物新品种方面具有广阔的应用前景，如科学家已经培育出了白菜—甘蓝、烟草—海岛烟草等种间杂种。
[特别提醒]
①杂种细胞产生的标志是新细胞壁的形成。②植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程，结果是产生新的植株。③从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有有性生殖细胞的形成和结合，应属于无性生殖；从变异类型上看，应是染色体数目变异。④假设用于体细胞杂交的双方细胞都有2个染色体组，则杂种细胞及由杂种细胞发育而来的杂种植株有4个染色体组，被称为四倍体。

1．通过植物体细胞杂交可以获得“烟草—菠菜”——一种新型的烟草品种。下图为培育杂种植株过程的示意图，下列操作不是必需的是(　　)

A．在融合之前除去两种细胞的细胞壁
B．原生质体先进行脱分化处理再融合
C．原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养
D．诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株
【解析】　植物体细胞的杂交过程：在植物细胞融合之前除去两种细胞的细胞壁，获得具有活力的原生质体；原生质体融合后筛选杂种细胞继续培养；诱导杂种细胞形成愈伤组织再分化成植株。可见，原生质体先进行融合处理再进行脱分化。
【答案】　B
2．下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，请据图回答： 【导学号：10210041】

(1)在“番茄—马铃薯”的培育过程中，主要运用了植物细胞工程中的______________技术，原理是________________________。
(2)可用____________________对番茄和马铃薯细胞进行处理获得原生质体；诱导番茄和马铃薯原生质体融合的化学试剂一般用_______________________________________________。
(3)愈伤组织常用作诱变育种的理想材料，理由是
_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)不同物种生物之间存在着天然的__________，用传统的有性杂交方法不可能得到二者的杂种后代，而体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍。
(5)植物组织培养的培养基中除了含有一定的营养物质之外，还必须含有__________从而促进愈伤组织的形成和再分化。
【解析】　(1)要形成番茄—马铃薯杂交植株，必须通过植物体细胞杂交。该技术运用了细胞膜具有流动性的原理及植物细胞具有全能性的原理。(2)植物体细胞杂交时，首先要用酶解法去除细胞壁，形成原生质体，然后用促融方法促进原生质体融合，常用的化学促融剂是聚乙二醇(PEG)。(3)愈伤组织具有旺盛的分裂增殖能力，不断进行DNA复制，容易发生基因突变，因此，可施予一些诱导因素，使其发生更多的变异。(4)自然条件下，物种之间存在生殖隔离。(5)植物组织培养基除含有水、矿质离子、蔗糖、维生素等营养物质外，还必须含有一定浓度的植物激素，如生长素、细胞分裂素，它们存在的比例不同，可分别诱导根或芽的分化。
【答案】　(1)植物体细胞杂交　细胞膜的流动性和细胞的全能性
(2)纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇(PEG)
(3)愈伤组织处于不断地分生状态，容易受到培养条件的影响而产生基因突变
(4)生殖隔离
(5)植物激素(植物生长调节剂)

1．下面哪一位科学家获得了世界上第一个体细胞杂交植株(　　)
　　　
A．哈里森 B．高特里特
C．卡尔逊 D．韦尔穆特
【解析】　哈里森成功地培养蛙胚神经组织并存活数周，这一工作开创了动物细胞培养的先河。高特里特离体培养胡萝卜组织，首次成功进行了植物组织培养。卡尔逊成功将两个不同种的烟草细胞原生质体进行融合，获得了世界上第一个体细胞杂交植株。韦尔穆特克隆出“多莉”羊。
【答案】　C
2．细胞工程是一门综合科学技术，下列哪些技术属于细胞工程(　　) 【导学号：10210042】
①有性杂交　②细胞融合　③组织培养　④细胞核移植　⑤染色体工程　⑥蛋白质工程
A．①②③④ B．②③④⑥
C．②③④⑤ D．③④⑤⑥
【解析】　本题考查细胞工程技术的类型。有性杂交不属于细胞工程技术，蛋白质工程属于基因工程。
【答案】　C
3．植物细胞的全能性是指(　　)
A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动
B．只具有膜和质，同样能进行各种生理活动
C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能
D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞
【解析】　具有某种植物全部遗传物质的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。
【答案】　C
4．下列属于植物组织培养的是(　　)
A．花粉培养成单倍体植株
B．芽发育成枝条
C．根尖分生区发育成成熟区
D．受精卵发育成植株
【解析】　花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物经传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。
【答案】　A
5．在促进细胞融合的促融合因子的作用下，不同细胞可完成融合，正确的融合过程顺序是(　　)
①不同细胞的细胞核融合　②杂种细胞的形成　③细胞质膜粘连、破裂　④细胞质融合
A．①②③④ B．②①④③
C．③④①② D．④③②①
【解析】　在促融合因子的作用下，不同细胞之间的质膜发生粘连、破裂，然后细胞质融合，进而发生细胞核的融合，最终形成杂种细胞。
【答案】　C
课堂小结：
网络构建

核心回扣
1.植物组织培养和细胞核移植技术的生物学原理是细胞全能性。
2．细胞融合技术依据的生物学原理是细胞膜的流动性。
3．植物组织培养成功的关键是避免微生物污染，因此应在无菌条件下进行。
4．植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化的关键因素。
5．植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞分裂素。
学业分层测评(五)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．下列技术中，一般不属于细胞工程的是(　　)
A．1907年哈里森进行的蛙胚神经组织培养
B．1972年卡尔逊获得了体细胞杂交植株
C．1982年帕米特采用显微注射技术获得了巨型小鼠
D．1997年维尔穆特利用核移植技术克隆出绵羊“多莉”
【解析】　帕米特采用显微注射技术将经过重组的带有大鼠生长激素基因的质粒转入小鼠受精卵内，并将早期胚胎植入小鼠体内妊娠，分娩出了带有大鼠生长激素基因的巨型小鼠，这一实验被认为是基因工程发展史上的一个里程碑。
【答案】　C
2．下列关于细胞工程的叙述错误的是(　　)
A．细胞工程仅仅在细胞整体水平上定向改变遗传物质
B．细胞工程需要严格的无菌条件
C．细胞工程的技术包括植物细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植、染色体工程等
D．细胞工程可以用于作物新品种的改良或繁育
【解析】　细胞工程是以细胞为基本单位，在体外进行操作，改变细胞的遗传物质，这种对遗传物质的改变可以是在细胞整体水平上进行，也可以是在细胞器水平上进行。
【答案】　A
3．细胞具有全能性的原因是(　　) 【导学号：10210043】
A．体细胞具有发育成完整个体的潜能
B．生物体的每个细胞都具有全能性
C．生物体的每个细胞都含有个体发育的全部基因
D．生物体的每个细胞都是由受精卵发育成的
【解析】　A项中指的是细胞的全能性，并非细胞全能性的原因。细胞之所以具有全能性，是由于细胞中含有发育成完整个体所必需的遗传物质，所以从理论上讲，生物体的每一个细胞都具有全能性。
【答案】　C
4．(2016·徐州期中检测)下列关于植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是(　　)
A．获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶
B．利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株
C．植物体细胞杂交过程就是原生质体融合的过程
D．可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞
【解析】　利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，才能获得原生质体；通过植物体细胞杂交可获得多倍体，并可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定是不是杂种细胞。植物体细胞杂交过程包括原生质体融合和植物组织培养过程。
【答案】　C
5．植物组织培养过程中的脱分化是指(　　)
A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程
B．未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程
C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程
D．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程
【解析】　植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞——愈伤组织的过程，因此C项是正确的。
【答案】　C
6．下列生物工程技术的应用中不属于细胞工程的是(　　) 【导学号：10210044】
A．通过试管动物大量繁殖优良动物
B．通过体细胞克隆技术培育出克隆牛
C．利用含有人胰岛素基因的大肠杆菌生产胰岛素
D．将某人的肝癌细胞在实验室中繁殖为一个细胞系
【解析】　含有人胰岛素基因的大肠杆菌是转基因生物，属基因工程的成果。而试管动物、克隆技术、细胞培养都是在细胞水平上操作的生物工程技术。
【答案】　C
7．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是(　　)
A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压
B．培养基中的生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的生长和分化
C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织
D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的愈伤组织的基因型相同
【解析】　同一株绿色开花植物的体细胞与生殖细胞经组织培养获得的愈伤组织的基因型不同。
【答案】　D
8．下列关于细胞融合的叙述，不正确的是(　　)
【导学号：10210045】
A．采用自然或人工的方法使两个或多个不同细胞融合为一个细胞
B．在促融合因子的作用下，仅仅使细胞核发生融合
C．常用的促融合因子有电场、聚乙二醇等
D．在植物细胞融合前需用纤维素酶等去除细胞壁
【解析】　在促融合因子的作用下，细胞之间的细胞膜发生粘连、破裂，细胞质发生融合，进而发生核融合，形成杂种细胞。
【答案】　B
9．一只羊的卵细胞核被另一只羊的体细胞核置换后，该重组细胞经过多次分裂，再植入第三只羊的子宫内发育，结果产下一只羊羔。以下说法正确的是(　　)
A．这种技术属于细胞融合
B．这种技术属于细胞核移植
C．这种技术不需借助显微操作仪
D．这种技术需要利用显微镜
【解析】　这种技术属于细胞核移植，主要借助显微操作仪，用微吸管把一个细胞中的细胞核吸出后直接转移到另一个去除细胞核的细胞中。
【答案】　B
10．据下图回答问题：

(1)过程①②是用______________处理细胞的细胞壁，后经③过程诱导原生质体融合，实际融合的过程中原生质体可能会形成________种细胞团(只考虑两个细胞融合的情况)。④是再生出细胞壁的过程，与此过程密切相关的细胞器主要是________。
(2)在⑤过程培养中，除了提供水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外，还需要在培养基中加入_______________________________________________
_______________________________________________
_______________________________________________。
同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，成功的另一个关键是操作过程中必须保证________。
(3)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含________条染色体，还必须用________来处理幼苗，才能得到可育的“番茄—马铃薯”植株，此时体细胞中含有________条染色体。
(4)若番茄是二倍体，马铃薯是四倍体，则杂种植株为________倍体。
【解析】　(1)分析题图可知，图中①②表示酶解法去除细胞壁的过程，此过程中所用的酶是纤维素酶和果胶酶。③过程是人工诱导细胞融合的过程，如果只考虑两个细胞融合的情况，则会有“番茄—番茄”细胞、“番茄—马铃薯”细胞、“马铃薯—马铃薯”细胞三种细胞团；④是融合后的原生质体重新生出细胞壁的过程，植物细胞中的高尔基体与细胞壁的形成关系密切。
(2)植物组织培养过程中除提供必需的营养物质外，还需要提供一定配比的激素和无菌的环境。
(3)由减数分裂和受精作用的知识可知，番茄和马铃薯如果杂交成功，则子代应包含(A＋B)/2条染色体，由于这些染色体中无同源染色体，因此只有通过秋水仙素诱导等方法使染色体加倍才可育，此时体细胞中染色体数为(A＋B)条。
(4)二倍体番茄和四倍体马铃薯体细胞杂交得到的是异源六倍体。
【答案】　(1)纤维素酶、果胶酶　3　高尔基体
(2)生长素和细胞分裂素等激素　无菌
(3)(A＋B)/2　秋水仙素　A＋B　(4)六
[能力提升]
11．(2013·重庆高考)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述，错误的是(　　)
A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减少消毒剂对细胞的伤害
B．在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞
C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控
D．生根时，培养基通常应含α­萘乙酸等生长素类调节剂
【解析】　消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A项正确；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B项错误；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达，C项正确；α­萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根，D项正确。
【答案】　B
12．下图表示一定条件下将胡萝卜的离体组织培育形成试管苗的过程。有关叙述不正确的是(　　)
【导学号：10210046】

A．需在无菌条件下将离体组织接种到培养基中
B．图中①②过程分别表示脱分化和再分化
C．利用此过程获得的试管苗均为纯合子
D．此实验说明分化的植物细胞仍具有全部的遗传信息
【解析】　将离体组织接种到培养基时要注意无菌操作，若被杂菌污染，易造成实验失败；植物组织培养的基本过程包括脱分化和再分化；植物的组织培养是无性繁殖过程，如果离体的组织是纯合子，则得到的试管苗是纯合子，如果离体的组织是杂合子，则得到的试管苗是杂合子；植物组织培养技术的理论基础是细胞的全能性，分化的植物细胞仍具有全部的遗传信息。
【答案】　C
13．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。下图是“白菜－甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是(　　)

A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶
B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种
C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变
D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍
【解析】　本题考查植物体细胞杂交技术和识图能力。根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体；③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【答案】　C
14．下图表示胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在一定的条件下，形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题：

(1)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括________和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和________两类植物激素。
(2)此过程依据的原理是____________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞________等。
(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌。B阶段需要光照，原因是_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因____________的结果。
【解析】　植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中，培养基含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。
【答案】　(1)无机物　生长素
(2)细胞的全能性　有丝分裂　分化
(3)培养基　芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件　(4)选择性表达
15．选取A、B植株的细胞进行如图操作，请回答问题： 【导学号：10210047】

(1)实现图中的①过程最常用的方法是________________________。
(2)②过程的发生，必须进行_______________________________________________，
其方法有______________法和________________法。
(3)若细胞A内含a个染色体，细胞B内含b个染色体，则“杂种细胞”内含____________个染色体；若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话，得到的后代含______________个染色体，必须用__________________来处理幼苗，才能得到可育的杂种植株，其中含有______________个染色体。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是：_______________________________________________
_______________________________________________。
(4)如果原生质体A为小鼠的浆细胞，原生质体B为小鼠的骨髓瘤细胞，诱导二者融合时，独特的方法是用__________________处理。
【解析】　分析题图：图示表示植物体细胞杂交过程，其中①表示制备原生质体，②表示诱导原生质体的融合，③表示再生出新的细胞壁，④表示脱分化过程，⑤表示再分化过程。
(1)图中①表示获取原生质体，该过程常采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)。
(2)②表示诱导原生质体融合的过程，方法包括物理法(电场诱导融合)和化学法(聚乙二醇)。
(3)若细胞A内含a个染色体，细胞B内含b个染色体，则“杂种细胞”内含有双亲的遗传物质，即含a＋b个染色体；若A、B植株采用常规杂交育种方法成功的话，得到的后代含 (a＋b)/2个染色体，由于该个体中不存在同源染色体，因此高度不育，但可用秋水仙素处理幼苗，使染色体数目加倍为(a＋b)。与传统的育种方法相比，体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲合的障碍。
(4)诱导原生质体融合的方法有物理法(电场诱导融合)和化学法(聚乙二醇)，而诱导动物细胞融合的方法有物理法(电场诱导融合)、化学法(聚乙二醇)、生物法(灭活的病毒)。因此诱导小鼠浆细胞和骨髓瘤细胞融合时，独特的方法是用灭活的病毒处理。
【答案】　(1)酶解法(纤维素酶和果胶酶)
(2)诱导融合　物理　化学
(3)a＋b　(a＋b)/2　秋水仙素　a＋b　克服远缘杂交不亲合的障碍
(4)灭活的病毒