1、专题2 细 胞 工 程 2.1 植物细胞工程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 一、细胞工程的概念和分类 1.概念:(1)应用原理:_和分子生物学。(2)操作水平:细胞水平或_。(3)操作目的:按照人的意愿来改变细胞内的_或获得细胞产品。2.分类:根据操作对象的不同,分为_工程和_工程。必备知识自主学习 细胞生物学 细胞器水平 遗传物质 植物细胞 动物细胞 二、植物细胞的全能性 1.含义:具有某种生物_的任何一个细胞,都具有发育成 _的潜能。2.表达过程:(1)脱分化:让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的_而转变 成未分化细胞的过程。(2)再分化:脱分化产生的_在一定的培养条件下,再分化
2、出_,进而形成完整的小植株。(3)影响细胞全能性表现的原因:生长发育过程中特定的时间和空间条件下 细胞中的基因会_特定蛋白质不同的组织和器官。全部遗传信息 完整生物体 结构和功能 愈伤组织 幼根和芽 选择性表达 三、植物组织培养技术 1.原理:_。2.过程:植物细胞具有全能性(1)条件:_,一定营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。(2)培养基状态:_(需再分化生根培养基及生芽培养基)。(3)体内细胞未表现全能性的原因:_。(4)光照的应用:脱分化阶段不需要光照,_阶段需要光照,以利于叶绿素的形成。离体 固体培养基 基因的表达具有选择性 再分化 四、植物体细胞杂交技术 1.概念:将_的植物体
3、细胞,在一定条件下融合成_,并把杂种 细胞培育成_的技术。2.原理:体细胞杂交利用了细胞膜的_,杂种细胞培育成杂种植株利用了 植物细胞的_。不同种 杂种细胞 新的植物体 流动性 全能性 3.过程:4.意义:克服不同种生物远缘杂交的_性。不亲和【易错辨析】1.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才能表现出全能性。()2.植物的种子能发育成完整的植株,体现了细胞的全能性。()【分析】因为种子中的胚已完成了早期发育,所以体现了新植物体的幼体发 育成完整植株的过程,相当于植物的长大。3.植物体内的某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因不同。()【分析】植物体细胞是受精卵经过有丝分裂形成的,所含基
4、因相同。4.脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。()5.植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。()【分析】植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株,其中包括两个 阶段:第一阶段得到杂种细胞,第二阶段经组织培养得到杂种植株。6.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,此过程中 活跃的细胞器是核糖体。()【分析】植物细胞壁的形成与高尔基体有关,此过程中活跃的细胞器是高尔 基体。关键能力合作学习 一、植物细胞的全能性 1.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部遗传物质,都有发育成为完整个体所必需的全部基因。(2)不同细胞全
5、能性的大小: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。不同细胞的全能性:受精卵胚胎干细胞生殖细胞体细胞。不同生物的细胞全能性:植物细胞动物细胞。(3)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。2.植物细胞全能性表达所需条件:(1)体细胞未表现全能性的原因:基因的选择性表达。(2)体现细胞全能性的条件:材料离体的细胞、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:愈伤组织培养最初避光培养,后期见光培养易错提醒:有关细胞全能性的四点提醒(1)体现细胞全能性的标志:发育成完整个体而不是形成某种组织
6、或者器官。(2)全套基因全部基因: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。(3)体内细胞未表现全能性的原因:基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。(4)具有全能性体现(实现)全能性 具有全能性:理论上,活细胞都具有全能性。体现(实现)全能性:只有发育成完整个体,才能说体现(实现)了细胞的全能性。【典题通关】(2019全国卷)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,获得试管苗的过程如图所示。回答下列问题。(1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株,这是因为植物细胞具有_。(2)步骤
7、切取的组织块中要带有形成层,原因是_。(3)从步骤到步骤需要更换新的培养基,其原因是_。在新的培养基上愈伤组织通过细胞的_过程,最终可形成试管苗。(4)步骤要进行照光培养,其作用是_。(5)经组织培养得到的植株,一般可保持原品种的_,这种繁殖方式属于_繁殖。【解题关键】表示处理外植体材料,表示脱分化,表示再分化。组织培养的原理是植物细胞的全能性。【解析】(1)分化的植物细胞含有该生物生长发育所需要的全部遗传物质,具有发育的全能性,在一定条件下可以培养为完整的植株。(2)形成层属于分生组织,细胞分裂能力较强,容易脱分化形成愈伤组织。(3)培养基中的细胞分裂素和生长素可调控细胞的分裂和分化,诱导愈
8、伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗时,需要的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以需要更换培养基。愈伤组织是一团未分化的细胞,通过再分化形成具有根、芽的试管苗。(4)再分化过程中需要光照条件,以利于叶绿素的形成,叶绿素形成后,试管苗才能进行光合作用。(5)在植物组织培养过程中,只涉及有丝分裂,不涉及有性生殖细胞的生成,该方式可以保证母细胞和子细胞遗传物质的稳定,保持原品种的遗传特性,所以这种繁殖方式属于无性繁殖。答案:(1)全能性(或答:形成完整植株所需的全部基因)(2)形成层容易诱导形成愈伤组织(3)诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗时需要的生长素和细胞分裂素的比例不同 分化(或答
9、:再分化)(4)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用(5)遗传特性 无性【误区警示】(1)忽略图中关键信息:切取1 cm3左右带有形成层的组织块诱导愈伤组织形成试管苗,体现了植物细胞的全能性。(2)不明确有性生殖的过程和标志:减数分裂和受精作用。组织培养得到新植株,没有有性生殖细胞产生和结合,因此不属于有性生殖,为无性生殖。【跟踪小练】1.(2020南通高二检测)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有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.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 D.
10、紫色糯性玉米种子培育成植株,这反映植物种子具有全能性【解题关键】解答本题的关键:(1)全能性与全能性表达是两个不同的概念;(2)种子发育成个体,是正常生命历程,不能体现细胞的全能性。【解析】选B。细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因,而配子也具有这样的全部基因,同样具有全能性,A项错误;植物体内细胞没有表现出全能性,这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果,C项错误;种子发育成植株,是正常生命历程,未反映全能性,D项错误;植物细胞全能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官,B项正确。2.人们为了从红豆杉树皮中分离获得高抗癌活性紫杉醇,对国家重点保护珍稀植物
11、红豆杉,进行了掠夺式地砍伐。为拯救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如图所示的实验流程:请回答下列问题:(1)诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫_。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到_。(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的原因是_。在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性,原因是_。(3)已知植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用_技术获得杂种植株。该方法首先要利用_除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经_(试剂)诱导融合形成杂种细胞。【解题关键】解答本题要知道以下两点:(1)结合图示明确植物组织培养的基
12、本过程。(2)明确植物组织培养的原理植物细胞的全能性。【解析】(1)分生组织经过脱分化过程可以形成愈伤组织,利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后可得到人工种子。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息,因此具有发育的全能性。在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官,所以在生物生长发育过程中,细胞并不会表现出全能性。(3)植物甲可以产生物质X,红豆杉可以产生紫杉醇,因此利用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合,获得的杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。植物体细胞杂交过程中,首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得具
13、有活力的原生质体,再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。答案:(1)脱分化 人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官(3)植物体细胞杂交 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)【补偿训练】1.下列植物细胞的全能性在提供了适宜条件的情况下,最易表达的是()A.枝条上的一个芽 B.柱头上的花粉 C.胚珠中的珠被细胞 D.根尖分生区细胞【解析】选B。细胞全能性指的是离体的细胞、组织、器官具有发育成完整个体的潜能。不同细胞全能性大小不同,分裂能力越弱的细胞,全能性越低,即不易表现全能性。一般情
14、况下:植物:受精卵卵细胞(雌性配子)花粉(雄性配子)分化的体细胞(如植物的叶肉细胞、根成熟区细胞),因此答案选B。2.植物细胞表现出全能性的必要条件和增殖方式分别是()A.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件;减数分裂 B.导入其他植物细胞的基因;有丝分裂 C.将成熟筛管的细胞核移植到去核的卵细胞内;减数分裂 D.脱离母体后,给予适宜的营养和外界条件;有丝分裂 【解题关键】植物细胞全能性实现的前提条件是离体的器官、组织或细胞。在原植物体上不能实现全能性。【解析】选D。植物细胞表现全能性的条件:器官、组织或细胞离体和适宜的外界条件;一定的营养(无机、有机成分)和植物激素。植物组织培养形成植物体的
15、过程,包括脱分化和再分化两个重要的过程,在这两个过程中细胞都是通过有丝分裂方式进行增殖的。二、植物组织培养 1.相关概念辨析:(1)外植体:离体进行组织培养的植物组织或器官。(2)胚状体和丛芽:植物组织离体培养,经过脱分化和再分化,发育成胚状体或丛芽。胚状体经过生长发育成完整植株;而丛芽还需要诱导生根后才能发育成完整植株。(3)愈伤组织:是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细胞团。(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形成体 特点排列疏松、高度 液泡化的薄壁细胞有根、芽需要 条件a.离体 b.适宜的营养 c.生长素与
16、细胞分裂素的比例适中 d.不需光 a.离体 b.适宜的营养 c.生长素与细胞分裂 素的比例高或低诱 导生根或生芽 d.光照 2.进行组织培养时需注意的五个问题:(1)无菌:植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染,所有实验用具要严格灭菌,接种过程进行严格的无菌操作。(2)取材:外植体的遗传特征、取材位置都会影响愈伤组织的再分化能力。(3)营养比:培养基中必须含有植物生长发育所需要的全部营养物质,其中生长素和细胞分裂素用量的比例对器官的生成起决定作用。生长素/细胞分 裂素的比值作用效果比值高时促进根分化、抑制芽形成比值低时促进芽分化、抑制根形成比值适中促进愈伤组织形成(4)光照时期:愈伤组织培养
17、最初避光培养,后期见光培养。(5)培养顺序:要先进行生芽培养,再进行生根培养,试管苗培养要在光照条件下进行。【选修对接必修】对接必修1:细胞的生命历程(1)用于植物组织培养的植物材料称为_;组织培养中的细胞,从分化状态 转变为未分化状态的过程称为_;细胞分化的实质是_。(2)由离体的组织或器官经组织培养成试管苗的过程中涉及的细胞增殖方式是 _。对接必修3:植物激素 下列属于在经组织培养形成试管苗的过程中发挥作用的植物激素是_ 乙烯 生长素 2,4D 细胞分裂素 赤霉素 乙烯利 外植体 脱分化 基因的选择性表达 有丝分裂 【典题通关】(2019全国卷)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了
18、广泛的应用。回答下列问题。(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有_(答出两点即可)。(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是_。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、_和_等几类物质。(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的_进行组织培养。(4)植物组织培养技术可与基因工程技术相结合获得转基因植株。将含有目的基因的细胞培养成一个完整植株的基本程序是_(用流
19、程图表示)。【解题关键】识记并理解植物组织培养的过程和植物组织培养技术在微型繁殖、制造人工种子、作物脱毒等方面的实际应用。在此基础上,从题意中提取有效信息,进而对各问题情境进行分析解答。【解析】本题考查植物组织培养技术的流程、植物微型繁殖技术的特点、人工种子的培育、脱毒苗的培育。(1)植物微型繁殖属于无性繁殖技术,能够保持植物原有的遗传特性,同时该技术还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖,因此也叫快速繁殖技术。(2)人工种皮具备透气性,有利于胚状体进行呼吸作用。人工胚乳能够为胚状体生长提供营养物质,应含有植物激素、矿质元素和糖等物质。(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此,切
20、取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。(4)将含目的基因的细胞培养成一个完整植株,需要将细胞培养到愈伤组织,然后再经诱导分化使其生长成为完整的小植株。答案:(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快(2)有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖(3)茎尖 (4)含目的基因的细胞 愈伤组织 小植株【误区警示】(1)忽略图中关键信息:不理解人工种子和正常种子的关系。也就不理解人工种皮、胚状体和人工胚乳的作用。(2)答题不全面。不能准确答全微型繁殖技术的特点:保持优良品种的遗传特性,高效快速地实现大量繁殖。【跟踪小练】1.如图为植物组织培养过程,有关说法正确的是()
21、A.实验中试管中细胞全能性最高 B.试管中培育出的个体都是纯合子 C.过程需要光照 D.过程培养基保持不变【解题关键】解答本题时注意理解以下两个方面:(1)植物组织培养时对于光照和培养基的需求在不同的培养阶段是不同的。(2)植物组织培养进行的是有丝分裂,属于无性生殖。【解析】选A。实验中试管中的愈伤组织细胞全能性最高,选项A正确。试管中培育出的个体不一定是纯合子,如果外植体取自纯合子,培育出的个体则一定是纯合子,如果外植体取自杂合子,培育出的个体则一定是杂合子,选项B错误。过程为脱分化的过程,不需要光照,选项C错误。过程为脱分化过程,过程为再分化过程,脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同,
22、选项D错误。【补偿训练】水稻的花药通过无菌操作,接入试管,经过如下过程培育试管苗。据图分析下列叙述正确的是()A.a、b、c、d中的植物细胞都具有全能性,且全能性的表达程度相同 B.a、b、c的培养基中都有琼脂、有机物、水、植物激素等物质 C.水稻花药经ad发育成试管苗的过程涉及有丝分裂、减数分裂等细胞分裂方式 D.只要调节培养基中各种营养物质的比例就能诱导b中的愈伤组织分化成试管苗【解题关键】(1)注意区分ad中细胞的不同,a中为花粉细胞、b中为愈伤组织、c中为再分化后的细胞、d中为体细胞。(2)正确理解细胞全能性的含义,区分组织培养各过程的特点。【解析】选B。细胞全能性是指已经分化的细胞仍
23、然具有发育成完整个体的潜能,不同细胞全能性的表达程度不同,A错误。植物组织培养所用的培养基为固体或半固体培养基,其成分有水、矿质元素、维生素、蔗糖、氨基酸、琼脂、植物激素等,B正确。水稻花药经脱分化和再分化发育成试管苗的过程涉及的分裂方式为有丝分裂,而减数分裂发生在有性生殖形成配子的过程中,C错误。诱导b中的愈伤组织分化成试管苗与生长素和细胞分裂素有关,生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,抑制芽的形成;二者比值低时,有利于芽的分化,抑制根的形成,D错误。2.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放进培养基中进行培养,最终发育成完整的新植株。如图是细胞培养形成兰花植株示意图,请据图回答:(1
24、)过程和分别表示_和_。需要避光培养的是_(填数字)。整个过程中细胞的分裂方式是_。(2)取新生的茎尖细胞而不选择茎表皮细胞进行培养的两个理由:_;_。(3)当_(填培养基种类)中生长素与细胞分裂素的比值偏_(填“大”“小”或“适中”)时,愈伤组织被诱导先生根。【解题关键】解答本题需知道以下三点:(1)脱分化阶段需避光培养。(2)选取材料要保证无菌无毒。(3)生长素比例高时促进根的生长。【解析】(1)分析图解,是由细胞培养到愈伤组织的阶段,属于脱分化,需避光培养;由愈伤组织培养到胚状体,属于再分化;在植物组织培养过程中细胞分裂方式只有有丝分裂。(2)茎尖生长点细胞具有分裂能力,全能性高,有利于
25、培养;新生细胞没有被细菌、病毒感染,容易培养。(3)愈伤组织要转移到分化培养基上继续培养,加入浓度配比不同的植物激素,诱导其先生根、先生芽或不分化。当生长素比例高时,愈伤组织会被诱导先生根。答案:(1)脱分化 再分化 有丝分裂(2)茎尖细胞全能性高 新生细胞无菌无毒(3)分化培养基 大【互动探究】(1)花药离体培养与体细胞组织培养相比更容易,这说明了什么?提示:花粉(生殖细胞)的全能性一般体细胞的全能性。(2)体细胞组织培养和花药离体培养分别属于什么生殖方式?提示:前者是无性生殖,后者是有性生殖。三、植物体细胞杂交 1.原理:细胞膜的流动性(原生质体的融合)、植物细胞的全能性(杂种细胞培养到杂
26、种植株)。2.操作过程:步 骤 图 解 做 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 3.杂种植株遗传物质的变化:(1)细胞融合属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和。(2)染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数目之和,形成异源多倍体。4.植物体细胞杂交育种的优点和局限性:(1)优点:克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)局限性:目前仍有许多理论和技术问题未解决,还不能让杂种植物按照人们的需
27、求表现出亲代的优良性状。易错提醒:植物体细胞杂交的生殖方式及筛选杂种细胞的必要性(1)生殖方式:植物体细胞杂交过程属于无性生殖,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传定律。(2)筛选原因:同种植物的原生质体更易融合,不同种植物原生质体的融合需要物理或化学方法诱导。得到的融合细胞类型有多种,必须经过筛选,才能获得所需要的杂种细胞。【选修对接必修】对接必修1:细胞的结构 植物体细胞杂交时首先需用_去除细胞壁,说明细胞壁的 主要成分是_。对接必修2:遗传与进化(1)若将植物细胞A(染色体数为M)和植物细胞B(染色体数为N)杂交,经组织 培养形成的杂种植株中体细胞染色体数为_,从生殖方式上来看杂种植物 的产
28、生属于_。纤维素酶和果胶酶 纤维素和果胶 M+N 无性生殖(2)自然条件下番茄和马铃薯能否杂交获得一种地上长番茄地下长马铃薯的下一代?提示:不能。不同种的生物之间存在生殖隔离。【典题通关】(2020九江联考)根据植物体细胞杂交技术流程图,回答相关问题:(1)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是_,其中过程称为_,植物体细胞融合完成的标志是_。(2)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,则“番茄马铃薯”属于_倍体植株。(3)已知柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物,可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术,将柴油树细胞培养到_(填图中字母编号)阶段即可。(4)若培育抗
29、虫棉,将抗虫基因通过适当的途径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,该过程相当于过程_(填图中标号)。【解题关键】解答本题应注意以下两点:(1)结合图示明确植物体细胞杂交的基本过程。(2)结合题干信息明确获得的杂种植株中染色体组成情况。【解析】(1)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是植物细胞的全能性,其中过程称为原生质体融合,植物体细胞融合完成的标志是产生新的细胞壁。(2)由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体,因此“番茄马铃薯”属于异源六倍体。(3)柴油是植物细胞的代谢产物,将柴油树细胞培养到愈伤组织阶段即可提取,愈伤组织阶段为图中的e阶段。(4)若培育抗虫棉,将抗虫基因通过适当的途
30、径导入棉花受精卵,然后进行组织培养,包括脱分化和再分化两个阶段,即图中的。答案:(1)植物细胞的全能性 原生质体融合 产生新的细胞壁(2)六(3)e(4)【误区警示】(1)忽略图中关键信息:取材细胞番茄细胞和马铃薯细胞是两个物种,番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体。(2)对细胞产物的培养时间把握不准。利用植物组织培养技术生产细胞产物时,只需培养到愈伤组织阶段即可。【跟踪小练】1.(2020太原高二检测)植物体细胞杂交的第一阶段是利用不同物种的两个细胞融合成一个杂种细胞。该阶段是指()A.不同植物的精子与卵子的融合 B.不同植物原生质体的融合 C.完整的两个体细胞的融合 D.植物花粉细胞的两两融合
31、【解题关键】解答本题要注意:(1)植物细胞具有细胞壁,不能直接融合。(2)体细胞杂交属于无性生殖。【解析】选B。植物细胞具有细胞壁,细胞壁没有活性,不属于原生质体,完整的植物细胞不能直接融合,用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解后形成的原生质体可以实现膜融合。植物体细胞杂交利用的是不同种植物体细胞的原生质体的融合。【互动探究】一个完整的植物细胞为什么不能称为原生质体?提示:植物细胞具有细胞壁,细胞壁无活性,不属于原生质体。2.(2020山东等级考)两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的
32、染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如下图所示。下列说法错误的是（）A.过程需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞 B.过程的目的是使中间偃麦草的染色体断裂 C.过程中常用灭活的病毒诱导原生质体融合 D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段【解析】选C。本题主要考查植物体细胞杂交技术。由题图信息可知，为细胞去掉细胞壁获得原生质体的过程，去掉细胞壁一般用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A项正确；两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出，需要将中间偃麦草细胞染色体断裂，所以为用不同剂量的
33、紫外线照射断裂中间偃麦草细胞的染色体，B项正确；图中为两种原生质体的融合，常用融合手段为物理法和化学法，灭活的病毒通常用来融合动物细胞，C项错误；普通小麦不具有耐盐性状，因此筛选出的耐盐小麦中控制耐盐性状的基因来自中间偃麦草的染色体片段，D项正确。3.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。据图分析回答:(1)a、b分别是由甲、乙两种植物细胞获得的具有活力的_。(2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养,再经过和,c的细胞类型有_(不考虑3个或3个以上的细胞融合)。(3)在采用化学法进行过程时,一般是用 _ 作为诱导剂。(4
34、)上述培育新植株的方法所包括的技术手段有_。【解题关键】解答本题应注意以下三点:(1)明确植物体细胞杂交的基本过程。(2)明确获得的杂种植株中染色体组成情况。(3)理解植物体细胞杂交的意义。【解析】(1)是去除植物细胞壁的过程,a、b是通过纤维素酶和果胶酶处理得到的具有活力的原生质体。(2)将若干a和b 等量混合后转移到培养基上培养,经过细胞 融合,c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合,即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。(3)在采用化学法进行过程时,一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(4)植物体细胞杂交过程首先进行细胞融合,融合形成杂种细胞后再经过植物组
35、织培养技术形成杂种植株。答案:(1)原生质体(2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB(3)聚乙二醇(PEG)(4)细胞融合、植物组织培养【方法规律】区分植物组织培养和植物体细胞杂交的两种方法(1)看后代。植物组织培养是利用单一亲本的器官、组织或细胞,经培养使之增殖、分化成为一个完整植株,为无性生殖过程,因此其后代一般均能保持该亲本的遗传特性。植物体细胞杂交的本质是将两种不同来源的原生质体,在人为条件下进行诱导融合。由于植物细胞具有全能性,融合之后的杂种细胞可以再生出具有双亲性状的杂种植株。(2)看关系:杂种细胞需经植物组织培养才能发育为具有双亲遗传特性的杂种植株,否则将无任何意义,因此,
36、植物组织培养是植物体细胞杂交的基础。【补偿训练】如图为白菜甘蓝的培育流程,下列叙述错误的是()A.过程用到的酶是胰蛋白酶和果胶酶,目的是除去细胞壁便于细胞融合 B.过程常用离心、振动、电激和化学诱导剂聚乙二醇 C.A和B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁 D.过程形成的细胞的全能性提高【解题关键】(1)掌握除去细胞壁和诱导细胞融合的方法。(2)注意区分植物体细胞融合与植物体细胞杂交完成的标志。【解析】选A。植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此去除细胞壁所用的是纤维素酶和果胶酶,A错误。原生质体融合所用的方法有物理法和化学法,物理法包括离心、振动、电激等,化学法一般是用聚乙二醇,B正确。A和B细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,C正确。过程是脱分化,形成的细胞是愈伤组织(愈伤组织是未分化的细胞,全能性较高),由分化的细胞形成愈伤组织,全能性提高,D正确。
