課堂講義系列高中生物浙科版選修三文檔324植物的克隆

第二章克隆技術(shù)

第4課時(shí)植物的克隆

【選考報(bào)告】

知識內(nèi)容考試屬性及要求考情解讀

1.簡述植物細(xì)胞全能性的含義和植物組織培養(yǎng)

的程序。

2.舉例說明植物細(xì)胞全能性的體現(xiàn)。

3.簡述植物細(xì)胞培養(yǎng)和器官培養(yǎng)的方法和意

植物的克隆加試(b)

義。

4簡.述植物原生質(zhì)體獲得的方法及植物細(xì)胞工

程的概念、操作過程和應(yīng)用。

5.簡述多途徑的植物克隆實(shí)踐。

課堂導(dǎo)學(xué)夯實(shí)基礎(chǔ)，以例求法

一、植物細(xì)胞全能性和植物組織培養(yǎng)

【知識梳理】

1.植物細(xì)胞的全能性

(1)概念：植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有遺傳上的全能性，因而都具有發(fā)育成完整植株的潛能。

(2)原理：植物細(xì)胞具有全能性。生物體的每一個(gè)細(xì)胞都包含有該物種所特有的全套遺傳物質(zhì),

都有發(fā)育成為完整個(gè)體所需的全部基因。

(3)在生物體內(nèi)細(xì)胞沒有表現(xiàn)出全能性，而是分化為不同的組織或器官，這是基因在特定的時(shí)

間和空間條件下選擇性表達(dá)的結(jié)果。

2.植物組織培養(yǎng)

(1)一般程序：配制半固體培養(yǎng)基一獲取消毒的植物組織一組織培養(yǎng),獲得愈傷組織一誘導(dǎo)新

植株形成。

⑵過程：離體的植物器官、組織或細(xì)胞脫會化愈傷組織的化胚狀體(或根、芽)一幼苗

移入大田

成熟植株。

小貼士細(xì)胞分化、脫分化、再分化的比較

過程形成的結(jié)構(gòu)條件

基因在特定時(shí)間和空形成不同組織或器

分化生物體生長發(fā)育中

間條件下選擇性表達(dá)官

①離體

已經(jīng)分化的細(xì)胞轉(zhuǎn)變形成排列疏松、高度

脫分化②提供激素

成未分化細(xì)胞液泡化的愈傷組織

③提供營養(yǎng)物質(zhì)

④提供適宜的外界條

由愈傷組織分化出胚形成具根、芽的胚狀

再分化件

狀體（幼苗）體

⑤無菌操作

3.植物細(xì)胞全能性的體現(xiàn)

植物細(xì)胞的全能性更容易體現(xiàn)，植物的組織培養(yǎng)比動物更方便。由于不同種類植物或同種植

物的不同基因型個(gè)體之間遺傳性的差異,細(xì)胞全能性的表達(dá)程度大不相同。

【典例剖析1】下圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。有

關(guān)敘述不正確的是（）

A.①②過程都會發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化

B.這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞全能性

C.適當(dāng)配比的營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑會調(diào)節(jié)過程①②

D.過程①②需嚴(yán)格控制無菌無毒環(huán)境

解析圖示為植物組織培養(yǎng)的流程，過程①表示脫分化，過程②表示再分化，脫分化過程不

存在細(xì)胞的分化。

答案A

【防錯(cuò)筆記】

植物組織培養(yǎng)基本操作要求

（1）取材：含形成層（分生組織）的部分易于誘導(dǎo)形成愈傷組織。盡管植物體其他已分化的部分

也可以用于組織培養(yǎng)，但誘導(dǎo)形成愈傷組織比較困難。

（2）滅菌：培養(yǎng)基中含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，不僅有利于培養(yǎng)物的生長，也有利于各種雜菌的生

長。一旦污染，迅速生長的各種雜菌不僅會與培養(yǎng)物爭奪營養(yǎng)，而且雜菌會產(chǎn)生大量對培養(yǎng)

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物有害的物質(zhì)，導(dǎo)致培養(yǎng)物死亡。

(3)營養(yǎng)物質(zhì)和生長調(diào)節(jié)劑的配比要適當(dāng)，以免影響脫分化和再分化過程。

(4)組織培養(yǎng)過程中使用的培養(yǎng)基對培養(yǎng)過程的影響

起點(diǎn)培養(yǎng)基過程

分化出芽和根的分生組織，然后再繼續(xù)發(fā)育成完整的

愈傷組織固體培養(yǎng)基

植株

單個(gè)細(xì)胞液體培養(yǎng)基發(fā)育成胚狀體，最后再生出完整的植株

【典例剖析21下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述中，不正確的是()

A.受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此其全能性最高

B.生物體內(nèi)細(xì)胞由于細(xì)胞分化，全能性不能表達(dá)

C.卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性很高

D.植物體細(xì)胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性

解析受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，在自然條件下，通過細(xì)胞的分裂、分化形成完整的個(gè)體，

所以其全能性最高。生物體內(nèi)每一個(gè)體細(xì)胞都是由受精卵通過有絲分裂形成的，都含有發(fā)育

成完整個(gè)體所必需的全套基因，理論上講都應(yīng)該具有全能性，但由于細(xì)胞分化，基因在不同

的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，所以生物體內(nèi)細(xì)胞并沒有表達(dá)出其全能性。卵細(xì)胞在一定的條件下，

全能性表達(dá)比體細(xì)胞高，但與受精卵不同的是，卵細(xì)胞的分化程度也很高。分化的植物體細(xì)

胞盡管具有全能性，但必須在一定的條件下離體培養(yǎng)才可表達(dá)。

答案C

【防錯(cuò)筆記】

植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件

(1)離體狀態(tài)。脫離植物體的植物細(xì)胞、組織和器官統(tǒng)稱為外植體，制備外植體是細(xì)胞全能性

表達(dá)的必要條件。

(2)無菌條件。外植體消毒、接種和培養(yǎng)要做到無菌操作。

(3)盡量選擇性狀優(yōu)良、細(xì)胞全能性表達(dá)充分的基因型。

(4)環(huán)境條件適宜(營養(yǎng)物質(zhì)、激素、溫度等)。植物組織培養(yǎng)時(shí)，培養(yǎng)基中除含有一定的水分、

無機(jī)鹽外，還要通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)不同器官的發(fā)生和形態(tài)建成。

二、植物克隆的成就

【知識梳理】

1.細(xì)胞培養(yǎng)

(1)過程：單個(gè)植物細(xì)胞經(jīng)過培養(yǎng)基中成分的誘導(dǎo)，依次發(fā)育成細(xì)胞團(tuán)、球形胚、心形胚和胚

狀體,最后再生出完整的植株。

(2)細(xì)胞培養(yǎng)的誘導(dǎo)方法：主要通過平衡的植物激素配比進(jìn)行調(diào)控。例如，適量的生長素和細(xì)

胞分裂素配比可以誘導(dǎo)芽的分化;適量的呼I噪乙酸(IAA)及適當(dāng)減除其他植物激素，則可以誘

導(dǎo)生根。

2.器官培養(yǎng)

在植物器官培養(yǎng)方面，雌性花器官的培養(yǎng)成果顯著,例如子房的培養(yǎng)、胚囊的培養(yǎng)均已取得

進(jìn)展。

3.原生質(zhì)體培養(yǎng)和植物細(xì)胞工程

(1)植物原生質(zhì)體的獲得方法：在0.5?0.6mol/L的甘露醇溶液環(huán)境(較高滲透壓)下用纖維素酶

和果膠酶混合液處理根尖、葉片、愈傷組織或懸浮培養(yǎng)細(xì)胞，將細(xì)胞壁消化除去,獲得球形

的原生質(zhì)體。

(2)植物細(xì)胞工程的概念和操作過程：培養(yǎng)植物細(xì)胞(包括原生質(zhì)體)，借助基因工程方法,將

外源遺傳物質(zhì)(DNA)導(dǎo)入受體細(xì)胞(包括原生質(zhì)體受體)中，或通過細(xì)胞融合、顯微注射等將不

同來源的遺傳物質(zhì)重新組合，再通過對這些轉(zhuǎn)基因細(xì)胞或重組細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)，獲得具有特定

性狀的新植株。

4.多途徑的植物克隆實(shí)踐

植物克隆技術(shù)應(yīng)用

能產(chǎn)生重要次生代謝產(chǎn)物(如某些中藥)

大量培養(yǎng)特定細(xì)胞系

的細(xì)胞的大量克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)

花藥(花粉)培養(yǎng)，進(jìn)行單倍體克隆對煙草、大麥等育種

選擇細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的表現(xiàn)出遺傳變異的

選擇具備有益性狀的作物新類型

新植株

在培養(yǎng)基中加入不同濃度NaCl或病原

誘發(fā)和篩選抗鹽或抗病突變體

體的毒蛋白

產(chǎn)生抗賴氨酸類似物突變體,其中賴氨

在培養(yǎng)基中加入不同濃度的賴氨酸類似

酸、蛋氨酸、亮氨酸和異亮氨酸的水平

物

會升高

【典例剖析】植物葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可用下圖所示圖解簡單表示,

請據(jù)圖回答下列問題：

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（1）培育胚狀體利用了這一項(xiàng)生物技術(shù)，胚狀體再繼續(xù)培養(yǎng)，則可培育出完整的植株,

這體現(xiàn)了植物細(xì)胞的。

（2）要獲得植物葉肉細(xì)胞的原生質(zhì)體，需要在________溶液環(huán)境下，用酶和

酶去除細(xì)胞壁。

（3）培養(yǎng)基中除了含有一定的營養(yǎng)外，還必須含有等植物激素，還需要對培養(yǎng)基進(jìn)行

嚴(yán)格的o

（4）如果愈傷組織是三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，若為了獲得三七的人工種子，則需要培養(yǎng)到

;若為了獲得三七的細(xì)胞產(chǎn)物，則只需要培養(yǎng)到。如果愈傷組織是棉花葉

肉細(xì)胞培養(yǎng)產(chǎn)生的，通過基因工程要獲取抗蟲棉，重組DNA分子導(dǎo)入棉花愈傷組織細(xì)胞常

用的方法是法。

（5）從葉片的葉肉細(xì)胞到獲得胚狀體的過程中，必須要經(jīng)過________（不定項(xiàng)選擇：A.有絲分裂

B.減數(shù)分裂C.原生質(zhì)體融合D.脫分化E.再分化）。

解析（1）離體植物細(xì)胞通過脫分化形成愈傷組織，通過再分化形成具有根和芽的胚狀體，再

通過細(xì)胞分裂、分化發(fā)育成一個(gè)完整的植株。該技術(shù)稱為植物組織培養(yǎng)，其原理為植物細(xì)胞

的全能性。（2）制備葉片原生質(zhì)體的酶混合液中，一般含較高濃度的甘露醇，其目的是避免制

備的原生質(zhì)體吸水漲破；根據(jù)酶的專一性，去除植物細(xì)胞壁需用纖維素酶和果膠酶。（3）培養(yǎng)

基的成分包括水、無機(jī)鹽、維生素、氨基酸、蔗糖、植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素等）等；

培養(yǎng)基要求進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌。（4）三七的細(xì)胞產(chǎn)物為細(xì)胞的代謝產(chǎn)物，將三七葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到

愈傷組織即可；獲得人工種子需培養(yǎng)至胚狀體；棉花為雙子葉植物，導(dǎo)入抗蟲基因常用農(nóng)桿

菌轉(zhuǎn)化法。（5）離體葉肉細(xì)胞培養(yǎng)到胚狀體的過程中必須經(jīng)過脫分化和有絲分裂形成愈傷組

織，再分化和有絲分裂形成具有根和芽的胚狀體。

答案（1）植物組織培養(yǎng)全能性（2）0.5~0.6mol/L的甘露醇纖維素果膠（3）細(xì)胞分裂

素、生長素滅菌（4）胚狀體愈傷組織農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化（5）ADE

【防錯(cuò)筆記】

L植物細(xì)胞工程過程

植物細(xì)胞（包括原生質(zhì)體）

一

培養(yǎng)「基因工程方法外

源

遺

顯微注射傳

導(dǎo)人物

質(zhì)

—細(xì)胞融合一

轉(zhuǎn)基因細(xì)胞（或重組細(xì)胞）

培養(yǎng)

新贏

2.原生質(zhì)體

⑴特點(diǎn)

①比較容易攝取外來的遺傳物質(zhì)。

②便于進(jìn)行細(xì)胞融合，形成雜交細(xì)胞。

③與完整細(xì)胞一樣具有全能性，仍可產(chǎn)生細(xì)胞壁，經(jīng)誘導(dǎo)分化成完整植株。

（2）獲得原生質(zhì)體的方法：在0.5?0.6mol/L的甘露醇溶液環(huán)境（較高滲透壓）下，用纖維素酶和

果膠酶混合液處理組織、器官、細(xì)胞。

（3）培養(yǎng)過程

植物細(xì)胞錯(cuò)誤!，纖維素酶和果膠酶））球形的原生質(zhì)體一植株

【變式訓(xùn)練】利用植物的莖尖、葉片、莖段或花粉等，在無菌條件下，培養(yǎng)在玻璃器皿中人

工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來培育植物新品種，也可以在

較短時(shí)間內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述，不正確

的是（）

A.這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性

B.這種技術(shù)叫做植物組織培養(yǎng)，可以克隆生物體

C.這種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一

D.這種技術(shù)是一種有性繁殖的方式

解析植物體細(xì)胞都含有該物種全套遺傳信息，所以理論上每個(gè)細(xì)胞都具有全能性，都有發(fā)

育成完整植物體的潛能。植物組織培養(yǎng)是在體外通過人工方法讓植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性，是

植物細(xì)胞工程的基礎(chǔ)技術(shù)手段。因?yàn)闆]有生殖細(xì)胞的結(jié)合，所以植物組織培養(yǎng)技術(shù)是一種無

性繁殖方式。

答案D

I知識卡片|

1.植物克隆的技術(shù)基礎(chǔ)是植物組織培養(yǎng)。

2.植物克隆的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。

3.植物細(xì)胞的全能性是指植物體的每個(gè)生活細(xì)胞都具有發(fā)育成完整植株的潛能。

4.植物組織培養(yǎng)的一般流程是：

離體的植物組織、細(xì)胞脫殳生愈傷組織性殳化胚狀體（或根、芽）一完整植株

5.植物原生質(zhì)體獲得方法：在0.5?0.6mol/L的甘露醇溶液環(huán)境下用纖維素酶和果膠酶混合液

處理植物細(xì)胞。

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隨堂檢測分類演練，點(diǎn)點(diǎn)突破_____________________________________________________________

1.判斷正誤

（1）配制植物組織培養(yǎng)培養(yǎng)基時(shí)，需要先滅菌，再加入適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)和植物生長調(diào)節(jié)劑。（X）

（2）植物組織培養(yǎng)所用的小組織塊需要消毒。（J）

（3）將植物組織塊放在培養(yǎng)基上經(jīng)再分化可形成愈傷組織。（義）

（4）培養(yǎng)形成愈傷組織和形成新植株所用的培養(yǎng)基生長調(diào)節(jié)劑的配比不同。（J）

（5）原生質(zhì)體包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核。（J）

2.下列有關(guān)植物克隆的方法，錯(cuò)誤的是（）

A.愈傷組織細(xì)胞一具芽和根的分生組織一完整植株

B.愈傷組織細(xì)胞一單細(xì)胞f細(xì)胞團(tuán)一球形胚心形胚一胚狀體f完整植株

C.愈傷組織一花器官（如風(fēng)信子）

D.植物細(xì)胞一原生質(zhì)體一胚狀體一完整植株

解析原生質(zhì)體培養(yǎng)過程未經(jīng)胚狀體這一結(jié)構(gòu)。

答案D

3.如圖為某植物的培育過程，請據(jù)圖判斷下列說法中錯(cuò)誤的是（）

ABCDEF

組織分化

A.A-F不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性

B.C中是無特定形態(tài)的薄壁細(xì)胞

C.植株A和F中的染色體組數(shù)不同

D.植株F一般不能直接應(yīng)用于生產(chǎn)

解析A-F為花藥的離體培養(yǎng)過程，能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性。該過程為：花藥細(xì)胞也至生愈傷

組織購g試管苗幽F植株，但F植株是單倍體植株，植株弱小且高度不育，一般不能直

接應(yīng)用于生產(chǎn)，需經(jīng)秋水仙素處理其幼苗得到可育的純合子，方可應(yīng)用于生產(chǎn)。

答案A

4.某科研團(tuán)隊(duì)利用植物細(xì)胞工程技術(shù)，把基因序列已知的抗除草劑（Bar）基因?qū)朐|(zhì)體獲

得抗除草劑大豆。請回答下列相關(guān)問題：

IBai?基因—_________

-----------［重組DNA|

I載體P~~

I幼葉組織l-M忌閑耳福

⑴對于已獲得的Bar基因可以用技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)增。圖中的a過程通常使用相同的

酶和DNA連接酶，使目的基因與載體連接形成重組DNA。

(2)在b過程中，獲得原生質(zhì)體除了需要纖維素酶和果膠酶，還需要用到的試劑是o

(3)成功導(dǎo)入重組DNA的原生質(zhì)體經(jīng)脫分化形成I,進(jìn)而生長發(fā)育成植株。下列不

屬于I細(xì)胞應(yīng)具有的特征是o

A.薄壁細(xì)胞B.細(xì)胞質(zhì)豐富

C.液泡小D.細(xì)胞核小

⑷若要判斷轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆是否培育成功，比較簡便的檢測方法是

解析(1)利用PCR技術(shù)可以在體外大量復(fù)制特定的DNA片段，對目的基因大量擴(kuò)增就可以

通過PCR實(shí)現(xiàn)。通常使用相同的限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶，使目的基因與載體連接

形成重組DNA。在較高濃度的甘露醇溶液環(huán)境下，用纖維素酶和果膠酶混合液處理幼葉組織,

可獲得原生質(zhì)體。(3)成功導(dǎo)入重組DNA的原生質(zhì)體經(jīng)脫分化形成愈傷組織，進(jìn)而生長發(fā)育

成植株。愈傷組織是由相對沒有分化的薄壁細(xì)胞組成，其細(xì)胞細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核

大。(4)若要判斷轉(zhuǎn)基因抗除草劑大豆是否培育成功，可用一定濃度0.5?0.6mol/L的除草劑

噴灑，觀察轉(zhuǎn)基因大豆的生長情況。

答案(l)PCR限制性核酸內(nèi)切(2)(較高濃度的)0.5?0.6mol/L甘露醇

(3)愈傷組織D(4)用一定濃度的除草劑噴灑，觀察轉(zhuǎn)基因大豆的生長情況

5.下面是關(guān)于植物克隆的問題。請回答：

(1)為培育能高效吸收和富集重金屬鎘的轉(zhuǎn)基因植物，將野外采得的某植物幼葉消毒后，用酶

混合液處理，獲得了原生質(zhì)體。酶混合液中含有適宜濃度的甘露醇，其作用是

(2)將目的基因?qū)氲皆|(zhì)體，經(jīng)培養(yǎng)形成愈傷組織，再將含有愈傷組織培養(yǎng)物的試管放在

________上，通過________得到分散的胚性細(xì)胞，發(fā)育成，繼續(xù)發(fā)育可形成轉(zhuǎn)基因

植株。

(3)愈傷組織繼代次數(shù)過多會喪失細(xì)胞全能性的表達(dá)能力，下列原因錯(cuò)誤的是(A.愈傷

組織發(fā)生遺傳變異B.愈傷組織不能分散成單細(xì)胞C.愈傷組織中激素平衡發(fā)生改變D.愈

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傷組織對外源激素敏感性發(fā)生改變）。

答案（1）維持滲透壓（2）搖床液體懸浮培養(yǎng)胚狀體（3）B

教材問題詳解助教興學(xué)，教材通關(guān)______________________________________________________

［思考與練習(xí)］（第27頁）

一、判斷題

1.V

2.X［不同種類植物或同種植物的不同基因型個(gè)體之間由于遺傳性的差異，細(xì)胞全能性的表

達(dá)程度大不相同。］

3.X［植物細(xì)胞工程技術(shù)包含植物組織培養(yǎng)、植物體細(xì)胞雜交等多種技術(shù)。］

二、簡答題

L開放性題目，按自己的理解回答，合理即可。如植物組織培養(yǎng)技術(shù)是植物克隆的重要技術(shù)

之一，其他各種技術(shù)最終都要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)等。

2.略。

課時(shí)作業(yè)課后訓(xùn)練，練出高分___________________________________________________________

（時(shí)間：30分鐘滿分：50分）

一、選擇題（共8小題，每小題2分，共16分）

1.下列屬于組織培養(yǎng)的是（）

A.花粉培育成單倍體植株

B.芽發(fā)育成枝條

C.根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)

D.受精卵發(fā)育成植株

解析植物組織培養(yǎng)的過程簡要概括為：離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化形成愈傷組

織，經(jīng)再分化形成根、莖、葉等器官，并進(jìn)一步培育成完整的植株?；ǚ垭x體培養(yǎng)是組織培

養(yǎng)的新技術(shù)，花粉細(xì)胞具有全能性；芽發(fā)育成枝條、根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)是正常的生長

過程；受精卵發(fā)育成植株，屬于自然生長，不屬于組織培養(yǎng)的范疇。

答案A

2.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)技術(shù)的敘述中，錯(cuò)誤的是（）

A.培養(yǎng)基中添加營養(yǎng)物質(zhì)的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓

B.培養(yǎng)基中的植物生長調(diào)節(jié)劑影響愈傷組織的生長和分化

C.離體器官或組織的細(xì)胞都必須通過脫分化才能形成愈傷組織

D.同一株綠色開花植物不同部位的細(xì)胞經(jīng)培養(yǎng)獲得的愈傷組織基因型相同

解析植物組織培養(yǎng)技術(shù)既可對植物體細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)，也可對生殖細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)。

假設(shè)某植株的基因型為Aa,取其根尖細(xì)胞離體培養(yǎng)形成的愈傷組織基因型仍為Aa；若取該

植株花藥細(xì)胞離體培養(yǎng)，形成的愈傷組織基因型為A或a。

答案D

3.植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件是（）

A.給予適宜的營養(yǎng)和外界條件

B.導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因

C.脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件

D.將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)

解析植物細(xì)胞表達(dá)全能性的條件有二點(diǎn)：①在離體狀態(tài)下；②在一定的營養(yǎng)物質(zhì)、激素和

其他外界條件的作用下，就可能表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整的植株。

答案C

4.如圖為植物組織培養(yǎng)過程，有關(guān)說法不正確的是（）

組織塊*w-愈傷組織Z—

日-培養(yǎng)基導(dǎo)或培養(yǎng)基

ABD

A.B試管中細(xì)胞全能性最高

B.D試管中培育出的個(gè)體都是純合子

C.A-B的過程需要激素的刺激

D.A-D的細(xì)胞分裂都是有絲分裂

解析植物組織培養(yǎng)能保持親本的優(yōu)良性狀。A-B的過程需要激素的刺激。A~D只發(fā)生有

絲分裂，不發(fā)生減數(shù)分裂。D試管中是否為純合子取決于親本。

答案B

5.植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，下列有關(guān)植物細(xì)胞培養(yǎng)的敘述,

不正確的是（）

A.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的目的之一是為了獲得大量有生理活性的次級代謝產(chǎn)物

B.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)快速、高效，不受季節(jié)、地域等條件的限制

C.利用生物反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)人參細(xì)胞，提取人參皂虱，用于生產(chǎn)保健藥品和美容護(hù)膚用品

D.植物細(xì)胞培養(yǎng)需要在一定的溫度、pH等條件下進(jìn)行，但不需要進(jìn)行無菌操作

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解析植物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)一樣，整個(gè)培養(yǎng)過程必須在無菌條件下進(jìn)行，否則培養(yǎng)

基內(nèi)將長出許多雜菌與離體細(xì)胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，影響細(xì)胞增殖和細(xì)胞次級代謝產(chǎn)物的

獲得。A項(xiàng)所述為植物細(xì)胞培養(yǎng)的目的，B項(xiàng)為特點(diǎn)，C項(xiàng)為應(yīng)用。

答案D

6.下圖是兩種二倍體植物細(xì)胞（甲、乙）融合并培育新植株的過程，下列有關(guān)分析正確的是（）

￥相龍砥二田《田一甘

乙尊）一尊）J、田一,

A.過程①的目的為除去細(xì)胞膜獲得原生質(zhì)體

B.過程②要用聚乙二醇等方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，主要依據(jù)細(xì)胞膜具有選擇透性原理

C.過程④⑤⑥需要根據(jù)生長發(fā)育進(jìn)程更換不同的培養(yǎng)基

D.最終得到的植株相對于甲、乙而言發(fā)生了染色體數(shù)目變異，不具有可育性

解析過程①的目的為除去細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體。誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合主要依據(jù)細(xì)胞膜具有流

動性。過程④⑤⑥需要根據(jù)生長發(fā)育進(jìn)程更換不同的培養(yǎng)基，誘導(dǎo)生芽、生根。最終得到的

植株相對于甲、乙而言發(fā)生了染色體數(shù)目變異，由于存在同源染色體，具有可育性。

答案C

7.下圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體培養(yǎng)進(jìn)行遺傳改良的過程，據(jù)圖分析不正確的是（）

紫外線照射

[②

雕2a原生質(zhì)體旦愈傷組織里根、芽一棉花幼苗

A.①過程需在適宜條件下用纖維素酶和果膠酶處理

B.②過程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變

C.③過程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能

D.④過程需用適宜濃度的植物激素配比

解析通過紫外線誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生具有優(yōu)良性狀的突變，屬于基因突變或染色體畸變，但

這些變異是不定向的。

答案B

8.下列四個(gè)選項(xiàng)中，沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（）

A.利用離體莖尖培養(yǎng)得到植株

B.利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株

C.利用基因工程培育抗棉鈴蟲的棉花植株

D.利用細(xì)胞工程培育“番茄一馬鈴薯”雜種植株

解析利用基因工程培育抗蟲棉的過程中，把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，要誘導(dǎo)其分裂、分

化，最后發(fā)育為一個(gè)植物體，必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能實(shí)現(xiàn)。培育“番茄一馬鈴薯”雜種植株

的過程中，對融合的雜種細(xì)胞也必須經(jīng)過組織培養(yǎng)才能形成雜種植株。用秋水仙素處理萌發(fā)

的種子或幼苗長成多倍體植株未用到植物組織培養(yǎng)。

答案B

二、非選擇題（共4小題，共34分）

9.（8分）利用基因工程技術(shù)將突變的IPA1基因轉(zhuǎn)入水稻細(xì)胞中從而獲得某水稻新品種。

（1）培育該轉(zhuǎn)基因水稻新品種的核心是構(gòu)建_______o該過程需要用到的工具酶有o

在將重組DNA分子導(dǎo)入受體細(xì)胞過程中，常用氯化鈣處理土壤農(nóng)桿菌，以增加的

通透性，使含有目的基因的重組DNA分子進(jìn)入宿主細(xì)胞。

（2）在含目的基因的水稻細(xì)胞培育成植株過程中可以將含有愈傷組織的培養(yǎng)物放在搖床上，通

過_______培養(yǎng)分散成單細(xì)胞。其中培養(yǎng)過程正確的是（A.配制只含有適當(dāng)營養(yǎng)物質(zhì)

的培養(yǎng)基，倒在滅菌試管中凝固成半固體B.從滅菌的根、莖或葉上切取一些小組織塊，進(jìn)

行培養(yǎng)C.這種單細(xì)胞具有細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡大、細(xì)胞核大的特征D.水稻體細(xì)胞與這種單

細(xì)胞的全能性表達(dá)程度大不相同）

（3）利用水稻細(xì)胞制備原生質(zhì)體時(shí)，需在0.5?0.6mol/L的甘露醇溶液中進(jìn)行處理，該溶液濃

度與水稻細(xì)胞中的濃度相當(dāng)。

答案（1）重組DNA分子限制性核酸內(nèi)切酶、DNA連接酶（寫全得分）細(xì)胞壁（2）液體懸

浮D（3）細(xì)胞液

10.（8分）某小組欲進(jìn)行煙草原生質(zhì)體分離與培養(yǎng)的研究。請回答：

（1）原生質(zhì)體的分離：在無菌條件下，取煙草無菌苗的葉片，放入含有0.5?0.6mol/L甘露醇（維

持較高滲透壓）的混合液處理，經(jīng)過離心純化后獲得原生質(zhì)體。

⑵原生質(zhì)體的培養(yǎng)：將原生質(zhì)體進(jìn)行培養(yǎng)，重新長出細(xì)胞壁，形成胚性細(xì)胞。此時(shí)，應(yīng)該

培養(yǎng)基中甘露醇濃度，以利于胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán)，然后經(jīng)兩條途徑形成

再生植株。途徑一：細(xì)胞團(tuán)經(jīng)球形胚、和胚狀體，最后發(fā)育成植株。途徑二：細(xì)胞

團(tuán)增殖為愈傷組織，然后在發(fā)芽培養(yǎng)基上誘導(dǎo)出芽，切割芽經(jīng)過生根后形成完整植株。上述

發(fā)芽培養(yǎng)基中含量相對較高的激素是,胚性細(xì)胞的主要特點(diǎn)是：-（A.液泡

小、細(xì)胞核小B.液泡大，細(xì)胞核大C.液泡大，細(xì)胞核小D.液泡小、細(xì)胞核大）

（3）為了對煙草的某些性狀進(jìn)行改良，分離得到兩種煙草的原生質(zhì)體后，通過__________方法

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將他們的遺傳物質(zhì)組合在一起，經(jīng)培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。提取再生植株的DNA,

采用擴(kuò)增相關(guān)基因，來鑒定遺傳物質(zhì)是否成功重組。

解析（1）原生質(zhì)體的分離，需要在較高滲透壓的甘露醇溶液中，將植物細(xì)胞用纖維素酶和果

膠酶處理，去除細(xì)胞壁，從而得到原生質(zhì)體。（2）當(dāng)原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁后，應(yīng)當(dāng)降低培養(yǎng)

基中甘露醇濃度，否則將會影響細(xì)胞的分裂和生長。胚性細(xì)胞繼續(xù)培養(yǎng)形成細(xì)胞團(tuán)。然后經(jīng)

球形胚、心形胚和胚狀體，最后發(fā)育成植株。發(fā)芽培養(yǎng)基中含量相對較高的激素是細(xì)胞分裂

素，而生長素含量較低。胚性細(xì)胞的主要特點(diǎn)是細(xì)胞質(zhì)豐富、液泡小而細(xì)胞核大。（3）分離得

到兩種煙草的原生質(zhì)體后，可以通過原生質(zhì)體融合的方法將它們的遺傳物質(zhì)組合在一起，經(jīng)

培養(yǎng)獲得具有新性狀的再生植株。在體外擴(kuò)增相關(guān)基因的方法是采用PCR技術(shù)。

答案（1）纖維素酶和果膠酶（2）降低心形胚細(xì)胞分裂素D（3）原生質(zhì)體融合PCR

11.（8分）兔肝細(xì)胞中的基因E編碼代謝甲醛的酶，擬利用基因工程技術(shù)將基因E轉(zhuǎn)入矮牽牛

中，以提高矮牽牛對甲醛的代謝能力。請回答：

⑴從兔肝細(xì)胞中提取mRNA,在酶的作用下形成互補(bǔ)的DNA,然后以此DNA為模

板擴(kuò)增得到基因E。在相關(guān)酶的作用下，將基因E與Ti質(zhì)粒連接在一起，形成,再

導(dǎo)入用氯化鈣處理的,侵染矮牽牛葉片。將被侵染的葉片除菌后進(jìn)行培養(yǎng)，最終得

到轉(zhuǎn)基因矮牽牛。其中培養(yǎng)過程正確的是（A.葉片在含合適濃度生長素的培養(yǎng)基上分

化形成愈傷組織B.愈傷組織在含細(xì)胞分裂素和生長素配比較高的培養(yǎng)基上形成芽C.再生

的芽在細(xì)胞分裂素含量高的培養(yǎng)基上生根D.愈傷組織在含合適濃度植物生長調(diào)節(jié)劑的培養(yǎng)

基上脫分化形成再生植株）。

（2）取轉(zhuǎn)基因矮牽牛葉片，放入含MS液體培養(yǎng)基和適量濃度甲醛且密封的試管中。將試管置

于_______上，進(jìn)行液體懸浮培養(yǎng)。一段時(shí)間后測定培養(yǎng)基中甲醛的含量，以判斷基因E是

否在轉(zhuǎn)基因矮牽牛中正常表達(dá)。培養(yǎng)過程中液體培養(yǎng)的作用：一是提供營養(yǎng)；二是，

從而使葉片保持正常的形態(tài)。

解析（1）以mRNA為模板合成DNA的過程為逆轉(zhuǎn)錄過程，這一過程需要在逆轉(zhuǎn)錄酶的催化

下進(jìn)行。獲得目的基因后，需在限制性核酸內(nèi)切酶和DNA連接酶的作用下，將目的基因與

運(yùn)載體（Ti質(zhì)粒）連接形成重組質(zhì)粒（重組DNA分子），再將其導(dǎo)入受體細(xì)胞。將目的基因?qū)?/p>

植物細(xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法，先將重組DNA導(dǎo)入經(jīng)氯化鈣處理的農(nóng)桿菌，再用導(dǎo)入目的基

因的農(nóng)桿菌感染植物細(xì)胞，最終實(shí)現(xiàn)將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞內(nèi)。導(dǎo)入目的基因的植物細(xì)胞

經(jīng)組織培養(yǎng)過程形成轉(zhuǎn)基因植物。組織培養(yǎng)過程中，葉片在含適宜濃度的生長素和細(xì)胞分裂

素的培養(yǎng)基上脫分化形成愈傷組織，然后在含細(xì)胞分裂素和生長素配比較高的培養(yǎng)基上形成

芽，繼而在生長素含量高的培養(yǎng)基上生根，最后形成完整的植