新教材同步系列2024春高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課件新人教版選擇性必修3

第2章細(xì)胞工程①簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)及其應(yīng)用。②簡(jiǎn)述動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)和體細(xì)胞核移植技術(shù)及其應(yīng)用前景。③舉例說(shuō)出動(dòng)物細(xì)胞融合和單克隆抗體技術(shù)及其應(yīng)用。④簡(jiǎn)述動(dòng)物胚胎發(fā)育的理論基礎(chǔ)。⑤舉例說(shuō)出胚胎工程技術(shù)及其應(yīng)用前景。⑥嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。⑦討論細(xì)胞工程技術(shù)的社會(huì)意義。6個(gè)重點(diǎn)：①植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交的原理和過(guò)程。②植物細(xì)胞工程應(yīng)用的實(shí)例。③動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的過(guò)程和條件。④胚胎干細(xì)胞研究的意義。⑤單克隆抗體的制備和應(yīng)用。⑥用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。5個(gè)難點(diǎn)：①植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。②胚胎干細(xì)胞的概念和分離途徑。③單克隆抗體的制備過(guò)程。④用動(dòng)物體細(xì)胞核移植技術(shù)克隆動(dòng)物的過(guò)程。⑤哺乳動(dòng)物受精過(guò)程及胚胎發(fā)育各階段的主要特點(diǎn)。6個(gè)考點(diǎn)：①植物組織培養(yǎng)的原理、過(guò)程及應(yīng)用。②植物體細(xì)胞雜交的原理、過(guò)程、方法及結(jié)果分析。③動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的原理、過(guò)程、條件、應(yīng)用。④干細(xì)胞的種類(lèi)、特點(diǎn)及應(yīng)用。⑤動(dòng)物細(xì)胞融合的原理、過(guò)程及應(yīng)用。⑥單克隆抗體的原理、過(guò)程、技術(shù)手段、優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用。第1節(jié)植物細(xì)胞工程一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課標(biāo)要點(diǎn)學(xué)法指導(dǎo)1．簡(jiǎn)述植物組織培養(yǎng)和植物體細(xì)胞雜交技術(shù)2．列舉植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用3．嘗試進(jìn)行植物組織培養(yǎng)1．展開(kāi)討論，理解細(xì)胞全能性的原因、條件和細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)，分析比較植物體細(xì)胞雜交與傳統(tǒng)有性雜交的不同(生命觀念、科學(xué)思維)2．結(jié)合教材實(shí)例，分析討論組織培養(yǎng)和體細(xì)胞雜交的意義，形成參與環(huán)境保護(hù)意識(shí)、投身科學(xué)研究的責(zé)任擔(dān)當(dāng)(社會(huì)責(zé)任)3．嘗試菊花組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，分析探究影響組織培養(yǎng)的因素，掌握基本思路和方法(科學(xué)探究)知識(shí)導(dǎo)圖

課前·新知導(dǎo)學(xué)

植物細(xì)胞的全能性1．概念細(xì)胞經(jīng)____________后，仍然具有產(chǎn)生____________或分化成其他各種細(xì)胞的潛能。2．現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)在生物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，并不是所有細(xì)胞都表現(xiàn)出_________。3．現(xiàn)實(shí)表現(xiàn)的原因在特定的_____________條件下，細(xì)胞中的___________________。分裂和分化完整生物體全能性時(shí)間和空間基因會(huì)選擇性地表達(dá)理論上每種植物的活細(xì)胞都具有全能性，原因是什么？_______________________________________?！敬鸢浮空５闹参锛?xì)胞具有發(fā)育成該物種個(gè)體所需的全部遺傳物質(zhì)

下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的敘述，正確的是 (

)A．植物體只有高度分化的體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能B．植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同C．植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)D．高度分化的植物細(xì)胞隨時(shí)可能表現(xiàn)出全能性【答案】C【解析】植物體的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因，都具有發(fā)育成完整個(gè)體的潛能，A錯(cuò)誤；植物體內(nèi)某些體細(xì)胞沒(méi)有表現(xiàn)出全能性，其原因是基因的選擇性表達(dá)，B錯(cuò)誤；植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)，C正確；高度分化的植物細(xì)胞只有處于離體狀態(tài)時(shí)才有可能表現(xiàn)出全能性，D正確。

植物組織培養(yǎng)技術(shù)1．概念將__________的植物器官、組織或細(xì)胞等，培養(yǎng)在人工配制的__________上，給予適宜的__________，誘導(dǎo)其形成______________的技術(shù)。2．原理植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是____________________。離體培養(yǎng)基培養(yǎng)條件完整植株植物細(xì)胞的全能性3．菊花的組織培養(yǎng)

(2)脫分化：已經(jīng)________的細(xì)胞，可以經(jīng)過(guò)脫分化，即失去其特有的______________，轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。(3)愈傷組織：經(jīng)脫分化形成的不定形的_________________。(4)再分化：愈傷組織重新分化成_________等器官的過(guò)程。外植體愈傷組織分化結(jié)構(gòu)和功能薄壁組織團(tuán)塊芽、根(5)實(shí)驗(yàn)步驟：【答案】無(wú)菌水次氯酸鈉0.5～1cm

1/3～1/2愈傷組織封口膜【答案】生芽生根封口膜生長(zhǎng)在植物組織培養(yǎng)過(guò)程中，為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求無(wú)菌操作？_____________________________________?！敬鸢浮勘苊怆s菌在培養(yǎng)基上迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)，且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)

用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯(cuò)誤的是

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)A．該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的B．該愈傷組織的遺傳物質(zhì)通常會(huì)發(fā)生改變C．該愈傷組織由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結(jié)構(gòu)【答案】B【解析】愈傷組織是外植體經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的，其遺傳物質(zhì)未發(fā)生改變，A正確，B錯(cuò)誤；愈傷組織是高度液泡化，無(wú)定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松、無(wú)規(guī)則的組織，C正確；愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化可以形成胚狀體，D正確。

植物體細(xì)胞雜交技術(shù)1．概念將不同來(lái)源的植物_________，在一定條件下融合成___________，并把雜種細(xì)胞培育成____________的技術(shù)。2．原理植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的原理是________________、_____________________。體細(xì)胞雜種細(xì)胞新植物體細(xì)胞膜的流動(dòng)性植物細(xì)胞的

全能性

3．過(guò)程(1)制備原生質(zhì)體：用__________酶和_______酶去除細(xì)胞壁，獲得____________。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體的融合：①誘導(dǎo)方法：物理法(包括電融合法和___________等)和化學(xué)法(包括________________融合法、高Ca2+—高pH融合法等)。②成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生出細(xì)胞壁。(3)植物組織培養(yǎng)：雜種細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)形成__________，并進(jìn)一步發(fā)育成完整的__________。纖維素果膠原生質(zhì)體離心法聚乙二醇(PEG)

愈傷組織雜種植株4．意義在打破____________，實(shí)現(xiàn)________雜交育種，培育植物新品種等方面展示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。生殖隔離遠(yuǎn)緣為什么選用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁？_____________________________________。【答案】植物細(xì)胞壁的化學(xué)成分主要是纖維素和果膠。酶具有專一性，纖維素酶和果膠酶能催化分解細(xì)胞壁，而對(duì)細(xì)胞沒(méi)有破壞作用

下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，不正確的是 (

)A．用酶解法去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體B．誘導(dǎo)兩種植物的原生質(zhì)體融合，進(jìn)而形成雜種細(xì)胞C．植物體細(xì)胞雜交的最終目的是獲得細(xì)胞代謝物D．植物體細(xì)胞雜交技術(shù)可以克服不同種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙【答案】C【解析】用酶解法可以去掉細(xì)胞壁，分離出有活力的正常原生質(zhì)體，A正確；利用一定的誘導(dǎo)劑可以使兩種植物的原生質(zhì)體融合形成雜種細(xì)胞，B正確；植物體細(xì)胞雜交的最終目的是獲得相應(yīng)的植物個(gè)體，C錯(cuò)誤；植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的意義是可以克服不同物種間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，D正確。課堂·重難探究細(xì)胞全能性[知識(shí)歸納]1．細(xì)胞具有全能性的原因已分化的細(xì)胞仍含有本物種個(gè)體發(fā)育所需要的全套遺傳信息。2．植物細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件(1)處于離體條件。(2)給予適宜的外界環(huán)境條件和營(yíng)養(yǎng)條件。(3)給予一定的植物激素條件。(4)無(wú)菌條件。3．細(xì)胞全能性大小的比較(1)植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞。(2)受精卵＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞。(3)分化程度低的體細(xì)胞＞分化程度高的體細(xì)胞。(4)分裂能力強(qiáng)的體細(xì)胞＞分裂能力弱的體細(xì)胞。(5)幼嫩的體細(xì)胞＞衰老的體細(xì)胞。[對(duì)點(diǎn)精練]1．下列關(guān)于細(xì)胞全能性的理解不正確的是 (

)A．高度分化的植物體細(xì)胞仍具有全能性B．細(xì)胞內(nèi)含有個(gè)體發(fā)育所需的全部基因是細(xì)胞具有全能性的內(nèi)在條件C．通過(guò)植物組織培養(yǎng)得到試管苗，是植物細(xì)胞具有全能性的有力證據(jù)D．玉米種子發(fā)育成玉米植株是細(xì)胞全能性的表現(xiàn)【答案】D【解析】細(xì)胞的全能性指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整生物體(或分化成其他各種細(xì)胞)的潛能，其內(nèi)在的遺傳基礎(chǔ)是細(xì)胞內(nèi)仍然具有個(gè)體發(fā)育所需要的全部基因，植物組織培養(yǎng)形成試管苗是細(xì)胞全能性的表現(xiàn)，A、B、C均正確。玉米種子發(fā)育成正常植株，是正常的生命現(xiàn)象，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，D錯(cuò)誤。2．下列有關(guān)全能性的敘述，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，因此全能性最高B．生物體內(nèi)細(xì)胞由于分化，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．植物細(xì)胞離體培養(yǎng)在一定條件下能表現(xiàn)出全能性【答案】C【解析】受精卵是個(gè)體發(fā)育的起點(diǎn)，在自然條件下，通過(guò)細(xì)胞的分裂、分化形成完整的個(gè)體，所以全能性最高，A正確；體內(nèi)每一個(gè)體細(xì)胞都是通過(guò)有絲分裂形成的，都含有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因，理論上講都應(yīng)該具有全能性，但由于分化，基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，因而體內(nèi)細(xì)胞并沒(méi)有表達(dá)出全能性，B正確；卵細(xì)胞在一定條件下，全能性表現(xiàn)比體細(xì)胞高，細(xì)胞的分化程度也很高，C錯(cuò)誤；分化的植物細(xì)胞具有全能性，但要表達(dá)必須在一定條件下離體培養(yǎng)，D正確。[知識(shí)歸納]1．原理植物細(xì)胞的全能性。2．過(guò)程植物組織培養(yǎng)技術(shù)3．植物組織培養(yǎng)過(guò)程注意事項(xiàng)(1)無(wú)菌：植物組織培養(yǎng)成功的關(guān)鍵是避免微生物的污染，所用實(shí)驗(yàn)材料和用具要嚴(yán)格滅菌，并進(jìn)行嚴(yán)格無(wú)菌操作。(2)取材：外植體的遺傳特征和取材位置會(huì)影響愈傷組織誘導(dǎo)的難易程度及其再分化能力。(3)培養(yǎng)基：培養(yǎng)基的成分和性質(zhì)對(duì)植物器官的形成有一定的影響，但起決定作用的是植物激素，尤其是生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素。(4)光照：脫分化形成愈傷組織階段，一般需避光；再分化形成芽、葉時(shí)要給予光照。(5)培養(yǎng)順序：試管苗的培養(yǎng)，一般要先進(jìn)行誘導(dǎo)生芽，再進(jìn)行誘導(dǎo)生根。4．植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用(1)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。(2)愈傷組織進(jìn)行分化時(shí)，先誘導(dǎo)生芽，再誘導(dǎo)生根，是通過(guò)控制培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比例來(lái)實(shí)現(xiàn)的。(3)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比例影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向，如下表：生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素用量的比值結(jié)果大于1有利于根的分化，抑制芽的形成小于1有利于芽的分化，抑制根的形成等于1促進(jìn)愈傷組織的形成結(jié)合教材菊花的組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，回答下列問(wèn)題：(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中為什么要進(jìn)行一系列的消毒、滅菌，并且要求嚴(yán)格無(wú)菌操作呢？(2)愈傷組織形成階段，為什么要避光培養(yǎng)呢？愈傷組織再分化形成試管苗的階段，為什么要給予光照呢？(3)菊花的組織培養(yǎng)和菊花花藥離體培養(yǎng)分別屬于什么生殖方式？提示：(1)避免雜菌在培養(yǎng)基上迅速生長(zhǎng)消耗營(yíng)養(yǎng)，且有些雜菌會(huì)危害培養(yǎng)物的生長(zhǎng)。(2)愈傷組織形成階段避光培養(yǎng)有利于細(xì)胞脫分化產(chǎn)生愈傷組織。愈傷組織再分化形成試管苗階段，給予光照有利于葉片內(nèi)葉綠素的合成，進(jìn)行光合作用。(3)前者屬于無(wú)性生殖；后者屬于有性生殖。[對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·廣東番禺期中)在花椰菜種植過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，而野生的黑芥則具有抗黑腐病的特性?？蒲腥藛T利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育具有抗病性狀的花椰菜新品種(如圖所示)，培育過(guò)程中通過(guò)紫外線照射使黑芥部分染色體結(jié)構(gòu)被破壞。下列敘述錯(cuò)誤的是

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)A．過(guò)程①將兩種細(xì)胞放入等滲溶液中，加入纖維素酶和果膠酶中處理一段時(shí)間，制備出有活力的原生質(zhì)體B．過(guò)程②顯微鏡下觀察到兩個(gè)原生質(zhì)體細(xì)胞核融合為一個(gè)細(xì)胞核，還不足以證明已形成雜種細(xì)胞C．過(guò)程③獲得的愈傷組織細(xì)胞在顯微鏡下無(wú)法觀察到來(lái)自黑芥苗葉肉細(xì)胞的葉綠體D．完成鑒定后，最終獲得的雜種抗病植株中具有完整的花椰菜和黑芥的遺傳信息【答案】D【解析】過(guò)程①將兩種細(xì)胞置于等滲溶液中，用纖維素酶和果膠酶處理以除去細(xì)胞壁，獲得有活力的原生質(zhì)體，避免原生質(zhì)體吸水漲破，A正確；形成雜種細(xì)胞的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的再生，B正確；愈傷組織不含葉綠體，因此過(guò)程③獲得的愈傷組織細(xì)胞在顯微鏡下無(wú)法觀察到來(lái)自黑芥苗葉肉細(xì)胞的葉綠體，C正確；由于紫外線照射使黑芥部分染色體結(jié)構(gòu)被破壞，因此完成鑒定后，最終獲得的雜種抗病植株中不具有完整的黑芥的遺傳信息，D錯(cuò)誤。2．(2023·廣東汕尾期末)如圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

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)A．圖中a代表再分化，即已分化的細(xì)胞失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞B．誘導(dǎo)生芽和生根所需的植物激素的濃度和比例有差異，圖中b、c過(guò)程均需更換培養(yǎng)基C．圖中a過(guò)程一般不需要光照，而后續(xù)過(guò)程一般需給予適當(dāng)?shù)墓庹誅．若錐形瓶A中用的是植物的花藥(或花粉)，經(jīng)圖示過(guò)程可以獲得單倍體幼苗【答案】A【解析】圖中a代表脫分化，而不是再分化，A錯(cuò)誤；植物激素的濃度和比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向，所以b過(guò)程需轉(zhuǎn)移到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上，c過(guò)程需轉(zhuǎn)移到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上，B正確；誘導(dǎo)愈傷組織生成期間一般不需要光照，在后續(xù)的培養(yǎng)過(guò)程中，每日需給予適當(dāng)時(shí)間和強(qiáng)度的光照，C正確；若錐形瓶A中用的是植物的花藥(或花粉)，經(jīng)圖示過(guò)程可以獲得單倍體幼苗，D正確?！疽?guī)律總結(jié)】植物組織培養(yǎng)過(guò)程中脫分化和再分化的比較名稱過(guò)程形成體特點(diǎn)光照條件其他條件脫分化由外植體形成愈傷組織排列疏松、不定形的薄壁細(xì)胞團(tuán)隨材料不同而變化離體；適宜的營(yíng)養(yǎng)條件和環(huán)境條件；適宜的激素條件和無(wú)菌條件再分化由愈傷組織形成胚狀體或芽根有根、芽或有生根發(fā)芽的能力需光適宜的營(yíng)養(yǎng)條件；適宜的激素條件和無(wú)菌條件[知識(shí)歸納]植物體細(xì)胞雜交技術(shù)有關(guān)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的幾點(diǎn)說(shuō)明：(1)去壁：用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得原生質(zhì)體。(2)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合②成功的標(biāo)志：雜種細(xì)胞再生新的細(xì)胞壁。(3)雜種細(xì)胞的篩選：誘導(dǎo)細(xì)胞融合后，會(huì)有AB型雜種細(xì)胞，也會(huì)有AA型和BB型細(xì)胞，還會(huì)有沒(méi)有融合的A型和B型細(xì)胞，因此雜種細(xì)胞形成后應(yīng)有一個(gè)篩選AB型雜種細(xì)胞的過(guò)程。(4)植物體細(xì)胞雜交的最終目的：獲得雜種植株。(5)植物體細(xì)胞雜交的生殖方式：無(wú)性生殖。(6)染色體數(shù)目的計(jì)算：經(jīng)植物體細(xì)胞雜交形成的雜種細(xì)胞，染色體數(shù)、染色體組數(shù)都采用直接相加的方法進(jìn)行計(jì)算。如植物細(xì)胞A的染色體數(shù)目為2m，染色體組數(shù)為2個(gè)，植物細(xì)胞B的染色體數(shù)目為2n，染色體組數(shù)為2個(gè)，則經(jīng)植物體細(xì)胞雜交獲得的雜種植物的染色體數(shù)目為2m＋2n，染色體組數(shù)為4個(gè)。3．植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的比較項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交原理植物細(xì)胞的全能性細(xì)胞膜的流動(dòng)性和植物細(xì)胞的全能性過(guò)程項(xiàng)目植物組織培養(yǎng)植物體細(xì)胞雜交選材選取根尖、莖尖、形成層等容易誘導(dǎo)形成愈傷組織的部位不同種植物體細(xì)胞技術(shù)操作脫分化、再分化脫分化、再分化、酶解法去除細(xì)胞壁、誘導(dǎo)細(xì)胞融合關(guān)系植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細(xì)胞雜交所用的技術(shù)更復(fù)雜以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞，所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析回答問(wèn)題：(1)①過(guò)程用什么方法處理細(xì)胞壁，原因是什么？在采用化學(xué)法進(jìn)行過(guò)程②時(shí)，常采用什么方法誘導(dǎo)融合？(2)將若干a和b等量混合后轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)基上培養(yǎng)，再經(jīng)過(guò)②和③，c細(xì)胞的類(lèi)型有哪幾種？(注：細(xì)胞類(lèi)型用染色體組表示；若融合，只考慮兩兩融合。)(3)雜種細(xì)胞c培育的雜種植株為幾倍體？雜種植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株為幾倍體？(4)植物體細(xì)胞雜交與自然雜交相比，有什么意義？提示：(1)酶解法。酶解法是在常溫下進(jìn)行的，不會(huì)影響原生質(zhì)體的生命活動(dòng)；聚乙二醇融合法、高Ca2+－高pH融合法。(2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。(3)四倍體；單倍體。(4)打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)緣雜交育種。[對(duì)點(diǎn)精練]1．(2023·廣東名校階段練習(xí))下圖為植物體細(xì)胞雜交及組織培養(yǎng)過(guò)程示意圖。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

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A．過(guò)程①②需要分別用纖維素酶、果膠酶和聚乙二醇進(jìn)行處理B．過(guò)程③中高爾基體發(fā)揮了合成纖維素的作用C．過(guò)程⑤通常需要更換培養(yǎng)基，便于愈傷組織進(jìn)一步分化為植株D．若原生質(zhì)體A、B分別含有一個(gè)、兩個(gè)染色體組，則雜種植株必為可育植株【答案】D【解析】①為去壁過(guò)程，該過(guò)程需要纖維素酶和果膠酶處理；②為誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合過(guò)程，該過(guò)程可用聚乙二醇進(jìn)行處理，也可用物理方法誘導(dǎo)融合，A正確；③為再生形成細(xì)胞壁的過(guò)程，植物細(xì)胞中細(xì)胞壁的形成與高爾基體有關(guān)，B正確；過(guò)程⑤為再分化過(guò)程，由于植物激素的種類(lèi)和含量會(huì)影響分化的方向，因此需要通過(guò)更換培養(yǎng)基，才能進(jìn)一步分化為植株，C正確；若原生質(zhì)體A、B分別含有一個(gè)、兩個(gè)染色體組，則雜種植株含有3個(gè)染色體組，由于3個(gè)染色體組在減數(shù)分裂過(guò)程中不能完成配對(duì)，則雜種植株不是可育植株，D錯(cuò)誤。2．(2023·廣東東莞期中)某研究人員設(shè)計(jì)了下列技術(shù)路線，以獲得甘藍(lán)和蘿卜體細(xì)胞雜交植株。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (

)

A．細(xì)胞融合過(guò)程涉及膜的流動(dòng)性，常用聚乙二醇融合法、電融合法等誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合B．原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是細(xì)胞核相融合C．為誘導(dǎo)融合原生質(zhì)體產(chǎn)生不定芽，通常會(huì)在培養(yǎng)基中加入兩類(lèi)植物激素D．植物體細(xì)胞雜交可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種【答案】B【解析】細(xì)胞融合的原理是細(xì)胞膜具有流動(dòng)性，誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有聚乙二醇融合法、電融合法等，A正確；原生質(zhì)體融合成功的標(biāo)志是新的細(xì)胞壁形成，B錯(cuò)誤；植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵激素，它們的濃度、用量的比例等都會(huì)影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向，當(dāng)生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的比值小于1時(shí)，有利于芽的形成，C正確；植物體細(xì)胞雜交可以打破生殖隔離，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種，D正確。課堂·延伸提分易錯(cuò)易混1：細(xì)胞全能性的概念理解判斷是否體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，可以采用兩看法：一看起點(diǎn)，若起點(diǎn)不是已經(jīng)分化的細(xì)胞，則沒(méi)有體現(xiàn)細(xì)胞的全能性；若起點(diǎn)是已經(jīng)分化的細(xì)胞，再看結(jié)果，若發(fā)育成了完整生物體(或分化成其他各種細(xì)胞)，則體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。例1下列實(shí)例中，能體現(xiàn)細(xì)胞全能性的是 (

)①用菊花的幼嫩莖段細(xì)胞培育出了菊花幼苗②植物用種子進(jìn)行繁殖后代③用煙草組織培養(yǎng)的單個(gè)組織培育出了可育的完整植株A．①②

B．①③

C．②③

D．①②③【答案】B【解析】菊花的幼嫩莖段細(xì)胞屬于分化的細(xì)胞，結(jié)果培育成了完整的植株幼苗，因此用菊花的幼嫩莖段細(xì)胞培育出了菊花幼苗能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，①正確；植物用種子進(jìn)行繁殖后代，種子不是一個(gè)細(xì)胞，而是新植株的幼體，不符合已經(jīng)分化的細(xì)胞發(fā)育成完整生物體(或分化成其他各種細(xì)胞)的條件，因此用植物種子繁殖后代不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，②錯(cuò)誤；單個(gè)組織培育出了可育的完整植株，也能體現(xiàn)生物體細(xì)胞具有全能性，③正確。因此選B。錯(cuò)因分析：一是沒(méi)有理解細(xì)胞全能性的含義；二是沒(méi)有掌握體現(xiàn)細(xì)胞全能性的方法，先看發(fā)育的起點(diǎn)是否是已經(jīng)分化的細(xì)胞，再看結(jié)果是否發(fā)育成了完整生物體(或分化成其他各種細(xì)胞)。易錯(cuò)易混2：植物體細(xì)胞雜交與有性雜交有性雜交是指同一種生物不同個(gè)體之間的交配，有兩性生殖細(xì)胞的參與，屬于有性生殖；植物體細(xì)胞雜交一般發(fā)生在不同種生物之間，通過(guò)原生質(zhì)體融合、植物組織培養(yǎng)完成，沒(méi)有兩性生殖細(xì)胞的參與，屬于無(wú)性生殖。例2下列有關(guān)傳統(tǒng)植物雜交與植物體細(xì)胞雜交的比較，正確的是

(

)A．兩者涉及的變異類(lèi)型依次是基因重組、基因突變B．兩者的操作中都需要使用纖維素酶或果膠酶C．兩項(xiàng)技術(shù)培育出的新個(gè)體與親代個(gè)體之間均不存在生殖隔離D．與傳統(tǒng)植物雜交相比，植物體細(xì)胞雜交可以克服不同物種之間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙【答案】D【解析】傳統(tǒng)植物雜交為有性雜交，涉及的變異是基因重組，植物體細(xì)胞雜交涉及的變異類(lèi)型是染色體數(shù)目變異，A錯(cuò)誤；傳統(tǒng)植物雜交不需要使用纖維素酶或果膠酶，而植物體細(xì)胞雜交需要使用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，B錯(cuò)誤；傳統(tǒng)植物雜交產(chǎn)生的新個(gè)體與親代之間均不存在生殖隔離，而植物體細(xì)胞雜交產(chǎn)生的新個(gè)體與親代是不同的物種，二者之間存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；與傳統(tǒng)植物雜交相比，植物體細(xì)胞雜交可以克服不同物種之間遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，D正確。錯(cuò)因分析：一是沒(méi)有掌握有性雜交和植物體細(xì)胞雜交的過(guò)程和實(shí)質(zhì)。有性雜交是兩個(gè)體的生殖細(xì)胞結(jié)合，形成受精卵，由受精卵發(fā)育成個(gè)體；植物體細(xì)胞雜交是兩個(gè)不同物種的體細(xì)胞，在一定條件下融合成雜種細(xì)胞，并把雜種細(xì)胞培育成新的植物體的過(guò)程。二是沒(méi)有正確理解有性雜交和植物體細(xì)胞雜交的變異類(lèi)型。三是沒(méi)有熟記有性雜交和植物體細(xì)胞雜交的意義。解題技巧：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的解題方法例3進(jìn)行植物體細(xì)胞雜交，首先需要除去細(xì)胞壁。現(xiàn)提供以下材料和用具：紫色洋蔥鱗片葉、適宜濃度的鹽酸、適宜濃度的蔗糖溶液(洋蔥細(xì)胞在此溶液中既不吸水也不失水)、纖維素酶、果膠酶、蒸餾水和鑷子、顯微鏡、載玻片、蓋玻片等。請(qǐng)你從中選取合適的材料配制成合理的細(xì)胞壁分解液，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分解液能除去細(xì)胞壁(提示：可以通過(guò)顯微鏡觀察細(xì)胞形態(tài))。(1)請(qǐng)利用題干中提供的物質(zhì)配制細(xì)胞壁分解液：______________________________，這樣配制細(xì)胞壁分解液的理由是_____________________________________。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：_____________________________________；第二步：_____________________________________；第三步：在顯微鏡下觀察比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝片。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測(cè)及結(jié)論：_______________________。審題流程：第一步根據(jù)題干信息，確定實(shí)驗(yàn)考查方向根據(jù)題干信息“選取合適的材料配制成合理的細(xì)胞壁分解液，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該分解液能除去細(xì)胞壁”判斷該實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知，屬于驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖球?yàn)證配制的細(xì)胞壁分解液能除去細(xì)胞壁。第二步結(jié)合教材知識(shí)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的解題方法，進(jìn)行知識(shí)遷移根據(jù)細(xì)胞壁的成分，結(jié)合題干中提供的物質(zhì)，細(xì)胞壁分解液中應(yīng)該包含纖維素酶和果膠酶。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)時(shí)，要遵循對(duì)照原則、等量原則、單一變量原則和科學(xué)性原則。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)時(shí)要注意：①要設(shè)置相互對(duì)照的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組；②自變量處理時(shí)要遵循等量原則；③要確定觀察指標(biāo)。本實(shí)驗(yàn)中要設(shè)置用細(xì)胞壁分解液和蔗糖溶液分別處理的兩個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)；細(xì)胞壁分解液和蔗糖溶液處理時(shí)要突出添加等量的；顯微鏡觀察確定觀察指標(biāo)為細(xì)胞的形態(tài)。預(yù)期結(jié)果及結(jié)論時(shí)要根據(jù)實(shí)驗(yàn)的類(lèi)型，若是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)結(jié)果已知)，預(yù)測(cè)結(jié)果及結(jié)論是唯一的。根據(jù)觀察指標(biāo)把實(shí)驗(yàn)結(jié)果寫(xiě)出來(lái)，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證細(xì)胞壁分解液能分解細(xì)胞壁，根據(jù)觀察指標(biāo)預(yù)測(cè)結(jié)果是實(shí)驗(yàn)組裝片的洋蔥細(xì)胞呈分散的紫色球形，對(duì)照組裝片的洋蔥細(xì)胞呈相互連接的紫色多邊形，說(shuō)明該分解液能夠除去細(xì)胞壁。第三步結(jié)合小題，逐個(gè)突破逐個(gè)小題分析，結(jié)合教材知識(shí)正確解答。(1)由于纖維素酶和果膠酶能高效、專一地水解細(xì)胞壁，適宜濃度的蔗糖溶液可以使原生質(zhì)體不會(huì)因過(guò)度吸水而漲破，所以配制的細(xì)胞壁分解液，應(yīng)該是適宜濃度的蔗糖溶液加入適量的纖維素酶和果膠酶。(2)實(shí)驗(yàn)步驟：第一步：滴適量的細(xì)胞壁分解液在載玻片中央，用鑷子撕取一小塊紫色洋蔥鱗片葉表皮浸泡在其中，一段時(shí)間后，蓋上蓋玻片，制得實(shí)驗(yàn)組裝片。第二步：用等量的適宜濃度的蔗糖溶液替代細(xì)胞壁分解液，其他操作與制作實(shí)驗(yàn)組裝片相同，制得對(duì)照組裝片。第三步：在顯微鏡下觀察比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組裝片。(3)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論：實(shí)驗(yàn)組裝片的洋蔥細(xì)胞呈分散的紫色球形；對(duì)照組裝片的洋蔥細(xì)胞呈相互連接的紫色多邊形，表明該分解液能夠除去細(xì)胞壁?！敬鸢浮?1)適宜濃度的蔗糖溶液加入適量的纖維素酶和果膠酶纖維素酶和果膠酶能高效、專一地水解細(xì)胞壁，適宜濃度的蔗糖溶液可以使原生質(zhì)體不會(huì)因過(guò)度吸水而漲破(2)滴適量的細(xì)胞壁分解液在載玻片中央，用鑷子撕取一小塊紫色洋蔥鱗片葉表皮浸泡在其中，一段時(shí)間后，蓋上蓋玻片，制得實(shí)驗(yàn)組裝片用等量的適宜濃度的蔗糖溶液替代細(xì)胞壁分解液，其他操作與制作實(shí)驗(yàn)組裝片相同，制得對(duì)照組裝片(3)實(shí)驗(yàn)組裝片的洋蔥細(xì)胞呈分散的紫色球形；對(duì)照組裝片的洋蔥細(xì)胞呈相互連接的紫色多邊形，表明該分解液能夠除去細(xì)胞壁實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的技巧歸納：1．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)遵循的基本原則(1)對(duì)照原則：設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，使實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的自變量不同(其他因素相同)，以便減少實(shí)驗(yàn)誤差。(2)等量原則和單一變量原則：即除自變量以外，實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組的無(wú)關(guān)變量都保持相同且適宜，更能說(shuō)明因變量的變化僅僅是由自變量引起的。(3)平行重復(fù)原則：在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中為了避免實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偶然性，必須對(duì)所做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行足夠次數(shù)的重復(fù)，以獲得多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果的平均值，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，對(duì)于需要測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)，一般都要遵循平行重復(fù)原則。(4)科學(xué)性原則：在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須有充分的科學(xué)依據(jù)，即實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊鞔_，實(shí)驗(yàn)原理要正確，實(shí)驗(yàn)研究的材料和實(shí)驗(yàn)方法的選擇要恰當(dāng)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)都不能偏離生物學(xué)的基本知識(shí)。2．驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的解題方法(1)判斷實(shí)驗(yàn)類(lèi)型。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果是已知的，則為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。(2)確定實(shí)驗(yàn)自變量和因變量。(3)實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)。(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論的預(yù)測(cè)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論是唯一的，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，結(jié)合觀察指標(biāo)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)而由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。小練·素養(yǎng)達(dá)成1．(2023·廣東名校月考)土壤鹽漬化是目前制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全球性問(wèn)題，我國(guó)科學(xué)家用普通小麥(2N＝42)與耐鹽偃麥草(2N＝70)體細(xì)胞雜交獲得耐鹽新品種“山融3號(hào)”，培育過(guò)程如圖所示，序號(hào)代表過(guò)程或結(jié)構(gòu)。下列分析正確的是

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)A．由愈傷組織到②適當(dāng)提高培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例有利于促進(jìn)芽的形成B．①和“山融3號(hào)”體細(xì)胞均含有兩個(gè)染色體組，每個(gè)染色體組含56條染色體C．“山融3號(hào)”與普通小麥之間存在生殖隔離，為不同物種D．土壤鹽漬化可能是導(dǎo)致偃麥草出現(xiàn)耐鹽性的根本原因【答案】C【解析】由愈傷組織到②幼苗，適當(dāng)提高培養(yǎng)基中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比例，促進(jìn)根的形成，A錯(cuò)誤；①是普通小麥(2N＝42)的原生質(zhì)體和耐鹽偃麥草(2N＝70)的原生質(zhì)體融合而成的，有四個(gè)染色體組(異源四倍體)，“山融3號(hào)”是融合后的原生質(zhì)體經(jīng)植物組織培養(yǎng)得到的，其體細(xì)胞也含有四個(gè)染色體組(異源四倍體)，一個(gè)染色體組含21或35條染色體，B錯(cuò)誤；“山融3號(hào)”有四個(gè)染色體組(異源四倍體)，與普通小麥(2N＝42)之間存在生殖隔離，為不同物種，C正確；土壤鹽漬化只能對(duì)偃麥草耐鹽性進(jìn)行選擇，偃麥草出現(xiàn)耐鹽性的根本原因是變異，D錯(cuò)誤。2．(2023·廣東肇慶期末)下列關(guān)于植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的敘述，錯(cuò)誤的是

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)A．蝸牛消化道提取液可降解植物細(xì)胞壁，推測(cè)其中含有纖維素酶和果膠酶B．誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有PEG誘導(dǎo)法、滅活病毒誘導(dǎo)法等C．融合原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁后，經(jīng)脫分化形成愈傷組織D．生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素是啟動(dòng)脫分化和再分化的關(guān)鍵激素【答案】B【解析】植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性原理，

要分解植物細(xì)胞壁應(yīng)該用纖維素酶和果膠酶，即蝸牛消化道提取液中可能含有纖維素酶和果膠酶，A正確；誘導(dǎo)植物細(xì)胞融合的方法有物理法和化學(xué)法，滅活的病毒用于動(dòng)物細(xì)胞融合，B錯(cuò)誤；融合的原生質(zhì)體需再生出細(xì)胞壁，