2019年春高中生物 專題2 細(xì)胞工程 2.1 植物細(xì)胞工程 2.1.1 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)學(xué)案（含解析）新人教版選修3.doc

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植物細(xì)胞工程的基本技術(shù) 1．了解細(xì)胞工程的含義?！?.掌握植物組織培養(yǎng)技術(shù)的過(guò)程及用途。(重點(diǎn))　3．理解植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的過(guò)程。(重點(diǎn)) 一、細(xì)胞工程的概念(閱讀教材P31) 二、植物細(xì)胞的全能性(閱讀教材P33～P34) 1．含義：具有某種生物全部遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。 2．表達(dá)過(guò)程 (1)脫分化：讓已經(jīng)分化的細(xì)胞經(jīng)過(guò)誘導(dǎo)后，失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能而轉(zhuǎn)變成未分化細(xì)胞的過(guò)程。 (2)再分化：脫分化產(chǎn)生的愈傷組織在一定的培養(yǎng)條件下，再分化出幼根和芽，進(jìn)而形成完整的小植株。 (3)影響細(xì)胞全能性表現(xiàn)的原因：生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，在特定的時(shí)間和空間條件下，細(xì)胞中的基因會(huì)選擇性表達(dá)出各種蛋白質(zhì)，從而構(gòu)成不同的組織和器官。 三、植物組織培養(yǎng)技術(shù)(閱讀教材P34～P36) 1．理論基礎(chǔ)(原理)：植物細(xì)胞全能性。 2．植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程 高度分化的組織形成愈傷組織幼根和芽―→完整植株。 (1)前提：離體的植物器官、組織、細(xì)胞。 (2)條件：無(wú)菌、人工控制下、人工配制的培養(yǎng)基、適宜的培養(yǎng)條件。 (3)結(jié)果：誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整植株。 四、植物體細(xì)胞雜交技術(shù)(閱讀教材P36～P37) 1．概念：將不同種的植物體細(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技術(shù)。 2．過(guò)程 植物體細(xì)胞雜交：細(xì)胞融合先去壁，成功標(biāo)志再生壁。組織培養(yǎng)為基礎(chǔ)，遠(yuǎn)緣雜交也親和。 3．融合成功的標(biāo)志：雜種原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁。 4．意義：克服不同種生物遠(yuǎn)緣雜交的不親和性。 連一連 判一判 (1)植物的種子能發(fā)育成完整的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。() (2)(2018綿陽(yáng)高二期末)離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過(guò)程屬于脫分化。() (3)愈傷組織出現(xiàn)了細(xì)胞的分化。() (4)植物體細(xì)胞雜交利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(√) (5)植物原生質(zhì)體融合的原理是植物細(xì)胞的全能性。() (6)植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的目的是獲得雜種細(xì)胞。() 　植物細(xì)胞的全能性 探究1　植物細(xì)胞具有全能性的證據(jù) 材料：美國(guó)科學(xué)家斯圖爾德曾經(jīng)應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，將二倍體胡蘿卜韌皮部的一些細(xì)胞進(jìn)行離體培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株(如圖)。 (1)這一科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明了植物細(xì)胞具有全能性。 (2)上述胡蘿卜的部分韌皮部細(xì)胞發(fā)育成完整新植物的原因是：分化的體細(xì)胞(或細(xì)胞核)具有本物種個(gè)體發(fā)育所需要的全部基因。 探究2　植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件 結(jié)合所學(xué)知識(shí)，完善下面表格： 材料 離體的細(xì)胞、組織、器官 培養(yǎng)基 種類齊全、比例適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、一定的植物激素及瓊脂等 外界條件 無(wú)菌操作；光照的控制；酸堿度等 (1)具有全能性的原因：一般生物體的每一個(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)體所必需的全部基因。 (2)不同細(xì)胞全能性的大小 ①體細(xì)胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，細(xì)胞分裂能力強(qiáng)的＞細(xì)胞分裂能力弱的。 ②不同細(xì)胞的全能性：受精卵＞胚胎干細(xì)胞＞生殖細(xì)胞＞體細(xì)胞。 ③不同生物的細(xì)胞全能性：植物細(xì)胞＞動(dòng)物細(xì)胞。 (3)全能性與細(xì)胞分化的關(guān)系：隨著細(xì)胞分化程度的不斷提高，細(xì)胞的全能性逐漸降低。 交匯點(diǎn)1　細(xì)胞的全能性 植物細(xì)胞全能性實(shí)現(xiàn)的條件。 (1)____________狀態(tài)。 (2)____________、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)及激素等。 (3)適宜的溫度等外界條件。 交匯點(diǎn)2　植物激素 下列屬于在組織培養(yǎng)形成試管苗的過(guò)程中發(fā)揮作用的植物激素是____________。 ①乙烯?、谏L(zhǎng)素?、?，4－D　④細(xì)胞分裂素?、莩嗝顾亍、抟蚁├? 答案：交匯點(diǎn)1 (1)離體　(2)水、無(wú)機(jī)鹽 交匯點(diǎn)2 ②④　 1．(2018廣西桂林中學(xué)高二期末)下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株，說(shuō)明植物細(xì)胞具有全能性 B．克隆羊的誕生說(shuō)明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞具有全能性 C．用花粉培育成的植株往往高度不育，說(shuō)明花粉細(xì)胞不具有全能性 D．利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育花卉的原理是植物細(xì)胞具有全能性 解析：選D。玉米種子萌發(fā)長(zhǎng)成新植株屬于自然生長(zhǎng)過(guò)程，不能體現(xiàn)細(xì)胞的全能性，A錯(cuò)誤；克隆羊的誕生說(shuō)明高度分化的動(dòng)物體細(xì)胞核具有全能性，B錯(cuò)誤；用花粉培育成植株，可體現(xiàn)花粉細(xì)胞具有全能性，C錯(cuò)誤；利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁育花卉的原理是植物細(xì)胞具有全能性，D正確。 2．(2018蘇州高二檢測(cè))植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式分別是(　　) A．脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件；減數(shù)分裂 B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因；有絲分裂 C．將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)；減數(shù)分裂 D．脫離母體后，給予適宜的營(yíng)養(yǎng)和外界條件；有絲分裂 解析：選D。植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的條件：①離體的器官、組織或細(xì)胞和適宜的外界條件；②一定的營(yíng)養(yǎng)(無(wú)機(jī)、有機(jī)成分)和植物激素。植物細(xì)胞組織培養(yǎng)形成植物體的過(guò)程，包括脫分化和再分化兩個(gè)重要的步驟，在這兩個(gè)過(guò)程中細(xì)胞都是通過(guò)有絲分裂方式進(jìn)行增殖的。 明辨植物細(xì)胞全能性的3個(gè)易誤點(diǎn) (1)細(xì)胞全能性的標(biāo)志：發(fā)育成完整個(gè)體而不是形成某種組織或者器官。 (2)全套基因≠全部基因：細(xì)胞具有全能性是因?yàn)榧?xì)胞中具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的“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)體內(nèi)細(xì)胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因在特定的時(shí)間和空間條件下選擇性表達(dá)。 　植物組織培養(yǎng) 探究1　植物組織培養(yǎng)的過(guò)程 (1)①②分別為脫分化、再分化過(guò)程。 (2)A為愈傷組織，B為胚狀體。 探究2　植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用 生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值 作用效果 比值高時(shí) 促進(jìn)根分化、抑制芽形成 比值低時(shí) 促進(jìn)芽分化、抑制根形成 比值適中 促進(jìn)愈傷組織形成 “比值高，根分化；比值低，芽分化；比值適中，不分化”。即“高根低芽中愈傷”。 1．植物組織培養(yǎng)過(guò)程 2．脫分化和再分化 名稱 過(guò)程 形成體特點(diǎn) 脫分化 離體細(xì)胞→愈傷組織 排列疏松、高度液泡化的薄壁細(xì)胞團(tuán) 再分化 愈傷組織→幼根和芽或胚狀體 有根、芽或有生根發(fā)芽的能力 1．下圖為植物組織培養(yǎng)過(guò)程，有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．實(shí)驗(yàn)中②試管細(xì)胞全能性最高 B．④試管中培育出的個(gè)體都是純合子 C．①→②的過(guò)程需要光照 D．①→④過(guò)程培養(yǎng)基保持不變 解析：選A。①試管中的組織塊經(jīng)脫分化形成②試管中的愈傷組織，愈傷組織是未分化的細(xì)胞，全能性最高；植物組織培養(yǎng)屬于無(wú)性生殖，不改變基因型，所以產(chǎn)生的個(gè)體基因型與母本是相同的，可能是純合子也可能是雜合子；脫分化形成愈傷組織的過(guò)程中需要避光培養(yǎng)，不需要光照；在植物組織培養(yǎng)的不同階段需要的條件不同，培養(yǎng)基中所含有的物質(zhì)比例也不同，如生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素比例適中時(shí)有利于形成愈傷組織，比例高時(shí)，有利于根的分化。 2．(2018河南焦作期末)如圖是某植物組織培養(yǎng)過(guò)程的簡(jiǎn)圖。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(　　) 花粉粒愈傷組織胚狀體植株 A．花藥離體培養(yǎng)的條件與種子萌發(fā)的條件完全相同 B．若花粉粒核中有兩個(gè)或多個(gè)染色體組，則所得植株為二倍體或多倍體 C．②③過(guò)程都是細(xì)胞分化過(guò)程，因此起作用的激素只有生長(zhǎng)素 D．該過(guò)程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性 解析：選D。花藥離體培養(yǎng)所需條件要求高，需要培養(yǎng)基，另外還需要適宜的pH、溫度和光照，而種子萌發(fā)需要適宜的溫度、水分等，A項(xiàng)錯(cuò)誤；花粉粒培養(yǎng)形成的植株稱為單倍體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在細(xì)胞分化過(guò)程中多種激素起作用，其中起主要作用的是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在該過(guò)程中，單個(gè)細(xì)胞最終培養(yǎng)成了植株，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，D項(xiàng)正確。 　植物體細(xì)胞雜交技術(shù) 結(jié)合下面“白菜—甘藍(lán)”的培養(yǎng)過(guò)程，探究以下問(wèn)題： (1)去除細(xì)胞壁的酶解法中用到的酶是纖維素酶和果膠酶。 (2)植物體細(xì)胞雜交完成的標(biāo)志是新細(xì)胞壁的形成。 (3)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中還用到的細(xì)胞工程有植物組織培養(yǎng)技術(shù)。 (4)植物體細(xì)胞雜交的最大突破是克服了不同植物之間的雜交屏障，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣物種之間的核質(zhì)組合。 (1)將兩個(gè)不同物種的植物細(xì)胞A和B去除細(xì)胞壁后，經(jīng)一定的方法促融，只考慮兩兩融合，可以形成幾種融合細(xì)胞？哪種類型的融合細(xì)胞符合要求？ 提示：三種，分別為AA、BB和AB。雜交細(xì)胞AB是符合要求的。 (2)甲、乙兩個(gè)二倍體植物體細(xì)胞雜交后的雜種植株是幾倍體？ 提示：四倍體。 (1)植物體細(xì)胞雜交的培養(yǎng)基中要添加蔗糖且濃度略大于植物細(xì)胞質(zhì)濃度，不僅為原生質(zhì)體提供營(yíng)養(yǎng)，而且還能維持一定的滲透壓，使原生質(zhì)體保持正常的形態(tài)。 (2)體細(xì)胞融合后培養(yǎng)基中共有5種細(xì)胞類型(A、B、AA、BB、AB)，其中融合細(xì)胞類型有3種(AA、BB、AB)，而真正符合要求的是AB，因此要對(duì)融合細(xì)胞進(jìn)行篩選。 (3)植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中涉及的遺傳知識(shí) ①?gòu)纳愁愋蜕峡矗参矬w細(xì)胞雜交技術(shù)沒有生殖細(xì)胞的形成和結(jié)合，應(yīng)屬于無(wú)性生殖，變異類型應(yīng)是染色體數(shù)目的變異，形成的是異源多倍體，由于含有兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì)，因此理論上應(yīng)具有兩個(gè)親本的遺傳性狀。 ②體細(xì)胞雜交即兩個(gè)細(xì)胞融合成一個(gè)細(xì)胞，不管染色體、基因組還是染色體組都是兩親本之和。若一植物細(xì)胞含有2x條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為Aabb，另一植物細(xì)胞含有2y條染色體，2個(gè)染色體組，基因型為ccDd，則新植株應(yīng)為異源四倍體，其體細(xì)胞中染色體為(2x＋2y)條，4個(gè)染色體組，基因型為AabbccDd。 ③培育新品種的過(guò)程中，遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳定律，只有在有性生殖進(jìn)行減數(shù)分裂過(guò)程中才符合遺傳定律，而體細(xì)胞雜交沒有此過(guò)程。 交匯點(diǎn)1　細(xì)胞的結(jié)構(gòu) 植物體細(xì)胞雜交時(shí)首先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，說(shuō)明植物細(xì)胞壁的主要成分是____________。 交匯點(diǎn)2　遺傳與進(jìn)化 (1)若將植物細(xì)胞A(染色體數(shù)為a)和植物細(xì)胞B(染色體數(shù)為b)雜交，經(jīng)組織培養(yǎng)形成的雜種植物中體細(xì)胞中染色體數(shù)為______________。從生殖方式上來(lái)看雜種植物的產(chǎn)生屬于____________。 (2)自然條件下番茄和馬鈴薯能否雜交獲得一種地上結(jié)番茄、地下長(zhǎng)馬鈴薯的子代？ 判斷：____________(填“能”或“不能”)。 原因：________________________。 答案：交匯點(diǎn)1 纖維素和果膠 交匯點(diǎn)2 (1)a＋b　無(wú)性生殖 (2)不能　不同種的生物之間存在生殖隔離　 1．如圖為“番茄—馬鈴薯”的培育過(guò)程示意圖，有關(guān)敘述正確的是(　　) A．獲得a、b細(xì)胞需要胰蛋白酶和果膠酶 B．誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般用秋水仙素 C．a(chǎn)、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是生物膜具有流動(dòng)性 D．d、e、f過(guò)程表示植物的組織培養(yǎng)過(guò)程，e、f分別為脫分化和再分化 解析：選C。植物體細(xì)胞在雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；a、b細(xì)胞融合為c細(xì)胞的原理是細(xì)胞膜的流動(dòng)性；誘導(dǎo)a、b細(xì)胞融合的化學(xué)試劑一般是聚乙二醇；d、e分別為脫分化和再分化。 2．A種植物細(xì)胞和B種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如圖所示(僅顯示細(xì)胞核)，將A、B兩種植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細(xì)胞，若經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)得到了雜種植株，則該雜種植株是(　　) A．二倍體，基因型是DdYyRr B．三倍體，基因型是DdYyRr C．四倍體，基因型是DdYyRr D．四倍體，基因型是DDddYYyyRRrr 解析：選C。誤以為植物體細(xì)胞雜交和植物有性雜交一樣，后代的染色體數(shù)目不變，從而錯(cuò)選A項(xiàng)。A細(xì)胞含2個(gè)染色體組，B細(xì)胞也含2個(gè)染色體組，但由于彼此屬于不同的物種，染色體組彼此不同，故融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有4個(gè)染色體組，應(yīng)屬于四倍體，基因型為DdYyRr。 區(qū)分植物組織培養(yǎng)與植物體細(xì)胞雜交的兩種方法 (1)看后代 ①植物組織培養(yǎng)是利用單一親本的組織或細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)使之增殖、分化成為一個(gè)完整植株，為無(wú)性生殖過(guò)程，因此其后代一般均能保持該親本的遺傳特性。 ②植物體細(xì)胞雜交的本質(zhì)是將兩種不同來(lái)源的原生質(zhì)體，在人為條件下進(jìn)行誘導(dǎo)融合。由于植物細(xì)胞具有全能性，融合之后的雜種細(xì)胞可以再生出具有雙親性狀的雜種植株。 (2)看關(guān)系：雜種細(xì)胞需經(jīng)植物組織培養(yǎng)才能發(fā)育為具有雙親遺傳特性的雜種植株，否則將無(wú)任何意義，因此，植物組織培養(yǎng)是植物體細(xì)胞雜交的基礎(chǔ)。 核心知識(shí)小結(jié) [要點(diǎn)回眸] [答題必備] 細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。 理論上每個(gè)活細(xì)胞都具有全能性。 細(xì)胞全能性的大小依次是：受精卵>生殖細(xì)胞>體細(xì)胞。 植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞的全能性。 植物體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)是細(xì)胞膜的流動(dòng)性和細(xì)胞的全能性。 人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法(離心、振動(dòng)、電激)和化學(xué)法(聚乙二醇處理)。 [隨堂檢測(cè)] 1．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，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)的體細(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，全能性最高 D．植物細(xì)胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 解析：選C。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，所以受精卵的全能性最高；生物體內(nèi)的每一個(gè)體細(xì)胞(除紅細(xì)胞外)都是由受精卵通過(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，但由于細(xì)胞分化，基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，因而體細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性；卵細(xì)胞在一定條件下，全能性比體細(xì)胞高，但與受精卵不同，卵細(xì)胞的分化程度也很高；分化的植物細(xì)胞盡管具有全能性，但如果全能性要表達(dá)，植物細(xì)胞必須在一定條件下進(jìn)行離體培養(yǎng)。 2．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　) A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害 B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞 C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控 D．生根時(shí)，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α萘乙酸等生長(zhǎng)素類調(diào)節(jié)劑 解析：選B。消毒劑的使用既要?dú)⑺啦牧媳砻嫖⑸?，又要防止傷害組織細(xì)胞，影響組織培養(yǎng)；植物細(xì)胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合，帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞；出芽和生根都是細(xì)胞再分化的結(jié)果，其實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；α萘乙酸為生長(zhǎng)素類似物，可誘導(dǎo)愈傷組織生根。 3．(2018陜西西安七十中高二期末)下列關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素的敘述不正確的是(　　) A．幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功 B．給外植體消毒用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精 C．植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境 D．生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素含量之比較高時(shí)有利于芽的分化 解析：選D。幼嫩組織細(xì)胞較成熟組織細(xì)胞的全能性高，因此幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功，A正確；植物組織培養(yǎng)時(shí)，給外植體消毒用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精，B正確；植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境，C正確；生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素含量之比較高時(shí)，有利于根的分化；較低時(shí)，有利于芽的分化；適中時(shí)，促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng)，D錯(cuò)誤。 4．(2018淄博高二檢測(cè))下列四個(gè)選項(xiàng)中，肯定沒有采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的一項(xiàng)是(　　) A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B．細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株 D．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株 解析：選D?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù)，采用植物組織培養(yǎng)，只不過(guò)培養(yǎng)的是生殖細(xì)胞——花粉細(xì)胞，A項(xiàng)不符合題意；細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過(guò)程中，融合的雜種細(xì)胞必須經(jīng)過(guò)組織培養(yǎng)才能形成雜種植株，B項(xiàng)不符合題意；基因工程培育抗蟲棉的過(guò)程中，把目的基因?qū)朊藁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(guò)植物組織培養(yǎng)才能實(shí)現(xiàn)，C項(xiàng)不符合題意；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗可以直接發(fā)育得到多倍體植株，沒有經(jīng)過(guò)植物組織培養(yǎng)階段，D項(xiàng)符合題意。 5．如圖表示利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植物白菜—甘藍(lán)的過(guò)程，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．①過(guò)程表示利用酶解法去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過(guò)程 B．②過(guò)程常用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 C．③過(guò)程中高爾基體活動(dòng)旺盛 D．最終獲得的雜種植物體細(xì)胞內(nèi)含19條染色體 解析：選D。圖中①是去除細(xì)胞壁的過(guò)程，常利用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，故A項(xiàng)正確；②是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過(guò)程，常用的誘導(dǎo)方法有物理法(電激、離心、振動(dòng))和化學(xué)法(聚乙二醇)，故B項(xiàng)正確；③是形成新細(xì)胞壁的過(guò)程，植物細(xì)胞中高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，因此該過(guò)程中高爾基體活動(dòng)旺盛，故C項(xiàng)正確；最終獲得的雜種植物體細(xì)胞內(nèi)含有兩個(gè)親本的全部遺傳物質(zhì)，即含有20＋18＝38條染色體，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 6．(2018長(zhǎng)春高二檢測(cè))我國(guó)植物學(xué)家將名貴蘭花的莖尖細(xì)胞放進(jìn)培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細(xì)胞培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)過(guò)程③和④分別表示________和________。需要避光培養(yǎng)的是______(填數(shù)字)。整個(gè)過(guò)程中細(xì)胞的分裂方式是________________________________。 (2)取新生的莖尖細(xì)胞而不選擇莖表皮細(xì)胞進(jìn)行培養(yǎng)的兩個(gè)理由：①________________；②______________________。 (3)當(dāng)_________(填培養(yǎng)基種類)中生長(zhǎng)素與細(xì)胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“適中”)時(shí)，愈傷組織被誘導(dǎo)先生根。 (4)若將蘭花的莖尖細(xì)胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)組織培養(yǎng)形成植株，這種育種方法稱為__________________，其突出優(yōu)點(diǎn)是__________________。 答案：(1)脫分化　再分化　③　有絲分裂 (2)莖尖細(xì)胞全能性高　新生細(xì)胞無(wú)菌無(wú)毒 (3)分化培養(yǎng)基　大 (4)單倍體育種　明顯縮短育種年限 7．下面是煙草葉片原生質(zhì)體分離和培養(yǎng)的流程圖： 請(qǐng)回答下列問(wèn)題： (1)酶解時(shí)，在________酶和________酶的作用下去除細(xì)胞壁，以獲得完整的原生質(zhì)體。 (2)獲得原生質(zhì)體后，可用________法檢測(cè)原生質(zhì)體是否存活。要判定原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁，可用________方法鑒別。 (3)欲通過(guò)原生質(zhì)體培養(yǎng)得到愈傷組織，配制培養(yǎng)基時(shí)需要注意的主要方面是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)在獲得植物原生質(zhì)體時(shí)，需用纖維素酶和果膠酶混合液處理實(shí)驗(yàn)材料，將細(xì)胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后可用紅墨水染色法檢測(cè)，因?yàn)樯顮顟B(tài)的原生質(zhì)體細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性，原生質(zhì)體不會(huì)被染上顏色，但如果原生質(zhì)體死亡，由于膜的選擇透過(guò)性喪失，原生質(zhì)體會(huì)被染成紅色；可用質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)來(lái)檢測(cè)原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁。(3)要將原生質(zhì)體培養(yǎng)成愈傷組織，配制培養(yǎng)基時(shí)需要注意的主要方面是植物激素的適當(dāng)配比。 答案：(1)纖維素　果膠 (2)紅墨水染色　質(zhì)壁分離 (3)植物激素的適當(dāng)配比 [課時(shí)作業(yè)] 一、選擇題 1．細(xì)胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)，下列技術(shù)中不屬于細(xì)胞工程的是(　　) A．有性雜交　　　　　　　 B．植物體細(xì)胞雜交 C．組織培養(yǎng) D．細(xì)胞核移植 解析：選A。細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過(guò)細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，按照人的意愿來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。生物的有性雜交是生物的自然生殖過(guò)程，不能單純地按照人的意愿來(lái)進(jìn)行，不屬于細(xì)胞工程的范疇。 2．植物細(xì)胞的全能性是指(　　) A．具有核、膜、質(zhì)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，能進(jìn)行各種生理活動(dòng) B．只具有膜和質(zhì)，同樣能進(jìn)行各種生理活動(dòng) C．植物體細(xì)胞所具有的發(fā)育成完整個(gè)體的潛能 D．具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細(xì)胞 解析：選C。具有某種植物全套遺傳信息的任何一個(gè)細(xì)胞，都有發(fā)育成完整新植物體的潛能，也就是說(shuō)，每個(gè)植物細(xì)胞都具有全能性。 3．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(　　) A．該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化和分裂形成的 B．該愈傷組織的細(xì)胞沒有全能性 C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成的 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) 解析：選B。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞只有在脫離了植物體、并在一定的外部因素的作用下，經(jīng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，再由愈傷組織細(xì)胞發(fā)育、分化形成新的植物體。 4．下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，錯(cuò)誤的是(　　) A．有可能把兩個(gè)植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B．需要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁 C．利用聚乙二醇可以促進(jìn)原生質(zhì)體融合 D．植物體細(xì)胞雜交就是將不同的植物體細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞 解析：選D。植物體細(xì)胞雜交之前，需要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合，必須要進(jìn)行人工誘導(dǎo)，如可用聚乙二醇促進(jìn)原生質(zhì)體融合；植物體細(xì)胞雜交就是將不同的植物體細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞，并將該雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。 5．(2018江蘇常州模擬)白菜、甘藍(lán)均為二倍體，若將白菜和甘藍(lán)兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得“白菜—甘藍(lán)”雜種植株幼苗。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　　) A．培育出的“白菜—甘藍(lán)”植株不能結(jié)籽 B．該誘導(dǎo)原生質(zhì)體間的融合過(guò)程一般使用滅活的病毒 C．該培育過(guò)程中的變異為染色體變異 D．該培育過(guò)程中需要向培養(yǎng)基中添加植物激素 解析：選B。由于白菜、甘藍(lán)均為二倍體，兩者的花粉細(xì)胞中各含有白菜和甘藍(lán)的一個(gè)染色體組，若將兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的“白菜—甘藍(lán)”雜種植株為二倍體，但因兩個(gè)染色體組分別來(lái)自白菜和甘藍(lán)，故不能結(jié)籽，A正確；誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體間的融合一般不用滅活的病毒，B錯(cuò)誤；用花粉細(xì)胞融合后培養(yǎng)“白菜—甘藍(lán)”雜種植株的變異類型為染色體變異，C正確；植物組織培養(yǎng)過(guò)程中需向培養(yǎng)基中添加一定配比的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素，D正確。 6．如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(guò)程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．①②過(guò)程中都會(huì)發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化 B．在利用多倍體育種法培育無(wú)子西瓜的過(guò)程中，不經(jīng)過(guò)愈傷組織階段 C．此過(guò)程依據(jù)的生物學(xué)原理是細(xì)胞膜具有流動(dòng)性 D．利用此過(guò)程獲得的試管苗一定為純合子 解析：選B。①②過(guò)程分別為脫分化和再分化，①過(guò)程不會(huì)發(fā)生細(xì)胞的分化；此過(guò)程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性；此過(guò)程為無(wú)性生殖，獲得的試管苗的基因型與母本相同，不一定為純合子。 7．(2018遼源田家炳高二期中)為了培育菊花新品種，科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進(jìn)行雜交，培育過(guò)程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是(　　) A．野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種 B．①過(guò)程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進(jìn)行 C．與②過(guò)程有關(guān)的細(xì)胞器只有高爾基體比較活躍 D．d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì) 答案：D 8．(2018鎮(zhèn)江高二檢測(cè))科學(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的氣味達(dá)到驅(qū)蚊且對(duì)人體無(wú)害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述中，錯(cuò)誤的是(　　) A．驅(qū)蚊草的培育屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙 B．驅(qū)蚊草培育過(guò)程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動(dòng)、電激等方法 C．驅(qū)蚊草培育過(guò)程是植物體細(xì)胞雜交，不同于植物組織培養(yǎng)，無(wú)愈傷組織和試管苗形成 D．驅(qū)蚊草不能通過(guò)天竺葵和香茅草雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離 解析：選C。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)屬于植物細(xì)胞工程，優(yōu)勢(shì)是打破物種間的生殖隔離，克服不同物種不能有性雜交的障礙，A、D兩項(xiàng)都正確；植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁，要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，得到植物原生質(zhì)體，然后采用物理或化學(xué)的方法誘導(dǎo)不同的原生質(zhì)體實(shí)現(xiàn)膜融合，B項(xiàng)正確；從雜種細(xì)胞到雜種植株，必須采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)過(guò)脫分化和再分化等階段，有愈傷組織、胚狀體和試管苗的形成，C項(xiàng)錯(cuò)誤。 二、非選擇題 9．(2017高考海南卷)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉?wèn)題： (1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________________________________。 (2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是__________________(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________________________，A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)____________形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時(shí)，________(填“能”或“不能”)采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是_________________________________。 解析：(1)綠色葉片和白色花瓣是細(xì)胞分化的結(jié)果，遺傳物質(zhì)并沒有改變，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進(jìn)行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性。 (2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培養(yǎng)獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細(xì)胞核。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細(xì)胞分裂素和生長(zhǎng)素。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖；在培養(yǎng)時(shí)，不能采用經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對(duì)雜合體的植株來(lái)說(shuō)，其體細(xì)胞的基因型相同，通過(guò)減數(shù)分裂形成花粉粒，可以導(dǎo)致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，后代會(huì)出現(xiàn)性狀分離，用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株。 答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的細(xì)胞核　(3)細(xì)胞分裂素、生長(zhǎng)素　脫分化　(4)不能　對(duì)雜合體的植株來(lái)說(shuō)，其體細(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 10．(2018武邑中學(xué)高二期中)科學(xué)家利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細(xì)胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標(biāo)記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過(guò)程如圖所示。據(jù)圖回答下列問(wèn)題： (1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有_____________________________________。 (2)過(guò)程①常用的方法是________，細(xì)胞融合完成的標(biāo)志是________________。 (3)植物原生質(zhì)體融合過(guò)程常利用化學(xué)試劑__________誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時(shí)可用顯微鏡觀察，當(dāng)觀察到融合的細(xì)胞表面___________________________，可判斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。 (4)過(guò)程③和過(guò)程④依次為______________________________________________，過(guò)程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素有____________________________________________。 (5)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含____________條染色體。若雜種細(xì)胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________植株。 答案：(1)細(xì)胞膜的流動(dòng)性、植物細(xì)胞的全能性 (2)酶解法　形成了新的細(xì)胞壁 (3)聚乙二醇(或PEG)　既有紅色熒光又有綠色熒光 (4)脫分化和再分化　生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素 (5)2(m＋n)　單倍體 11．通過(guò)細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(shì)(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請(qǐng)完善下列實(shí)驗(yàn)流程并回答問(wèn)題： (1)A是________________酶，B是________________，D是具有________優(yōu)良性狀的幼芽。D長(zhǎng)成的幼苗需要選擇的原因是_______________________________________。 (2)由C形成植株的過(guò)程利用了____________________________技術(shù)，形成愈傷組織需要經(jīng)過(guò)________過(guò)程，愈傷組織形成D需要經(jīng)過(guò)________過(guò)程。整個(gè)培養(yǎng)過(guò)程要在________的條件下進(jìn)行。 (3)植物體細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是_______________________________________。 目前，植物體細(xì)胞雜交還存在許多問(wèn)題沒有解決，如___________________，盡管如此，這項(xiàng)新技術(shù)在_________________________________等方面取得的重大突破還是震撼人心的。 (4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲—乙植株”屬于________倍體植株。 解析：(1)由植物細(xì)胞變成原生質(zhì)體，需要去掉細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，酶具有專一性，所以應(yīng)用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁。兩個(gè)原生質(zhì)體經(jīng)PEG誘導(dǎo)后融合，再生出細(xì)胞壁后變成雜種細(xì)胞，利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)可得到愈傷組織、叢芽結(jié)構(gòu)和試管苗，并非每個(gè)細(xì)胞都能表達(dá)出耐鹽性狀，需要利用含鹽培養(yǎng)基進(jìn)行選擇。(2)C細(xì)胞是雜種細(xì)胞，形成植株需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，經(jīng)歷細(xì)胞的脫分化過(guò)程和再分化過(guò)程。過(guò)程中涉及培養(yǎng)基培養(yǎng)過(guò)程，所以無(wú)菌操作非常重要。(3)植物細(xì)胞融合時(shí)，核質(zhì)應(yīng)該都進(jìn)行融合，當(dāng)細(xì)胞壁再生時(shí)，說(shuō)明融合后的細(xì)胞核與細(xì)胞質(zhì)已經(jīng)進(jìn)行正常的新陳代謝了，即融合成功。植物體細(xì)胞雜交雖然克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，但讓雜合子表達(dá)出兩種植物的優(yōu)良性狀還比較困難。(4)“甲—乙植株”屬于異源多倍體里面的異源六倍體。 答案：(1)纖維素酶和果膠　融合的原生質(zhì)體　耐鹽　有耐鹽高產(chǎn)和耐鹽不高產(chǎn)兩種幼苗　(2)植物組織培養(yǎng)　脫分化　再分化　無(wú)菌　(3)再生出新的細(xì)胞壁　不能按照人的意愿表達(dá)兩個(gè)親本的性狀　克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙　(4)六 12．(2018湖北武漢高二調(diào)研)為探究某種植物愈傷組織的培養(yǎng)條件，某研究小組配制了含有兩種濃度2，4－D的培養(yǎng)基，然后接種初始重量相同的幼苗子葉切塊并分別培養(yǎng)在光照及黑暗條件下，一段時(shí)間后，測(cè)量愈傷組織的生長(zhǎng)量，結(jié)果如下圖。 回答下列問(wèn)題： (1)在該實(shí)驗(yàn)中，自變量是__________________。進(jìn)行植物組織培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)，要嚴(yán)格控制雜菌污染的原因是____________。 (2)由圖中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，在培養(yǎng)基中添加2，4－D的作用是________________。 (3)幼苗子葉切塊轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過(guò)程稱________。為大量獲得該植物的愈傷組織適宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培養(yǎng)。 (4)光照在培養(yǎng)過(guò)程中不作為愈傷組織的能量來(lái)源，原因是____________。 答案：(1)光照的有無(wú)、2，4－D的濃度(“培養(yǎng)的時(shí)間”不作要求)　雜菌可以在培養(yǎng)基上生長(zhǎng)爭(zhēng)奪營(yíng)養(yǎng)，雜菌產(chǎn)生的物質(zhì)影響植物組織的生長(zhǎng)　(2)促進(jìn)愈傷組織的生長(zhǎng) (3)脫分化　黑暗　(4)在脫分化形成愈傷組織及愈傷組織的增殖階段，細(xì)胞中均不含葉綠體，無(wú)法利用光能進(jìn)行光合作用