第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【优化探究】2025-2026学年新教材高中生物学选择性必修3同步导学案配套PPT课件（人教版）单选

细胞工程 第2章　 第1节　植物细胞工程 第2课时　植物细胞工程的应用 [目标导学]　1.通过对植物细胞工程应用实例的分析，了解这些应用涉及的技术流程和应用的优势。2.认同植物细胞工程在生产实践中具有重要的应用价值。 内容索引 NEIRONGSUOYIN 学习任务二　作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 学习任务一　植物繁殖的新途径 课时作业 巩固提升 备选题库 教师独具 植物繁殖的新途径 学习任务一 1．快速繁殖 梳理 归纳教材知识 高效、快速 保持 2．作物脱毒 顶端分生区　 茎尖 [正误辨析] (1)作物脱毒后不再感染病毒。(　　) (2)脱毒草莓能明显提高产量，但品质没有发生变化。(　　) (3)作物脱毒所培养的材料常选自顶端分生组织。(　　) (4)快速繁殖本质上是一种无性繁殖。(　　) × × √ √ 1．植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是什么？ 提示：植物组织培养到愈伤组织的阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而可获得大量的组织细胞，然后不断地分割、移瓶、诱导再分化形成新植株。植物组织培养在实验室进行，受季节、气候等条件限制较小。 探究 要点合作突破 2．快速繁殖中能否用花粉作为外植体？为什么？ 提示：不能。因为用花粉作外植体可能会出现性状分离。 3．作物培养过程中为什么要进行作物脱毒？如何进行作物脱毒？ 提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降低，品质变差。而植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 4．经植物组织培养培育出的脱毒苗抗病毒吗？为什么？ 提示：不抗病毒。“脱毒”与“抗病毒”的含义不同，前者不含病毒或病毒含量很少，后者能够抵抗病毒侵染。 [归纳总结] 两种植物繁殖新途径的比较 项目 快速繁殖 作物脱毒 概念或原理 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术 植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。取茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒 特点 ①高效、快速实现种苗大量繁殖 ②保持优良品种的遗传特性 获得高产、优质的植株 联系 都是无性生殖 1．某株名贵花卉用种子繁殖会发生性状分离。为了防止性状分离并快速繁殖，可以利用该植株的一部分器官或组织进行离体培养，培育出完整的植株。进行离体培养时不应采用该植株的(　　) A．茎尖　　　B．子房壁　　　C．叶片　　　D．花粉粒 解析：花粉粒是经减数分裂形成的，在此过程中发生了基因重组，因而不一定能保持亲本的优良性状，D符合题意。 强化 题点对应训练 D 2．科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如图。下列相关叙述错误的是(　　) A．培育脱毒苗所依据的原理有基因突变 和细胞全能性 B．培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再 分化两个阶段 C．实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低 D．根据本实验，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm A 解析：马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒，因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗，所依据的原理是细胞全能性，A错误；培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化两个阶段，B正确；题图所示的实验结果表明，茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确；由实验结果可知，茎尖外植体大小为0.27 mm时，脱毒率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒苗培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27 mm，D正确。 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 学习任务二 1．作物新品种的培育 (1)单倍体育种 梳理 归纳教材知识 单倍体　 纯合二倍体　 稳定遗传 育种 年限 (2)突变体的利用 诱变因素　 产生突变 突变体　 新品种 2．细胞产物的工厂化生产 (1)次生代谢物 ①定义：植物代谢产生的，一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物。 ②本质：________有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。 ③作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 小分子 (2)生产技术——植物细胞培养 离体 单个植物细胞 季节 天气 人参皂苷 [正误辨析] (1)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。 (　　) (2)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织。(　　) (3)紫杉醇存在于红豆杉属植物体内，是初生代谢物，具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌的治疗。(　　) (4)植物细胞培养的原理是利用了植物细胞的全能性。(　　) × √ × × 1．单倍体育种为什么能为体细胞诱变育种和研究遗传突变提供理想材料？ 提示：由于大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体数目加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。 探究 要点合作突破 2．如图为植物细胞工程中突变体的利用过程，探究下列问题。   (1)花药离体培养获得的单倍体幼苗如何诱导染色体加倍？原理是什么？ 提示：可用适宜浓度的秋水仙素处理幼苗诱导其染色体加倍，也可低温诱导染色体加倍。其原理都是抑制纺锤体的形成。 (2)为什么用物理或化学因素处理愈伤组织更易诱发突变？产生的变异一定符合需要吗？ 提示：因为愈伤组织细胞处在分裂过程中，细胞要进行DNA分子复制，因此更易发生突变。由于突变是不定向的，产生的变异不一定符合需要。 3．紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛应用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，如图表示通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。   (1)图中①过程为__________，该过程需控制好培养基中________________________________的比例。 脱分化　 植物激素(或生长素和细胞分裂素) (2)②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出________________的细胞。 (3)③过程为________________，其所依据的原理是____________。 (4)生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？说出你的理由。 提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性。 高产紫杉醇 植物细胞培养　 细胞增殖 [归纳总结] 1．初生代谢与次生代谢的区别 2．植物组织培养和植物细胞培养的比较 比较项目 植物组织培养 植物细胞培养 目的 获得植物体 获得细胞产物 原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 过程     应用 快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种等 细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂苷、紫杉醇等 3．某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉如图所示的程序进行实验。请根据图中所示实验，分析下列叙述错误的是(　　) A．在花粉形成和受精作用过程中 都将发生基因重组 B．花粉通过离体培养形成的植株 A为单倍体，其特点之一是高度不育 C．秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致细胞内的染色体数目加倍 D．单倍体育种与杂交育种相比，其优点在于明显缩短育种年限 强化 题点对应训练 A 解析：基因重组发生在减数分裂过程中，受精时不发生基因重组，A错误；花粉通过离体培养形成的植株A为单倍体，由于细胞内只含有一个染色体组，不能通过减数分裂产生配子，故其特点之一是高度不育，B正确；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，导致有丝分裂后期着丝粒断裂后形成的子染色体不能移向两极，细胞内的染色体数目加倍，C正确；单倍体育种获得的品种自交后代不发生性状分离，所以与杂交育种相比，其优点在于明显缩短育种年限，D正确。 4．科研人员用甲基磺酸乙酯处理野生烟草的愈伤组织后，培育出了抗盐碱的烟草。甲基磺酸乙酯的作用是(　　) A．诱发愈伤组织细胞发生突变 B．诱导愈伤组织细胞中染色体数目加倍 C．对愈伤组织进行消毒 D．诱导愈伤组织再分化出芽和根 A 解析：甲基磺酸乙酯是一种化学物质，能有效诱发愈伤组织细胞发生突变，从而形成符合生产要求的突变新品种，A正确。 5．紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。20世纪80年代，利用植物细胞培养生产的紫草宁投入市场，成为世界上首例药用植物细胞工程产品。下列叙述正确的是(　　) A．在进行细胞悬浮培养的过程中，需要通入无菌空气 B．利用植物细胞培养生产紫草宁的原理是植物细胞的全能性 C．紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢产物 D．振荡频率不会影响植物细胞培养物的生长和代谢物的合成 A 解析：为避免杂菌污染，在进行细胞悬浮培养的过程中，需要通入无菌空气，A正确；利用植物细胞培养生产紫草宁的原理是细胞增殖，B错误；紫草宁是紫草细胞培养过程中产生的次生代谢产物，次生代谢物一般认为不是植物生命活动所必需的产物，C错误；植物细胞培养在离体条件下，将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行振荡培养，使组织分散成游离的悬浮细胞，摇床的振荡频率对细胞培养物的生长和代谢物的积累都会产生影响，D错误。 课堂小结 备选题库 教师独具 1．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。为保证甘薯的品质和产量，目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒种苗。通常情况下与这一过程无关的是(　　) ①有丝分裂　②减数分裂　③全能性　④分化　⑤基因突变　⑥染色体变异 A．①②③　　　　　　　　 B．④⑤⑥ C．①③④ D．②⑤⑥ 2 3 1 4 D 解析：分生组织离体培养获得种苗的过程中细胞通过有丝分裂方式增殖，不会发生减数分裂，①不符合题意，②符合题意；该过程采用了植物组织培养技术，其原理是植物细胞的全能性，③不符合题意；再分化过程涉及细胞的分化，④不符合题意；通常情况下培育脱毒苗的过程没有涉及基因突变和染色体变异，⑤⑥符合题意。 2 3 1 4 2．通过植物组织培养技术繁育农作物，优点不包括(　　) A．加快繁育速度 B．保持亲本优良性状 C．培育出无病毒植株 D．改变植物的基因型 2 3 1 4 D 解析：植物组织培养技术不仅可以保持亲本优良的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，A、B不符合题意；利用该技术还可以培育脱毒苗，因为选材部位是植物顶端分生区附近新产生的组织，病毒极少甚至无病毒，所以由此培育的脱毒苗长成的植株是无病毒植株，C不符合题意；经该技术培育的植株与亲本基因型相同，D符合题意。 2 3 1 4 3．植物细胞工程的应用取得了显著的社会效益和经济效益，以下技术和相应优点的对应关系中，正确的是(　　) A．微型繁殖技术——打破生殖隔离 B．单倍体育种技术——有利于获得突变体 C．植物体细胞杂交技术——精准控制成体性状 D．植物组织培养技术——不占用耕地，几乎不受季节限制 2 3 1 4 D 解析：植物微型繁殖技术能保持植物原有的优良的遗传特性，繁殖速度快，不受季节、气候和地域的限制等，但不能打破生殖隔离，A错误；单倍体育种可以快速获得具有优良性状的纯合子，缩短育种年限，而非有利于获得突变体，B错误；植物体细胞杂交技术的优点是克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍(或克服生殖隔离)，该技术培育的成体可能不会按照人们的意愿表达出双亲的优良性状，其原因可能是不同物种的基因在表达时相互干扰，从而不能有序表达，C错误；植物组织培养技术是在无菌和人工控制的条件下，让离体的组织和细胞在特定培养基上先脱分化得到愈伤组织，经再分化得到胚状体、丛芽等，进而得到新植株，该技术可实现作物的工厂化生产，且不占用耕地，几乎不受季节限制，D正确。 2 3 1 4 4．甘草是一种常见的中草药，其药用成分具有抗菌、抗病毒、调节免疫功能等作用，全国50%以上的药用甘草产自新疆。由于人们长期不合理地利用及采挖，野生甘草资源已面临枯竭。科研人员研究采用植物细胞培养的方法来生产和提取甘草的药用成分，实验流程是甘草外植体→愈伤组织→愈伤组织扩大培养→提取细胞产物。回答下列问题。 2 3 1 4 (1)甘草细胞代谢产生的一些酚类、萜类等小分子化合物，一般不是其基本生命活动所必需的，这些化合物称为________________。 (2)外植体形成愈伤组织的过程称为____________。在诱导甘草细胞形成愈伤组织的过程中，用甘草种子萌发后的胚根(分生组织)作为外植体发育成完整植株的比例比用子叶(营养组织)的高，原因是_____________。 2 3 1 4 (3)将颜色发黑、坚硬的愈伤组织剔除，其余正常的愈伤组织在相同的培养基上进行扩大培养，保持细胞分裂能力，并避免愈伤组织进行____________过程，以获得更多的愈伤组织。 (4)扩大培养后，可从愈伤组织细胞中提取、提纯甘草药用成分。与直接从植物组织中提取相比，利用植物细胞培养获得药用成分的优势是________________________(答出2点即可)。 2 3 1 4 答案：(1)次生代谢物 (2)脱分化　胚根细胞的分化程度低、分裂能力强，表现全能性相对容易 (3)再分化 (4)利于对野生甘草资源的保护，不占用耕地，几乎不受季节、 天气等的限制 2 3 1 4 解析：(1)植物代谢产生的不是其基本生命活动所必需的化合物称为次生代谢物，如一些酚类、萜类和含氮化合物等小分子化合物。 (2)植物组织培养包括脱分化和再分化过程，其中外植体形成愈伤组织的过程称为脱分化；由于胚根细胞的分化程度低、分裂能力强，表现全能性相对容易，故用甘草种子萌发后的胚根(分生组织)作为外植体发育成完整植株的比例比用子叶(营养组织)的高。 2 3 1 4 (3)愈伤组织经再分化过程会形成植物的其他组织，故正常的愈伤组织在相同的培养基上进行扩大培养，保持细胞分裂能力，并避免愈伤组织进行再分化过程，以获得更多的愈伤组织。 (4)与直接从植物组织中提取相比，利用植物细胞培养获得药用成分的优势是利于对濒危植物的保护，快速大量获取药用成分，不占用耕地，几乎不受季节、 天气等的限制。 2 3 1 4 课时作业 巩固提升 [基础巩固练] 1．下列属于植物的快速繁殖技术的是(　　) A．兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗 B．水稻种子萌发并长成新个体 C．扦插的葡萄枝长成新个体 D．柳树芽发育成枝条 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：兰花的茎尖组织培养为快速繁殖技术，A正确；水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分，B、D错误；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性繁殖中的营养繁殖，C错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2．马铃薯利用它的块茎进行无性繁殖，种植的世代多了以后往往会感染病毒而减产，为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是(　　) A．选择优良品种进行杂交 B．进行远缘植物体细胞杂交 C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以利用芽尖进行组织培养获得脱毒苗。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过过程②获得的幼苗脱毒效果更好。下列叙述正确的是(　　) A．带叶原基的芽与植物体其他组织中的病毒含量相同 B．可推测过程②的温度处理有利于组织中的病毒失去活性 C．过程③④均属于再分化，所以培养基A和B各成分含量相同 D．图中获得的脱毒苗与原甘蔗苗相比细胞核遗传物质发生了改变 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：带叶原基的芽病毒很少，甚至无病毒，故与植物体其他组织中的病毒含量不同，A错误；②过程经热水处理脱毒效果好与阻碍病毒进入有关，其作用是使组织中的病毒部分或全部失活，B正确；过程③④所用培养基中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，C错误；题图中脱毒苗的培育过程采用了植物组织培养技术，其体现了植物细胞的全能性，遗传物质不会改变，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 4．单倍体育种的优点是可明显缩短育种年限，下列有关单倍体育种的说法,正确的是(　　) A．经常先筛选F1花粉类型，再进行花药离体培养 B．两个单倍体经植物体细胞杂交，后代一定是纯合子 C．用秋水仙素处理单倍体幼苗一定可获得纯合植株 D．单倍体育种的原理有染色体变异、植物细胞的全能性 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：单倍体育种常用方法是用花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍，最后筛选所需植株，A错误；两个单倍体的基因组成可能不同，因此，两者经植物体细胞杂交，获得的后代可能是杂合子，B错误；用秋水仙素处理单倍体幼苗不一定获得纯合植株，如四倍体番茄的基因型为AAaa，则进行单倍体育种获得的植株不一定为纯合子，C错误；单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素诱导染色体加倍两个过程，其中花药离体培养的原理是植物细胞的全能性，秋水仙素诱导染色体加倍的原理是染色体变异，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 5．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程。据图分析，下列叙述错误的是(　　)   A．①过程需用纤维素酶和果胶酶的混合物处理 B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D．④过程需用适宜配比的生长素和细胞分裂素处理 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：①过程为获得原生质体的过程，常用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；②表示人工诱变过程，但基因突变是不定向的，B错误；③过程为脱分化过程，细胞失去其特有的结构和功能，C正确；④过程再分化过程，需要用适宜浓度的生长素和细胞分裂素，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 6．科技工作者常运用不同的方法获得优良作物品种或种苗，不会引起遗传变异的方法是(　　) A．通过嫁接技术得到优质荔枝苗 B．用γ射线处理大豆种子培育新品种 C．用二倍体番茄培育四倍体番茄 D．用杂交技术培育水稻新品种 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A 解析：通过嫁接技术得到优质荔枝苗的方法是无性繁殖技术，该技术的优势是能保持亲本的优良性状，一般不会引起遗传变异，A符合题意；用γ射线处理大豆种子培育新品种的方法为诱变育种，原理是基因突变，育种的目的是要获得符合人类要求的大豆突变，B不符合题意；用二倍体番茄培育四倍体番茄其原理是染色体数目变异，为多倍体育种的方法，C不符合题意；用杂交技术培育水稻新品种其原理是基因重组，为杂交育种的方法，该方法的操作是通过杂交、自交筛选符合要求的品种，D不符合题意。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 7．运用植物细胞工程技术，可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产，下列有关说法不正确的是(　　) A．用花药离体培养得到单倍体植株需要用到植物组织培养技术 B．细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件，提高了单个细胞中次生代谢物的产量 C．单倍体育种中，经植物组织培养和诱导染色体加倍，才能得到能稳定遗传的优良品种 D．利用植物细胞培养技术，可实现紫草的细胞产物工厂化生产 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：植物组织培养技术一般可以在单倍体育种、植物体细胞杂交等过程中运用，花药离体培养得到单倍体植株就是利用植物组织培养技术，A正确；细胞产物的工厂化生产是利用植物组织培养来获得目标产物的过程，并不能提高单个细胞中次生代谢物的产量，B错误；单倍体育种中得到的单倍体植株需要经过诱导染色体加倍，才能得到能稳定遗传的优良品种，C正确；细胞产物的工厂化生产是从人工培养的愈伤组织细胞中提取某种成分，如紫草宁等，该过程利用了植物细胞培养技术，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 8．植物组织培养在藏红花的抢救性保护中发挥了很大作用，相关叙述错误的是(　　) A．植物组织培养时需要适宜的温度、pH和气体条件 B．一般利用液体培养基诱导藏红花脱分化形成愈伤组织 C．激素的种类和配比影响愈伤组织的生长方向 D．通过藏红花细胞培养获得大量次生代谢物，制作药物 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 B 解析：植物组织培养时需要适宜的温度、pH和气体条件以及一定的营养条件，A正确；一般利用固体培养基诱导藏红花脱分化形成愈伤组织，B错误；培养基中激素的种类和配比影响愈伤组织的生长方向，C正确；植物细胞次生代谢物通常含量很低，可通过工厂化细胞培养获得大量次生代谢物，制作药物，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 [素能培优练] 9．茎尖超低温疗法是一种马铃薯脱毒方法。科学家以单病毒PLRV(马铃薯卷叶病毒)、PVS(马铃薯S病毒)感染的马铃薯试管苗为实验材料，对不同大小的茎尖进行超低温处理后，再生培养，选取培养18周的20株植株进行检测以获得病毒保存率，实验结果如表所示。结合以上实验结果分析，下列说法不正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 病毒感染类型 茎尖大小/mm 病毒保存率/% PLRV 0.5 0(0/20) 1.5 35(7/20) PVS 0．5 100(20/20) 1．5 100(20/20) A.超低温处理后的再生培养利用了植物组织培养技术 B．再生培养时培养基中应加入有机碳源和植物激素等 C．1.5 mm的茎尖超低温脱毒效果优于0.5 mm的茎尖 D．应设置一组未受病毒感染的马铃薯试管苗作对照组 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：超低温处理后的再生培养利用了植物组织培养技术，需要经过脱分化和再分化处理，A正确；再生培养时培养基中应加入有机碳源(可作为能源物质)和植物激素(如生长素和细胞分裂素)，B正确；结合表格数据可知，PLRV感染的试管苗经低温处理后，1.5 mm的茎尖超低温脱毒效果不如0.5 mm的茎尖，C错误；应设置一组未受病毒感染的马铃薯试管苗作为对照组，使实验结果更具科学性，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 10．现有高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)两作物品种，为了达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的。下列有关快速育种方案的叙述正确的是(　　) A．每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交就可以达到目的 B．利用诱变育种技术可以达到快速育种的目的 C．制备纯合的亲本对长期培育杂交种是最有利的 D．只要使用单倍体育种技术就能实现快速育种的目的 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 C 解析：每年让高秆不抗病(Bbcc)和矮秆抗病(bbCc)杂交，可以得到高秆抗病个体(BbCc)，但是需要在后代中进行选择，A错误；诱变育种的原理是基因突变，基因突变具有不定向性，不能达到快速育种的目的，B错误；若要达到长期培育高秆抗病(BbCc)杂交种的目的，就必须先培育出BBcc和bbCC的纯合子，可以利用单倍体育种或连续自交的方法，选出纯合子，C正确；对于二倍体生物而言，通过单倍体育种获得的都是纯合体，不符合要求，D错误。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 11．中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题，研究者对组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理(如图)，以期获得性状优良的突变株。下列叙述正确的是(　　) A．组织培养过程中细胞分裂旺盛，辐射处理易发生定向突变 B．过程①在接种前，外植体常用无水乙醇和次氯酸钠溶液消毒 C．②③④过程添加的植物激素种类、浓度和比例均不相同 D．筛选出目标突变株后可利用植物细胞培养技术生产药用成分 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 D 解析：植物组织培养过程中细胞分裂旺盛，辐射处理易发生突变，但突变是不定向的，A错误；消毒通常使用体积分数为70%的酒精，不用无水乙醇，B错误；②③④过程添加的植物激素种类相同，但浓度和比例不同，C错误；筛选出目标突变株后可以利用植物细胞培养技术进行细胞产物的工厂化生产，培养生产药用成分，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 12．红豆杉属植物中提取分离出的紫杉醇是一种有效的抗癌药物，传统生产方法是从红豆杉树皮和树叶中提取，但野生红豆杉是濒危物种，这种方法不利于对它们的保护，我国科学家经多年研究，筛选出高产紫杉醇的细胞，通过植物细胞培养技术可获得大量紫杉醇，实现紫杉醇的工厂化生产。过程如图所示，下列叙述不正确的是(　　) 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 A．紫杉醇具有高抗癌活性，是一种次生代谢物 B．培养过程中使用的培养基和所有的器械都要灭菌 C．植物细胞培养技术的原理是植物细胞的全能性 D．外植体一般选择茎尖或芽尖，其原因是该处细胞分裂旺盛 答案：C 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：次生代谢物指非生物生长所必需，在特定条件下进行作用的一类小分子有机化合物，紫杉醇具有高抗癌活性，是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，A正确；为了避免杂菌污染，培养过程中使用的培养基和所有的器械都要灭菌，B正确；植物细胞培养技术的原理是细胞增殖，C错误；外植体一般选择茎尖或芽尖，其原因是茎尖或芽尖分生区细胞属于幼嫩细胞，细胞分化程度低、分裂旺盛，容易得到愈伤组织，D正确。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 13．单倍体诱导技术对改良蔬菜品种、加速品种选育进程具有重要的意义。某研究所对蔬菜单倍体诱导的主要途径、影响因素、染色体加倍技术及其在遗传育种中的应用进行了研究。回答下列问题。 (1)蔬菜单倍体可通过____________途径获得。经诱导获得的单倍体中____________(填“不存在”“存在”或“不一定存在”)等位基因，原因是__________________有关。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (2)单倍体一般具有__________的特点，因此要对其染色体进行加倍处理。在自然环境中，某些单倍体可出现自然加倍的现象，分析其出现的原因可能是________，还可以采用______________________(写出使用的试剂以及处理的材料)的方法获得染色体数目加倍的蔬菜。 (3)已知栽培香蕉为三倍体，不能用于培养单倍体的原因是____________________________________________。 (4)许多蔬菜的单倍体只含有一个染色体组，在诱变育种中易筛选出突变性状，其原因是______________________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 答案：(1)花药离体培养　不一定存在　与体细胞中染色体组的多少 (2)高度不育　低温诱导其染色体数目加倍　秋水仙素处理幼苗 (3)体细胞中含有三个染色体组，减数分裂时联会紊乱，不能形成正常的配子 (4)由于没有同源染色体，染色体上无论是显性基因还是隐性基因都可以得到表达 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)单倍体育种是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染色体加倍，从而获得所需要的纯系植株的育种方法。蔬菜单倍体可以通过花药离体培养途径获得，经诱导获得的单倍体中不一定存在等位基因，这与体细胞中染色体组的多少有关，如AAaa个体获得的单倍体可能含有等位基因Aa。 (4)许多蔬菜的单倍体只有一个染色体组，没有同源染色体，染色体上无论是显性基因还是隐性基因,都可以得到表达，因此在诱变育种中易筛选出突变性状。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 14．红豆杉属于珍稀植物，从红豆杉树皮中提取的紫杉醇具有独特的抗癌作用，但产量低、成本高，科学家利用植物组织培养的方法解决了这一问题。请回答下列问题。 (1)植物组织培养就是在________条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生________、丛芽，最终形成完整植株。 (2)利用植物组织培养技术可快速繁殖植物的优良品种，这种技术的优点有______________________(答出2点即可)。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (3)植物组织培养技术还可用于细胞产物的工厂化生产，如从红豆杉中分离出高抗癌活性的紫杉醇。请依据所学知识写出生产过程：______________________________(用文字和箭头表示)。 (4)研究人员利用紫杉醇、BOS172722(一种抗肿瘤药物)对乳腺癌细胞进一步展开研究，处理方式和实验结果如表所示： 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 据此推测治疗乳腺癌的最好方式是_______，依据是________。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 组别 加入的药物 导致癌细胞凋亡所需的时间 癌细胞存活率 1 空白对照 不凋亡 100% 2 紫杉醇 110分钟 40% 3 BOS172722 52分钟 29% 4 紫杉醇＋BOS172722 15分钟 3% 答案：(1)无菌　愈伤组织 (2)可以保持亲本的优良性状；繁殖效率高 (4)紫杉醇＋BOS172722　加入紫杉醇＋BOS172722的实验组4中导致癌细胞凋亡所需的时间最短，癌细胞存活率也最低 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 解析：(1)植物组织培养是依据植物细胞的全能性，在无菌条件下，将离体的植物器官、组织或细胞在人工配制的培养基中经过脱分化形成愈伤组织，经过再分化的过程，形成胚状体或丛芽，并最终形成完整植株的过程。 (2)植物组织培养技术属于无性繁殖，又叫植物克隆，在繁殖过程中是通过有丝分裂的方式进行的，因此繁殖得到的子代植株的基因组成与亲本的相同，因此可以保持亲本的优良性状；少量的植物组织就可以快速繁殖出大量的植物体，因此繁殖效率高。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (4)根据实验组4中加入紫杉醇＋BOS172722处理的结果是癌细胞凋亡所需时间最短，癌细胞存活率是3%，存活率也是最低的，因此用紫杉醇＋BOS172722处理，治疗乳腺癌的效果最好。 2 3 5 6 7 8 9 11 12 1 4 10 13 14 (3)离体的红豆杉组织或细胞愈伤组织紫杉醇 (3)紫杉醇是位于细胞液中的化学物质，因此在植物组织培养过程中需要将离体的红豆杉细胞经过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是高度液泡化的薄壁细胞，因此将愈伤组织的细胞经过处理就可提取出紫杉醇。生产过程图：离体的红豆杉组织或细胞愈伤组织紫杉醇。 $$