第二章 第二节 植物细胞工程的应用-【名师导航】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程教师用书word（苏教版）

本讲义聚焦植物细胞工程的应用，系统梳理植物组织培养技术（人工种子、快速繁殖、脱毒培育、种质保存）和植物细胞培养技术（代谢产物工厂化生产、单倍体育种）的核心知识点，从技术原理（如细胞全能性、茎尖无病毒特性）到应用实例，结合判断题辨析与探究题分析，构建从基础到实践再到能力提升的学习支架。 该资料以科学思维为核心，通过对比微型繁殖与传统无性繁殖的区别、分析茎尖大小对脱毒苗影响的实验数据，培养学生逻辑判断与归纳能力。设置合作探究问题（如单倍体育种中染色体加倍方法）引导探究实践，强调技术对农业生产的社会效益，体现态度责任。含图表辅助理解、分层作业，课中助力教师高效授课，课后帮助学生查漏补缺。

第二节　植物细胞工程的应用 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。 科学思维：理解植物细胞工程的应用实例中所涉及的技术操作及原理。 社会责任：列举植物组织培养技术在生产实践中的应用，认同植物细胞工程的应用给社会带来的巨大效益。 一、植物组织培养技术的应用 1．人工种子 (1)概念：将在植物组织培养中得到的胚状体和具有养分的人工胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜的条件下能够生根发芽的颗粒体。 (2)基本构成：人工种皮、人工胚乳(主要成分包括无机盐、糖类和蛋白质等)、胚状体。 (3)优点：①制种快，而且制种不受季节限制。 ②人工胚乳可提供更好的营养供应，还可提供相应成分增强抵抗疾病的能力。 2．快速繁殖 (1)概念：在进行植物组织培养的过程中，幼苗在实验室的培养瓶中生长发育，又被称为“微型繁殖技术”。 (2)特点 ①保持优良植物品种的遗传特性。 ②实现种苗的快速繁殖。 ③在人工控制下进行的工厂化生产，不受季节和恶劣天气的影响。 3．培育脱毒植物 (1)原理：植物生长点部位的病毒浓度很低甚至无病毒。采用植物茎尖组织培养的方法，便可以大量繁殖脱毒植物种苗。 (2)选材：茎尖、花药等。 (3)植物脱毒方法 化学方法：嘌呤和嘧啶类似物或抗生素等化学药品处理，抑制植物体内病毒的复制。 4．种质保存 (1)方法：在液氮中超低温保存。 (2)原理：在－196 ℃的条件下，活细胞内的物质代谢和生命活动几乎完全停止，细胞、组织、器官在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能。 (3)保存材料：植物的悬浮细胞、愈伤组织或胚状体、原生质体、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等。 (4)优势：比保存植物的种子更为有利和经济，还能在需要的时候迅速且大量地繁殖植物。 二、植物细胞培养技术的应用 1．植物细胞代谢产物的工厂化生产 (1)原理：植物生长到一定阶段后，会通过代谢合成一些物质，利用工业化手段培养植物细胞可以获得大量细胞代谢产物。 (2)应用 ①从植物细胞培养中获得了许多重要的细胞代谢产物，并产生了巨大的社会效益和经济效益。 ②植物细胞培养技术成为工业化生产相关植物产品的一条有效途径。 ③植物细胞培养技术还可以用于农副业生产。 (3)优点：快速、高效，不受季节、环境等条件的限制。 2．单倍体育种 (1)育种思路 先通过培育小孢子，获得单倍体植株幼苗，再诱导其染色体数目加倍，从而获得纯合二倍体植株。 (2)育种过程 (3)优点：①大大缩短育种的年限。②获得具有稳定遗传特性的优良品种。 　(正确的打“√”，错误的打“×”) 1．葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。 (　　) ×　提示：题述繁殖方式属于无性繁殖，不属于微型繁殖。微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 2．脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。 (　　) ×　提示：培育脱毒苗时选用的通常是茎尖等分生组织，原因是该组织附近的病毒浓度很低甚至无病毒。 3．单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。 (　　) ×　提示：单倍体育种的原理是染色体变异和植物细胞的全能性，突变体培育的原理是基因突变和植物细胞的全能性。 4．工厂化生产的细胞产物一般来自愈伤组织细胞。 (　　) [答案]　√ 　植物繁殖的新途径 1．微型繁殖 (1)实质：植物组织培养。 (2)原理：植物细胞的全能性。 (3)优点 ①能保持亲本的一切优良性状，子代个体的遗传物质与亲本相同。 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有利于进行工厂化生产。 2．作物脱毒 (1)进行作物脱毒的原因 植物病毒一般是通过损伤部位入侵植物体的。侵入植物体的病毒在细胞中会大量增殖并感染相邻的细胞，最终扩散至整个植株。它们在植物体内的大量增殖会导致植物患病并影响产量或品质。 (2)材料的选取 植物生长点部位的病毒浓度很低甚至无病毒。因为这些部位没有维管束，病毒难以进入。采用植物茎尖组织培养的方法，便可以大量繁殖脱毒植物种苗，还可利用花药培养来实现脱毒。 合作探究：(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阶段，细胞进行有丝分裂，细胞分裂速度较快，从而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。 (2)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，病毒在作物体内大量增殖、扩散，就会导致作物产量降低、品质变差。而植物生长点部位的病毒很低甚至无病毒，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。 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，发育出完整的植株。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 D　[茎尖一般没有病毒积累，分裂能力强，可作为植物组织培养的材料，A不符合题意；子房壁细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，B不符合题意；叶片细胞属于体细胞，可作为植物组织培养的材料，C不符合题意；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。] 2．为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上的支持，科研人员利用植物组织培养技术研究甘薯茎尖(外植体)大小对诱导分化苗和脱毒苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是(　　) 茎尖大小 外植体数 /个 分化苗数 /苗 脱毒苗数 /苗 小于0.3 mm 20 1 1 0.3～0.5 mm 20 10 7 大于0.6 mm 20 13 4 A．在不同的培养阶段，培养基中生长素和细胞分裂素的比例不同 B．脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用 C．培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞的全能性 D．0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得抗病毒的特性 A　[在不同的培养阶段，培养基中激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比例升高利于根的分化，比例下降利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，B错误；培育脱毒苗时依据的原理是细胞的全能性，C错误；0.3～0.5 mm大小的茎尖最有利于获得无病毒的特性，不是抗病毒的特性，D错误。] 　单倍体育种和植物细胞代谢产物的工厂化生产 1．单倍体育种 (1)原理：整个单倍体育种过程的原理是染色体变异，其中花药离体培养利用了植物细胞的全能性。 (2)过程 (3)优点：明显缩短育种年限，后代不发生性状分离。 2．植物细胞代谢产物的工厂化生产 (1)过程 (2)实例：工厂化生产紫草宁。 (3)优点：提高生产速度、便于操作管理。 合作探究：(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)试分析人工种子与单倍体育种的区别与联系。 提示：人工种子采用的是微型繁殖技术，只要培育得到胚状体，然后包上人工种皮和人工胚乳即可。人工种子与微型繁殖得到的幼苗一样，都能保持亲本的优良性状。单倍体育种的优点是得到的植株能稳定遗传，明显缩短育种年限。单倍体育种从本质上说属于有性生殖。单倍体育种首先要进行花药离体培养，采用的也是微型繁殖技术。 1．用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆(d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下： 下列有关此种育种方法的叙述，正确的是(　　) A．这种育种方法叫杂交育种 B．过程④必须使用生长素处理 C．这种方法的最大优点是缩短育种时间 D．③过程必须经过受精作用 C　[该育种方法为单倍体育种，可以大大缩短育种时间。①是杂交，②是减数分裂，③是花药离体培养，④是用秋水仙素处理使单倍体的染色体数目加倍。③过程利用了植物组织培养技术，不需要受精，而是由雄配子直接发育成幼苗。] 2．如图为植物繁殖的几种人工方法示意图，请据图回答下列问题： (1)图中单倍体植株通常的获取方法是________________________________ _____________________________________________________________________。 若图中单倍体植株体细胞中有2个染色体组，植株A体细胞中有4个染色体组，则②过程所用化学试剂的作用是______________________________________。 (2)图中植株B和植株C的培育过程的不同点是_____________________，这种不同主要的决定因素是________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)若想在植物组织培养的过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理_______________________________________。 (4)若要获得玉米的人工种子，则应选用图中的________结构，该结构与正常受精卵形成的________________有类似的结构和发育过程。 [解析]　(1)获得单倍体植株常用的方法是花药离体培养；常用秋水仙素处理单倍体幼苗，使其染色体加倍。秋水仙素的作用机理是抑制纺锤体的形成。(2)植株B的培育过程中，愈伤组织经诱导形成胚状体，进而发育成植株；而植株C的培育过程中，愈伤组织经诱导形成丛芽，进而发育成植株。这种不同取决于培养基中生长素和细胞分裂素的相对浓度。(3)若要获得突变体，应对愈伤组织进行诱变处理，因愈伤组织处于分生状态，进行旺盛的DNA复制，易诱发突变。(4)人工种子由胚状体包裹人工种皮得到，胚状体具有生根发芽能力，类似于由受精卵形成的胚。 [答案]　(1)花药离体培养　抑制纺锤体的形成 (2)植株B的培育过程中形成的是胚状体，而植株C的培育过程中形成的是丛芽　培养基中细胞分裂素与生长素的相对浓度　(3)愈伤组织　(4)胚状体　胚 [课堂小结] 　 1．利用植物组织培养技术不仅可以保持优良植物品种的遗传特性，而且可以实现种苗的快速繁殖。 2．植物生长点部位的病毒浓度很低甚至无病毒。这是因为这些部位没有维管束，病毒难以进入。采用植物茎尖组织培养的方法，便可以大量繁殖脱毒植物种苗。 3．在－196 ℃的条件下，活细胞内的物质代谢和生命活动几乎完全停止，细胞、组织、器官在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能。 4．单倍体育种可以大大缩短育种的时间，且可以获得具有稳定遗传特性的优良品种。 5．成熟的花药由花药壁和花粉囊及其中的花粉等结构组成。经过适当的诱导，花粉囊中的花粉可发育成单倍性的胚状体或愈伤组织，最终形成单倍体植株。 1．通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点不包括(　　) 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 D　[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正确；利用该技术还可以培育脱毒苗，因为选材部位是植物生长点部位的组织，病毒浓度很低甚至无病毒，所以由培育的脱毒苗长成的植株是无病毒植株，C正确；经该技术培育的植株跟亲本基因型相同，D错误。] 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．利用茎尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 C　[茎尖部位没有维管束，病毒难以侵染，几乎不含病毒，可以通过组织培养茎尖获得脱毒苗。] 3．下图表示优质玉米的培育过程，请据图判断下列说法中错误的是(　　) A．B→E过程中细胞全能性的表达能力发生了改变 B．C试管中形成的是没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞 C．植株F一般不能直接应用于扩大种植 D．植株A和F体细胞中的染色体组数相同 D　[B→C为脱分化过程，该过程中细胞的全能性表达能力增强，C→E为再分化过程，该过程中细胞的全能性表达能力降低，A正确；C试管中形成的是愈伤组织，愈伤组织是一团没有特定形态、结构和功能的薄壁细胞，B正确；F为单倍体植株，高度不育，因此一般不能直接应用于扩大种植，C正确；A是正常的二倍体植株，而F是花药离体培养获得的单倍体植株，两者体细胞中的染色体组数不同，D错误。] 4．许多植物的组织培养物可在液氮中超低温保存，下列关于种质保存的说法错误的是(　　) A．植物细胞的全能性是种质保存的理论基础 B．种质保存后仍能保持较高存活率及原来的遗传特性 C．超低温保存的材料比较单一，主要是愈伤组织或胚状体 D．在－196 ℃的条件下，活细胞内的物质代谢和生命活动几乎完全停止 C　[超低温保存的植物材料，可以是植物的悬浮细胞，也可以是愈伤组织或胚状体，还包括原生质体、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等。] 5．应用植物组织培养技术，不仅可实现种苗的快速繁殖，培育无病毒植株，也可加快作物及苗木育种。下面是培育柑橘耐盐植株的实验流程，请回答下列问题： (1)愈伤组织是由离体的茎段经________过程形成的，此时愈伤组织细胞________(填“具有”或“不具有”)细胞的全能性。 (2)对愈伤组织进行了两次处理，其中γ射线照射的目的是__________________，用γ射线不直接处理茎段而是处理愈伤组织，原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________； 在培养基中添加的物质X为________。 (3)植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育的白菜—甘蓝、三倍体无子西瓜以及农杆菌转化法获得的抗虫棉中，必须用到植物组织培养技术的是_____________________________________________________。 [解析]　(1)离体的茎段经过脱分化过程可形成愈伤组织，此时愈伤组织依然具有细胞的全能性。(2)图中对愈伤组织进行了两次处理，第一次处理是用γ射线照射诱发愈伤组织细胞发生基因突变。愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条件和外界环境的影响而发生基因突变。第二次处理是抗盐接种实验，即在培养基中加入NaCl(或盐)，适应一定浓度盐的愈伤组织才可以生长，不适应的愈伤组织死亡。(3)运用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝杂种植株，需要采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株。作物育种研究中常用农杆菌转化法将含抗虫基因的Ti质粒导入植物体细胞中，再利用植物组织培养技术获得抗虫的农作物。 [答案]　(1)脱分化　具有　(2)诱发基因突变　 愈伤组织细胞分裂能力强，易诱发基因突变　 NaCl(或盐)　(3)白菜—甘蓝、抗虫棉 课时分层作业(7)　植物细胞工程的应用 题组一　植物组织培养技术的应用 1．下列属于植物的微型繁殖技术的是(　　) A．兰花的芽尖组织培育成兰花幼苗 B．水稻种子萌发并长成新个体 C．扦插的葡萄枝条长成新个体 D．柳树芽发育成枝条 A　[微型繁殖技术是快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，也叫快速繁殖技术。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；扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性繁殖。] 2．某种极具观赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，下列技术中不能选用的是(　　) A．利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗 B．采用花粉粒组织培养获得单倍体苗 C．采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上 D．采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养 B　[茎段扦插、幼芽嫁接、幼叶与茎尖等部位的组织培养等方法可以快速繁殖种苗，且能保持亲本的优良性状；采用花粉粒离体培养可获得单倍体幼苗，其性状可能与亲本不同。] 3．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， 结果如图所示。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的全能性 B．培育脱毒苗的过程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．根据本实验可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm A　[植物生长点部位(如茎尖)的病毒浓度很低甚至无病毒，切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，因此培育脱毒苗所依据的原理是植物细胞的全能性，没有基因突变，A项错误；培育脱毒苗的技术是植物组织培养，其涉及脱分化和再分化两个阶段，B项正确；由题图可知，茎尖越小，幼苗的脱毒率越高，成苗率越低，C项正确；由题图可知，在茎尖外植体大小为0.27 mm时，幼苗的脱毒率和成苗率均处于较高水平，因此培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.27 mm，D项正确。] 4．如图是人工种子的结构简图，对其叙述错误的是(　　) A．人工种子的人工胚乳中含有胚状体发育所需要的营养物质 B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量粮食 C．人工种子中的胚状体是由还未分化的细胞构成 D．人工种子解决了有些作物品种繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题 C　[人工种皮中可加入适量的养分如无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，也可添加植物生长调节剂以调节植物的生长发育，A正确；人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食，B正确；人工种子的胚状体已经分化出胚芽，C错误；人工种子具有很多优点，如解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难、发芽率低等问题，D正确。] 5．(14分)马铃薯是一种重要的经济作物，传统的繁殖方式感染病毒严重，导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个问题，基本操作流程如下： 请回答问题： (1)该技术称为__________________，其理论基础是______________________________。 (2)配制培养基，应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、有机添加物等营养物质，蔗糖除作为碳源外，还具有___________________________________ __________________________________________的功能。 (3)利用种苗脱毒技术培育马铃薯，常用的培养基有脱分化培养基、生芽培养基、生根培养基，这三种培养基的主要差异在于______________________ ___________________________________________________________________。 (4)在培育过程中，选取的外植体是_______________________________，原因是 _____________________________________________________________________。 (5)对形成的愈伤组织进行培养时需将外植体置于25 ℃、无菌和________条件下培养，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。 [解析]　(1)题述操作应用的是植物组织培养技术，理论基础是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖在培养基中，可作为碳源，也可为植物生长提供能量且维持一定的渗透压。(3)植物组织培养中的关键性激素是生长素和细胞分裂素；这两种激素比例不同会影响植物细胞发育方向，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，比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成。(4)由于茎尖、芽尖生长点部位无病毒或病毒浓度很低，因此常作为植物组织培养中的外植体。(5)植物生长需要进行光合作用，因此，需将形成愈伤组织的外植体置于25 ℃、无菌和光照条件下培养，当试管苗长到3～4片叶时即可移栽。 [答案]　(每空2分，共14分)(1)植物组织培养　植物细胞的全能性　(2)提供能量和维持渗透压　(3)生长素和细胞分裂素的用量比例不同　(4)茎(芽)尖　茎尖生长点部位无病毒或病毒浓度很低　(5)光照 题组二　植物细胞培养技术的应用 6．下图表示基因型为AaBb的水稻单倍体育种过程，下列说法不正确的是(　　) A．图示花粉发育成的二倍体水稻的基因型为aaBB B．单倍体育种比杂交育种时间短 C．AaBb水稻经单倍体育种可培育出两种二倍体水稻 D．未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育 C　[由基因型为aB的花药发育成的单倍体水稻幼苗的基因型为aB，秋水仙素处理单倍体幼苗后得到的二倍体水稻的基因型为aaBB，A正确；单倍体育种相较于杂交育种来说，明显缩短了育种年限，B正确；AaBb植株的花粉的基因型有AB、Ab、aB、ab四种，花粉离体培养形成单倍体幼苗，用秋水仙素处理后形成的二倍体水稻有四种基因型，C错误；基因型为aB的花粉离体培养形成单倍体幼苗，单倍体高度不育，故未经秋水仙素处理的试管苗长成的植株高度不育，D正确。] 7．下图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断，下列叙述错误的是(　　) 花粉植株A植株B A．过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期 B．通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子 C．过程①属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素 D．与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限 B　[该过程是单倍体育种，所以过程①是花药离体培养，获得的是单倍体植株，基因型为AB、Ab、aB、ab 4种，经染色体加倍后的植株B都为纯合子；过程②使用秋水仙素使染色体数目加倍，其作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，到后期染色单体分开后不能向细胞两极移动；过程①属于植物组织培养，需要生长素和细胞分裂素的诱导。 ] 8．(多选)紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，正确的是(　　) A．工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化 B．在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官 C．紫草宁的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破 D．紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外 ABC　[由题意“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基”可知，工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化，A正确；在紫草宁生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官，B正确；紫草的愈伤组织细胞有细胞壁，在低渗溶液中不会涨破，C正确；根据题意可知，需将细胞破碎后取出紫草宁，因此紫草宁在细胞内合成后不能分泌到细胞外，D错误。] 9．(10分)红豆杉是濒危植物，其树皮产生的紫杉醇对抗癌症有一定的疗效。如图是红豆杉植株组织培养和细胞培养的流程图，请据图回答下列问题： (1)图中②为愈伤组织，通过B过程可最终产生新的植株，通过C过程可产生大量细胞，则图中A、B、C分别表示的过程为________________________ _____________________________________________。 其中B过程的实质是______________________________________________。 (2)对⑤的培养一般要采用________培养基，并要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是__________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)对⑤的培养可获得代谢产物——紫杉醇，但培养后期紫杉醇产量下降，其原因包括________________________________________________________________ _____________________________________________________________________等。 [解析]　(1)分析题图可知，①为红豆杉离体的植物器官、组织或细胞(外植体)，②为愈伤组织，③为试管苗(胚状体)，④为植物体，⑤为大量的红豆杉细胞，故A表示脱分化，B表示再分化，C表示有丝分裂；再分化的实质是细胞内基因的选择性表达。(2)对⑤的培养目的是快速增殖细胞，一般采用液体培养基进行培养。在培养过程中通入空气是为了保证细胞生长过程中氧气的供应，不断搅拌的目的是让细胞和培养液充分接触。(3)培养的后期，由于细胞代谢产物的积累，以及营养物质的消耗等，导致细胞数量减少，其代谢产物减少。 [答案]　(每空2分，共10分)(1)脱分化、再分化、有丝分裂　基因的选择性表达　(2)液体　保证氧气的供应、使细胞和培养液充分接触　(3)某些代谢产物的积累，以及营养物质的消耗 10．下列关于植物组织培养应用的说法，错误的是(　　) A．脱毒苗、人工种子的制备都运用了植物组织培养技术 B．采用茎尖、根尖等组织经培养得到的脱毒植物可提高产量和品质 C．运用组织培养得到人参、紫草等植株，然后从它们的细胞中提取细胞产物 D．组织培养过程中经人工诱变等可得到有用突变体，如抗除草剂的白三叶草等已用于生产 C　[运用组织培养技术大量生产人参皂苷、紫草宁等药物，利用了细胞产物的工厂化生产，并未培养出完整的植株，而是将离体组织、器官培养到愈伤组织阶段，利用细胞的分裂增殖，获得大量的细胞产物。] 11．下图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经②过程获得的幼苗脱毒效果更好，相关叙述错误的是 (　　) A．①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力 B．②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织 C．③④过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化 D．培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同 C　[①过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化能力，A正确；②过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织，B正确；③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误；培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同，D正确。] 12．(10分)通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图表回答问题： 植物的花芽分别在含有不同浓度及比例的生长素和细胞分裂素的培养基中的生长状况 A组 B组 C组 D组 E组 生长素 0 3 ppm 3 ppm 0.03 ppm 0 细胞 分裂素 0 0.2 ppm 0.002 ppm 1.0 ppm 0.2 ppm 花芽生 长状况 仍是组 织切块 形成愈 伤组织 愈伤组织 分化出根 愈伤组织分化出嫩芽　 稍生长 (1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是_____________________________________________________________________。 (2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可能解决有些作物品种繁殖能力差、结籽困难或发芽率低等问题。胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图中[　]________和[　]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________的调节。 (3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是植物的茎尖或根尖很少____________________。 (4)从上表的实验结果可看出：生长素和细胞分裂素是实验中的两种重要物质，其中，新芽形成必需的条件是细胞分裂素的浓度________(填“大于”或“小于”)生长素的浓度；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 [解析]　(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是植物细胞具有全能性。(2)胚状体来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是图甲中①脱分化和②再分化过程，脱分化和再分化过程需要植物激素的调节。(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒，因此应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株。(4)在植物组织培养过程中，细胞分裂素和生长素起着重要的调节作用，当细胞分裂素浓度高时，可以诱导丛芽的产生；当生长素浓度高时，可以诱导根的产生。由此可见，调控的关键是适当控制好不同培养期的培养基中细胞分裂素浓度和生长素浓度及二者的比例。 [答案]　(除注明外，每空1分，共10分)(1)植物细胞具有全能性　(2)①　脱分化　②　再分化　植物激素　(3)被病毒感染，甚至无病毒　(4)大于　调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素浓度与生长素浓度及二者的比例(2分) 13．(14分)下图表示单倍体育种过程，据图回答： (1)②③过程中，②属于________过程，其中需要光照的是________(填序号)。 (2)由花粉能培养成试管苗，说明植物细胞具有_________________，根本原因是_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。 (3)花粉在实验条件下发育成植株这一技术，可应用于____________育种，从而获得稳定遗传的新品种，该项技术最大的优点是______________________。 (4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则最后得到的纯合二倍体植株可能有________种基因型。 [解析]　(1)②是由细胞培养到愈伤组织阶段，属于脱分化；③是由愈伤组织培养到试管苗阶段，属于再分化，再分化过程中由于形成叶等，需要光照。(2)由一个植物细胞培育成一个个体，体现了植物细胞的全能性。植物细胞表现全能性的根本原因是每个细胞中都含有发育成完整个体所需要的全部遗传物质。(3)花药离体培养技术是单倍体育种的流程之一，花粉在实验条件下发育成植株这一技术，可应用于单倍体育种。单倍体育种的优点是明显缩短育种年限。(4)若花药壁细胞的基因型是AaBb，则花粉基因型有AB、Ab、aB、ab 4种，最后得到的纯合二倍体植株可能有AABB、AAbb、aaBB、aabb 4种基因型。 [答案]　(每空2分，共14分)(1)脱分化　③　(2)全能性　每个细胞中都含有发育成完整个体所需要的全部遗传物质　(3)单倍体　明显缩短育种年限　(4)4 易错点　对植物细胞工程应用的原理不清楚 14．(多选)下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是(　　) A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新品种 B．利用组织培养技术快速繁殖植物，能保留亲本的优良性状 C．利用细胞培养技术获得紫草宁，实现了细胞产物的工厂化生产 D．利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜—甘蓝”，克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍 BCD　[利用植物组织培养技术可以得到无病毒植株，但无病毒植株不一定具有抗病毒的能力；植物组织培养技术为无性繁殖，可保留母本的一切优良性状；在植物组织培养的愈伤组织阶段可得到大量的细胞，细胞代谢可以产生大量的细胞产物。] 19 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $