第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【精讲精练】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（人教版）

本高中生物学讲义聚焦植物细胞工程的应用，系统梳理快速繁殖（保持优良遗传特性）、作物脱毒（茎尖培养原理）、单倍体育种（秋水仙素诱导加倍）、突变体利用（愈伤组织诱变）及细胞产物工厂化生产（次生代谢物提取）的核心知识点，构建从繁殖技术到品种培育再到产物生产的完整应用体系。 资料通过对比表格（如快速繁殖与脱毒苗的异同）培养科学思维，结合探究问题（如脱毒苗培育机制）引导探究实践，联系马铃薯脱毒、紫杉醇生产等实例强化社会责任。课中辅助教师解析重难点，课后通过检测题和达标练帮助学生查漏补缺，提升学习效果。

第2课时　植物细胞工程的应用 学习目标 1.举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率 社会责任 2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用 生命观念 3.概述细胞产物的工厂化生产的原理 科学思维 一、植物繁殖的新途径 1．快速繁殖 2．作物脱毒 脱毒苗≠抗毒苗 脱毒苗是选择植物的顶端分生区(几乎不含有病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；而抗毒苗是把某抗病基因导入植物细胞，属于基因工程的范畴。　 二、作物新品种的培育 1．单倍体育种 单倍体育种与多倍体育种的异同 (1)相同点：单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。 (2)不同点：单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物组织培养技术。　 2．突变体的利用 三、细胞产物的工厂化生产 马铃薯、草莓和香蕉通常是使用无性繁殖的方式进行繁殖的，种植的世代多了以后往往因感染病毒而减产，其产量会越来越低，品质会越来越差。为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。而其茎尖几乎不含病毒，可以通过组织培养获得脱毒苗。结合所学知识判断： (1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性(√) (2)作物脱毒后不再感染病毒(×) (3)单倍体育种只是为了获得单倍体(×) (4)植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，是其基本生命活动所必需的物质(×) (5)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性，现已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗(√) 探究点一　植物繁殖的新途径 生姜是药食两用的经济作物，在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一般减产30%～50%。病毒引起的植物病害有500多种。病毒多集中在种子、老叶等器官中，在幼嫩的器官和未成熟的组织中较少，在分生区几乎不含病毒。而植物组织培养技术就能达到快速繁殖和作物脱毒的目的。 探究下列问题： (1)为什么植物微型繁殖技术可以保持优良品种的遗传特性？ 提示　植物组织培养过程中细胞只进行有丝分裂，因此是一种无性繁殖的技术；无性繁殖的后代其遗传物质组成与亲代一致。 (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。 比较快速繁殖与作物脱毒 繁殖新途径 快速繁殖(微型繁殖) 作物脱毒 取材 取材广泛 顶端分生区附近 优点 高效、快速地实现种苗的大量繁殖；保持优良品种的遗传特性 获得高产、优质的无病毒植物 技术 植物组织培养 1．下列属于植物快速繁殖技术的是(　　) A．用兰花的芽尖组织培育兰花幼苗 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 解析　将兰花的芽尖组织经植物组织培养技术培育成兰花幼苗，可以达到快速繁殖的目的，属于快速繁殖，A正确；水稻种子萌发并长成新个体、扦插的葡萄枝长成新个体均没有使用植物组织培养技术，不属于快速繁殖，B、C错误；柳树芽发育成枝条，没有发育成新植株，不属于快速繁殖，D错误。 答案　A 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的茎尖最有利于获得抗病毒的特性 解析　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高时，利于根的分化，比例低时，利于芽的分化，A正确；脱分化过程中不需要光照，不能进行光合作用，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。 答案　A 探究点二　作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 1．下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。 2．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，如图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。探究下列问题。 (1)图中①过程为脱分化，该过程需控制好培养基中植物激素(或生长素和细胞分裂素)的比例。 (2)②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出高产紫杉醇的细胞。 (3)③过程为植物细胞培养，其所依据的原理是细胞增殖。 (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。 1．初生代谢与次生代谢的区别 2．植物组织培养与植物细胞培养的比较 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 培养基 固体培养基 液体培养基 过程 实例 各种转基因植物、脱毒苗 人参皂苷的生产 3．(2025·河南郑州期中)萝卜(2N＝18)和甘蓝(2N＝18)均是十字花科植物。科学家欲通过杂交育种获得根像萝卜、叶像甘蓝的蔬菜新品种。杂交后发现所得到的植株甲不育，用秋水仙素处理植株甲获得的植株乙可育。下列叙述正确的是(　　) A．植株甲不育的原因是减数分裂Ⅱ后期着丝粒不能正常分裂 B．用秋水仙素处理植株甲的幼苗或种子均能得到可育的植株乙 C．植株乙进行减数分裂的细胞中有些可形成18个四分体 D．获得植株乙的育种方法为多倍体育种，经多倍体育种得到的后代均为纯合子 解析　萝卜与甘蓝杂交产生的植株甲无同源染色体，为异源二倍体，在减数分裂时无法正常联会，所以不能形成可育的配子，A错误；植株甲不育，故无法形成种子，B错误；植株乙经秋水仙素处理染色体加倍后形成异源四倍体，共36条染色体，其进行减数分裂的细胞中处于减数分裂Ⅰ前期的细胞可形成18个四分体，C正确；获得植株乙的育种方法为多倍体育种，经多倍体育种得到的后代不一定为纯合子，如对基因型为Aa的植株进行多倍体育种，得到的基因型为AAaa的植株为杂合子，D错误。 答案　C 4．(2024·石家庄高二月考)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有利突变 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 解析　②表示人工诱变过程，但基因突变是不定向的，B错误。 答案　B 5．(2025·黑吉辽内蒙古卷)利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗，有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是(　　) A．细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成 B．培养基先分装到锥形瓶，封口后用干热灭菌法灭菌 C．芽原基细胞由于基因选择性表达，不能用作外植体 D．紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取，植物组织培养优势明显 解析　在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的比例直接影响细胞的分化方向。当二者比例适中时，促进愈伤组织的形成；比例过高时促进生根，比例过低时促进生芽，A正确；培养基含大量水分，需用高压蒸汽灭菌法灭菌(121 ℃，15～20分钟)；干热灭菌法适用于耐高温且干燥的物品(如玻璃器皿)，不能用于培养基灭菌，B错误；外植体可以是植物的任何活细胞、组织或器官，只要具有全能性。芽原基细胞是分生组织的一部分，全能性高，可作为外植体。基因选择性表达是细胞分化的基础，不影响其作为外植体的能力，C错误；细胞产物的工厂化生产正是通过植物组织培养技术实现的，如大量培养红豆杉细胞，从培养液中提取紫杉醇。因此，紫杉醇可通过此方法获取，植物组织培养的优势(如快速增殖、大量生产细胞产物)在此体现，D错误。 答案　A [构建课堂要点] [检测学习效果] 1．(2025·河北九校联考)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 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正确，②错误；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正确；再分化过程涉及细胞的分化，④正确；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，⑤、⑥错误。 答案　D 2．(2025·泰安高二检测)红豆杉的细胞提取物紫杉醇是重要的抗癌药物之一。红豆杉可通过播种的方法进行繁殖，但生长速度缓慢，而植物组织培养技术可实现其大规模培养。下列有关叙述正确的是(　　) A．培养红豆杉的愈伤组织可用于紫杉醇的工业化生产 B．红豆杉不同部位的细胞经植物组织培养获得的愈伤组织基因型相同 C．培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用50%乙醇、5%次氯酸钠消毒处理 D．培养过程中采用的MS培养基中的微量元素和有机成分均可先配制成一定倍数的母液，用时稀释，而大量元素不需要配制母液 解析　培养红豆杉的愈伤组织，可以从中提取紫杉醇，用于紫杉醇的工业化生产，A正确；红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同，B错误；外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠消毒处理，C错误；MS培养基中的大量元素、微量元素和有机成分均可先配制成一定倍数的母液，D错误。 答案　A 3．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 解析　A项可以，即进行扦插繁殖；B项不能，花粉粒培养得到的是单倍体，单倍体生长瘦弱，可能会影响观赏品质；C项可以，即嫁接繁殖；D项可以，即快速繁殖。 答案　B 4．(多选)紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如表： 光照条件 接种干重/(g·L－1) 收获干重/(g·L－1) 紫杉醇含量/%(干重) 光照 4.33 9.13 0.007 0 黑暗 4.38 12.10 0.016 4 下列叙述错误的是　(　　) A．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性 B．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行 C．光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量 D．培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量 解析　愈伤组织生长的原理是细胞增殖，A错误；愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，B正确；光照会抑制愈伤组织的形成，并降低紫杉醇含量，C错误；培养基中的有机物能为愈伤组织提供能量和营养，D错误。 答案　ACD 5．为培育出含β­胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题。 (1)甲方案中，β­胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)乙方案中，在体细胞杂交前需要用________法除去细胞壁获得原生质体，诱导原生质体融合的化学试剂常用________。杂种细胞形成的标志是________，与该过程密切相关的单层膜细胞器为________。 (3)通过⑤获得“黄金大米”幼苗过程中，除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加________。 (4)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值，其突出的优点是可以________。 解析　(1)自然界中所有生物共用一套遗传密码，因此一种生物的基因能在另一种生物体内表达。(2)在植物体细胞杂交前需用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁获得原生质体；诱导植物原生质体融合常用的化学试剂是聚乙二醇。杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁，而植物细胞壁的形成与高尔基体有关。(3)⑤过程中将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术，该过程除了在培养基中添加营养物质外，还需要添加植物激素(或生长素和细胞分裂素)。(4)植物体细胞杂交的优点是可以克服远缘杂交不亲和的障碍。 答案　(1)所有生物共用一套遗传密码　(2)酶解 聚乙二醇(或PEG)　再生出细胞壁　高尔基体　(3)植物激素(或生长素和细胞分裂素)　(4)克服远缘杂交不亲和的障碍 [基础达标练] 1．(2025·沭阳高二检测)在上海世博会上，荷兰馆展出该国的国花郁金香，鲜艳夺目，它是用名贵的郁金香品种的茎尖细胞人工培育而成的。这一培育技术反映了(　　) A．细胞具有增殖的功能 B．细胞具有分化的功能 C．分化的细胞具有全能性 D．生物体具有顽强的生命力 解析　细胞具有增殖的能力是形成子细胞，A错误；细胞分化是形成不同形态结构和功能的细胞，B错误；不能说明生物体具有顽强的生命力，D错误。 答案　C 2．下列关于植物细胞工程应用的叙述，错误的是(　　) A．可通过微型繁殖技术，高效快速地实现种苗的大量繁殖 B．可通过培育人工种子，使自然状态下不结子的植物得以繁殖 C．可通过诱变处理，促使愈伤组织发生定向突变而获得优良品种 D．可通过植物组织培养技术获取次生代谢物 解析　植物微型繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，A正确；以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，通过人工薄膜包装得到的种子，使自然状态下不结子的植物得以繁殖，B正确；诱变处理的原理是基因突变或染色体变异，突变具有不定向性，C错误；可通过植物组织培养技术获取次生代谢物，如紫杉醇、紫草宁，D正确。 答案　C 3．某优良品种水稻的基因型为AaBb，利用其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述，不正确的是(　　) A．花粉形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程 B．试管苗有四种基因型，其体细胞含有一个染色体组 C．通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产 D．这些试管苗自交，后代性状不发生分离 解析　花药通过组织培养形成试管苗要采用组织培养技术，该过程要先经过脱分化形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗；由水稻的基因型为AaBb可知水稻为二倍体，其配子含一个染色体组，由配子发育成的试管苗的体细胞中含有一个染色体组；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能通过有性生殖繁殖后代，不能直接用于生产。 答案　D　 4．(2025·南平月考)某二倍体药用植物甲(染色体组成为MM)含有有效成分A，二倍体药用植物乙(染色体组成为NN)含有有效成分B。科研小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物，设计了如下实验流程。据图分析错误的是(　　) A．过程①的处理利用了酶的专一性 B．过程②常使用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂 C．过程②③获得的染色体组成为MMNN的融合细胞是最理想的细胞 D．通过过程⑥培养可获得大量植株，这些植株都能合成有效成分A和B 解析　由图可知，①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性，该过程需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；②是诱导植物原生质体融合的过程，常使用聚乙二醇作为诱导剂，B正确；过程②③获得的融合细胞c的染色体组成可能是MMMM、NNNN、MMNN等，其中染色体组成为MMNN的融合细胞是最理想的细胞，C正确；通过过程⑥培养获得的植株不一定都能合成有效成分A和B，D错误。 答案　D 5．下列哪一项不是单倍体育种的优点(　　) A．缩短育种年限 B．得到稳定遗传的优良品种 C．突变率高 D．节约人力、物力 解析　由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的、能稳定遗传的正常植株，所以缩短了育种年限，节约了人力和物力。 答案　C 6．(2024·吉林卷)迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是(　　) A．迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B．诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸 C．悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D．茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 解析　迷迭香顶端幼嫩的茎段，细胞分裂旺盛，且病毒较少，适合用作外植体，A正确。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，NAA(α­萘乙酸)是生长素类调节剂，诱导愈伤组织时可以加入NAA，但不能加入脱落酸，B错误。悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团，以提高其与营养物质的接触面积，从而提高迷迭香酸的产量，C正确。由题意可知，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高迷迭香酸的产量，据此推测，茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率，D正确。 答案　B 7．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。下列说法错误的是(　　) A．途径1体现了细胞的全能性，途径2未体现细胞的全能性 B．途径2中培养的愈伤组织需要再分化才能产生特定的细胞产物 C．通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产 D．诱导愈伤组织分化成根还是芽，需要通过平衡生长调节剂的配比进行调控 解析　途径1是通过植物组织培养技术获得脱毒苗(个体)，再从果实中获得相应的产物，体现了细胞的全能性；途径2是采用植物细胞培养技术获得大量细胞，进而由细胞产生大量产物，未体现细胞的全能性，A正确。途径2中培养的愈伤组织是高度液泡化的没有特定形态的薄壁细胞团，不需要再分化就能产生特定的细胞产物，通过液体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产，B错误，C正确。植物组织培养中，培养基生长素用量与细胞分裂素用量的比值高时，有利于根的分化；比值低时，有利于芽的分化，故诱导愈伤组织分化成根还是芽，需要通过平衡生长调节剂的配比进行调控，D正确。 答案　B 8．(2025·张家口调研)紫草宁是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。研究人员欲用植物组织培养技术通过培养紫草细胞生产紫草宁，下列相关操作不合适的是(　　) A．对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染 B．培养基中要加入植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织 C．调节植物激素的种类和比例以保证愈伤组织再分化并得到完整的植株 D．在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应 解析　对作为外植体的紫草叶片进行消毒处理既可保证细胞活性也可减轻污染，A不符合题意；培养基中要加入生长素和细胞分裂素类植物激素保证已分化的植物细胞脱分化形成愈伤组织，B不符合题意；紫草宁是愈伤组织的产物，无需再分化得到完整的植株，C符合题意；在培养细胞的过程中要不断通入无菌空气以保证氧气的充足供应，D不符合题意。 答案　C [素能提升练] 9．(多选)(2025·保定检测)如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理。据图分析下列叙述正确的是(　　) A．过程a所采取的技术手段是花药离体培养 B．过程b用秋水仙素处理后可以得到4种基因型的玉米植株 C．c和d分别是脱分化和再分化过程 D．图中过程a和过程c、d能够说明植物细胞具有全能性 解析　过程a由花粉粒变为单倍体植株，一定要经过花药离体培养，A正确；基因型为Aabb的玉米能产生2种基因型的花粉：Ab和ab，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后得到AAbb和aabb 2种基因型的可育玉米，B错误；c是脱分化，d是再分化，C正确；过程a和c、d是植物细胞培育成了植物个体，所以能够说明植物细胞具有全能性，D正确。 答案　ACD 10．(多选)大黄素是虎杖细胞产生的一种次生代谢物，它可用于医疗、保健和日用化工品中，利用愈伤组织培养可以实现大黄素的工厂化生产。为了确定大黄素的最佳收获时机，某科研小组进行了相关研究，结果如下图所示。下列分析错误的是(　　) A．愈伤组织是外植体经过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块 B．大黄素是虎杖在整个生命进程中一直合成且必需的物质，所以可以从愈伤组织中获取 C．12天左右时，大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致 D．30天左右时，愈伤组织干重下降可能与愈伤组织中生长素和细胞分裂素大量合成有关 解析　愈伤组织是脱分化形成的无定形的薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织，A正确；次生代谢物是指某些微生物生长到稳定期后，以结构简单、代谢途径明确的初生代谢物为前体，通过复杂的次生代谢途径所合成的各种复杂的化合物，不是一直生成的，B错误；第12天左右时，愈伤组织干重变化量小，所以大黄素含量较低可能是愈伤组织生长缓慢导致，C正确；激素有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。 答案　BD 11．三七富含三七皂苷、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿止痛、滋补强壮、抗疲劳、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了获取上述有效成分，某制药公司利用植物组织培养技术。从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请回答下列问题： (1)培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，其主要原因是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________，此过程需要使用的植物生长调节剂是________(填“脱落酸”或“2,4­D”)。 (2)多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成分量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分，科研人员利用___________________________________________________________________处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的染色体数目，通常需制成装片，进行显微镜观察。此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是________________________________________________________________________。 (3)为获得多倍体的愈伤组织细胞，也可以先用________酶去除细胞壁，获得具有活力的________________________________________________________________________。 再用化学诱导剂诱导细胞两两融合，形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织。若要得到多倍体植株，可在上述的基础上，再经________形成。 解析　(1)新生营养芽细胞的分化程度低，容易诱导形成愈伤组织，所以进行植物组织培养时，通常选择新生营养芽作为外植体。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。2,4­D为生长素类调节剂，能够促进愈伤组织形成。(2)生产上常用秋水仙素或低温诱导染色体数目加倍而获得多倍体。染色体可被醋酸洋红液或甲紫溶液等碱性染料染成深色，因此观察计数染色体数目时，常用醋酸洋红液或甲紫溶液对染色体染色。(3)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。愈伤组织细胞经过再分化可发育成植物体。 答案　(1)细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织　脱分化　2,4­D　(2)秋水仙素或低温　醋酸洋红液(或“甲紫溶液”)　(3)纤维素酶和果胶　原生质体　再分化 12．紫杉醇是从红豆杉树皮中提取的高效抗癌物质，细胞培养生产紫杉醇是扩大紫杉醇来源的重要途径。下图为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。 (1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的________，愈伤组织细胞具有较强的________能力。这一技术的成功实现了组织培养技术在一个重要领域的应用，即________________________________________________________________________ ________________。 (2)对比分析两个曲线图可知：培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是 ________________________________________________________________________________________________________________________________________________； 在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是_____________________ ________________________________________________________________________________ (答三点即可)；与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有________________________________________________________________________等优点(答两点即可)。 (3)植物生长调节剂在组织培养中具有极其重要的作用，其中赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是_____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)以南方红豆杉叶为原料获得生产紫杉醇的愈伤组织需要通过细胞的脱分化产生，愈伤组织细胞具有较强的分裂分化能力。这一技术的成功实现了细胞产物的工厂化生产。(2)对比分析两个曲线图可知：培养后期，培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等导致紫杉醇产量下降。植物细胞培养过程需要充足的氧气，因此，在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌，其目的是防止微生物污染，保证O2供应充足，使细胞与培养液充分接触。与传统方法获得紫杉醇相比，利用植物组织培养技术生产紫杉醇，具有产量高、节约资源、保护环境等优点。(3)赤霉素类植物生长调节剂的主要作用是促进培养细胞的伸长。 答案　(1)脱分化　分裂分化(分生)　细胞产物的工厂化生产　(2)培养的细胞数量最少、某些代谢产物积累等　防止微生物污染，保证氧气供应充足，使细胞与培养液充分接触　产量高、节约资源、保护环境　(3)促进培养细胞的伸长 学科网（北京）股份有限公司 $