2.1 第2课时 植物细胞工程的应用-【优学精讲】2024-2025学年高中生物选择性必修第三册教用Word(人教版)

该教案聚焦植物细胞工程的应用，涵盖快速繁殖、作物脱毒、新品种培育及细胞产物工厂化生产等核心知识点。通过导学聚焦衔接技术原理与社会关系，以判断正误、问题探讨、例题解析为支架，构建前后知识逻辑链。 资料特色鲜明，融入生命观念（如细胞全能性）、科学思维（逻辑推理判断）与探究实践（茎尖大小实验分析），设易错提醒与对比表格，含高考题及模拟题。助学生提升科学素养，教师可直接用于教学，高效实用。

第2课时　植物细胞工程的应用 导学 聚焦 1.能基于事实和证据，运用归纳与概括等方法，论述生物工程与技术的原理及与社会之间的关系。 2.通过对快速繁殖、作物脱毒及细胞产物工厂化生产的认识，形成保护环境、珍稀濒危植物的意识 知识点（一）　植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 2.作物脱毒 3.判断下列有关叙述的正误 （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。（　×　） 提示：作物脱毒并不抗病毒，可能再感染病毒。 （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。（　√　） 探讨　分析快速繁殖和作物脱毒 　植物细胞工程作为一门新兴的生物技术，已经普遍应用于社会生产的方方面面。下图都利用了植物组织培养，观察并回答问题： （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。 （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。在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。 （3）从所需条件上来看，微型繁殖与传统育种方法相比优点有哪些？ 提示：①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使用材料少，培养周期短，繁殖率高；③不受季节、气候、自然灾害等因素的影响；④便于自动化管理，可实现工厂化生产。 1.如图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变，下列叙述正确的是（　　） A.两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性 B.①→③的过程需要严格无菌操作，①→②不需要 C.愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素 D.两种技术培育得到的草莓遗传信息相同 解析：B　草莓的①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体，不能体现细胞的全能性，A错误；①→③的过程是花粉离体培养的过程，需要严格无菌操作，①→②不需要，B正确；愈伤组织的形成不需要光照，C错误；根据题图分析，两种草莓②和③遗传信息不同，D错误。 2.（2024·天津静海区高二检测）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。结果见下图，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 解析：A　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，D正确。 易错提醒 　　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。 知识点（二）　作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产 1.作物新品种的培育 （1）单倍体育种 （2）突变体的利用 2.细胞产物的工厂化生产 3.判断下列有关表述的正误 （1）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。 （2）突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生产的细胞产物也来自愈伤组织细胞。（　√　） （3）工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。（　×　） 提示：次生代谢物一般不是植物基本生命活动所必需的产物，次生代谢物是一类小分子有机化合物，如酚类、萜类和含氮化合物等。 （4）通过植物细胞培养获得细胞产物，一般培养到愈伤组织阶段即可。（　√　） 探讨一　分析植物细胞工程在作物新品种的培育中的应用 1.回答下列与单倍体育种有关的问题： （1）以流程图的形式表示单倍体育种过程。 提示：正常植株花药单倍体幼苗纯合子选择所需类型。 （2）单倍体育种的优点是　　　　　　　　　　　。 提示：极大地缩短了育种年限。 （3）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，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现。 2.如图表示突变体的利用过程，请据图分析回答下列问题： （1）突变体育种的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：基因突变和植物细胞的全能性。 （2）在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，且一直处于不断增殖的状态，此时易发生基因突变。 （3）诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？ 提示：大多数都不可以。因为基因突变可能破坏生物体与现有环境的协调关系，而对生物体有害；还有些基因突变既无害也无益，是中性的。 探讨二　分析植物细胞工程在细胞产物的工厂化生产中的应用 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，如图是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　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 1.（2024·山东日照高模拟）离子束诱变育种是利用离子束处理植物的种子、细胞或其他器官等，诱发其产生遗传性改变，从而获得各种各样的变异类型，经人工选择培育新品种的方法。离子束处理具有生理损伤轻、突变频率高、突变范围广等优点。下列叙述正确的是（　　） A.离子束诱发基因突变只能发生在细胞分裂前的间期 B.没有外界因素的诱发，细胞内的基因不发生突变 C.离子束能诱导基因发生定向突变，获得较多的优良变异类型 D.离子束诱变育种可以改变原有基因的结构而导致新品种出现 解析：D　基因突变主要发生在细胞分裂前的间期，但也可以发生在其他时期，A错误；基因可以自发突变，外界因素可以提高基因突变的频率，B错误；基因突变是不定向的，C错误；离子束诱变育种可以使植物发生基因突变，改变原有基因结构，产生新的基因，导致新品种的出现，D正确。 2.（2023·山东高考14题）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（　　） A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 B.植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C.次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 解析：A　可利用植物细胞培养技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。 3.紫草宁具有抗菌、消炎等效果。在工厂化生产中，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.在紫草宁的工厂化生产过程中，使用的是固体培养基 B.愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基中吸收有机物 C.紫草植株组织诱导形成愈伤组织过程中遗传物质发生改变 D.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中会涨破 解析：B　细胞产物的工厂化生产需要从培养物中提取特定的成分，一般使用液体培养基，A错误；愈伤组织细胞不含叶绿体，无法进行光合作用，因此需要从培养基中吸收有机物，B正确；紫草植株组织脱分化形成愈伤组织过程中遗传物质不会发生改变，C错误；紫草的愈伤组织细胞具有细胞壁，因此其在低渗溶液中通常不会涨破，D错误。 （1）微型繁殖技术是指　用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术　。 （2）单倍体育种的原理是　植物细胞的全能性和染色体变异　。 （3）次生代谢物是指　植物代谢产生的，一般认为不是植物基本生命活动所必需的产物　。 （4）利用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗的原理是　植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒　。 1.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——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 解析：D　植物微型繁殖技术具有的优点：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，然后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.（2023·河北高考13题）植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（　　） A.植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理 B.经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞 C.为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压 D.利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗 解析：B　为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。 3.为给工厂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/株 脱毒苗数/株 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，培养基中的激素种类和比例不同 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 解析：A　在不同的培养阶段，培养基中的植物激素种类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比值高，有利于根的分化，比值低有利于芽的分化，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植物细胞的全能性，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。 4.某植株的基因型AaBb，其中A和b基因控制的性状对提高产量是有利的。利用其花粉进行单倍体育种，过程如下图所示。下列相关分析错误的是（　　） 花粉植株A植株B A.该育种方法的育种原理是染色体数目变异 B.过程②可用适当的低温处理，低温作用时期为有丝分裂前的间期 C.若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4 D.该育种方法的优点是缩短育种年限 解析：B　通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，过程②是染色体加倍，原理是染色体数目变异，A正确；过程②可用适当的低温处理，作用时期为有丝分裂前期，作用机理是低温抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，B错误；通过过程①得到的单倍体植株A，其基因型有AB、Ab、aB、ab四种，比例约为1∶1∶1∶1，经过程②处理使染色体数目加倍，获得的植株B基因型有AABB、AAbb、aaBB、aabb四种，比例约为1∶1∶1∶1，若未对植株A进行筛选，则植株B中符合要求的类型约占1/4，C正确；该育种方法能明显缩短育种年限，育种原理是染色体变异，D正确。 5.（2024·山东东营高二期末）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，结果如图所示。下列分析正确的是（　　） A.愈伤组织是外植体经过再分化形成的不定形的薄壁组织团块 B.大黄素是虎杖细胞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 d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 d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：C　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，A错误；次生代谢物不是植物生长所必需的产物，一般需要在特定的组织和时间条件下进行，不是一直生成的，B错误；12 d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；激素具有微量高效的特点，不会大量合成，D错误。 知识点一　植物繁殖的新途径 1.如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。下列相关叙述错误的是（　　） 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浓度和比例不同 解析：C　③④过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误。 2.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘（2N＝18）花粉植株的过程示意图，有关叙述错误的是（　　） A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养 B.过程③是细胞再分化，诱导丛芽产生时应适当提高细胞分裂素的比例 C.四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，其他条件均相同 D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9条染色体 解析：C　花粉细胞培育成单倍体植株，培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，其技术是植物组织培养，A正确；图中四种培养基均为固体培养基，②③过程除培养基成分与含量不同外，对光照的需求也不同，C错误。 知识点二　作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产 3.植物细胞培养是在植物组织培养技术的基础上发展起来的，下列有关植物细胞培养的叙述，不正确的是（　　） A.植物细胞培养技术的目的是获得大量有生理活性的次生代谢物 B.植物细胞培养技术快速、高效，几乎不受季节、天气等的限制 C.利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品 D.植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，但不需要进行无菌操作 解析：D　植物细胞培养技术的条件可以人为控制，具有快速、高效，几乎不受季节、天气等条件的限制的特点，B正确；人参是一种名贵中药材，其有效成分主要是人参皂苷，利用生物反应器悬浮培养人参细胞，提取人参皂苷，用于生产保健药品和美容护肤用品，C正确；植物细胞培养需要在一定的温度、pH等条件下进行，也需要进行无菌操作，D错误。 4.下图表示优质玉米的培育过程，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高低发生了改变 B.C试管中形成的是高度液泡化的薄壁细胞团块 C.植株F一般不能直接用于扩大种植 D.植株A和F体细胞中的染色体组数相同 解析：D　B→C为脱分化过程，该过程中细胞的全能性增大，C→E为再分化过程，该过程中细胞的全能性降低，A正确；C试管中形成的是愈伤组织，愈伤组织由高度液泡化的薄壁细胞组成，B正确；植株F为单倍体植株，高度不育，因此一般不能直接用于扩大种植，C正确；植株A是正常的二倍体植株，而植株F是经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。 5.紫草细胞中富含紫草宁，科研人员利用紫草新生的营养芽进行培养获得愈伤组织，再进行细胞悬浮培养，以获得更多的紫草宁。下列叙述正确的是（　　） A.紫草宁是紫草细胞生长和生存所必需的次生代谢物 B.愈伤组织是由高度分化的一团薄壁细胞组成，无特定形态 C.愈伤组织细胞可用于细胞产物的工厂化生产，利用了愈伤组织细胞分裂快、代谢旺盛的特点 D.愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，不受营养物质和光照等因素的影响 解析：C　紫草宁是紫草细胞培养过程中产生的次生代谢物，但一般认为不是紫草细胞生长和生存所必需的，A错误；愈伤组织分化程度很低，B错误；愈伤组织的诱导受植物激素配比的影响，也受营养物质和光照等因素的影响，D错误。 6.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，其获得途径如下图所示。下列叙述错误的是（　　） A.图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性 B.图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程 C.②过程中需要用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理 D.用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶 解析：A　图中愈伤组织和辣椒素高产细胞系的获得，并没有培养成完整植株或分化成其他各种细胞，故没有体现植物细胞的全能性，A错误；②过程是再分化，该过程中需用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理，C正确；将愈伤组织用酶解法分离成单细胞时，需要分解植物细胞之间的成分，常用的酶是果胶酶和纤维素酶，D正确。 7.（2024·湖北武汉高二期中）近年来，花卉市场上出现了一种名为“手指植物”或“试管植物”的新型工艺品，它们经植物组织培养技术获得，并终生生长在密闭的、无菌玻璃瓶内的培养基上，代谢缓慢，极具观赏价值。下列关于“手指植物”的说法，错误的是（　　） A.购买者不需要向“手指植物”额外补充水分或营养物质 B.“手指植物”的成功培育并未体现细胞全能性 C.“手指植物”在培育过程中要经历脱分化和再分化 D.“手指植物”的培育方式属于无性繁殖 解析：B　“手指植物”是人们通过植物组织培养技术培养获得的，故培养基能够满足其生长发育的需求，不需要再额外补充，A正确；“手指植物”为个体水平，其培育过程体现了植物细胞全能性，B错误；植物组织培养过程中，需要经历脱分化形成愈伤组织，再分化形成完整植株，C正确；植物组织培养过程中，没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，故“手指植物”的培育方式属于无性繁殖，D正确。 8.（多选）（2024·山东新泰市高二期中）甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙细胞质中的抗性基因引入甲中。下列相关叙述正确的是（　　） A.过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗 B.过程B中常用PEG诱导原生质体融合 C.过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才可以正常生长 D.操作过程中生物材料、培养基、培养环境都要严格地灭菌 解析：ABC　顶端分生组织几乎不含病毒，因此过程A中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗，A正确；过程A可使用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得原生质体，过程B可使用PEG（聚乙二醇）诱导原生质体融合，B正确；过程C中只有融合细胞活性部位互补，具有完整的细胞结构，才能正常生长，然后将获得的杂种细胞进行植物组织培养获得杂种植株，C正确；操作过程中生物材料、培养环境都要严格地消毒，而培养基需要经过高压蒸汽灭菌，D错误。 9.（多选）下图所示为利用二倍体西瓜的品种甲和品种乙培育其他新品种的流程图。下列相关叙述错误的是（　　） A.品种丁高度不育，品种丙和品种甲属于不同物种 B.品种丁不能结出有子果实的原因是品种丁不能进行减数分裂 C.图中①④⑤过程所用到的试剂都是秋水仙素 D.由品种甲和品种乙培育出品种戊的原理只有染色体数目变异 解析：BCD　品种丁是三倍体西瓜，高度不育，所以其亲本品种丙和品种甲存在生殖隔离，属于不同物种，A正确；品种丁不能结出有子果实的原因是品种丁在进行减数分裂过程中，同源染色体联会紊乱，不能产生正常配子，B错误；图中①和④过程所用试剂为适宜浓度的秋水仙素，⑤过程所用试剂是适宜浓度的生长素或生长素类植物生长调节剂，C错误；由品种甲和品种乙培育出品种戊的原理有基因重组、植物细胞的全能性和染色体数目变异，D错误。 10.紫杉醇是从红豆杉属植物树皮中提取分离出来的一种代谢物，具有显著的抗癌效果。科研人员设计如图1所示流程制备紫杉醇。为了获得大量的紫杉醇，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题： （1）图1中，为了防止微生物污染，过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠消毒。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图2所示，细胞干重在12 d后下降的原因有蔗糖浓度下降，pH 降低；培养液中适量的蔗糖不仅可以为培养的细胞提供能源，还可以调节培养基的渗透压。 （3）多倍体愈伤组织细胞产生代谢物的量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经秋水仙素或低温处理，会产生染色体加倍的细胞。 （4）为了培养能高效产生紫杉醇的红豆杉柴胡植株，科研人员将红豆杉的愈伤组织和柴胡的愈伤组织用酶处理后，获得有活力的原生质体，再用物理或化学方法诱导使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。 （5）红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇的根本原因是在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。 解析：（1）图1中，植物组织培养过程应该在无菌的条件下进行，因此过程①所用的外植体需用酒精和次氯酸钠消毒，以防止杂菌污染。（2）据图2分析可知，外植体离体培养过程中需要消耗蔗糖，蔗糖浓度下降，pH下降会影响酶的活性，且愈伤组织细胞不能进行光合作用，对物质的合成小于分解，故细胞干重下降；植物组织培养过程中，蔗糖既能提供能源也能调节细胞渗透压。（3）使用秋水仙素或低温诱导都可以抑制纺锤体形成，诱导细胞染色体数目加倍，形成多倍体。（4）在植物体细胞杂交过程中，利用酶解法获得有活力的原生质体，然后再用物理或化学方法诱导使其融合，最后选择能够高效合成紫杉醇的杂种细胞进行培养。（5）红豆杉的形成层在生长发育过程中并不能合成紫杉醇，这是由于在特定时间和空间条件下，细胞中的基因选择性表达。 13 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $