第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，多选）

该高中生物学课件聚焦植物细胞工程的应用，涵盖植物繁殖新途径、作物新品种培育及细胞产物工厂化生产，通过任务驱动导入，以“新知导学-自我诊断-活动探究-归纳总结”为学习支架，衔接前后知识，帮助学生系统构建知识网络。 其亮点在于融合科学思维与探究实践，通过“微思考”“活动分析”引导学生基于证据推理，用对比表格强化结构与功能观（生命观念），结合高考真题练习提升应用能力。学生能深化理解，教师可高效开展教学。

　 第2章　细胞工程 第1节　植物细胞工程 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。　 2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。　 3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。 任务一　植物繁殖的新途径 1 任务二　作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产 2 课时测评 5 课堂小结 3 内容索引 课堂评价 4 植物繁殖的新途径 任务一 返回 1.快速繁殖 新知导学 高效 快速 保持 2.作物脱毒 顶端分生区 茎尖 微提醒 作物脱毒后病毒很少甚至不含病毒，而不是不再感染病毒。 微思考 (源于教材P39“相关信息”)铁皮石斛富含某些糖类和生物碱，可以用来提取药物。可以采用哪种技术获得目标产物？______________________ ________________________________________________________________________________________________________________。　 (1)利用植物组织培养技术获得试管苗，从铁皮石斛植株中提取目标产物；(2)利用植物细胞培养技术，使铁皮石斛细胞大量增殖，从中提取目标产物 1.植物快速繁殖技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，且能保持优良品种的遗传特性。 ( 　) 2.植物顶端伸长区附近细胞无病毒，但其他部位往往含有大量病毒。(　 ) 3.作物脱毒技术可以提高作物的产量和品质，培育出作物所没有过的新 性状。 ( ) 4.微型繁殖就是利用组织培养快速繁殖优良品种，作物脱毒就是选择植物的顶端分生区作为外植体进行组织培养。 ( 　) 5.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。 ( 　) 自我诊断 √ × × √ × 活动1　详解植物繁殖的新途径 材料1：运用组织培养技术，一棵植株一年可以繁殖几万到几百万棵植株，而且可以保持优良品种的遗传特性。例如一棵葡萄一年可以繁殖3万多棵葡萄，一棵兰花一年可以繁殖400万棵兰花。 材料2：病毒引起的植物病害有500多种，受害植物包括粮食作物、蔬菜、果树和花卉等，而且没有有效的防治办法，只能拔除，从而造成经济损失。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。 探究导思 结合上述材料回答下列问题： (1)快速繁殖技术为什么能保持亲本的优良性状？ 提示：在快速繁殖过程中，细胞进行有丝分裂，亲子代细胞内的遗传物质不变，因此能保持亲本的优良性状。 (2)快速繁殖得到的产品会不会出现性状分离？原因是什么？ 提示：不会。快速繁殖利用了植物组织培养技术，属于无性繁殖。 归纳总结 正确理解两种植物繁殖的新途径 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、快速地实现种苗的大量繁殖 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 针对练1.(2025·湖北武汉高三练习)超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再对存活的细胞利用组织培养技术培育为脱毒植株。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是 A.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒 B.该方法利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性 C.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强 D.超低温冷冻脱毒法在取材时对茎尖的长度没有限制 √ 植物顶端分生区附近病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中，经过人工培养可获得脱毒苗，A正确；茎尖分生组织无成熟液泡，超低温处理后不易形成冰晶，B正确；经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是脱毒，并没有获得抗病毒的能力，C错误；超低温冷冻脱毒法是通过超低温处理，大多数细胞都受到了损伤而死亡，存活下来的仅有分生组织细胞，故超低温冷冻脱毒法在取材时对茎尖的长度没有限制，D正确。 针对练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。结果见下图，下列叙述错误的是 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 √ 马铃薯茎尖的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培育脱毒苗， 所依据的原理是植物细胞的全能性，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。 特别提醒 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。 返回 作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产 任务二 返回 1.作物新品种的培育 (1)单倍体育种 新知导学 单倍体 诱导染色体加倍 育种的年限 微提醒 　　单倍体育种的流程不仅包括花药(花粉)离体培养，还包括人工诱导染色体加倍，所以单倍体育种得到的一般是纯合的二倍体植株，而不是单倍体植株。 (2)突变体的利用 不断增殖 培养条件 诱变因素 2.细胞产物的工厂化生产 必需 植物细胞培养 微思考 　　(源于教材P41“相关信息”)初生代谢和次生代谢有什么不同？______ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，初生代谢物有糖类、脂质、蛋白质和核酸等。次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行 1.单倍体育种的过程就是通过花药(花粉)离体培养获得单倍体植株的过程。 (　　) 2.从可遗传变异的角度来看，单倍体育种的原理是染色体数目变异，体细胞诱变育种的原理一般是突变。 (　　) 3.选育出一个可以稳定遗传的作物优良品种，常规育种一般要经过5～6年的连续筛选，而单倍体育种当年就可培育出。 (　　) 4.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。 (　　) 5.工厂化生产的细胞次生代谢物，其化学成分都是蛋白质。 (　　) 自我诊断 × √ √ √ × 活动2　详解作物新品种的培育与细胞产物的工厂化生产 材料1：(教材P40图2-7)根据玉米单倍体育种流程示意图，回答下列问题： (1)①过程是指______________________，②过程要经过________________形成A植株。 (2)③过程表示____________________。 (3)A、B植株分别是________、____________。 探究导思 花药(或花粉)离体培养 脱分化和再分化 人工诱导染色体加倍 单倍体 纯合二倍体 (4)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。 材料2：植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。   观察图示回答相关问题： (1)完善细胞产物工厂化生产的流程： 外植体 _________ ________ 细胞产物 愈伤组织 细胞悬液 (2)根据生产的目的不同，植物组织培养的阶段也不同。若要培养新个体和提取细胞产物，应分别培养到什么阶段？ 提示：若要培养新个体，应培育到试管苗阶段；若要提取细胞产物，则应培养到愈伤组织阶段。 1.植物体细胞杂交、单倍体育种和突变体的利用的比较 归纳总结 项目 原理 过程 优点 植物体细胞杂交　　 细胞膜的流动性、细胞的全能性 原生质体融合、杂种细胞的组织培养 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种 单倍体 育种　 染色体变异、细胞的全能性 花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍 所获植株遗传性状相对稳定，明显缩短了育种的年限 突变体 的利用 基因突变、细胞的全能性 对愈伤组织进行诱变处理后再筛选 提高突变率，可获得优良 性状 2.植物组织培养与植物细胞培养的比较 归纳总结 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 脱毒苗 人参皂苷的生产 针对练3.(2024·河南郑州高二期中)下图表示基因型为AaBb的水稻的花药，通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列叙述错误的是 A.花粉经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定形的愈伤组织 B.愈伤组织需要吸收培养基中水、无机盐和小分子的有机物等营养 C.为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的细胞分裂素等激素 D.经图示无菌培养获得的试管苗的基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb √ 由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，花粉经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定形的愈伤组织，A正确；愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养，B正确；为促进花粉细胞分裂生长，需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素，C正确；基因型为AaBb的植物体经过减数分裂可产生基因型为AB、ab、Ab、aB的配子，再经过花药离体培养可得到单倍体，因此试管苗可能出现的基因型有AB、Ab、aB、ab，D错误。 针对练4.(2025·贵州贵阳开学考试)下图为利用植物细胞培养生产药用次生代谢物的流程图，下列相关叙述正确的是 A.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 B.①过程需在避光条件下，在液体培养基中添加植物激素诱导脱分化 C.②过程先用果胶酶处理愈伤组织以便获得单个细胞，再用液体培养基培养 D.③过程植物细胞通过有丝分裂增殖，最终需要产生完整植株 √ 细胞产物的工厂化生产主要是利用植物细胞培养技术，通过促进细胞增殖，以从细胞群中获得次生代谢物，单个细胞中次生代谢物的含量并没有提高，A错误；①过程是脱分化，需在避光条件下，在液体培养基中添加植物激素诱导脱分化，B正确；②过程可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以便获得单个细胞，再用液体培养基培养，C错误；③过程植物细胞通过有丝分裂增殖，该过程不形成植株，只是获取大量细胞来提取次生代谢物，D错误。 针对练5．(多选)(2025·山东威海期末)人参皂苷是一种次生代谢物，采用植物细胞培养技术进行工厂化生产可有效解决其产量低、市场需求量大的问题。下列说法错误的是 A．植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞进行培养使其形成完整植株的技术 B．人参的整个生命过程中均可产生人参皂苷 C．扩大培养细胞以提取人参皂苷应使用液体培养基 D．工厂化生产主要通过促进细胞生长来提高单个细胞中人参皂苷的产量 √ √ √ 植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术，A错误；人参只能在特定的生命过程中产生人参皂苷，B错误；细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要应用之一，培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后利用液体培养基悬浮培养愈伤组织细胞，培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物，增加细胞的数量，提高了次生代谢物的含量，但是不能提高单个细胞中人参皂苷的产量，C正确，D错误。 特别提醒 1.细胞产物一般是细胞的次生代谢物，不一定是蛋白质。 2.细胞培养一般是使细胞增殖，也可能会利用组织培养技术，先脱分化然后再分化获得所需的特定细胞后再进行培养。 返回 课堂小结 返回 思维导图 要语必背 返回 1.微型繁殖实际是一种无性繁殖，可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。 2.植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。 3.单倍体育种通过花药(或花粉)离体培养获得单倍体植株，经过诱导染色体加倍，极大地缩短了育种的年限。 4.由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。 5.植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物 ——次生代谢物。 课堂评价 返回 1.(2024·陕西西安高二期中)下列有关微型繁殖的说法错误的是 A.可以保持亲代的优良性状 B.可以高效、快速地培育植物种苗 C.微型繁殖属于有性生殖 D.微型繁殖已广泛应用于观赏植物、经济林木等的繁育 植物微型繁殖属于无性生殖，可以保持亲代的优良性状，A正确，C错误；微型繁殖可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，B正确；微型繁殖作为生物技术广泛应用于生产，已经应用于观赏植物、经济林木等的繁育，D正确。 √ 2.(2024·河南周口高三开学考试)玉扇因其肉质叶片呈扇形排列而闻名。科学家用组织培养技术实现玉扇的大规模培育。下列叙述错误的是 A.用酒精对离体的玉扇组织消毒的时间越长，培育效果越好 B.利用组织培养技术培养可以保持玉扇优良品种的遗传特性 C.组织培养过程中培养基内添加的关键激素是生长素和细胞分裂素 D.玉扇组织培养过程中用到的培养基及其他器械均需要灭菌处理 √ 用酒精对离体的玉扇组织消毒时，持续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞，A错误；组织培养技术为无性繁殖，利用组织培养技术可以实现玉扇优良品种的快速繁殖，还可以保持玉扇优良品种的遗传特性，B正确；启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素是植物激素中的生长素和细胞分裂素，因此用组织培养技术培育玉扇过程中的关键激素是生长素和细胞分裂素，C正确；玉扇组织培养过程中用到的培养基及其他器械均需要灭菌处理，D正确。 3.(2024·江苏南京高三期末)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述正确的是 A.取草莓茎尖进行植物组织培养可获得抗病毒苗 B.玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传 C.红豆杉细胞经植物组织培养技术可工厂化生产紫杉醇 D.可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体 √ 脱毒苗不等同于抗病毒苗，培育脱毒苗时，一般选取茎尖(或芽尖或根尖)作为外植体，因为植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，再利用植物组织培养技术将外植体培育成幼苗，A错误；玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株属于单倍体，不能稳定遗传，B错误；植物细胞工程可用于细胞产物的工厂化生产，红豆杉细胞无需经过植物组织培养技术生产紫杉醇，只需要培养至细胞阶段获取其产物即可，C错误；愈伤组织细胞分裂能力强，易受外界环境条件影响产生突变，可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法，通过筛选得到烟草抗盐碱突变体，D正确。 4.(2025·黑吉辽蒙卷)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 √ 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 ℃，15～30分钟)；干热灭菌法适用于耐高温的和需要保持干燥的物品(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细胞培养技术实现的，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(如大量生产细胞产物)在此体现，D错误。 5．(多选)(2024·河北模拟预测)蝴蝶兰花冠形如美丽的蝴蝶，深受人们的喜爱。研究人员以蝴蝶兰花梗为材料，利用植物组织培养技术，建立了蝴蝶兰植株再生系统，为工厂化育苗提供了有效途径。下列关于植物组织培养技术的叙述，正确的是 A．该技术中所用的培养基能为外植体提供营养 B．待愈伤组织长出根后将其转接到生芽培养基中培养 C．该技术获得的再生植株保留了亲本的优良性状 D．该技术的理论基础是植物细胞具有全能性 √ √ √ 植物组织培养时，培养基中含有无机盐、维生素、糖类等，能为外植体提供营养，A正确；愈伤组织长出芽后，再将其转接到生根培养基上，进一步诱导形成试管苗，B错误；植物组织培养技术属于无性繁殖，获得的再生植株保留了亲本的优良性状，C正确；植物组织培养技术，将已经分化的离体的细胞、组织或器官，培养成一个植物个体的过程，该技术的理论基础是植物细胞具有全能性，D正确。 6.(创新情境)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__________过程，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__________ ____________。 脱分化 分裂、分化(分生) 的工厂化生产 细胞产物 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)；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)。 培养的细胞数量减少、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 对比分析两个曲线图可知：培养后期，培养的细胞数量减少、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)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___________________。 返回 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。 促进培养细胞的伸长 课时测评 返回 知识点一　植物繁殖的新途径 1.(2025·云南丽江阶段练习)用植物组织培养技术培育脱毒草莓试管苗，可明显提高草莓产量。下列叙述正确的是 A.可用草莓的茎尖进行植物组织培养 B.消毒可杀死外植体表面或内部的病毒 C.培养基中生长素/细胞分裂素的值保持不变 D.植物组织培养得到的脱毒苗对病毒具有抗性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，利用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，A正确；消毒是杀死物体表面或内部一部分微生物，主要是细菌和真菌，B错误；生长素和细胞分裂素的比例适中，有利于脱分化形成愈伤组织，比例低有利于芽的分化，比例高有利于根的分化，所以应根据需要调整比例，C错误；脱毒苗是指植物组织培养得到的植株几乎不含病毒，而不是对病毒具有抗性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2.(2025·河北模拟预测)植物细胞工程在农业、医药等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列相关叙述正确的是 A.细胞、组织、器官的再生体现了细胞的全能性 B.植物为防御被动物取食而合成的新的化合物属于初生代谢物 C.用芽尖进行组织培养得到的植物体可作为脱毒苗 D.菊花花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 细胞的全能性指的是细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。细胞、组织、器官的再生没有上述结果，不能体现细胞的全能性，A错误。初生代谢物是指植物代谢过程中产生的、自身生长所必需的物质，次生代谢物是指植物代谢过程中产生的、自身生长并不需要的物质，植物为防御被动物取食而合成的新的化合物属于次生代谢物，B错误。用芽尖进行组织培养得到的植物体不含病毒或病毒少，可作为脱毒苗，C正确。菊花花粉粒经花药离体培养得到的植株属于单倍体，不能稳定遗传，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3.(2024·浙江1月选考)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是 外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗 A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染 B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染 C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖 D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A正确。培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确。将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4～6周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3～4倍。正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C正确。提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是丛生芽，D错误。 外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点二　作物新品种的培育 4.(2025·四川绵阳高二下)甲品种番茄(2N)的染色体上有多种控制优良性状的核基因，但细胞质中存在雄性不育基因。科研工作者试用植物体细胞杂交的方法，获得具有多种优良性状的雄性可育新品种，培育过程如下图所示。下列分析正确的是 A.体细胞杂交所得到的杂种植物属于二倍体 B.可用蛋白酶对甲、乙体细胞进行去壁处理 C.脱分化与再分化过程的培养基的成分是相同的 D.培育的杂种植株具有甲、乙的全部优良性状 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 该图杂交所得到的杂种植物，乙体细胞 的细胞核失去活性，只具备甲的细胞核， 是二倍体生物，A正确；甲、乙体细胞 是植物细胞，细胞壁的主要成分是纤维 素和果胶，故需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误；脱分化是外植体诱导为愈伤组织的过程，再分化是将愈伤组织诱导形成胚状体，继而形成幼菌的过程，两者培养基的成分是不同的，如植物激素的比例不同，C错误；据图可知，乙体细胞的细胞核失去活性，甲细胞的细胞质失去活性，故培育的杂种植株不具有甲、乙的全部优良性状，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 5.如图是对基因型为Aabb的玉米所作的处理，据图分析下列叙述错误的是 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或过程c、d能够说明植物细胞具有全能性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 过程a由花粉粒变为单倍体幼苗，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；过程a和c(脱分化)、d(再分化)是植物细胞培育成植物个体的过程，所以能够说明植物细胞具有全能性，C、D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是 A.培养的细胞一直处于不断增殖的状态 B.培养基营养丰富，易于植物生长 C.纺锤丝的形成容易受抑制 D.DNA复制容易受抑制 √ 在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变，A正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点三　细胞产物的工厂化生产 7.(2025·云南昆明模拟)紫草素是一种紫红色萘醌类天然色素(C16H16O5)，具有抗炎、免疫抑制等作用，主要在紫草根部产生。下图为紫草素的提取流程图。有关叙述正确的是 A.将灭菌处理后紫草外植体的1/3～1/2正向插入无菌的培养基中 B.①过程的培养基中需添加生长素、细胞分裂素、蔗糖、血清等 C.利用上述方法获取紫草素可以保护植物资源 D.上述获取紫草素的过程体现了植物细胞的全能性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 外植体只需消毒，不能灭菌，灭菌之后外植体会死亡，A错误；①过程中，需要在培养基中加入一定比例的生长素和细胞分裂素等植物激素才能获得愈伤组织，植物细胞培养的培养基中不需要添加血清，B错误；利用上述方法获取紫草素不会破坏植物，可以保护植物资源，C正确；依据题图可以发现，该流程主要通过促进细胞增殖来提高紫草素的产量，也就是依据细胞增殖的原理，而不是细胞的全能性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 8.(2024·广东揭阳高二期末)为拯救珍稀植物红豆杉，并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇，某科研小组设计了下图所示的实验流程。下列叙述正确的是 A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织 B.紫杉醇是红豆杉基本的生命活动所必需的产物 C.用液体培养基扩大培养细胞生产紫杉醇时，通常要通入无菌空气 D.同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织，A错误；紫杉醇是次生代谢物，一般不是植物基本的生命活动所必需的产物，B错误；用液体培养基扩大培养细胞生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，有利于细胞进行有氧呼吸，C正确；同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型不一定相同，如花粉粒经诱导培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是正常体细胞的一半，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 9.(2025·江西上饶期末)人参皂苷具有抗肿瘤等作用。如图表示利用西洋参种子胚进行工厂化生产人参皂苷的过程示意图，下列相关叙述错误的是 A.①为脱分化过程，在无光条件下培养得到不定形的薄壁组织团块 B.②过程需要用纤维素酶和果胶酶处理得到单个的完整植物细胞 C.④过程培养液中的蔗糖浓度过高会导致细胞过度失水而死亡 D.人参皂苷不是人参生长过程中必需的物质，在细胞中含量很低 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 ①为脱分化过程，该过程需在无光条件下进行，培养得到的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，A正确；纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织，破坏了植物细胞的细胞壁，因此得到的悬浮细胞并不是完整的植物细胞，B错误；植物细胞培养中的碳源为蔗糖，蔗糖浓度过高会导致细胞过度失水而死亡，不利于培养，C正确；人参皂苷是次生代谢物，不是人参生长过程中必需的物质，在植物细胞中含量很低，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 10.(2025·湖北卷)水母雪莲是我国的一种名贵药材，主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢，长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究，结果如下表所示。下列叙述错误的是 A.黄酮产量与细胞干重呈正相关 B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的 C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的 D.转速为75 r/min时既利于细胞分裂，又利于黄酮的积累 √ 转速(r/min) 55 65 75 85 相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25 细胞干重(g/L) 7.5 9.7 11.4 9.5 黄酮产量(g/L) 0.2 0.27 0.32 0.25 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 从图中看出，黄酮产量随着细胞干重增加而增加，所以黄酮产量与细胞干重呈正相关，A正确；黄酮属于次生代谢产物，并非细胞生存和生长所必需的，B错误；氧气参与有氧呼吸，为细胞生长、分裂和代谢提供能量，所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的，C正确；75 r/min时相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高，所以转速为75 r/min时既利于细胞分裂，又利于黄酮的积累，D正确。 转速(r/min) 55 65 75 85 相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25 细胞干重(g/L) 7.5 9.7 11.4 9.5 黄酮产量(g/L) 0.2 0.27 0.32 0.25 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 11.甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状，但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交，成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。相关叙述错误的是 A.照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体，利于筛选杂种细胞 B.流程中A处理可使用纤维素酶和果胶酶，B处理可使用聚乙二醇 C.杂种细胞经过外源生长素和赤霉素的诱导，直接再分化成为杂种植株 D.杂种植株含有控制甲青花菜优良性状的基因，并能通过父本进行传递 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体，利于筛选杂种细胞，A正确；根据试题分析，流程中A处理为去除细胞壁，可使用纤维素酶和果胶酶，B处理为诱导细胞融合，可使用聚乙二醇，B正确；杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导，先经过脱分化形成愈伤组织，然后再分化成为杂种植株，C错误；甲品种控制多种优良性状的基因，为核基因，杂种植株细胞核内含有控制甲青花菜优良性状的基因，细胞质中含有可育基因，精子中具备一半核基因，能通过父本(精子)进行传递，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 12．(多选)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不同 B．可推测②过程的温度处理有利于组织中的病毒失去活性 C．③、④过程均属于再分化，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 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 带叶原基的芽几乎不含病毒，故与植物体其他组织中的病毒含量不同，A正确；经过热水处理获得的幼苗脱毒效果更好与阻碍病毒进入有关，其作用是使组织中的病毒在图中处理温度下部分或全部失活，B正确；③、④过程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 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 13．(多选)(2025·河北衡水高三调研)紫杉醇是 存在于红豆杉属植物体内的一种代谢物，具有 高抗癌活性。某生物小组预备使用图中装置培 养红豆杉细胞以获得紫杉醇，请同学们进行评 议，下列说法中错误的是 A．应将装置上方的pH计更换为温度计，及时掌握内部温度的变化 B．该装置的充气口应加装无菌过滤装置，充气管应置于液面上方 C．该培养液需添加蔗糖等有机物 D．紫杉醇为初生代谢物，提高产量的有效办法是增加搅拌叶轮的转速 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 细胞培养时需要保证适宜的温度和pH值， 需增设温度监测，A错误；为了防止杂菌 污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤 器，充气管应置于液面下方，以利于培养 液中的溶氧量的增加，B错误；在细胞培 养过程中，红豆杉细胞不能进行光合作用制造有机物，植物的生长需要水、无机盐与有机物，所以该培养液需要添加蔗糖等有机物，C正确；搅拌叶轮转速过快可能会使红豆杉细胞破碎，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14.(10分)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。如图表示植物细胞工程的相关操作过程及应用，已知该植物为二倍体，体细胞中染色体数目为m。分析回答下列问题： (1)利用图中的部分叶片进行植物组织培养时，需将其先用酒精消毒30 s后，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用____________处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次。植物组织培养需添加生长素和细胞分裂素两种关键激素，它们的浓度以及____________，都会影响植物细胞的发育方向。 次氯酸钠溶液 (用量的)比例 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 利用图中的部分叶片进行植物组织培养时，需将其先用酒精消毒30 s后，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次。植物组织培养需添加生长素和细胞分裂素两种关键激素，它们的浓度以及(用量的)比例，都会影响植物细胞的发育方向。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 通过植物组织培养技术进行快速繁殖，属于无性生殖，已知该植物为二倍体，体细胞中染色体数目为m，则图中的单倍体幼苗体细胞中染色体数目减半为m/2。 (2)通过植物组织培养技术快速繁殖植物，属于______生殖，图中的单倍体幼苗体细胞中含有的染色体数目为_____。 无性 m/2 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)在工厂化生产图中次生代谢物时，须在______(填“固体”或“液体”)培养基中将该植物细胞经脱分化培养至__________，需要经过再分化形成特定的细胞，再从中提取细胞产物，该过程是利用植物细胞培养来获得目标产物，植物细胞培养是指________________________________________ ____________________。 液体 愈伤组织 在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行 培养使其增殖的技术　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 在工厂化生产图中次生代谢物时，须在液体培养基中将该植物细胞经脱分化培养至愈伤组织，需要经过再分化形成特定的细胞，再从中提取细胞产物，该过程是利用植物细胞培养来获得目标产物，植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 切取植物一定大小的茎尖作为外植体进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，原因是植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒很少甚至无 病毒。 (4)切取植物一定大小的茎尖作为外植体进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，原因是_____________________________。 植物茎尖的病毒很少甚至无病毒 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15.(14分)(2024·云南昆明高三阶段练习)如图为科研人员利用植物细胞培养技术获取紫杉醇的流程图。 回答下列问题： (1)紫杉醇是红豆杉体内的一种_______(填“初生”或“次生”)代谢物，该物质______(填“是”或“不是”)生物生长所必需的。利用植物细胞培养技术进行细胞产物的工厂化生产_______(填“能”或“不能”)体现植物细胞的全能性，理由是____________________________________________ ______________________________________________________________________________________。 次生 不是 不能 植物细胞培养技术是在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖，不能使已分化的细胞发育成完整的植株或分化成其他各种细胞　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 紫杉醇不是红豆杉基本的生命活动所必需的代谢物，不是初生代谢物，是次生代谢物。植物细胞培养技术是在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖，不能使已分化的细胞发育成完整的植株或分化成其他各种细胞，因此不能体现植物细胞的全能性。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (2)①过程为_______，在此过程中，已经分化的红豆杉细胞将失去_______ ___________，转变成未分化的细胞。 脱分化 结构和功能 特有的 ①表示脱分化过程，在此过程中，已经分化的红豆杉细胞将失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)②过程将愈伤组织分散成单个细胞，需使用__________________酶。分散成单个细胞后，在液体培养基中悬浮振荡培养。振荡的目的是________ ______________________________________________________________。 纤维素酶和果胶 提高培养液中的溶氧量；使细胞与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率 ②过程将愈伤组织分散成单个细胞，需使用纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶。分散成单个细胞后，在液体培养基中悬浮振荡培养。振荡的目的是提高培养液中的溶氧量；使细胞与营养物质充分接触，提高营养物质的利用率。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)与从红豆杉的树皮和树叶中提取紫杉醇相比，利用植物细胞培养技术获得紫杉醇的优点是________________________________________________ _______________________(答出1点即可)。 不占用耕地；几乎不受季节、天气等的限制；有利于保护濒危植物红豆杉 植物细胞培养技术获得紫杉醇的优点是不占用耕地；几乎不受季节、天气等的限制；有利于保护濒危植物红豆杉。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 第2章　细胞工程 $