第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用（教师版）-【创新教程】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程五维课堂同步复习（人教版）

第二章细胞工程 解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。 植物组织培养需要经过脱分化和再分化过程。 (2)葡萄糖是单糖，蔗糖是二糖，单糖更易被植物 细胞吸收利用，所以葡萄糖比蔗糖明显促进紫草 宁的产生。 (3)在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶 和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体： 原生质体融合之后，需要诱导其再生出细胞壁。 根据题意，选育时应该选择可正常生长且耐涝的 植株，并且还要能产生紫草宁。 答案：(1)植物细胞的全能性脱分化再分化 (2)葡萄糖为单糖，更容易被植物细胞吸收利用 (合理即可)(3)原生质体细胞壁可正常生 长并且耐涝可以产生紫草宁 拓展点提升 1.科学家利用植物组织培养技术将胡萝卜韧皮部细 胞培育成新植株。下列有关叙述错误的是( A.新植株的形成与细胞的分裂和分化密切相关 B.该实验的结果说明胡萝卜韧皮部细胞具有全 能性 C.新植株的培育过程中没有细胞的衰老 D.新植株的根尖分生区细胞中有叶绿体基因 解析：C[植物的生长发育离不开细胞的分裂和分 化，A项正确：细胞的全能性是指已经分化的细胞， 仍然具有发育成完整个体的潜能，该实验的结果说 明胡萝卜韧皮部细胞具有全能性，B项正确；新植 株的培育过程中有细胞的衰老，C项错误；同一个 体不同细胞间的差异是基因选择性表达的结果，同 一个体不同细胞所含基因一般相同，D项正确。] 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.利用茎段杆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：B[利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗属 于无性繁殖的营养繁殖，能保持亲本的优良性状， A能选用；花粉粒通过减数分裂产生，再离体培养 会产生性状分离，B不能选用；幼芽嫁接属于无性 繁殖，能保持亲本的优良性状，C能选用；植物组织 培养属于无性繁殖，D能选用。] 3.在下列过程中，需要采用植物组织培养技术的有几 种 () ①用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍 体植株②利用花药离体培养得到单倍体植株 ③利用基因工程培养抗病转基因植株④利用细 胞工程培养“番茄一马铃薯”杂种植株⑤无子西 瓜的大量繁殖 ·45 五维课堂到 A.一种 B.二种 C.三种 D.四种 解析：D[秋水仙素处理萌发的种子或幼苗后，植 株经过生长得到多倍体植株，没有采用植物组织培 养技术，①不符合题意。花药离体培养得到单倍体 植株需要通过植物组织培养技术进行脱分化和再 分化，②符合题意。培育的抗棉铃虫的棉花植株要 将重组质粒导入棉花细胞后，通过植物组织培养技 术进行脱分化和再分化，培养成抗棉铃虫的棉花植 株，③符合题意。培育“番茄一马铃薯”杂种植株， 要先进行植物体细胞杂交，得到杂种细胞后，通过 植物组织培养技术进行脱分化和再分化，培养成杂 种植株，④符合题意。无子西瓜的大量繁殖，需要 对三倍体西瓜幼苗进行组织培养，⑤符合题意。] 4.下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是 A.植物体细胞杂交产生的杂种植株的变异类型属 于染色体变异 B.植物体细胞杂交产生的杂种植株一定不具有繁 殖能力 C.植物体细胞杂交的结果是形成杂种植株 D.植物体细胞杂交产生杂种植株的过程中需使用 植物组织培养技术 解析：B「植物体细胞杂交产生的杂种植株的染色 体数目加倍，属于染色体数目变异，A项正确；两个 二倍体植物的体细胞杂交产生的杂种植株则具有 繁殖能力，B项错误；植物体细胞杂交的结果就是 形成杂种植株，C项正确；植物体细胞杂交包括原 生质体融合和植物组织培养两个过程，D项正确。] 5.现有甲、乙两种植物（均为二倍体纯合子），其中甲 种植物的光合作用能力高于乙种植物，但乙种植物 很适宜在盐碱地种植，相关性状均由核基因控制。 若要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐碱的植 株，最佳的方案是 A.利用植物体细胞杂交技术获得目的植株 B.将乙种植物的耐盐碱基因导人甲种植物的卵细 胞中，然后进行离体培养 C.使两种植物有性杂交获得F,再利用单倍体育 种技术获得目的植株 D.诱导两种植物的花粉融合，并直接培育成幼苗 解析：A利用植物体细胞杂交技术将两种植物 体细胞融合后，杂种细胞是四倍体，再经植物组织 培养可以获得高产耐盐的四倍体杂种目的植株，A 符合题意；将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的 卵细胞，然后进行离体培养得到的是单倍体植株，单倍 体植株弱小，高度不育，B不符合题意；不同种的植物 之间存在生殖隔离，因此这两种植物无法直接杂交，C 不符合题意；“花粉融合”后直接培育成的幼苗中不含 同源染色体，后代不可育，D不符合题意。] 世五维课堂 6.下图为植物组织培养的基本过程，则制作生产人参皂 苷干粉、人工种子，应分别选用的编号是 () ①脱分化②再分化③→④ A.①② B.②④ C.②③ D.①③ 解析：C[图中①为离体的植物组织或器官，②为 愈伤组织，③为胚状体，④为新植株。人工种子是 指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。因 此，要制作人工种子，应该选择编号③；要获得细胞 代谢产物，应该培养到愈伤组织。因此，生产人参 皂苷干粉，应该选择编号②。] 7.(多选)实验人员制备了矮牵牛(2n=14)红色花瓣 (液泡呈红色)与枸杞(4n=48)叶肉细胞的原生质 体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下 列有关叙述正确的是 A.可采用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁 B.可采用PEG、灭活的病毒、电激、振动等方式促 进原生质体融合 C,可利用显微镜筛选融合后的杂种原生质体 D.若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中 染色体数目可能为62条或28条或96条 解析：ACD[植物细胞壁的主要成分是纤维素和 果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A 正确；诱导植物原生质体融合可采用物理法（电激、 振动等)或化学法(PEG),但不能用灭活的病毒，B 错误；根据染色体的数目不同，可利用显微镜筛选 融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为 两两融合，则融合后的细胞中染色体数目可能为 62(14+48)条或28(14+14)条或96(48+48)条，D 正确。门 8.将基因型为AaBb的水稻（具有24条染色体）的叶 肉细胞通过无菌操作接人营养成分全面的培养基 中，在一定条件下培养形成试管幼苗，其过程如图 所示： 水稻的某 [1] 愈伤组织 种细胞 23一→4 (1)图中的[1]过程为 ,[2]过程为 (2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从 培养基中获得 和小分子 有机物等营养物质。 (3)如果[4幻是无病毒植株，则“水稻的某种细胞”应 选用 或 细胞，这种繁殖方 式实际上是 ,培养成的植株的基因型 为 ·46 生物·选择性必修3 (4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则[4]称为 植株，基因型可能是 ,植株 特点为 ,需用 处理，使其恢 复正常体细胞染色体数，对应的基因型为 解析：(1)题图中[1]过程为脱分化，[2]过程为再 分化。 (2)在形成愈伤组织的过程中，细胞必须不断地从 培养基中获得水分、无机盐和小分子有机物等营养 物质。 (3)如果[1]是无病毒植株，则题图所示过程表示的 是脱毒苗的培育，培育脱毒苗时，选用的外植体应 该是茎尖或根尖细胞，这种繁殖方式属于无性生 殖，子代与亲本的遗传物质相同，因此培养成的植 株的基因型为AaBb。 (4)如果“某种细胞”选用的是花粉细胞，则题图所 示为花粉离体培养，所得的[4]为单倍体植株；根据 自由组合定律可知，单倍体植株的基因型可能是 aB、ab、Ab、AB;单倍体植株弱小，且高度不育，需 用秋水仙素处理，使其恢复正常体细胞染色体数， 对应的基因型为aaBB、aabb、AAbb、AABB。 答案：(1)脱分化再分化 (2)水分无机盐 (3)茎尖根尖无性生殖AaBb (4)单倍体aB、ab、Ab、AB植株弱小，高度不育 秋水仙素aaBB、aabb、AAbb、AABB 易错点警示 人 ---》 植物组织培养的过程 某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技 术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生 根→移栽”。下列有关叙述，错误的是 () A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又减 少消毒剂对细胞的伤害 B.在愈伤组织培养中加人细胞融合的诱导剂，可获 得染色体加倍的细胞 C.出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的 调控 D.生根时，培养基通常应含α一萘乙酸等生长素类 调节剂 解析：B[消毒剂的使用既要杀死表面微生物，又 要防止伤害组织细胞，影响组织培养，A正确；植物 细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的 原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞 不能诱导融合形成染色体加倍的细胞，B错误；出 芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的 选择性表达，C正确；《一萘乙酸为生长素类似物， 可诱导愈伤组织生根，D正确。] 第二章细胞工程 五维课堂 第2课时 植物细胞工程的应用 课标内容要求 核心素养对接 生命观念：理解掌握利用植物组织培养的技术在快速繁殖，培养脱 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、 毒苗和作物新品种培育上的作用 脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有 科学探究：理解植物组织培养技术在细胞产物的工厂化生产领域 效提高了生产效率 的应用 教材梳理。预新知 对应学生讲义P22 ◆[基础梳理] (2)利用：筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新 一、植物繁殖的新途径 品种。 1.快速繁殖 三、细胞产物的工厂化生产 (1)概念：快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 1.次生代谢物 ①无性繁殖，保持优良品种的遗传特性 (1)概念：植物代谢会产生一些一般认为不是植物基 (2)特点②高效快速地实现种苗的大量繁殖 本的生命活动所必需的产物。 ③可实现种菌的工厂化生产 (2)作用：在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很 2.作物脱毒 多药物、香料和色素等的重要来源 (1)选材部位：植物的分生区附近 2.生产技术手段：植物细胞培养技术。 (2)选材原因：分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。 3.优点：不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。 (3)实例：目前采用茎尖组织培养技术来脱除病毒，在 4.实例：利用紫草细胞培养生产的紫草素具有抗菌、 马铃薯、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等主要经济作物上 消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细胞培养生产 已获得成功。 的紫杉醇具有高抗癌活性。 二、作物新品种的培育 ◆[基础诊断] 1.单倍体育种 1.脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的 (1)过程：花药离体培养◆单倍体植株染色体加信纯 任何部位。 (×) 2.天然种子萌发后长成的植株容易发生性状分离，人 合子植株。 工种子长成的植株性状不分离。 (/) (2)优点 3.单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。 ①后代是纯合子，能稳定遗传。 (×) ②明显缩短了育种的年限 4.工厂化生产的细胞产物，其化学成分都是蛋白质。 2.突变体的利用 (×) (1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受培养条 5.植物的种子发育成完整植株也体现了细胞的全能性。 件和诱变因素（如射线、化学物质等）的影响而产 (×) 生突变。 互动探究⊙克疑难 对应学生讲义P23 疑难点一 植物繁殖的新途径 1.微型繁殖 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有 (1)实质：植物组织培养。 利于进行工厂化生产。 (2)原理：植物细胞的全能性。 2.作物脱毒 (3)优点 (1)进行作物脱毒的原因 ①能保持亲本的一切优良性状，子代个体的遗传 长期进行无性繁殖的作物（如马铃薯和草莓），它 物质与亲本相同。 们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体内 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 逐年积累，从而导致作物产量降低，品质变差。 47· 世五维课堂 生物·选择性必修3 (2)材料的选取 ◆[对点训练] 在植物分生区附近（如茎尖和根尖），由于代谢十 1.下列关于植物细胞工程的实际应用，错误的是 分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很少被病毒感 染，甚至无病毒。因此，利用植物的分生组织进行 A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术被 组织培养，可以使新长成的植株不带病毒，从而获 称为植物的微型繁殖技术 得脱毒苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不 B.切取草莓的茎尖进行组织培养，获得的脱毒苗具 会或极少感染病毒。 有抗病毒特性 ◆[互动探究] C,植物组织培养技术可用于体细胞诱变育种 草莓传统的繁殖方式易将所感染的病毒传播给后 D.用组织培养技术生产人参，其生长速度快，药用 代，导致产量降低、品质变差。运用快速繁殖技术 成分和药理活性更加优良 可以培育出无病毒植株。请回答有关问题： 解析：B[植物细胞工程中用于快速繁殖优良品种 1作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如何进行 的植物组织培养技术被称为植物的微型繁殖技术， 作物脱毒？ A正确；切取草莓的茎尖进行组织培养，可获得脱 毒苗，仍然可能感染病毒，B错误；植物组织培养技 提示：对于无性繁殖的作物，病毒在作物体内逐年 术可用于体细胞诱变育种，C正确；用组织培养技 积累，就会导致作物产量降低、品质变差。而植物 术生产人参，其生长速度快，药用成分和药理活性 分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此切取一 更加优良，D正确。] 定大小的茎尖进行组织培养，再生的植物就有可能 2.人们利用植物的微型繁殖技术进行种菌的工厂化 不带病毒，从而获得脱毒苗。 生产，这是利用了该项技术的哪一特点() 2.从所需条件来看，微型繁殖与传统育种方法相比有 A.操作简单 哪些优点？ B.使优良性状组合在一起 提示：微型繁殖是在具有一定人工设施的室内生 C.培育新的性状 产，可以不受季节、气候等自然条件的限制。 D.高效性和保持种苗的优良遗传特性 3.脱毒苗与抗毒苗有何区别？ 解析：D[植物组织培养操作繁琐，选项A错误； 提示：脱毒苗是选择植物的茎尖（刚形成，病毒极 植物组织培养为无性繁殖，能保持亲本的优良特 少，甚至无病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞 性，但不能使优良性状组合在一起，也不能培育新 工程的范畴。抗毒苗是把某抗病基因导入到受体 的性状，选项B、C错误；植物的微型繁殖技术既能 细胞中，并通过一定的方法培育形成的，属于基因 实现高效、快速繁殖，又能够保持植物优良品种的 工程的范畴。 遗传特性，选项D正确。] 疑难点二 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 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， (2)过程 其中花药离体培养利用了植物细胞的全能性。 诱变 (2)过程 诱导 处理 花药离 脱分化愈伤再分化单倍体 染色体 正常 分化 体培养 组织 植株 加倍 植株 外植体 ®伤组纲突变伟 脱分化， ·新品种 (3)优点：明显缩短育种年限，后代不发生性状分离。 (3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得高抗、高 2.突变体的利用 (1)原理：基因突变和植物细胞的全能性。 产、优质、抗逆的新品种，加快育种进程。 ·48· 第二章细胞工程 3.细胞产物的工厂化生产 (1)过程 外植体 脱分化 愈伤分散开 细胞发酵细胞 组织 悬液提取产物 (2)实例：工厂化生产紫草宁 选择增殖速度快且 紫草 脱分化 愈伤 培养 细胞内紫草宁含量 扩大 细胞 组织 培养 高的细胞 大量提取紫草宁 细胞 (3)优点：提高生产速度、便于操作管理。 ◆[互动採究] 下图为植物细胞工程中突变体的利用过程，请据图分 析回答： 诱变处理 外拉体分北愈防织突交体喜新品种 诱导分化 (1)为什么培养至愈伤组织时才进行诱变处理？ 提示：愈伤组织细胞分裂旺盛，不断进行DNA分 子的复制，此时易发生基因突变。 (2)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？ 提示：不是。因为基因突变具有不定向性和多害 少利性，即得到的突变体大多是不符合选育要 求的。 (3)突变体育种所依据的原理是什么？ 提示：基因突变和植物细胞的全能性。 ◆[对点训练] 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： 高秆抗锈病 ①玉巴雄配子@幼苗①选符合 要求的品种 矮秆易染锈病 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.这种育种方法的最大优点是缩短育种年限 D.③过程必须经过受精作用 五维课堂兰 解析：C[该育种方法为单倍体育种，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.下图为烟草植物组织培养过程的示意图。下列有 关叙述正确的是 X细胞 ④ 烟草①，烟草根巴愈伤组织⑧胚状体⑨幼苗 植株组织块 A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的灭菌 处理 B.过程②应使用适宜的培养基，在避光环境中进行 C.过程③发生脱分化，其实质是基因的选择性表达 D.用人工种皮包裹X细胞，可获得烟草的人工 种子 解析：B[植物组织培养技术应在无菌条件下进 行，对过程①获取的根组织块应做消毒处理，而彻 底灭菌会导致组织细胞死亡，A错误；过程②为脱 分化，应根据要求使用适宜的培养基，在避光的环 境中进行，B正确；过程③表示再分化，C错误；人 工种子是指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，经过人工薄膜包装得到 的种子，D错误。] ◆[知识拓展] 突变体的利用与体细胞诱变育种 ①突变体的利用：在植物组织培养过程中，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（如射线、化学物质等）的影 响而产生突变。从这些产生突变的个体中可以筛 选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 这里的处于不断增殖状态的细胞主要指的是愈伤 组织细胞。 ②体细胞诱变育种：在作物育种中，可以对植物的 愈伤组织进行化学[EMS(甲基磺酸乙酯)或SA (叠氨化钠)]或物理（电离辐射）的诱变处理，促使 其发生突变，再通过诱导分化形成植株。从这些 植株中筛选出高抗、高产、优质的突变体，就可以 培育成新品种。 巴五维课堂 课堂自测 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 解析：D[植物组织培养技术不仅可以高效快速 地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗 传特性，并通过作物脱毒提高作物产量，改善作物 品质，A、B、C不符合题意，D符合题意。] 2.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径， 下列叙述不正确的是 ( ) 紫杉 ① 愈伤 ② 单个 ③ 高产 外植体 组织 细胞 细胞群 细胞 分泌物 提取紫杉醇 A.该途径得到高产细胞群后转移到液体培养基中 扩大培养 B.需在无菌和人工控制的条件下进行 C.经过程①细胞的形态和结构发生了变化 D.过程①一般需要适当强度的光照 解析：D[过程③表示细胞大量增殖的过程，需使 用液体培养基，有利于细胞增殖，A正确；为防止污 染，需在无菌和人工控制的条件下进行，B正确；图 中①是脱分化过程，经该过程细胞的形态和结构发 生了变化，成为高度液泡化的薄壁细胞，C正确；过 程①是脱分化过程，需要进行避光处理，D错误。] 3.下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错误的是 () A.细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要 用途之一 B.培养过程中需要先脱分化形成愈伤组织，然后悬 浮培养愈伤组织细胞 C.培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分 D.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 解析：D[培养的愈伤组织不需要再分化就能产 生特定的细胞产物，D错误。] ·50 生物·选择性必修3 ⊙固双基 对应学生讲义P25 4.(多选)细胞工程是一门新兴的生物工程技术，在动 植物育种、药物提取、药物生产等领域的应用十分 广泛。下图所示为植物细胞工程育种的流程，则下 列相关叙述正确的是 甲细胞)处理 (甲原生质体)诱导杂种细胞 乙细胞 乙原生质体 愈伤组织筛遮胚状休选择目的植物 A.甲、乙原生质体融合体现了生物膜的选择透 过性 B.诱导原生质体融合的物理法包括PEG融合法、 高Ca+一高pH融合法等 C.甲、乙原生质体诱导融合成功的标志是杂种细胞 再生出细胞壁 D.培育杂种目的植物的关键性植物激素是生长素 和细胞分裂素 解析：CD[甲、乙原生质体融合体现了生物膜的 流动性，A错误；诱导原生质体融合的物理法包括 离心、振动、电刺激等，化学法一般是用聚乙二醇 (PEG)作为诱导剂，B错误；甲、乙原生质体诱导融 合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁，C正确： 培育杂种目的植物的关键性植物激素是生长素和 细胞分裂素，两者是启动细胞分裂、细胞分化的关 键性激素，D正确。] 5.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的产量， 科学家做了大量的研究工作。如图是关于玉米培 养的过程，请据图回答： 玉米 茎尖 - D G试管苗 组织 愈伤花药 分化 组织 (1)如图A→C,发育成植株D,取D的花药进行离 体培养得到的幼苗属于 ,如图EF,经秋 水仙素处理后发育成植株G;从生殖方式上分析， A→D属于 生殖。 第二章细胞工程 (2)A→C的过程要严格控制 环境。 (3)F→G的过程中用 处理，使细胞染色体 数目加倍，用E→G途径育种的优点是 (4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采 用 育种；若想培育出一种地上结玉米，地 下结马铃薯的植株，可以利用 技术。 解析：(1)取D的花药进行离体培养成幼苗（如图E →F),经秋水仙素处理后发育成植株G,此过程属 于单倍体育种，从生殖方式上分析，A→D属于无 性生殖。 课时评价 基础点精练 》 [知识点一]植物繁殖的新途径 1.下列有关植物细胞工程应用的叙述，不正确的是 ( A.利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病 毒的新品种 B.利用组织培养技术进行微型繁殖，能保持亲本的 优良性状 C.利用细胞培养技术获得紫草素，实现了细胞产物 的工厂化生产 D.利用植物体细胞杂交获得“萝卜一甘蓝”，克服 不同生物远缘杂交不亲和的障碍 解析：A[利用植物的茎尖进行植物组织培养可 以培育脱毒苗，但不能获得抗病毒的新品种，A错 误；利用植物组织培养技术进行微型繁殖，能保持 亲本的优良性状，B正确；利用细胞培养技术获得 紫草素，实现了细胞产物的工厂化生产，C正确；利 用植物体细胞杂交技术获得“萝卜一甘蓝”，克服了 不同生物远缘杂交不亲和的障碍，D正确。] 2.下列哪项不属于植物繁殖的新途径 ( A.微型繁殖 B.作物脱毒 C.细胞核移植 D快速繁殖 解析：C[植物繁殖的新途径包括作物的快速繁 殖，即通过组织培养进行微型繁殖；作物脱毒等 方法。] 3.将植物的茎尖和叶片、茎段、花药等，在无菌的条件 下，培养在人工配制的培养基上，使它发育成完整 的植株。这种技术不仅可以用来培育新品种，而且 还可以快速繁殖植物，及防止植物病毒的危害。下 列关于这种技术的叙述正确的是 () ·51 五维课堂剑 (2)在植物组织培养过程中，要严格控制无菌条件。 (3)F→G的过程中用秋水仙素处理，使细胞染色体 数目加倍；用E→G途径进行单倍体育种的优点是 直接得到稳定遗传的优良品种，自交后代不发生性 状分离，极大地缩短了育种年限。 (4)若想培育出一种能抗虫的玉米新品种，可以采 用基因工程育种；若想培育出一种地上结玉米，地 下结马铃薯的植株，可以利用植物体细胞杂交 技术。 答案：(1)单倍体无性(2)无菌(3)秋水仙素 直接得到稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育 种年限(4)基因工程植物体细胞杂交 。提能力 对应课时作业P16 ①这种技术利用了植物细胞的全能性 ②这种技术叫做组织培养，可以克隆生物体 ③这种技术属于细胞工程的应用领域之一 ④这种技术属于无性繁殖的方式 A.① B.①② C.①②③ D.①②③④ 解析：D[植物组织培养技术是指利用植物的部 分组织或细胞，通过人工培养，使其发育成完整的 植株。这种技术属于细胞工程技术，属于无性繁殖 技术。综合分析，此题选D。] 4.下列关于植物细胞工程的实际应用的叙述，正确 的是 A.草莓茎尖分生区的病毒极少，可用于培育脱 毒苗 B.花椰菜的愈伤组织经过人工薄膜包装可制成人 工种子 C.利用花药离体培养获得能稳定遗传的优良小麦 品种 D.用甲基磺酸乙酯(EMS)、射线等处理愈伤组织 可定向获得抗虫作物突变体 解析：A[草莓茎尖分生区细胞分裂旺盛，病毒极 少甚至无病毒，可用于植物组织培养培育脱毒苗， A正确：人工种子，就是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，经过人工薄膜 包装得到的种子，故花椰菜的愈伤组织不可制成人 工种子，B错误；小麦利用花药离体培养获得的是 单倍体植株，高度不育，C错误；基因突变是不定向 的，所以用甲基磺酸乙酯(EMS)、射线等处理愈伤 组织不能定向获得抗虫作物突变体，D错误。] 世五维课堂 [知识点二]作物新品种的培育和细胞产物的 工厂化生产 5.下列关于工厂化生产细胞产物的叙述，错误的是 A.紫草素和单细胞蛋白都可以进行工厂化生产 B.紫草素的工厂化生产需要经过脱分化形成愈伤 组织 C.工厂化生产中培养的细胞一定要破碎后提取有 效成分 D.工厂化生产时，植物组织培养可以只培养到愈 伤组织阶段 解析：C[B选项，紫草素的工厂化生产只需要脱 分化培养到愈伤组织阶段即可；工厂化生产过程 中，组织培养的细胞收集后，根据所需要的成分选 择破碎或者不破碎细胞进行提取，由此判断C 错误。] 6.明党参是我国珍稀药用植物，对其进行保护性开发 利用的恰当的方法有 ) ①利用细胞工程技术，实现药用成分的工厂化生产 ②大规模培养愈伤组织，直接提取药用成分 ③大规模栽培组织培养苗，获取药用成分④大规模 采集自然界的明党参，将其转移到温室中保护种植 A.①② B.①③ C.①②③④ D.①②③ 解析：D[利用细胞工程技术，可以实现药用成分 的工厂化生产，不必对自然界的明党参进行大规模 的采集和挖掘，从而保护明党参，①正确；可大量培 养愈伤组织，并从中提取有关药用成分，②正确；大 规模栽培组织培养苗，可以实现快速繁殖明党参， 以供药用，③正确；保护珍稀植物最好采用就地保 护的措施，④错误，本题选D。] 7.运用下列各种细胞工程技术培育生物新品种，操作 过程中能形成愈伤组织的是 ①植物组织培养②植物体细胞杂交 ③动物细胞培养。④转基因植物的培育 A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.①②③④ 解析：B[愈伤组织是在植物组织培养过程中经脱 分化形成的。植物组织培养、植物体细胞杂交、转 基因植物的培养等都需经脱分化和再分化培养成 植株，所以都能形成愈伤组织，故选B。] ·5 生物·选择性必修3 8.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：D[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，A正确；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，B正确；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，C正确，D错误。] 9.育种工作离不开相关的生物学知识，如图为某育种 过程的流程图，则下列关于该育种过程所涉及的生 物学原理叙述恰当的是 亲本甲X亲本乙①F,②花药®单倍体幼苗 ①纯合子植株⑤符合要求的植株 A.过程②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基因 突变和染色体畸变 B.过程③为花药离体培养，涉及的原理是植物体细 胞具有全能性 C.过程④为染色体加倍，涉及的遗传学原理是染色 体畸变和基因重组 D.该育种过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理 主要是染色体畸变和基因重组 解析：D[②为减数分裂，涉及的遗传学原理是基 因重组，A错误；③为花药离体培养，涉及的原理是 植物生殖细胞具有全能性，B错误；④为染色体加 倍，涉及的遗传学原理是染色体变异，C错误；育种 过程为单倍体育种，涉及的遗传学原理主要是染色 体变异和基因重组，D正确。] 10.利用相关工程技术可以获得抗黑腐病杂种黑芥 花椰菜植株，已知野生黑芥具有黑腐病的抗性基 因，而花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，技 术人员用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可 第二章细胞工程 使其染色体片段化，并丧失再生能力，再利用此原 生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜 原生质体融合，流程如图。 一紫外线 肉骨格杂绵部 原生质林 PEG 据图回答下列问题： (1)该过程用到的工程技术有 和 (2)过程①用 去除植物细 胞壁，过程②中PEG的作用是 ,经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显 微镜下观察融合的活细胞中有供体的叶绿体存在 可作为初步筛选杂种细胞的标志。 (3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露 醇以保持一定的渗透压，其作用是 。 原生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱 分化形成 (4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再 生植株和双亲植株的根尖，制成装片，然后在显微 镜下观察比较染色体的 ;对杂种植株 进行 接种实验，可筛选出具有高抗性的 杂种植株。 解析：(1)根据图示流程可知，步骤②采用了植物 体细胞杂交技术，由杂种细胞到获得杂种植株的 过程采用了植物组织培养技术； (2)过程①表示从植物细胞获得原生质体的过程， 需要用酶除去植物细胞壁，则要使用纤雏素酶和 果胶酶；过程②是原生质体融合的过程，加入 PEG则是用于促进原生质体的融合； (3)植物细胞失去细胞壁成为原生质体，则需要加 入一定浓度的甘露醇用于维持原生质体形态；原 生质体经过细胞壁再生，进而分裂和脱分化形成 愈伤组织； (4)若需要分析再生植株的染色体变异类型，需要 与双亲染色体比较染色体的形态和数目；对杂种 植株进行黑腐病菌接种实验，可筛选出具有高抗 性的杂种植株。 答案：(1)植物体细胞杂交植物组织培养 (2)纤维素酶和果胶酶促进原生质体的融合 (3)保持原生质体形态愈伤组织 (4)形态和数目黑腐病菌 ·5 五维课堂型 拓展点提升 》 1.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 ( 外植体 分化苗 脱毒苗 茎尖大小 数/个 数/苗 数/苗 小于0.3mm 20 1 1 0.30.5mm 20 10 大于0.6mm 20 13 4 A.在不同的培养阶段培养基中激素的种类和比例 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.培育脱毒苗依据的原理有基因突变和细胞的全 能性 D.0.3~0.5mm大小的茎尖最有利于获得抗病 毒苗 解析：A[在不同的培养阶段，培养基中激素的种 类和比例不同，生长素和细胞分裂素的比例升高有 利于根的分化，比例下降有利于芽的分化，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；培育脱毒苗依据的原理是细胞的全能性，C 错误；0.3~0.5mm大小的茎尖最有利于获得无病 毒苗，而不是抗病毒苗，D错误。] 2.甘蔗种植久了，往往会感染病毒，培育甘蔗脱毒苗 尤为重要，下列关于脱毒苗培育的叙述，不正确 的是 A.利用茎尖或根尖细胞进行组织培养 B.茎尖（或根尖）分生区的细胞中，几乎没有病毒 C.脱毒苗的培育需要经过脱分化和再分化过程 D.培养脱毒苗需要用纤维素酶除去细胞壁 解析：D[培养甘蔗脱毒苗，利用的是植物组织培 养技术，不需要去除细胞壁，故D错误。] 3.下图为利用玉米(2N=20)芽尖细胞（基因型 BbTt)进行实验的流程示意图，其中细胞X发育形 成的植物称为植物X。下列分析正确的是( 雄花 秋水仙素植株B 花药 处理 药 离休培养幼苗2 正常培育植株C 幼苗1 细胞A 细胞a 细胞c 细胞X 世五维课堂 A.幼苗2的形成体现了细胞的全能性，植株X为 杂种二倍体 B.植物体细胞杂交是指细胞a和细胞c诱导形成 细胞X的过程 C.获得植株B的育种方式为单倍体育种，可明显 缩短育种年限 D.植株X的培育属于杂交育种，基本原理是基因 重组 解析：C[幼苗2的形成体现了生殖细胞的全能 性，植株X为四倍体，A错误；植物体细胞杂交是指 细胞a和细胞c诱导融合形成细胞X,并进行离体 培养，获得杂种植株的过程，B错误；先经过花药离 体培养得到单倍体，再经秋水仙素处理获得植株B 的育种方式为单倍体育种，可明显缩短育种年限，C 正确；植株X的培育属于利用植物体细胞杂交培育 新品种，其原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全 能性，D错误。] 4.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：A[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。] 5.(多选)下列关于植物细胞工程实际应用的叙述，正 确的是 ( A.微型繁殖技术的原理是植物细胞的全能性 B.利用茎尖组织培育的幼苗不一定全是脱毒幼苗 C.利用人工种子繁殖优良品种不会出现性状分离 D.未脱毒马铃薯的产量与脱毒马铃薯的产量相同 ·5 生物·选择性必修3 解析：ABC[植物微型繁殖技术就是利用植物组 织培养技术，所以其原理是细胞的全能性，A正确； 利用茎尖组织培育的幼苗不一定全是脱毒幼苗，B 正确；人工种子是利用植物组织培养得到的，如果 利用植物的体细胞进行植物组织培养得到人工种 子，利用该人工种子繁殖属于无性生殖，所以不会 出现性状分离，C正确；未脱毒马铃薯的产量比脱 毒马铃薯的产量低，D错误。] 6.动植物细胞中都含有酯酶，去除细胞壁的植物细胞 称为原生质体。测定原生质体活力的常用方法之 一是荧光素双醋酸酯(FDA)染色法，其基本原理是 FDA本身无荧光，可自由通过细胞膜，经细胞内的 酯酶分解可产生荧光素，荧光素积累在细胞内并能 产生绿色荧光。下列相关叙述不正确的是() A.可用酶解法处理植物细胞获得原生质体 B.FDA通过细胞膜不需要载体蛋白的协助 C.将植物细胞置于FDA溶液中，不发生质壁分离 D.FDA进人动物细胞内，可引起细胞产生绿色 荧光 解析：C[由于植物细胞壁的成分是纤维素和果 胶，因此可以用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质 体，A正确；根据题意“FDA本身无荧光，可自由通 过细胞膜”，说明运输方式是自由扩散，因此不需要 载体，B正确；将植物细胞置于FDA溶液中，当 FDA溶液浓度大于细胞液浓度时，会发生质壁分 离现象，由于FDA可通过自由扩散进入细胞，细胞 可以自动复原，C错误；FDA经细胞内酯酶分解产 生荧光素，荧光素积累在细胞内能产生绿色荧光， D正确。] 7.(多选)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。下列叙述 错误的是 ( ) 取0.5 52℃热水处理 接种到培 1.0mm的 →30min,再38℃ 养基A中， 甘蔗茎尖 处理10~15d 诱导生芽 ① ② ③ 转移到培养基 获得 B中，诱导生根 脱毒苗 ④