第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用（学生版）-【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）

生物·选择性必修第三册 3.提示：克服了不同种植物远缘杂交不亲和的障碍，使不同种 植物杂交成为可能。 对点训练 1.C[植物体细胞杂交过程包括不同种植物原生质体的融 合、融合原生质体再生出细胞壁形成杂种细胞、杂种细胞发 育为杂种植株的过程，A、B正确；参与植物细胞壁形成的细 胞器主要是高尔基体和线粒体，C错误；杂种细胞再生出细 胞壁是细胞融合成功的标志，D正确。] 2.B[酶解法可用于去除细胞壁获得原生质体，但不能在低 渗溶液中进行，否则原生质体会吸水涨破，A错误；培育成的 马铃薯新品种是细胞融合的结果，其为六倍体，与野生型（二 倍体)或四倍体栽培种之间存在核型差异，B正确；过程②是 植物组织培养的脱分化过程，其培养基中需添加等量的生长 素类和细胞分裂素类植物生长调节剂，C错误；③为再分化 过程，植株的抗病性状是由蛋白质表现出来的，可以采用抗 原一抗体杂交的方法鉴定，DNA分子杂交技术只能检测是 否含有抗病基因，D错误。] 课堂自测·固双基 1.A[由于植物分生组织中病毒很少或没有病毒，常用茎尖 通过组织培养技术培育脱毒苗；细胞杂交通常用于培育杂种 个体；显微注射技术常用于基因工程，培育转基因生物；核移 植技术常用于培养克隆动物。故A项符合题意。] 2.B[细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完 整生物体或分化为其他各种细胞的潜能。能体现细胞全能 性的最好实例是植物组织培养，离体的植物器官、组织或细 胞经过脱分化和再分化最终能形成一个完整的植株。紫色 糯性玉米种子培育出植株是由种子经过萌发、生长成一个完 整的植物体，即来源于种子，没有体现出细胞的全能性。A、 C、D三项都要用到植物组织培养技术，故B项符合题意。] 3.C用酒精对外植体进行消毒处理，培养基需要高压蒸汽 灭菌处理，A正确：离体的植物组织、器官或细胞经过脱分化 过程形成愈伤组织，脱分化受基因选择性表达的调控，B正 确；将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上培 养，长出芽后再诱导生根，C错误；将幼苗先移植到消过毒的 蛭石或者珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入 土，D正确。」 4.D[将胡萝卜韧皮部细胞培养成幼苗的过程中，多使用MS 培养基，该培养基中含有硝酸钾、硝酸铵等盐类，同时还含有 蔗糖和氨基酸，在植物组织培养的培养基中还需添加生长素 和细胞分裂素以促进细胞分裂、脱分化和再分化；而纤维素 酶和果胶酶会分解胡萝卜韧皮部的细胞壁，不能用于胡萝卜 韧皮部细胞的培养。D符合题意。门 5.解析：(1)①过程为去除细胞壁过程，根据酶的专一性，使用 了纤雏素酶和果胶酶。过程③为细胞壁的再生，细胞壁的形 成与高尔基体密切相关。 (2)过程④属于脱分化，⑤属于再分化形成具有根、芽的 幼苗。 ·9 (3)人参(2N=48)和胡萝卜(2N=18)均属于二倍体，通过 体细胞杂交获得的人参一胡萝卜杂种植株含有四个染色体 组，属于四倍体；人参和胡萝卜属于不同物种，二者之间存在 生殖隔离，采用有性杂交得到的后代不可育。 答案：(1)纤维素酶和果胶高尔基体(2)⑤(3)四不 可育 第2课时植物细胞工程的应用 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.(1)植物组织培养(2)无性大量繁殖2.(1)分生区 附近(2)分生区附近无病毒(3)茎尖组织马铃薯 二、1.(1)花药单倍体(2)稳定遗传育种的年限 2.(1)培养条件诱变因素化学物质产生突变 (2)突变体新品种 三、1.(1)植物基本的生命活动所必需(2)抗病、抗虫 药物香料色素2.植物细胞培养3.耕地季节 4.紫草宁紫杉醇 基础诊断 1.×2./3.×4.×5.× 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 1.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。 2提示：快速繁殖是在具有一定人工设施的室内生产，可以不 受季节、气候等自然条件的限制。 3.提示：脱毒苗是选择植物的茎尖（刚形成，病毒极少，甚至无 病毒)进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴。抗毒 苗是把某抗病基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培育 形成的，属于基因工程的范畴。 对点训练 1.B[植物细胞工程中用于快速繁殖优良品种的植物组织培 养技术被称为植物的快速繁殖技术，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；植物组织培养技术可用于体细胞诱变育种，C正确；用组 织培养技术生产人参，其生长速度快，药用成分和药理活性 更加优良，D正确。] 2.D[植物组织培养操作繁琐，A错误；植物组织培养为无性 繁殖，能保持亲本的优良特性，但不能使优良性状组合在一 起，也不能培育新的性状，B、C错误；植物的快速繁殖技术既 能实现高效、快速繁殖，又能够保持植物优良品种的遗传特 性，D正确。] 疑难点二互动探究 (1)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)提示：不一定。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)提示：基因突变和植物细胞的全能性。 对点训练 1.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.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。] 课堂自测·固双基 1.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.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.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。] 4.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.解析：(1)取D的花药进行离体培养成幼苗（如图EF),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。 (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，地下结马铃著的植株， 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)植物体细胞杂交 ·9 参考答案 第2节 动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 教材梳理·预新知 基础梳理 一、1.胰蛋白酶原代培养胰蛋白酶2.(1)培养液代谢物 (2)血清(3)36.5±0.5℃7.27.4 (4)5%CO2维持培养液的pH3.有毒物质 二、2.任何一种类型所有组织和器官甚至个体精原免疫 排斥 基础诊断 (1)×(2)×(3)×(4)× 互动探究·克疑难 疑难点一互动探究 1.提示：①保证细胞所需要的营养供应；②保证细胞内有害代 谢物的及时排出。 2.提示：细菌、真菌和病毒等均可造成细胞培养环境的污染，而 离体培养的细胞已失去了对微生物和有毒物质的防御能力， 一旦受到污染或自身代谢物质积累等，培养的细胞就会 死亡。 3.提示：不能，动物细胞高度分化，不能表现出细胞的全能性， 培养时细胞只进行生长和增殖，不能得到完整个体。 对点训练 1.D[全能性是指已分化的细胞仍然具有发育成完整个体或 分化成其他各种细胞的潜能，动物细胞培养没有体现动物细 胞的全能性，A错误：乙过程对皮肤组织可用胰蛋白酶或胶 原蛋白酶处理，B错误；丙过程属于原代培养，此过程的细胞 大部分能保持正常的二倍体核型，有些细胞的遗传物质也可 能发生改变，C错误；丁过程属于传代培养，此过程少数细胞 会发生突变，朝着癌细胞方向发展，可能会无限增 殖，D正确。] 2.B[动物细胞的全能性随分化程度的提高而受限变弱，只 能通过核移植实现克隆动物的目的，所以动物细胞的全能性 不容易实现；动物细胞的全能性与细胞核大小无关。] 疑难点二互动探究 1,提示：胚胎干细胞可从早期胚胎中分离出来。胚胎干细胞具 有发育的全能性，能分化为动物体内任何一种组织。 2.提示：通过胚胎干细胞体外诱导分化，可以培育出人造器官， 从而解决供体器官不足的问题。另一方面，由于是自身细胞 经诱导分化形成的，所以无免疫排斥反应。 对点训练 1.D[脐带血中含有干细胞，干细胞具有全能性，可以分化得 到不同种类的细胞。] 2.C「脐带血中含有大量未成熟的造血干细胞，将脐带血细 胞移植，对白血病、再生障碍性贫血等恶性血液病的治疗具 有疗效；用干细胞培育出人体需要的器官用来移植治疗，只 要诱导细胞分化成该组织、器官即可，不需激发其所有全能 性：脐带血移植属自体移植，基本不会发生免疫排斥反应，不 需要长期给他使用免疫抑制药物。] 课堂自测·固双基 1.A[动物细胞培养的培养基与植物组织培养的培养基不 同，动物细胞一般用液体培养基培养，而植物组织培养一般第二章细胞工程 第2课时 植物细胞工程的应用 抖音扫码获取资源 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 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、 速繁殖，培养脱毒苗和作物新品种培育上的作用 脱毒、次生代谢物生产、育种等方式有效 科学探究：理解植物组织培养技术在细胞产物的工 提高了生产效率 厂化生产领域的应用 ● 教材梳理。预新知 ◆汇基础梳理] 2.突变体的利用 一、植物繁殖的新途径 (1)产生原因：在植物的组织培养过程中，易受 1.快速繁殖 和 (如射线 等) (1)概念：快速繁殖优良品种的 的影响而 技术。 ①繁殖，保持优良品种的遗传特性 (2)利用：筛选出对人们有用的 ,进而 (2)特点{②高效、快速地实现种苗的 培育成 ③可实现种苗的工厂化生产 三、细胞产物的工厂化生产 2.作物脱毒 1.次生代谢物 (1)选材部位：植物的 (1)概念：植物代谢会产生一些一般认为不是 (2)选材原因： 的病毒极少，甚至 的产物。 (3)实例：目前采用 培养技术来脱除 (2)作用：在植物 等方面发挥 病毒，在 、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉 作用，也是很多 和 等主要经济作物上已获得成功。 等的重要来源。 二、作物新品种的培育 2.生产技术手段： 技术。 1.单倍体育种 (1)过程： 离体培养 植株 3.优点：不占用 ,几乎不受 染色体加倍纯合子植株。 天气等的限制 4.实例：利用紫草细胞培养生产的 具 (2)优点 ①后代是纯合子，能 有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉 ②极大地缩短了 细胞培养生产的 具有高抗癌活性。 ·29· 生物·选择性必修第三册 ◆[基础诊断] 3.单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是 1.脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自 一致的。 植株的任何部位。 ( ) 4.工厂化生产的细胞产物，其化学成分都是蛋 2.天然种子萌发后长成的植株容易发生性状 白质。 () 分离，人工种子长成的植株性状不分离。 5.植物的种子发育成完整植株也体现了细胞的 全能性。 互动探究。克疑难 疑难点一植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 ◆[互动探究] (1)实质：植物组织培养。 草莓传统的繁殖方式易将所感染的病毒传 (2)原理：植物细胞的全能性。 播给后代，导致产量降低、品质变差。运用 (3)优点 快速繁殖技术可以培育出无病毒植株。请 ①能保持亲本的优良性状，子代个体的遗 回答有关问题： 传物质与亲本相同。 ②选材少，培养周期短，繁殖率高。 1.作物培养过程中为什么要进行作物脱毒，如 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化 何进行作物脱毒？ 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 长期进行无性繁殖的作物（如马铃薯和草 2.从所需条件来看，快速繁殖与传统育种方法 莓)，它们感染的病毒很容易传给后代。病 毒在作物体内逐年积累，从而导致作物产 相比有哪些优点？ 量降低，品质变差。 (2)材料的选取 在植物分生区附近（如茎尖和根尖），由于 代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素，很 3.脱毒苗与抗毒苗有何区别？ 少被病毒感染，甚至无病毒。因此，利用植 物的分生组织进行组织培养，可以使新长 成的植株不带病毒，从而获得脱毒苗。用 脱毒苗进行繁殖，种植的作物就不会或极 少感染病毒。 ·30· 第二章细胞工程 ◆[对点训练] D.用组织培养技术生产人参，其生长速度 1.下列关于植物细胞工程的实际应用，错误的 快，药用成分和药理活性更加优良 是 ( ) 2.人们利用植物的快速繁殖技术进行种苗的 A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养 工厂化生产，这是利用了该项技术的哪一特 技术被称为植物的快速繁殖技术 点 ( B.切取草莓的茎尖进行组织培养，获得的 A.操作简单 脱毒苗具有抗病毒特性 B.使优良性状组合在一起 C.植物组织培养技术可用于体细胞诱变 C.培育新的性状 育种 D.高效性和保持种苗的优良遗传特性 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 3.细胞产物的工厂化生产 (1)原理：整个单倍体育种过程的原理是染色 (1)过程 体变异，其中花药离体培养利用了植物细 外植体 脱分化 愈伤 分散开 细胞 胞的全能性。 组织 悬液 (2)过程 发酵细胞 提取 单倍体 产物 花药离 脱分化 愈伤 再分化 (2)实例：工化生产紫草宁 体培养 组织 植株 选择增殖速度快且 染色体 正常 紫草 脱分化 愈伤 塔养 细胞内紫草宁含量 加倍 细胞 组织 植株 高的细胞 (3)优点：明显缩短育种年限，后代不发生性状 扩大天量提取 培养细胞 紫草宁 分离。 2.突变体的利用 (3)优点：提高生产速度、便于操作管理。 ◆[互动探究] (1)原理：基因突变和植物细胞的全能性。 下图为植物细胞工程中突变体的利用过程，请 (2)过程 据图分析回答： 诱变 诱导 诱变处理 处理 分化 外植体脱分化 愈伤组织不突变体薄连 培育新品种 外植体 脱分化 愈伤组织 突变体筛进 新品种 诱导分化 培育 (1)为什么培养至愈伤组织时才进行诱变 (3)优点：提高愈伤组织的突变率，可以获得抗 处理？ 病、抗盐、高产、蛋白质含量高的新品种，加 快育种进程。 31 生物·选择性必修第三册 (2)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为 A.对过程①获取的根组织块应做较彻底的 什么？ 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 (3)突变体育种所依据的原理是什么？ C.过程③发生脱分化，其实质是基因的选 择性表达 ◆汇对点训练] D.用人工种皮包裹X细胞，可获得烟草的 1.用纯种的高秆(D)抗锈病(T)小麦与矮秆 人工种子 (d)易染锈病(t)小麦培育矮秆抗锈病小麦 ◆[知识拓展] 新品种的方法如下： 突变体的利用与体细胞诱变育种 高秆抗锈病<矮秆易染锈病①F, ，雄 (1)突变体的利用：在植物组织培养过程中，由 配子@幼苗①选出符合 于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此容 要求的品种 易受到培养条件和诱变因素（如射线、化学物 下列有关此种育种方法的叙述，正确的是 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 A.这种育种方法叫杂交育种 培育成新品种。这里的处于不断增殖状态的 B.过程④必须使用生长素处理 细胞主要指的是愈伤组织细胞。 C.这种育种方法的最大优点是缩短育种 (2)体细胞诱变育种：在作物育种中，可以对植 年限 物的愈伤组织进行化学[EMS(甲基磺酸乙 D.③过程必须经过受精作用 酯)或SA(叠氨化钠)]或物理（电离辐射）的诱 2.下图为烟草植物组织培养过程的示意图。 变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形 下列有关叙述正确的是 ( 成植株。从这些植株中筛选出抗病、抗盐、蛋 X细胞 烟草①烟草根② ④1 白质含量高的突变体，就可以培育成新品种。 愈伤组织③胚状体⑤幼苗 植株 组织块 课堂自测⊙固双基 1.通过植物组织培养技术繁育农作物，其优点 2.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇 不包括 的途径，下列叙述不正确的是 ( A.加快繁育速度 红豆杉 愈伤 单个 ③ 高产 B.保持亲本优良性状 外植体 组织 细胞 细胞群 C.培育出无病毒植株 细胞 提取 紫杉醇 D.改变植物的基因型 分泌物 ·32· 第二章细胞工程 A.该途径得到高产细胞群后转移到液体培 C.甲、乙原生质体诱导融合成功的标志是 养基中扩大培养 杂种细胞再生出细胞壁 B.需在无菌和人工控制的条件下进行 D.培育杂种目的植物的关键性植物激素是 C.经过程①细胞的形态和结构发生了变化 生长素和细胞分裂素 D.过程①一般需要适当强度的光照 5.玉米是一种主要的农作物，为了提高玉米的 3.下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述，错 产量，科学家做了大量的研究工作。如图是 误的是 ( 关于玉米培养的过程，请据图回答： 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 G试管苗 组织愈伤 花药 分化 组织 D.培养的愈伤组织需要经过再分化产生特 (1)如图A→C,发育成植株D,取D的花药 定的组织细胞后才能产生特定的细胞 进行离体培养得到的幼苗属于 ,如 产物 图E→F,经秋水仙素处理后发育成植株G; 4.(不定项)细胞工程是一门新兴的生物工程 从生殖方式上分析，A→D属于 生殖。 技术，在动植物育种、药物提取、药物生产等 (2)A→C的过程要严格控制 领域的应用十分广泛。下图所示为植物细 环境。 胞工程育种的流程，则下列相关叙述正确 (3)F→G的过程中用 处理，使细胞 的是 ( 染色体数目加倍，用E→G途径育种的优点 甲细胞 处理 甲原生质体 诱导 杂种细胞 是 乙细胞 乙原生质体 →愈伤组织筛连胚状体选择目的植物 (4)若想培育出一种地上结玉米，地下结马 A.甲、乙原生质体融合体现了生物膜的选 铃薯的植株，可以利用 择透过性 技术。 B.诱导原生质体融合的物理法包括PEG融 ©温馨提污 学习至此，请完成配套训练 合法、高Ca+一高pH融合法等 ·33·