第2章 第1节 第2课时 植物细胞工程的应用-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步辅导与测试(人教版)

第2章细胞工程 4.白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别：种即可)，融合完成的标志是 。 由 为20、18。白菜一甘蓝是用细胞工程的方法培育 杂种细胞得到白菜一甘蓝植株还需经过植物组 出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、： 织培养，其中不需要光照的培养过程为 易储存等优点，如图为“白菜一甘蓝”的培育过 程，请回答问题： (3)经花粉直接培育的白菜一甘蓝植株，体细胞 回-回 的染色体数为 。这种植株通常不育，为 白菜 原生 细 质体A 8一 使其可育，需进行人工诱导，通过对幼苗使用 回-回 正在融合的杂种 愈伤白菜一甘蓝 进行处理，这种变异属于 原生质体 细胞 组织 植株 甘蓝细胞原生质体B (4)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的 (1)为了得到原生质体，需先用 处 优点是 理白菜和甘蓝的细胞。 (2)诱导原生质体融合的方法有多种，常用的化 温馨提示 请做课时分层检测（五） 学方法是 (填写中文名称，写出两 第2课时 植物细胞工程的应用 【学习目标】 课程内容标准 核心素养对接 1.生命观念 一一会用生命观念解释植物细胞工程给人们带来的 1.举例说明植物细胞工程的应用有效提高了生产效率。 影响。 2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。 2科学思维—结合单倍体育种、诱变育种等育种方法来理解 3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。 植物组织培养在作物新品种培育方面的应用。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 知识梳理 (二)作物新品种的培育 1.单倍体育种 (一)植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 (或花粉)离体培养· 植株 (1)快速繁殖技术：快速繁殖优良品种的 过程 染色体加倍 纯合二倍体植株 技术，也叫作微型繁殖技术。 (2)特点 ① 繁殖，保持优良品种的遗传特性； ①遗传性状相对稳定；②明显缩短了」 ,节 优点 ②高效、快速地实现种苗的 约了大量的人力和物力 ③可实现工厂化生产。 2.突变体的利用 2.作物脱毒 (1)产生原因：在植物的组织培养过程中，培养细 选材部位 植物顶端 胞易受培养条件和 (如射线、化学物质 顶端 (如芽尖)的病毒极少，甚至 等)的影响而产生突变。 选材原因 (2)利用：筛选出对人们有用的 ,进而培 育成 目前采用 培养技术脱去病毒，已在 (三)细胞产物的工厂化生产 实例 草莓、甘蔗、菠萝和香蕉等许多作 :1.次生代谢物 物上获得成功 (1)概念：植物代谢会产生一些一般认为不是植 物基本的 所必需的产物。 33 生物学选择性必修3 (2)作用：在植物 等方面发挥作用，也是 教材边角 很多药物、香料和色素等的重要来源。 2.生产技术手段： 技术。 教材P40“图2-7”拓展 3.优点 1.根据玉米单倍体育种流程示意图，回答下列问题： (1)生产速度快； 花 (2)不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。 花粉 4.实例：利用紫草细胞的组织培养生产的 。择 具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用红豆杉细 B C.优良品种 胞的组织培养生产的 具有高抗癌活性。 (1)①过程是指 ,②过程要经 自查自纠 过 形成A植株。 (2)③过程表示 (1)微型繁殖技术只能保持亲本的优良特性 (3)A、B植株分别是 ) 教材P41“正文信息”拓展 (2)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方2.植物组织培养技术除了在农业上的应用外，还广 式都属于微型繁殖 ( 泛应用于细胞产物的工厂化生产（如下图），请画 (3)脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植： 出下列细胞产物工厂化生产的流程图： 株的任何部位 栽培6~7年 的人参 (4)利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗 620-30天 病毒的新物种 ( ) (5)利用植物组织培养技术产生突变体，可直接 少 人参细胞发酵罐 多 培育出具有优良性状的新品种 人参皂苷的工厂化生产使产量大大增加 (6)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 关键能力·合作探究 讲练设计探究重点 提能点（一） 植物组织培养是植物繁殖的新途径 情景导引 (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？ 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 用了植物组织培养技术，观察、思考并回答问题： (3)从所需条件上来看，快速繁殖与传统育种方 法相比有哪些优点？ 图1试管苗 图2脱毒草莓（左）和未脱毒草莓（右）》 (1)植物组织培养可以进行快速繁殖的原因是 什么？ 核心归纳 1.快速繁殖（也称微型繁殖） 实质 植物组织培养 原理 植物细胞的全能性 34 第2章细胞工程 C.培育脱毒苗时依据的原理有基因突变和细胞 ①能保持亲本的遗传特性，子代个体的遗传物质 的全能性 与亲本相同； 优点 ②选材少，培养周期短，繁殖率高： D.0.3~0.5mm的茎尖最有利于获得抗病毒的 ③不受自然生长季节的限制，便于自动化管理，有 特性 利于进行工厂化生产 跟踪训练 2.作物脱毒 1.利用马铃薯的块茎进行无性繁殖，种植的世代多 进行作 长期进行无性繁殖的作物（如马铃薯和草莓），它 了以后往往会因感染病毒而减产，为此农户都希 物脱毒 们感染的病毒很容易传给后代。病毒在作物体 望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼 的原因 内逐年积累，从而导致作物产量降低，品质变差 苗的最佳办法是 A.选择优良品种进行杂交 在植物顶端分生区附近（如茎尖）的代谢十分旺 B.在田间喷洒消毒剂 盛、细胞分裂速度快，很少被病毒感染，甚至无病 C.利用茎尖进行植物组织培养 材料的 毒。因此，利用植物的分生组织进行组织培养， 选取 可以使新长成的植株不带病毒，从而获得脱毒 D.人工诱导基因突变 苗。用脱毒苗进行繁殖，种植的作物就有可能不 :2.草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒 带病毒 传播给后代，导致产量降低品质变差。运用快速 繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓快速繁 [典例] 为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术上 殖的基本过程如图，请回答下列问题： 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： 外植侬①愈伤组织②，跸、根一→植株 影响，结果如表所示，下列相关叙述正确的是 (1)快速繁殖培育无病毒草莓苗时，一般选取 ( 作为外植体，其依据是 茎尖大小/mm 外植体数/个 分化苗数/苗 脱毒苗数/苗 (2)与常规的种子繁殖方法相比，植物快速繁殖 小于0.3 20 1 1 技术的特点有 0.30.5 20 10 7 (答出2点即可)。 大于0.6 20 13 (3)过程①中配制好的培养基中，常常需要添加 A.在不同的培养阶段，培养基中生长素和细胞分 ,以利于外植体启动 裂素的比例不同 细胞分裂形成愈伤组织。接种后2~5d,若发现 B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合 外植体边缘局部污染，原因可能是 作用 提能点（二） 作物新品种的培育和细胞产物的工厂化生产 情景导引 (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？ 1.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 脱分化愈伤组纲 外 突筛选哥 体 漆路有晶 2.植物组织（细胞）培养技术除了在农业上的应用 诱导分化 外，还广泛应用于细胞产物的工厂化生产。根据 (1)花药离体培养获得的单倍体幼苗如何诱导染： 生产的目的不同，植物组织（细胞）培养的阶段也 色体加倍？原理是什么？ 不同。若要培养新个体、提取细胞产物，应分别 培养到什么阶段？ 35 生物学选择性必修3 核心归纳 C.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破 D.紫草素在细胞内合成后被分泌到细胞外 1.植物组织培养与植物细胞培养的比较 [易错提醒] 项目 植物组织培养 植物细胞培养 单倍体育种得到的后代不一定都是纯合子 目的 获得植物体 获得细胞产物 (I)基因型为ab、Ab、aB、AB的单倍体植株，经 秋水仙素处理后基因型分别变为aabb、AAbb、 培养基 固体培养基 液体培养基 aaBB、AABB,得到的全是二倍体，均为纯合子。 外植体脱分化愈伤组织 外植体脱分化愈伤细胞培养 (2)若单倍体植株的基因型为AaBb,经秋水仙 厂组织悬浮细胞~ 过程 再分化 继代 素处理后基因型变为AAaaBBbb,得到的是四 培养 幼苗←一胚状体 倍体，但不是纯合子。 细胞产物、一细胞群 实例 各种转基因植物、脱毒苗 人参皂苷的生产 跟踪训练 2.单倍体育种和突变体育种的比较 1.利用植物组织培养技术从红豆杉细胞中提取抗 项目原理 优点 般流程 癌药物紫杉醇，不需要进行的是 A.选取合适的外植体并对外植体进行消毒 单倍染色 明显缩 亲本, B.培养基中加人适量的蔗糖，以提供营养并维持 →花药（或花粉）离体 渗透压 体育体变短育种 培养 脱分化愈伤组织 再分化，单 种 异 年限 C.控制植物激素的种类和含量诱导产生愈伤 倍体植株 染色体加倍，正常植株 组织 D.选择适当的分化培养基培育红豆杉幼苗 产生新 2.下图为二倍体玉米花粉培育成植株的过程。下 诱变处理 突变 基因， 列有关叙述错误的是 基因 体育 大幅度 突变 脱分化愈伤组织 植 雄花这 种 改良某 ①区 些性状 诱导分化 花药 幼苗 [典例门 紫草素具有抗菌、消炎效果。在工业化生 产中，取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组 植株A 植株B 织，再转入紫草素形成培养基，然后再将细胞破 A.过程①是花药离体培养 碎后提取出紫草素。下列相关叙述中，不正确的 B.过程②若正常培养，则植株B是单倍体 是 ( ) C.过程②若使用秋水仙素处理幼苗使其染色体 A.工业化生产过程包括细胞的脱分化和再分化 加倍，则植株B是二倍体纯合子 B.在紫草素生产过程中，不必将愈伤组织培养出： D.若该过程为单倍体育种，则育种原理是基因 根、芽等器官 重组 能力提升·核心素养 提升技能素养提高 社会责任—紫杉醇与癌症防治 应用体验 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，紫杉醇通过导致癌细 1.如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途 胞在有丝分裂时染色体数目异常，从而抑制癌细 径，下列叙述不正确的是 ) 胞分裂和增殖。现在已被广泛用于乳腺癌等癌症 紫杉①愈伤②单个 ③高产 细胞 提取紫 的治疗。 外植体 组织 细胞 细胞群 分泌物 生产紫杉醇的传统方法是从红豆杉的树皮和 A.该途径得到高产细胞群后转移到液体培养基 树叶中提取，但野生红豆杉是濒危植物，这种方法 中扩大培养 不利于对它们的保护。我国科学家经过多年研 B.需在无菌和人工控制的条件下进行 究，筛选出了高产紫杉醇的细胞，通过植物细胞培 C.经过程①后细胞的形态和结构发生了变化 养可以实现紫杉醇的工厂化生产 D.过程①一般需要适当时间和强度的光照 36 第2章细胞工程 2.紫杉醇是一种抗癌药物，传统生产方法是从红豆： C.紫杉醇通常取自愈伤组织细胞的液泡内 杉树皮中分离提取。采用物理或化学方法将红： D.相对而言，IAA和6-BA浓度比为3：1时利 豆杉愈伤组织固定在一定空间内，实现紫杉醇的 于紫杉醇的合成 规模化生产，是提高紫杉醇产率、保护稀缺资源 红豆杉、解决紫杉醇药源紧缺的一种有效方法。 课堂小结 下列相关叙述正确的是 ( ) A.通过植物组织培养诱导红豆杉再分化形成愈： 植物繁殖 快速繁殖 伤组织时，需生长素和细胞分裂素配合使用 的新途径 作物脱毒 B.采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时， 植物 作物新品 单倍体育种 细胞 应选用以糖类作碳源的液体培养基 思维 工程 种的培育 突变体的利用 C.大规模培养红豆杉愈伤组织时需要以牛肉膏、： 导图 的应 用 细胞产物的 蛋白胨等含氨有机物充当氮源 工厂化生产 紫草宁的生产 D.用液体培养基培养固定在一定空间内的愈伤 (次生代谢 人参皂苷的生产 组织生产紫杉醇时，不需要通入无菌空气 物的生产) 3.利用植物组织培养技术，可从红豆杉的愈伤组织 中提取紫杉醇。用MS培养基培养红豆杉愈伤 1.微型繁殖实际是一种无性繁殖，可以保持优良品种的 组织时需加入IAA和6-BA(细胞分裂素)，两种 遗传特性。 激素对细胞内紫杉醇含量的影响如下表。下列 2.植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。因此 说法错误的是 切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可 能不带病毒，从而获得脱毒苗。 IAA/(mg·L1) 4 6 晨读 3.单倍体育种极大地缩短了育种的年限，节约了大量的 必背 6-BA/(mg·L1) 2 人力和物力。 4.由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容 紫杉醇含量/(106mol·L,1) 350 360 190 易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。 A.植物的愈伤组织是具有分生能力的薄壁细胞 5.次生代谢物是植物代谢产生的一些一般认为不是植 B.外植体经脱分化和再分化形成愈伤组织 物基本的生命活动所必需的产物。 随堂巩固·评价演练 循纲忆知素养培育 1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生！3.在拟南芥愈伤组织生芽过程中，细胞分裂素 产，这是利用了该项技术的哪些特点 ( (CK)通过A基因和W基因起作用。为了研究 A.操作简单 A基因与W基因的关系，研究人员将A基因功 B.使优良性状组合在一起 能缺失突变体（突变体a)、过量表达W基因且A C.培育新的性状 基因功能缺失的突变体（突变体b)和野生型的愈 D.高效性和保持种苗的优良遗传特性 伤组织分别置于高CK(CK含量：IAA含量> 2.紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研 1)的培养基中诱导生芽，测定W基因的表达量 究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含 和愈伤组织分化生芽的比例，得到如图所示实验 量的影响，实验结果如表： 结果。下列相关分析错误的是 ( 16 接种干重/ 收获干重/ ·突变体b 紫杉醇含量 光照条件 2 口野生型 口突变体a 1.0 ￥突变体a (g·L-1) (g·L-1) /%(干重) 0.8 。野生型 8 光照 4.33 9.13 0.0070 $0.2 黑暗 4.38 12.10 0.0164 0 6 0 0481216 下列叙述正确的是 高CK诱导时间/d ( 高CK诱导时间/d 图1 图2 A.愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性 A.A基因的表达产物可能会促进W基因的表达 B.愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行 B.A基因在愈伤组织分化生芽的过程中发挥作用 C.光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇 C.W基因的表达产物调控A基因的表达 含量 D.过量表达W基因可使愈伤组织分化生芽的时 D.培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量 间提前 37 生物学选择性必修3 4.我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放在培养： 两种激素。兰花茎尖细 基中进行培养，最终发育成完整的新植株。如图： 胞经过植物组织培养后形成完整兰花植株的技 是细胞培养形成兰花植株的示意图，请据图分析： 术原理是 并回答问题： (3)在植物组织培养的过程中，可以对 兰花植株 进行化学或物理的诱变处理，促使其发 茎尖的切片 ② 生突变，再通过诱导分化形成植株，从中选育出 ⑥ 优良品种。这种作物新品种的培育方法属于 从切片中分离 试管植物 的茎尖细胞 1⑤ 13 (4)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经 胚状体 ④ 愈伤组织 组织培养形成植株，经过染色体加倍后长成可育 植物。这种育种方法称为 ,其 (1)过程③和过程④分别表示植物组织培养过程 优点有 中的 和 (2)在培养过程中，除了提供水分、无机盐、糖类 维生素及氨基酸外，还需要在培养基中加人 温馨提示 请做课时分层检测（六） 第2节 动物细胞工程 第1课时 动物细胞培养 【学习目标】 课程内容标准 核心素养对接 1.阐明动物细胞培养的条件和过程。 1.科学思维 归纳动物细胞培养的条件，构建动物细胞培养过程的图 2.简述干细胞在生物医学工程中有广泛的应用 示模型。 价值。 2.社会责任 关注干细胞的研究进展及其在生物医学工程中的应用。 必备知识·自主梳理 预习新知夯实基础 知识梳理 (4)气体环境 ①O2是细胞代谢必需的； (一)动物细胞培养的条件 ②CO2的主要作用是 1.动物细胞培养的概念：从动物体中取出相关的组 ③比例：95% ,5% 织，将它分散成 ,然后在适宜的培养条（二）动物细胞培养的过程 件下，让这些细胞 的技术。 取动物组织 2.动物细胞培养的条件 (用机械方法或用 、胶原蛋白酶 (1)营养 分散组织细胞 处理一段时间，将组织分散成 ① :将细胞所需的营养物质按种类和所 需量严格配制而成的培养基； 制成细胞悬液 ②特殊成分：加入 等天然成分： 一类细胞 中生长增殖 ③状态：为液体培养基，也称为 原代培养{另一类需要贴附于某些基质表面才能生长 (2)无菌、无毒的环境 增殖，为 ①培养液和所有培养用具进行 处理； 悬浮培养的细胞直接用 法收集 ②在 环境下进行操作； 传代培养)贴壁细胞需要重新用 等处理， ③定期更换 (再离心收集，制成细胞悬液，分瓶培养 (3)温度、pH和渗透压 (三)干细胞培养及其应用 温度 1.胚胎干细胞(ES细胞) 哺乳动物细胞多以36.5士0.5℃为宜 pH 多数动物细胞生存的适宜pH为7.2一7.4 存在 中 位置 渗透压 适宜 38种手段使染色体组加倍（如用秋水仙素处理），从而使植物恢复正常！ 染色体数，多倍体育种常用的有效方法是用秋水仙素处理萌发的种2.提示 外植闲分化食用令散无▣闲老养，美惠图流产狗 组织 悬液 子或幼苗，使其染色体数目加倍，不需要植物组织培养技术，B错 误：利用植物体细胞杂交技术可培育出超级杂种植株，C正确：培育 :关键能力·合作探究 “番茄一马铃薯”植株的原理是细胞膜的流动性和桩物细胞的全能 :提能点（一） 性，D错误。] :情景导引 2.C「过程①是去除植物细胞壁获得原生质体的过程，由于植物细胞 (1)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 壁的主要成分是纤雏素和果胶，根据酶的专一性，该过程需要用纤 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 雏素酶和果胶酶处理，A正确：植物原生质体的融合通常使用聚乙 瓶，诱导再分化形成新植。植物组织培养在实验室进行，受季节、 二醇(PEG)作为诱导剂，B正确：在进行原生质体融合时，会出现多 气候等条件限制较小。 种融合细胞，如染色体组成为MMMM、NNNN和MMNN的细胞， (2)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 C错误：过程④⑤分别通过脱分化和再分化过程，进而形成试管苗， 致作物产量降低，品质交差。而植物顶端分生区附近（如茎尖）的病 D正确。门 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 3.D[由图可知，①为去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体的过程， 生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 该过程需用纤雏素酶和果胶酶处理细胞，A正确：由题干可知，为了 (3)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 使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状，需要将中间偃麦草细胞中 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、 的染色体断裂，过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间！ 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 偃麦草的染色体，B正确：图中过程③为两种原生质体的融合，常用 !核心归纳 的融合手段为物理法和化学法，化学法包括PEG融合法等，C正确： 典例解析在不同的培养阶段，培养基中激素比例不同，生长素和 分析题图及题干信息可知，中间偃麦草的染色体断裂后，部分染色 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 体片段可能被排出体外，仅未排出的染色体片段可整合到菁通小麦 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 的染色体上，因此理论上耐盐小麦的染色体上并不会整合中间偃麦 草和普通小麦的全部基因，D错误。] 脱毒苗时依据的原理是细胞的全能性，C错误；0.3~0.5mm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。 随堂·评价演练 答案A 1,C[细胞的全能性由大到小依次是受特卵、生殖细胞、体细胞。] 跟踪训练 2,B[植物细胞去除细胞壁之后，如果处在低渗溶液中，会吸水涨破，1，C[进行作物脱毒时常采用茎尖作为外植体，原因是茎尖病毒极 所以去细胞壁的过程不能放在低渗溶液中进行，A错误：诱导原生· 少，切取一定大小的茎尖进行植物组织培养，再生的植株就可能不 质体融合可采用物理法，如离心等，也可以采用化学法，如PEG诱· 带病毒，C符合题意。] 导等，B正确：虽然细胞C含有A和B的遗传物质，但是并不会把 2.(1)茎尖这些部位病毒极少，甚至无病毒 A、B两种植株的优良性状都表达出来，而是随机表达，C错误：过程 (2)能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快 ③表示从愈伤组织到胚状体，只是经过再分化过程，没有脱分化， (3)植物激素外植体消毒不彻底 D错误。] 提能点（二》 3.D[植物激素的配比可影响植物的分裂与分化，A正确：春剑为二 情景导引 倍体生物，绿宝石为四倍体生物，形成的杂交兰为三倍体，不可育， :1.(1)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， 说明春剑和绿宝石两个品种之间存在生殖隔离，B正确：春剑为二 也可低温诱导染色体加倍。其原理都是抑制纺锤体的形成。 倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染！ (2)提示因为愈伤组织细胞处在不断分裂过程中，细胞要进行 色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故一共有60条，C正确：不 DNA分子复制（复制时解旋），因此更易发生突变。由于突变是不 同胚中含有不同的遗传物质，故不一定大量杂交兰性状都相同，！ 定向的，产生的变异不一定符合需要。 D错误。] 2.提示若要培养新个体，应培有到试管苗阶段：若要提取细胞产物， 4.解析(1)植物细胞壁的主要成分是纤雏素和果胶，可使用纤雏素 则应培养到愈伤组织阶段。 酶和果胶酶去除细胞壁，得到原生质体。(2)诱导原生质体融合的 !核心归纳 物理法包括电融合法、高心法等：化学法包括聚乙二醇融合法、高 典例解析工业化生产过程包括细胞的脱分化形成愈伤组织和再 C+一高pH融合法等。融合完成的标志是形成的杂种细胞再生 分化形成产生紫草素的细胞，A正确：在紫草素生产过程中，不必将 出新的细胞壁。将杂种细胞培育成杂种植株还需要使用植物组织 愈伤组织培养出根、芽等器官，B正确；紫草的愈伤组织细胞有细胞 培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程一般不 壁，在低渗溶液中不会涨破，C正确：根据题意可知，需将细胞破碎 需要光照，再分化过程要给予适当光照。(3)经花粉直接培育的白 后取出紫草素，因此紫草素在细胞内合成后不能分泌到细胞外，D 莱一甘蓝桩株，体细胞的染色体数为(20十18)÷2=19，不含同源染 错误。 色体，这种植株通常不育，为使其可育，可通过使用秋水仙素使其染： 答案D 色体加倍，这种变异属于染色体变异。(4)植物体细胞杂交技术和！跟踪训练 传统杂交技术相比的优点是打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培！1，D[植物组织培养需要选取合造的外植体并对外植体进行消毒，以 育植物新品种。 防止杂菌污染，A正确：培养基中加入适量的蔗糖，蔗糖既可提供营 答案(1)纤维素酶、果胶酶(2)聚乙二醇融合法、高C+一高 养又能维持渗透压，B正确：脱分化过程中需控制桩物激素的种类 pH融合法形成的杂种细胞再生出新的细胞壁脱分化(3)19 和含量，C正确：从红豆杉细胞中提取抗癌药物紫杉醇，只需培养到 秋水仙素染色体变异(4)打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培： 愈伤组织阶段，不需培育红豆杉幼苗，D错误。] 育植物新品种 2.D[若该过程为单倍体育种，则育种原理为染色体数目变异，D 第2课时植物细胞工程的应用 错误。 必备知识·自主梳理 提升·核心素养 知识梳理 应用体验 (一)1，(1)植物组织培养(2)①无性②大量繁殖2.分生区附近：1.D[外桩体在植物激素的刺激下发生脱分化形成由相对没有分化 分生区附近无病毒茎尖组织马铃薯 的薄壁细胞组成的愈伤组织，因此经过程①脱分化后，细胞的形态 (二)1.花药单倍体育种的年限2.(1)诱变因素(2)突变体 和结构发生了变化，C正确：过程①表示脱分化过程，需要避光处 新品种 理，D错误。门 (三)1.(1)生命活动(2)抗病、抗虫2.植物细胞培养4.紫草宁 !2.B[通过植物组织培养诱导红豆杉脱分化形成愈伤组织，A错误； 紫杉醇 采用植物细胞工程技术大规模生产紫杉醇时，应选用以糖类作碳源 自查自纠 的液体培养基，便于收集表达产物，B正确：大规模培养红豆杉愈伤 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6) 组织时需要以含氮无机盐充当氦源，C错误：用液体培养基培养固 教材边角 定在一定空间内的愈伤组织生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，利 1,(1)花药（花粉）离体培养脱分化和再分化(2)人工诱导染色体：于细胞进行有氧呼吸，D错误。] 加倍(3)单倍体、纯合二倍体 3.B「愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无 定形状态的薄壁细胞，A正确；由高度分化的植物组织或细胞产生 178 愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化，B错误：紫杉醇通常取自！核心归纳 愈伤组织细胞的液泡内，C正确；由表格数据分析可知，LAA浓度为！典例解析甲→乙和丙→丁过程需要用胰蛋白酶、胶原蛋白酶等处 6mg·L1时，它与6-BA浓度比为3：1，此时紫杉醇含量最高，由！ 理，A错误：丙为原代培养，丁为传代培养，二者都需在添加血清的 此说明，相对而言该浓度比例更利于紫杉醇的合成，D正确。] 合成培养基中进行，B正确：丙过程和丁过程均会出现细胞贴壁生 随堂·评价演练 长和接触抑制现象，C错误；为避免培养过程中的杂菌污染，保证其 1,D[植物微型繁殖技术操作过程复杂，是一种无性繁殖方式，后代 气体需要，丙、丁过程中需松动培养瓶盖，将其置于含95%空气和 与亲代性状相同，不能培育新的性快，能保持植物原有的遗传特性， 5%C),的混合气体的C(),培养箱中培养，D错误。 繁殖速度快，D正确。门 答案B 2.B[愈伤组织生长的原理是细胞增殖，A错误：愈伤组织培养过程跟踪训练 要在无蓝条件下进行，B正确：光照抑制愈伤组织的生长，紫杉醇含！1，A[抗生素具有杀菌作用，但不能杀灭病毒，不能防止培养过程中 量相对较少，C错误：培养基中的有机物能为愈伤组织提供能量和 被病毒感染，A错误。] 营养，D错误。] 2.D[取小鼠的皮肤组织应在无菌条件下进行，A正确：乙过程可用 3.C[野生型拟南芥A基因功能正常，突变体中A基因功能缺失，： 胰蛋白酶处理皮肤组织，使其分散成单个细胞，然后用培养液将细 根据题图1中的数据可知，野生型的愈伤组织的W基因表达量高，， 胞制成细胞悬液，B正确：原代培养和传代培养细胞均会出现接触 说明A基因的表达产物可能会促进W基因的表达，A正确：据题图 抑制现象，C正确，D错误。] 2中的数据可知，突变体的愈伤组织不能分化出芽，而野生型的愈 !提能点（二） 伤组织可以，说明A基因在愈伤组织分化生芽的过程中发挥作用， :情景导引 B正确：实验缺乏检测A基因表达量的数据，不能说明W基因的表 (1)提示基因的选择性表达。 达产物调控A基因的表达，C错误：由题图2可知，过量表达W基！ (2)提示诱导多能于细胞具有发有的全能性，可以被诱导分化形 成新的组织细胞，经移植可使坏死或退化部位得以修复并恢复正常 因可使愈伤组织分化生芽的时间提前，D正确。] 功能。 4.解析(1)由题意分析可知：过程③为脱分化、过程④为再分化。} (3)提示通过于细胞体外诱导分化，可以培有出人造器官，从而解 (2)植物组织培养的培养基成分：水分、无机盐、糖类、雏生素以及氯 基酸、植物激素（生长素和细胞分裂素）等。兰花茎尖细胞经过植物 决供体器官不足的问题。又由于人造器官是自身细胞经诱导分化 组织培养后形成完整兰花植株的技术原理是植物细胞一般具有全 形成的，所以可以避免免疫排斥反应。 能性。(3)在植物组织培养的过程中，可以对愈伤组织进行化学或 !核心归纳 :典例解析肌肉细胞中无关键基因，因此与PS细胞的遗传物质不 物理的诱变处理，促使其发生突变，再通过诱导分化形成植株，从中 同，A错误：题图中仅体现出PS细胞具有分化成多种细胞类型的 选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于突变体的利用。 潜能，未体现出PS细胞具有全能性，B错误：用该技术得到的新生 (4)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒，经植物组织培养形成 器官替换供体病变器官，可避免异体移植产生的免疫排斥反应，C 植株，再进行染色体加倍，这种育种方法称为单倍体育种，其突出优· 正确；由图可知，4个关键基因的表达使肌肉细胞发生了“脱分化”， ,点是极大地缩短育种年限，节约大量的人力和物力。 使PS细胞功能趋向多能化，D错误」 答案(1)脱分化再分化(2)生长素和细胞分裂素植物细胞： 答案C 一般具有全能性(3)愈伤组织突变体的利用（或诱变育种） ·跟踪训练 (4)单倍体育种极大地缩短育种年限，节约大量的人力和物力等 :1.B[胚胎干细胞能分化为各种细胞的实质是基因的选择性表达。] 第2节动物细胞工程 !2.D[ES细胞存在于早期胚胎中，能分化成各种类型的细胞，并进一 第1课时动物细胞培养 步形成机体的所有组织、器官甚至生物个体，A、B错误：PS细胞是 必备知识·自主梳理 分化的体细胞在体外经人工诱导培养形成的类似胚胎干细胞的一 种细胞，在特定条件下可诱导分化成各种组织细胞，C错误， 知识梳理 D正确。] (一)1.单个细胞生长和增殖2.(1)①合成培养基②血清③培 养液(2)①灭菌②无菌③培养液(4)②维持培养液的pH !提升·核心素养 ③空气C0), 应用体验 (二)胰蛋白酵单个细胞悬浮在培养液细胞贴壁离心胰蛋1.：[动物细胞培养需要用陵蛋白酶处理使知胞分散，但植物组织培 养过程不需要胰蛋白酶处理，B错误。] 白酶 (三)1，早期胚胎任何一种2.成体组织或器官组织特异 特定2.A[动物细胞培养所用培养基与桂物组织培养所用培养基的成分 不同，如培养动物细胞的培养基中需加入血清，而桩物组织培杀所 的细胞或组织造血神经3，胚胎免疫排斥反应 用的培养基则不需加入血清，A符合题意：动物细胞培养与植物组 自查自纠 织培养都需要在无菌、人工控制的条件下进行，B不符合题意：动物 (1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)×(7)×(8)× 细胞培养与植物组织培养过程中都可发生遗传物质的改变，C不符 教材边角 合题意；植物组织培养最终能够形成完整的植物体，能体现植物细 1,胰蛋白酶、胶原蛋白酶等原代培养C()2培养箱传代 胞的全能性，动物细胞最终不能被培养成新的动物，不能体现动物 2.(1)提示科学家已尝试采用多种方法来制备PS细胞，包括借助： 细胞的全能性，D不符合题意。] 载体将特定基因导入细胞中，直接将特定蛋白导入细胞中或者用小 :随堂·评价演练 分子化合物等来诱导形成PS细胞。PS细胞最初是由成纤维细胞 :1.B[壁虎断尾后重新长出尾部，没有形成新个体，不能体现动物细 转化而来的，后来发现已分化的T细胞、B细胞等也能被诱导为PS 胞的全能性，A错误：蜜蜂的未受精卵细胞发育成雄蜂，体现了动物 细胞。 细胞的全能性，B正确：用体外培养的皮肤治疗烧伤病人属于自体 (2)提示①PS细胞诱导过程不破坏胚胎，因此不涉及伦理问题：： 移植，没有形成新个体，不能体现动物细胞的全能性，C错误：小鼠 ②PS细胞可以来源于病人自身的体细胞，将它移植回病人体内后，： 腺细胞的自我复制属于细胞分裂，不能体现动物细胞的全能性，D 理论上可以避免免疫排斥反应。 错误。」 关键能力·合作探究 !2.A[PS细胞是经人工诱导产生的，脐带间充质千细胞不是诱导多 提能点（一） 能千细胞，A错误：离心后胰蛋白酶存在于离心管的上清液中，通过 情景导引 去除上清液可除去胰蛋白酶，B正确：过程①为分离组织细胞获得 (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 单细胞的过程，常用胰蛋白酶处理，C正确：开始培养的一段时间 产物的及时排出。 内，细胞分裂旺盛，其数量可呈“J”形增长，D正确。] (2)提示动物细胞培养时细胞只进行生长和增殖，不能得到完整！3.A「成人体内的小肠（已分化的组织）千细胞属于成体千细胞，①正 个体，植物组织培养可以获得完整个体。 确：小肠干细胞可以分化为吸收细胞、杯状细胞、内分泌细胞和潘氏 (3)提示随着原代培养的进行，细胞密度过大、有害代谢物积累和：细胞等类型的细胞，说明小肠干细胞是多能干细胞，③正确。] 营养物质缺乏以及贴壁生长会出现接触抑制，细胞会逐渐停止分裂！4.C[细胞全能性的体现必须是具有产生完整有机体或分化成其他 增殖，因此要传代培养。 各种细胞的潜能和特性，胚胎干细胞制造出8种蛋白质并未体现细 (4)提示B点。 胞全能性，A错误：由于上述方法得到的早期胚胎是由胚胎千细胞 (5)提示能无恨增殖 转化后与精子受精结合形成的，胚胎千细胞是体细胞，并不是经过 179