2.1.3植物细胞工程的应用课件-2025-2026学年高二下学期生物人教版选择性必修3

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三大核心内容，通过单倍体育种流程图、紫杉醇生产途径等情境任务导入，衔接植物组织培养技术基础，构建从原理到应用的学习支架。 其亮点在于结合科学思维与探究实践，通过对比表格（植物组织培养与细胞培养）明晰技术差异，依托脱毒马铃薯、紫草宁生产等实例深化生命观念，学生可提升知识应用与探究能力，教师能获得丰富教学案例及评价资源，助力高效教学。

第3课时 植物细胞工程的应用 1 一、植物繁殖的新途径 1.快速繁殖 (1)含义：用于快速繁殖优良品种的__________________，被人们形 象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作__________技术。 植物组织培养技术 微型繁殖 (2)优点： ①可以____________地实现种苗的大量繁殖； ②保持优良品种的__________。 高效、快速 遗传特性 (3)举例：桉树、甘蔗、铁皮石斛等试管苗的生产。 预 习 梳 理 2 2.作物脱毒 (1)原理：植物顶端________附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。 (2)适用作物：用______繁殖的方式繁殖的作物。 (3)操作过程：切取一定大小的茎尖进行__________，得到脱毒苗。 (4)优点：脱毒作物在______和______方面明显优于没有脱毒的作物。 分生区 无性 组织培养 产量 品质 (5)举例：脱毒马铃薯、脱毒草莓。 预 习 梳 理 3 二、作物新品种的培育 1.单倍体育种 (1)过程 花药(二倍体植物)____植株纯合二倍体植株 优良 品种 [答案] 离体培养; 单倍体 (2)优点:极大地__________________，节约了大量的人力和物力。 缩短了育种的年限 预 习 梳 理 4 (3)单倍体植株的其他应用 由于大多数单倍体植株的细胞中只含有______染色体，染色体加倍 后得到的植株的______性状容易显现，因此它也是进行___________ 育种和研究遗传突变的理想材料。 一套 隐性 体细胞诱变 (4)举例：水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。 预 习 梳 理 5 2.突变体的利用 (1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断 ______的状态，因此它们容易受到培养条件和__________(如射线、 化学物质等)的影响而产生突变。 增殖 诱变因素 (2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的________，进而 培育成新品种。 突变体 (3)举例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。 预 习 梳 理 6 三、细胞产物的工厂化生产 1.含义:利用______________来获得目标产物的过程。 植物细胞培养 (1)植物细胞培养：指在离体条件下对单个__________或细胞团进行 培养使其增殖的技术。 植物细胞 (2)植物细胞次生代谢物：植物代谢产生的一些一般认为不是植物基 本的生命活动______________。(注：初生代谢产物是生物生长和生 存所必需的，如糖类、脂质、蛋白质和核酸等。) 所必需的产物 预 习 梳 理 7 2.过程：外植体 愈伤组织 分散开获得__________ 培养提取 __________。(注：愈伤组织分散在液体培养基扩大培养。) 3.优点：不占用______，几乎不受____________等的限制。 细胞悬液 细胞产物 耕地 季节、天气 4.举例 (1)培养紫草细胞提取紫草宁。 (2)培养红豆杉细胞，获取抗癌药物——________。 (3)培养人参细胞，提取__________。 紫杉醇 人参皂苷 预 习 梳 理 8 (1)微型繁殖技术利用了植物细胞的全能性。( ) √ (2)脱毒苗能明显提高产量，但品质没有发生变化。( ) × [解析] 脱毒苗的产量和品质明显优于未脱毒苗。 (3)体细胞诱变育种获得的都是具有优良性状的新品种。 ( ) × [解析] 体细胞诱变育种的原理是基因突变，获得的不都是具有优良 性状的新品种。 (4)单倍体育种是通过花药离体培养直接形成新品种的过程。 ( ) × [解析] 单倍体育种是通过花药离体培养形成单倍体植株，再诱导其 染色体数目加倍形成新品种的过程。 预 习 检 测 9 (5)单倍体育种获得的个体都是纯合子。( ) × [解析] 如果亲本是二倍体，单倍体育种获得的个体一般是纯合子， 但如果亲本为多倍体，得到的单倍体植株经染色体加倍后，可能为 杂合子。如亲本基因型为 的个体，经单倍体育种可能获得基因 型为 的杂合子。 (6)突变体育种常用射线、化学物质处理愈伤组织。( ) √ (7)植物细胞内的蛋白质是次生代谢物。 ( ) × [解析] 植物细胞内的蛋白质是初生代谢物，而不是次生代谢物。 预 习 检 测 10 任务一 单倍体育种 【情境】单倍体育种过程的流程图： 亲本 花药单倍体纯合子 选择所 需类型 (1)原理：______________________________。 (2)花药中的花粉粒含有精子，通过花药离体培养获得了单倍体幼苗， 说明___________________________________。 (3)若图中亲本基因型为 ，则单倍体幼苗的基因型为__________ _______。 染色体变异、植物细胞的全能性 植物的精子(生殖细胞)具有细胞全能性 、、、 任 务 活 动 11 (4)单倍体育种中通过花药培养获得单倍体幼苗，经_______________ ________处理使染色体数目加倍后即可得到性状能稳定遗传的植株， 该育种方法的优点是_________________________________________ _______。 秋水仙素 (或低温) 极大地缩短了育种的年限，节约了大量的物力 和人力 任 务 活 动 12 例1 单倍体育种技术能够快速、高效地纯化育种材料，在蔬菜品种 改良、加速品种选育进程方面具有重要意义，受到育种专家的重视。 下列与此相关的叙述错误的是( ) A.分别诱导离体的雌、雄配子发育而获得的蔬菜幼苗均为单倍体 B.植物激素的种类和比例直接影响原材料分化成完整植株 C.需用一定浓度的秋水仙素处理单倍体蔬菜植株幼苗 D.通过单倍体育种得到的蔬菜细胞中含有某基因的染色体只有一条 √ 任 务 活 动 13 [解析] 雌、雄配子中都含有体细胞中一半的染色体，经组织培养得 到的幼苗均为单倍体，A正确；植物激素的种类和比例直接影响培养 材料的分化，如生长素和细胞分裂素的比例会影响根或芽的分化，B 正确；单倍体植株一般不能产生种子，需用一定浓度的秋水仙素或 低温处理幼苗，C正确；通过单倍体育种得到的蔬菜品种可能是二倍 体或多倍体，含有某基因的染色体可能有两条或多条，D错误。 任 务 活 动 14 例2 ［2024·山东烟台一中高二月考］下图是用基因型为 的植物 产生的花粉进行单倍体育种的示意图，相关叙述错误的是( ) A.植株B为二倍体，均为纯合子 B.植株A高度不育，有4种基因型 C.植株A的基因型为的可能性为 D.过程①常用花药离体培养，说明生殖细胞具有全能性 √ 任 务 活 动 15 [解析] 植株B是植株A经秋水仙素(或低温)诱导染色体加倍后形成的 个体，为纯合二倍体，能稳定遗传，A正确；植株A是花药离体培养 得到的单倍体，高度不育，基因型可能为、、、 ，每种基 因型的概率为 ，B正确，C错误；花药离体培养体现了生殖细胞 的全能性，D正确。 任 务 活 动 16 任务二 细胞产物的工厂化生产 【情境】紫杉醇是目前已发现的优秀的天然抗癌药物，在临床上已 经广泛用于乳腺癌、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)图中过程①为________，该过程需控制好培养基中_____________ ______________________的比例。 脱分化 植物激素 (或生长素和细胞分裂素) 任 务 活 动 17 (2)过程②为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出_________ _____的细胞。 高产紫 杉醇 (3)过程③为______________，其所依据的原理是__________。 植物细胞培养 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。 ___________________________________________________________ __________________________________________。 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 任 务 活 动 18 植物组织培养与植物细胞培养比较 项目 植物组织培养 植物细胞培养 利用原理 植物细胞的全能性 细胞增殖 培养基 固体培养基 液体培养基 培养过程 外植体 愈伤组织 芽、根 植物幼苗 单个植物细胞或细胞团 细胞产生次生代谢物 培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢物 任 务 活 动 19 项目 植物组织培养 植物细胞培养 二者关系 植物细胞培养是植物组织培养的基础，它们都属于植 物细胞工程的范畴 续表 任 务 活 动 例3 ［2024·山东德州高二月考］紫草宁是从紫草细胞中提取的一种 药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等作用。科研人员利用紫草 外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行悬浮培养，以获得 更多的紫草宁。下列说法错误的是( ) A.对紫草新生的营养芽进行彻底灭菌后可作为外植体 B.需要将愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养 C.在进行细胞悬浮培养的过程中，需要通入无菌空气 D.悬浮培养可增加细胞与营养物质的接触面积，有利于细胞生长 √ 任 务 活 动 21 [解析] 对紫草新生的营养芽进行消毒后可作为外植体，彻底灭菌会 使外植体失活，A错误；由于需要在液体培养基中培养，所以需要将 愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养，B正确；在紫草细胞培 养过程中，为保证氧气供应充足、细胞与培养液充分接触，需要不 断通入无菌空气并进行搅拌，C正确；悬浮培养可增加细胞与培养液 的接触面积，有利于细胞生长，D正确。 任 务 活 动 22 例4 ［2024·江苏卷改编］图示普通韭菜 的花药结构。为了快速获得普通韭菜 的纯系，科研人员利用其花药进行单倍体育种。 下列相关叙述不正确的是( ) A.花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性 B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化 C.镜检根尖分生区细胞的染色体，可鉴定出单倍体幼苗 D.秋水仙素处理单倍体幼苗，所得植株的细胞中染色体数都是16 √ 任 务 活 动 23 [解析] 花粉细胞含有一个完整的染色体组，花药 壁细胞含有2个染色体组，都含有控制该生物生 长、发育、繁殖的全套遗传信息，均具有全能性， A正确；愈伤组织再分化过程中，如果生长素和细胞分裂素的比值较大， 则有利于根的分化，如果生长素和细胞分裂素的比值较小，则有利于芽 的分化，所以培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化 的方向，B正确；单倍体幼苗细胞含有的染色体数目减半，因此可镜检 根尖分生区细胞的染色体，鉴定出单倍体幼苗，C正确；秋水仙素处理 单倍体幼苗，可能有些细胞染色体数目没有加倍，只含有8条染色体，D 错误。 任 务 活 动 24 备用习题 25 1.下列选项中，没用到植物组织培养技术的是（ ） A. 利用花药离体培养得到单倍体植株 B. 利用茎尖获得脱毒作物 C. 利用秋水仙索处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株 D. 利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株 √ 备 用 习 题 [解析]利用花药离体培养得到单倍体植株的原理是植物细胞的全能性，需要用到植物组织培养，A不符合题意；利用茎尖组织培养技术脱去病毒，获得脱毒作物，B不符合题意；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，然后自然发育得到多倍体植株，不需要用植物组织培养，C符合题意；利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株，也涉及脱分化、再分化的植物组织培养，D不符合题意。 备 用 习 题 2.葡萄脱毒苗生产中，可利用根尖经植物组织培养获得完整的植株，有关叙述错误的是（ ） A．植物激素在此过程中起调节作用 B．根尖细胞最终发育为无叶绿体的植株 C．此过程发生了细胞的脱分化、再分化 D．若发生杂菌污染则难以获得目的植株 √ 备 用 习 题 [解析]生长素和细胞分裂素在组织培养过程起调节作用，A正确；根尖细胞含有植株的整套遗传信息，分化出根、茎、叶，基因选择性表达可以出现含有叶绿体的植株，B错误；葡萄根尖经过植物组织培养需要经过脱分化、再分化过程才形成胚状体，从而形成植株，C正确；植物组织培养整个过程需要在无菌环境下操作，如果有杂菌污染则难以获得目的植株，D正确。 备 用 习 题 3.某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是（ ） A. 通常选用成熟的叶肉细胞进行植物组织培养 B. 为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养 C. 在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量 D. 使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理 √ 备 用 习 题 [解析]植物组织培养通常选用茎尖等生长旺盛的部位作为外植体，A错误；产生花粉的过程中会发生基因分离，不能保持结球生菜的优良遗传性状，应该选用体细胞进行培养来保持结球生菜的优良遗传性状，B错误；在诱导生根时，应提高培养基中生长素的比例和用量，C错误；植物组织培养时需使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理，D正确。 备 用 习 题 4.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的 理想材料。下图是培育四季柑橘(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，其根本原因是基因的选择性表达 C. 四种培养基中所含植物激素比例不完全相同 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18条染色体 √ 备 用 习 题 [解析]将花粉细胞培育成单倍体植株，培育 的原理是花粉细胞具有全能性，其技术是 植物组织培养，A正确；过程③是再分化， 是由愈伤组织到出芽的过程，其根本原因是基因的选择性表达，B正确；图中四种培养基均为固体培养基，其所含的植物激素比例有差异，C正确；因为花粉细胞是经过减数分裂产生的，其染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，故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、18条染色单体，D错误。 备 用 习 题 5.茅苍术具有消炎、燥湿健脾、明目等功效。目前野生茅苍术资源稀缺，应用生物技术可以有效繁殖和保存茅苍术资源，并有望将其次生代谢产物挥发油产业化生产。下列叙述正确的是（ ） A．挥发油是茅苍术生命活动必需的化合物 B．挥发油产业化生产过程中使用的是固体培养基 C．可将茅苍术细胞置于低渗溶液中涨破以提取挥发油 D．茅苍术不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型不一定相同 √ 备 用 习 题 [解析]挥发油是次生代谢产物，不是茅苍术生命活动所必需的，A错误；细胞产物的工厂化生产过程使用的是液体培养基，B错误；茅苍术细胞是植物细胞，外面是细胞壁，将其置于低渗溶液中不会涨破，难以提取挥发油，C错误；茅苍术不同细胞经植物组织培养得到的新个体基因型不一定相同，如由花粉细胞和体细胞经植物组织培养得到的新个体的基因型就不一定相同，D正确。 备 用 习 题 6.紫薯又称黑薯，含有丰富的花青素。花青素具有抗癌、抗氧化等作用，生产上以紫薯细胞作生物反应器提取花青素。研究人员研究叶片的不同位置对愈伤组织诱导的影响，结果如图。据图回答下列问题: 备 用 习 题 (1)实验中2，4-D的作用是诱导 的形成，抑制植物形态的发生。观察叶片不同部位在同一浓度2，4-D中的诱导率，可得出的结论是 。 植物愈伤组织 用2，4-D处理叶中诱导愈伤组织的效率较高 [解析] 2，4-D能诱导愈伤组织的形成，抑制植物形态的发生。观察叶片不同部位(叶尖、叶中、叶柄)在同一浓度2，4-D中的诱导率，可得出的结论是用2，4-D处理叶中诱导率较高。 备 用 习 题 (2)以紫薯细胞作生物反应器生产花青素利用了 技术，该过程的核心步骤是 。 植物组织培养 脱分化 [解析]以紫薯细胞作生物反应器生产花青素利用的是植物组织培养技术；该过程的核心是外植体脱分化形成愈伤组织。 备 用 习 题 (3)生产上还可通过微型繁殖技术培育紫薯苗用于大田栽培，该技术的原理是 。使用该技术可以保持品种的 。 植物细胞的全能性 遗传特性 [解析]微型繁殖技术即植物组织培养技术，原理是植物细胞的全能性。使用该技术可以保持优良品种的遗传特性。 备 用 习 题 (4)用“→”和文字概括上述花青素提取流程。 。 紫薯叶 愈伤组织→提取花青素 [解析]提取花青素只需培养到愈伤组织阶段即可。 备 用 习 题 练习册 41 ［1~9题每题2分，共18分］ 知识点一 植物繁殖的新途径 1.［2024·广西卷］广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖， 但会由于病毒积累而产量下降，可通过植物组织培养获得脱毒苗的 方法来解决。关于该方法，下列说法错误的是( ) A.可选用甘蔗的茎尖为外植体 B.选用的外植体需经高温灭菌处理 C.一般采用加入琼脂的固体培养基 D.脱毒苗的形成包括再分化过程 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 42 [解析] 培育脱毒苗时，一般选取茎尖(或芽尖或根尖)作为外植体， 其依据是植物分生区附近(茎尖)病毒极少，甚至无病毒，A正确；植 物组织培养过程中，为防止杂菌污染，外植体需消毒处理，B错误； 植物组织培养过程中的脱分化与再分化过程所用的培养基一般是加 入了不同比例植物激素的琼脂固体培养基，C正确；切取植物的茎尖 进行组织培养时经过脱分化与再分化的过程可以获得脱毒苗，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 43 2.［2025·河南郑州高二月考］紫花地丁是一种传统的中药材，全草 可以入药。为了满足市场需要，现需用植物组织培养的方法进行大 量繁殖。下列叙述正确的是( ) A.启动脱分化和再分化的关键因素是光照条件 B.对外植体进行消毒时，消毒时间越长，成活率越高 C.植物组织培养技术和果树嫁接均属于快速繁殖技术 D.培养的脱毒苗需要先进行病毒检测后才可以进行扩大繁殖 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 44 [解析] 启动脱分化和再分化的关键因素是植物激素，如生长素和细 胞分裂素的浓度、比例，A错误;外植体消毒时间过长会损伤细胞， 降低成活率,实际操作中需使用酒精、次氯酸钠等消毒适当时间，而 非时间越长越好，B错误;植物组织培养技术属于快速繁殖技术，而 果树嫁接属于传统无性繁殖技术，虽能保持遗传性状，但效率较低， C错误;脱毒苗通过茎尖分生组织培养获得，理论上不含病毒，但为 确保彻底脱毒，需先进行病毒检测，确认无毒后再扩大繁殖，避免 潜在病毒扩散，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 45 3.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，结果如图。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.根据本实验结果可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小约为 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 46 [解析] 利用马铃薯茎尖进行植物组织培养形成 脱毒苗，所依据的原理是植物细胞具有全能性， 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； 据图可知，实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成苗率越低，C正确； 据图可知，茎尖外植体大小约为 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约为 ，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 47 知识点二 作物新品种的培育 4.下列关于单倍体和单倍体育种的叙述，错误的是( ) A.单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的 个体 B.利用单倍体育种方法培育新品种能明显缩短育种年限 C.用秋水仙素处理单倍体植株幼苗后得到的都是二倍体植株 D.与多倍体植株相比，单倍体植株茎细、叶小 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 48 [解析] 由配子发育成的个体称为单倍体，因此单倍体是体细胞中的染 色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，A正确；利用单倍体 育种方法培育新品种能排除显隐性的干扰，对二倍体而言所选显性个 体或隐性个体都是纯合子，免去了连续筛选的步骤，能明显缩短育种 年限，B正确；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍， 用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体植株，如含有两 个染色体组的单倍体植株，用秋水仙素处理后得到的是四倍体植株， C错误；与多倍体植株相比，单倍体植株茎细、叶小，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 49 5.［2025·北京通州区高二期中］白菜型油菜 的种子可以榨 取食用油。为了培育高产新品种，科学家诱导该油菜未受精的卵细 胞发育形成完整植株B。下列叙述错误的是( ) A.植株B成熟叶肉细胞中含有两个染色体组 B.将植株B作为育种材料，能缩短育种年限 C.秋水仙素处理植株B幼苗可以培育出纯合植株 D.通过该过程培育出的植株B还不能直接用于生产 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 50 [解析] 由题意可知，白菜型油菜属于二倍体生物，体细胞中含有两 个染色体组，而植株B是通过卵细胞发育而来的单倍体，其成熟叶肉 细胞中含有一个染色体组，A错误；植株B是通过卵细胞发育而来的 单倍体，秋水仙素处理植株B幼苗可以培育出纯合植株，此种方法为 单倍体育种，能缩短育种年限，B、C正确；植株B为单倍体,高度不 育，不能直接用于生产，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 51 6.［2024·福建漳州一中高二月考］下图为利用体细胞诱变获得抗除 草剂白三叶草新品种的过程。下列有关叙述错误的是( ) A.该培育过程的原理是细胞的全能性和基因突变 B.在①培养过程中需要给予适宜的光照，以诱导脱分化 C.愈伤组织细胞分裂旺盛，用 射线处理有利于获得突变个体 D.过程③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 52 [解析] 射线照射愈伤组织，能诱发基因突变，由白三叶草组织细 胞获得幼苗利用了植物细胞的全能性，A正确；①为脱分化过程，一 般不需要光照，B错误；愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条件 和诱变因素的影响而发生突变，可利用 射线处理愈伤组织获得突 变个体，C正确；由于基因突变具有随机性和不定向性，需要进行检 测与筛选，因此③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的 除草剂，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 53 知识点三 细胞产物的工厂化生产 7.［2025·广东深圳高二月考］植物细胞工程在实际生产中有着广泛 的应用。下列属于细胞产物的工厂化生产的是( ) A.采用茎尖组织培养技术获得脱毒马铃薯 B.利用突变体获得抗花叶病毒的甘蔗 C.利用人参细胞培养来生产人参皂苷 D.利用微型繁殖技术来生产铁皮石斛种苗 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 54 [解析] 采用茎尖组织培养技术获得脱毒马铃薯，属于植物繁殖的新 途径，A不符合题意；利用突变体获得抗花叶病毒的甘蔗，这是作物 新品种培育的应用，B不符合题意；利用人参细胞培养来生产人参皂 苷，这属于细胞产物的工厂化生产，C符合题意；利用微型繁殖技术 来生产铁皮石斛种苗属于植物繁殖的新途径，D不符合题意。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 55 8.［2024·黑吉辽卷］迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产 时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香 酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是 ( ) A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体 B.诱导愈伤组织时需加入 和脱落酸 C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团 D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率 √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 56 [解析] 迷迭香顶端幼嫩的茎段生长旺盛，细胞分裂能力较强，适合 用作外植体，A正确；诱导愈伤组织时需加入 和细胞分裂素，B 错误；悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团， 以充分接触营养物质和氧气，有利于其进一步分裂，C正确；加入诱 导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，推测茉莉酸甲酯改变了迷迭香次 生代谢产物迷迭香酸的合成速率，D正确。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 57 9.［2024·浙江效实中学高二期中］为拯 救濒危植物红豆杉，并同时获得高抗癌 A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织 B.在红豆杉组织培养过程中，通常加入蔗糖作为碳源和氮源 C.用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，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 活性物质——紫杉醇，科研小组设计了 如图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是( ) √ 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 58 [解析] 诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程 形成愈伤组织，A错误；愈伤组织不能进 行光合作用，所以需要加入蔗糖作为碳源 和能源，蔗糖不能作为氮源，其还具有维持培养基渗透压的作用，B错 误；用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，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，如花粉粒培养获得的单倍体植株 体细胞内染色体数目是正常体细胞的一半，D错误。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 59 10.(7分)如图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程，据图回答 下列问题： 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 60 (1)(3分)过程①是把幼小的花药分离出来， 在无菌条件下放在 培养基上进行培养， 配制该培养基时，需要的物质应该有____ ____________________________________ ________________ 水、 大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物 激素、有机物等 [解析] 配制 培养基时，需要的物质应该有水、大量元素、微量元 素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等。 (至少答三种)。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 (2)(1分)过程②是花药在 培养基所提供的特定条件下脱分化，发生 多次细胞分裂，形成__________。 愈伤组织 [解析] 过程②是花药在 培养基所提供的特定条件下脱分化，发生 多次细胞分裂形成愈伤组织。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 62 (3)(2分)过程③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株 (不考虑核与核之间融合)是________，其特点是植株弱小，高度不育， 生产上无推广应用的价值，若要使其可育，可在移栽后在幼苗茎尖 滴加适宜浓度的B物质，通常用到的B物质是__________。 单倍体 秋水仙素 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 63 [解析] 过程③是再分化，最后长成植株，由 于起点是花药，因此最终长成的植株 (不考虑核与核之间融合)是单倍体，其特点 是植株弱小，高度不育，生产上无推广应用的价值，若要使其可育，可 在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺 锤体的形成，进而使染色体数目加倍。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 64 (4)(1分)过程②与过程③所用培养基有差异， 主要是__________的含量、比例的差异。 植物激素 [解析] 过程②为脱分化形成愈伤组织，过程 ③为再分化形成根、芽，在脱分化和再分化过程中由于诱导方向不同， 在培养基中加入的植物激素的含量、比例不同。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 65 11.(7分)［2025·河北邯郸高二月考］植物体在干旱、虫害或微生物侵 害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质属于次生代谢物。次生 代谢物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也是很多药物、香料和 色素等的重要来源。次生代谢物的研发流程为筛选高产细胞 细 胞生长和产物合成关系的确定 发酵生产 。回答下列问题： 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 66 (1)(1分)获得高产细胞时，以 含量高的植物品种的器官和组织作为 ________，经脱分化形成愈伤组织，然后通过液体振荡和用孔径为 细胞直径大小的筛网进行过滤，获得分散的单细胞。 外植体 [解析] 植物组织培养过程中，用于培养的离体的植物器官、组织或 细胞称为外植体。以 含量高的植物品种的器官和组织作为外植体， 经脱分化形成愈伤组织。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 67 (2)(2分)对分离获得的单细胞进行______培养，然后接种到植物细胞 培养装置中培养出细胞群。为进一步提高目标细胞的 含量，将微生 物菌体或其产物作为诱导子加入培养基中，该过程模拟了_________ ___的胁迫。 扩大 微生物侵害 [解析] 对分离获得的单细胞进行扩大培养，接种到植物细胞培养装 置中培养出细胞群。将微生物菌体或其产物作为诱导子加入培养基 中，模拟了微生物侵害的胁迫，从而可能促使细胞合成更多的次生 代谢物 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 68 (3)(3分)在大规模培养高产细胞前，需了 解植物细胞生长和产物合成的关系。培养 细胞生产次生代谢物的模型分为3种，如 丙 将细胞培养至稳定期(即停止生长时期)，一 定时间后，通过分离提纯获得大量 图所示。若只在细胞生长停止后才能合成，则 的合成符合图____ (填“甲”“乙”或 “丙”)，根据该图所示的关系，从培养阶段及其目标角度， 提出获得大量 的方法：_________________________________________ ________________________________。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 69 [解析] 观察题图可知，丙图中细胞生长停止后次生代谢物产量才开始上升，若 只在细胞生长停止后才能合成，则 的合成符合图丙。分析图丙可知，要获得大量X ，可将细胞培养至稳定期 (即停止生长时期)，一定时间后，通过分离提纯获得大量X 。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 70 (4)(1分)多种次生代谢物在根部合成与积累，如人参、三叶青等药用 植物，可通过______培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢物。 器官 [解析] 多种次生代谢物在根部合成与积累，可通过器官培养替代细 胞悬浮培养生产次生代谢物。 练 习 册 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 71 预习梳理 夯基础 一、植物繁殖的新途径 1.(1)植物组织培养技术 微型繁殖 (2)①高效、快速 ②遗传特 性 2.(1)分生区 (2)无性 (3)组织培养 (4)产量 品质 二、作物新品种的培育 1.(1)离体培养 单倍体 (2)缩短了育种的年限 (3)一套 隐性 体细胞诱变 2.(1)增殖 诱变因素 (2)突变体 答 案 速 查 72 三、细胞产物的工厂化生产 1.植物细胞培养 (1)植物细胞 (2)所必需的产物 2.细胞悬液 细胞产物 3.耕地 季节、天气 4.(2)紫杉醇 (3)人参皂苷 预习检测 判正误 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× 答 案 速 查 任务活动 提素养 任务一 单倍体育种 (1)染色体变异、植物细胞的全能性 (2)植物的精子(生殖细胞)具有 细胞全能性 (3)<m></m>、<m></m>、<m></m>、<m></m> (4)秋水仙素(或低温) 极大地 缩短了育种的年限，节约了大量的物力和人力 反馈评价 例1 D 例2 C 答 案 速 查 任务二 细胞产物的工厂化生产 (1)脱分化 植物激素(或生长素和细胞分裂素) (2)高产紫杉醇 (3)植物细胞培养 细胞增殖 (4)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 反馈评价 例3 A 例4 D 答 案 速 查 备用习题 1.C 2.B 3.D 4.D 5.D 6. (1) 植物愈伤组织 用2，4-D处理叶中 诱导愈伤组织的效率较高 (2) 植物组织培养 脱分化 (3) 植物细胞的 全能性 遗传特性 紫薯叶 愈伤组织→提取花青素 练习册 知识点一 植物繁殖的新途径 1.B 2.D 3.A 知识点二 作物新品种的培育 4.C 5.A 6.B 答 案 速 查 知识点三 细胞产物的工厂化生产 7.C 8.B 9.C 综合应用练 10.(1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物 等 (2)愈伤组织 (3)单倍体 秋水仙素 (4)植物激素 11.(1)外植体 (2)扩大 微生物侵害 (3)丙 将细胞培养至稳定期 (即停止生长时期)，一定时间后，通过分离提纯获得大量<m></m> (4)器官 答 案 速 查 $