2020-2021年新教材高中生物第2章细胞工程

植物细胞工程的应用

新课程标准课时素养目标

1.能基于事实和证据,采用归纳与概括等方法,论述生物工程与

4.1.3举例说明植物细胞工程利用快速技术的原理及其与社会之间的关系。(科学思维)

繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种等方式2.基于日常生活和生产中的真实情境.通过行阅相关资料、设计

有效提高了生产效率并实施恰当可行的方案，客观分析与评价植物细胞工程在生

产和生活中的应用。(科学探究、社会责任)

必备知识•素养奠基

一、植物繁殖的新途径

途径快速繁殖作物脱毒

取材部

基本无限制分生区附近

位

保持优良品种的遗传特性;高效、快速地实现种

优势提高作物产量和品质

苗的大量繁殖

马铃薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠萝、

应用兰花、甘蔗、桂树、铁皮石斛等

香蕉等

?激疑

马铃薯、草莓和香蕉脱毒苗产量和品质明显提高,为什么小麦和玉米脱毒苗却基本没有变化？

提示:马铃薯、草莓和香蕉进行无性繁殖，感染的病毒很容易传递给子代,而小麦和玉米是通过

种子繁殖,感染的病毒不容易传递给子代。

二、作物新品种的培育

1.单倍体育种：

(1)取材:花药(花粉)。

(2)过程：

离院培养人工诱导

花药一单倍体植株染色体加常纯合子植株。

(3)优点:

①极大地缩短了育种年限,节约了大量的人力和物力。

②进行体细胞诱变育种和研诞假衰变的理想材料。

(4)应用：

①我国培育出世界上第一个单倍体作物新品种一一单育1号烟草。

②与常规育种结合,培育出水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。

2.突变体的利用：

(1)产生:在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于丕断增殖的状态而易受到培养条

性和外界诱变因素(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。

(2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的突变体,进而培育成新品种。如抗花叶病毒

的甘蔗、抗盐碱的烟草等。

三、细胞产物的工厂化生产

1.次生代谢物：

(1)定义:不是植物基本生命活动所必需的产物。

(2)种类:小分子有机化合物,如酚类、菇类和含氮化合物等。

(3)作用:在植物抗病、抗虫等方面发挥重要作用，还是药物、香料和色素等的重要来源。

2.方法:对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖。

3.优势:不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义。

4.应用：紫杉爵、紫草宁、人参皂昔等。

关键能力•素养形成

知识点一常见四种育种方法的比较

列表比较:

育种方法原理过程优点

快速繁殖细胞的全能性脱分化、再分化保持优良品种的遗传特性

突变体基因突变、细胞的全能提高突变率，获得优良性

诱变处理后组织培养

的利用性状

单倍体细胞的全能性、染色体花药离体培养、秋水仙素

明显缩短育种年限

育种变异诱导染色体数目加倍

植物体

细胞膜的流动性、细胞原生质体融合、杂种细胞打破生殖隔离,实现远缘

细胞

的全能性组织培养杂交

杂交

【特别提醒】单倍体育种与多倍体育种的异同

(1)相同点:单倍体育种和多倍体育种均需要用秋水仙素诱导染色体数目加倍。

(2)不同点:单倍体育种需要植物组织培养先形成单倍体幼苗，但多倍体育种一般不使用植物

组织培养技术。

素养案例

如图是利用某植物(基因型为AaBb)产生的花粉进行单倍体育种的示意图，据图判断错误的

是()

①②

花粉f植株Af植株B

A.过程②通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期

B.通过过程①得到的植株既有纯合子又有杂合子

C.过程①属于植物的组织培养,在此过程中必须使用一定量的植物激素

D.与杂交育种相比,该育种方法的优点是能明显缩短育种年限

【解题导引】解答本题思维流程如下：

明确单倍体①花药离体培养

育种过程.②染色体数目加倍

0

单倍体育种①极大地缩短了育种的年限

的优点[②节约了大一的人力和物力

【解析】选B。该过程是单倍体育种过程,所以过程①是花药离体培养，获得的是单倍体，基因

型为AB、Ab、aB、ab4种，经染色体加倍后的植株B都为纯合子;过程②使用秋水仙素使染色

体数目加倍，作用机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成,到后期染色单体分开后不能向细胞

两极移动；过程①属于植物组织培养,需要生长素和细胞分裂素的诱导。

【素养•探究一一母题追问】

(1)科学思维——演绎与推理

上题中的过程①包括哪两个阶段?这两个阶段所需条件有何不同？

提示:脱分化和再分化,脱分化需避光培养,再分化需要光照条件,且二者植物激素的配比不

同。

(2)科学思维——批判性思维

某同学认为单倍体幼苗经过秋水仙素处理后得到的都是纯合子，你认为对吗?说出你的理由。

提示:不一定。对二倍体植物形成的单倍体来说，这句话是对的。对多倍体来说，这句话不对。

例如，四倍体植物(AAaa)形成的单倍体幼苗(基因型有AA、Aa、aa3种)，经秋水仙素诱导后形

成的仍然是四倍体,基因型分别为AAAA、AAaa、aaaa,其中AAaa是杂合子。

【素养•迁移】

现代生物技术可以利用植物体的任何一个活体部分,包括茎尖、叶片和花药等,在一定的条

件下使它发育成完整的植株。这种技术可以在较短时间内大量繁殖、培育新品种及防止病毒

的危害等。下列关于该生物技术的叙述，正确的是（）

①常用茎尖或花药培养获得脱毒苗

②其应用之一是快速繁殖

③这种技术属于细胞工程

④该技术一定要用到纤维素酶和果胶酶

A.①©④B.②③C.①④D,①②③④

【解析】选B。该技术为植物组织培养技术。常用茎尖培养获得脱毒苗,而花药离体培养获得

的是单倍体，往往是高度不育的，①错误;植物组织培养技术的应用之一是快速繁殖，②正确；

植物组织培养技术属于植物细胞工程,③正确;在植物体细胞杂交技术中用到了纤维素酶和果

胶酶去除细胞壁,而题中所述技术中不涉及,④错误。

【补偿训练】

马铃薯利用块茎进行无性生殖,种植的世代多了以后往往因感染病毒而减产,为此农户都

希望得到无病毒的幼苗进行种植。获得无病毒幼苗的最佳办法是（）

A.选择优良品种进行杂交

B.进行远缘植物体细胞杂交

C.利用茎尖进行组织培养

D.人工诱导基因突变

【解析】选C。马铃薯种植世代多了以后往往因感染病毒而减产，不是遗传物质发生变化造成

的，因此不需要考虑根据遗传变异的原理进行育种。其茎尖几乎不含病毒,可以通过组织培养

获得脱毒苗。

知识点二细胞产物的工厂化生产

区别植物组织培养和植物细胞培养:

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

原理植物细胞的全能性细胞增殖

外植体

0脱分化单个细胞

愈伤组织或细胞团

过程u再分化n细胞增殖

生根和芽

细胞群(团)

植u株

快速繁殖、作物脱毒、单倍体育种细胞产物的工厂化生产，如紫草宁、人参皂昔、

应用

等紫杉醇等

【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。

~_素养案例

如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醉的途径，下列叙述正确的是()

紫杉外植休卜当愈伤组织|当单个细胞卜叫高产细胞群IT细胞分泌物产整紫杉醇

A.该途径体现了植物细胞的全能性

B.过程①需控制好培养基中植物激素的比例

C.经过程①细胞的形态和结构未发生变化

I).过程③需使用固体培养基,有利于细胞增殖

【解题导引】解答本题思维流程如下：

【解析】选B。细胞全能性以细胞发育成个体为标志,而图中并没有形成完整植物体,A项错误;

过程①是脱分化,而决定植物脱分化和再分化的关键因素是培养基中植物激素的种类和比例，

因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例,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,B项正确、C项错误;过程③需使用液体培养基,有利于细胞增殖,D项

错误。

【素养•探究一一母题追问】

(1)科学思维——演绎与推理

通过该过程获得的高产细胞群与紫杉外植体中细胞的遗传物质是否相同?说明你的理由。

提示:相同;细胞工程技术中的脱分化、再分化和细胞增殖等过程中遗传物质不变。

(2)社会责任——解决生产生活中的实际问题

假如通过该过程没有获得高产细胞群,如果你是研究人员，你应该怎么办？

提示:可以诱变处理愈伤组织,从突变体中筛选出高产紫杉醇细胞进行培养。

【素养•迁移】

美国化学家从红豆杉树皮中分离出高抗癌活性的紫杉醇,从此，国家重点保护珍稀植物一

红豆杉遭受了掠夺式砍伐。为拯救红豆杉，同时获得紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验

流程。请回答下列问题：

胚状体红豆杉植株

红豆杉茎尖诱导

分生组织一

(1)选用茎尖分生组织进行组织培养可以获得脱毒苗，原因是茎尖分生组织细胞

(2)紫杉醇作为常见的细胞产物,抗癌效果显著,通常取自愈伤组织的(细胞

器)。

(3)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醵的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醵乂

能产生物质X的植株,可利用技术获得杂种植株。该方法首先要利用

(物质)除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经(试剂)

诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是。

【解析】(1)茎尖分生组织细胞病毒极少,甚至无病毒,因此选用茎尖分生组织进行组织培养可

以获得脱毒苗。

(2)紫杉醇是从红豆杉树皮中分离出来的高抗癌活性的物质，作为常见的细胞产物,通常取自

愈伤组织的液泡。

(3)植物甲可以产生物质X,红豆杉可以产生紫杉醇,利用植物体细胞杂交技术将两种植物的体

细胞融合获得杂种细胞,再将获得的杂种细胞培养成杂种植株,则该杂种植株的细胞既能产生

紫杉醇又能产生物质X。在植物体细胞杂交过程中，首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁

获得具有活力的原生质体,再经聚乙二醇（或高Ca二高pH）诱导融合形成杂种细胞。植物体细

胞杂交技术的优点是克服了远缘杂交不亲和的障碍。

答案：（1）病毒极少，甚至无病毒（2）液泡（3）植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙

二醇（或高C『-高pH）克服了远缘杂交不亲和的障碍

【补偿训练】

下列关于细胞产物的工厂化生产的叙述中，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.培养过程中需要脱分化形成愈伤组织,然后悬浮培养愈伤组织细胞

C.利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物一定是药物

D.培养的细胞收集后一般要破碎提取有效成分

【解析】选C。利用植物组织培养技术工厂化生产的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、香料、

生物碱、药物等。

【课堂回眸】

快速繁殖

N植物繁殖新途径H作物脱毒

植

物

细

胞

程—（作物新品种的培育］T突变体的利用

工

应

的

用

，次生代谢物

细胞产物的工厂化生产-鲤-

q------------------j［1实例

课堂检测•素养达标

【概念•诊断】

i.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,下列有关植物细胞工程的应用描述合理的是。

①快速繁殖只能保持亲本的优良性状

②作物脱毒所选的组织可以来自植物的任何部位

③突变体的利用通常对愈伤组织进行诱变处理

④单倍体育种过程中花药离体培养获得单倍体植株需要用到植物组织培养

⑤细胞产物的工厂化生产是利用细胞培养技术获取大量植物细胞并提取细胞产物的技术

【解析】选③④⑤。快速繁殖属于无性繁殖，可以保持亲本所有的遗传性状，①错误;作物脱毒

所选的组织为分生组织,②错误;愈伤组织分裂旺盛，易发生基因突变,因此通常对愈伤组织进

行诱变处理,③正确;花药离体培养是用花粉培育出单倍体植株,需要组织培养,④正确;细胞

产物的工厂化生产是利用细胞培养技术获取大量植物细胞并提取细胞产物的技术,⑤正确。

2.制造人工种子的原理是在植物组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在

薄膜内放入一些营养物质，如图所示。据此判断下列说法错误的是（）

,外部薄膜

藻沅酸钙胶体

A.“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能

B.“胚状体”来源于离体的植物体细胞，其形成过程中要经过的生理变化大体上是脱分化和再

分化

C.从保证人工种子正常的生命力及生态系统物质循环上来看,其外部薄膜应具有全透性和能

被微生物降解的特点

D.在人工种子萌发的过程中，“胚状体”细胞吸收营养液中的物质用于生长

【解析】选C。“胚状体”最外面的一层有机膜和里面营养物质分别具有种皮和胚乳的功能，

这是为了模仿真实的种子，从而达到可正常发育的目的,A正确；“胚状体”是通过植物组织培

养获得的,来源是离体的植物细胞或组织,形成过程中要先经历脱分化形成愈伤组织，然后通

过再分化形成胚状体,B正确；人工种子的外部薄膜一方面用于保护内部组织，另一方面需要保

证种子正常的生命活动,因此应具有选择透过性,可透气透水等，但不能使薄膜内的营养物质

出来,且不易被微生物降解,C错误;在人工种子萌发的过程中，需要提供营养液等适宜条件,这

样可以使胚状体中的细胞吸收所需的营养物质用于生长,D正确。

3.在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是（）

A.培养基营养丰富，易于植物生长

B.培养的细胞一直处于不断增殖状态

C.纺锤丝的形成容易受抑制

D.DNA复制容易受抑制

【解析】选B。培养基只是为培养物的生长提供了所需的营养物质（水、无机盐、蔗糖、氨基

酸和有机酸等）、激素（如细胞分裂素、生长素）等,不符合题意,A错误;在植物组织培养的过程

中，由于培养细胞一直处于不断增殖状态,因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突

变,进而获得突变体,B正确;培养细胞在不断分裂过程中，由于人为地调控培养条件,因此纺锤

丝的形成和DNA复制不容易受抑制,C、D错误。

4.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幼苗

C.采集幼芽嫁接到合适的其他种类植物体上

D.可以采用幼叶、茎尖等部位的组织进行组织培养

【解析】选B。利用茎段杆插诱导生根技术快速育苗属于无性生殖，能保持亲本的优良性状,A

不符合题意;花粉粒通过减数分裂产生,只含有该品种一半的染色体,后代性状可能会明显改

变,而且单倍体植株矮小,观赏价值差,不能用于培育优质苗,B符合题意;幼芽嫁接属于无性生

殖,能保持亲本的优良性状,C不符合题意;选择幼叶、茎尖进行植物组织培养属于无性生殖，

能保持亲本的优良性状,D不符合题意。

5.作物育种是生物技术的一项重要内容,其方法手段也日益先进和多样化。现有一基因型为

AaBB的生物，现在要将它转变成基因型为①AABB,②aB,③AAaaBBBB的生物,可以采取的相关技

术及排列正确的一组是()

A.诱变育种、花药离体培养、植物体细胞杂交

B.杂交育种、花药离体培养、多倍体育种

C.诱变育种、多倍体育种、花药离体培养

D.花药离体培养、多倍体育种、诱变育种

【解析】选B。①将生物的基因型由AaBB转变为AABB,采用的技术通常是杂交育种或诱变育

种;②将生物的基因型由AaBB转变为aB,采用的技术是花药离体培养;③将生物的基因型由

AaBB转变为AAaaBBBB,采用的技术是多倍体育种。

【思维•跃迁】

6.随着科学发展，现代生物技术己经广泛应用于社会生产的各个方面。请回答下列相关问题：

(1)植物组织培养技术就是在条件下，将离体植物器官、组织、细胞，培养

在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽,最终形成完整植株

的技术。

(2)一般无性生殖的植物感染病毒很容易传播给后代。病毒在植物体内逐年积累，就会导致作

物产量降低,品质变差。若想获得脱毒苗,可以切取植物附近病毒极少甚至无病

毒的组织细胞进行培养。脱毒草莓与四倍体草莓形态都比较大,在细胞水平上可通过观察

_____________________加以区别。

(3)在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的状态,容易受到培养

条件和外界压力的影响而产生。从这些个体中可以筛选出对人有用的个体。

(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有(至

少答两种)。

(5)正常情况下白菜与甘蓝不能通过有性杂交产生后代，但通过体细胞融合可以打破生殖隔离

获得“白菜一甘蓝”杂种植株，若“白菜一甘蓝”杂种植株与白菜杂交无后代，与甘蓝杂交有

后代。能否确定“白菜一甘蓝”杂种植株与甘蓝不存在生殖隔离?，为什

么?

【解析】(1)植物组织培养是利用无性生殖原理，将离体的植物器官、组织或细胞等在无菌和

人工控制的条件下,放在人工配制的培养基上培养,短期内就能诱导出完整植株的技术。

(2)脱毒植物苗的取材一般是分生区部位,如幼嫩的芽或茎,主要是这些部位病毒极少甚至无

病毒。脱毒草莓是通过植物组织培养技术获得的，为二倍体，四倍体草莓通过染色体变异获得,

因此在细胞水平上可通过观察染色体数目加以区别。

(3)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,容易受到培养条件和

外界压力的影响,在DNA复制的过程中发生突变，易获得突变体。

(4)在植物育种方面一定用到植物组织培养技术的有基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交

育种等。

(5)“白菜一甘蓝”杂种植株与甘蓝杂交有后代，但是无法确定二者是否存在生殖隔离，因为不

能确定其后代是否可育。

答案：(1)无菌和人工控制(2)分生区染色体数目

(3)增殖突变(4)基因工程育种、单倍体育种、体细胞杂交育种(5)不能尽管有后代，

但不能确定后代是否可育

【拓展•探究】

7.紫草是一种重要的药用植物,其根部富含红色的蔡醍类次生代谢物一一紫草宁及其衍生物。

它们具有抗菌、消炎、活血和诱导癌细胞凋亡等功效，同时也是一种天然染料。利用细胞产物

的工厂化生产紫草宁已成为解决产量问题的重要手段。请回答下列问题：

(1)选用新生营养芽为外植体的原因是，

外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为。

（2）培养过程需要加入一定的植物激素,常用的植物激素有

（3）为了更好地获得紫草宁及其衍生物,生产中一般采用细胞产物工厂化生产,进行紫草细胞

大规模培养。下列说法正确的有（多选）。

A.选取生长旺盛的愈伤组织细胞

B.必须在光照条件下培养

C.培养过程中需通空气

D.培养过程中不会发生基因重组

【解析】（1）用于植物组织培养的材料一般要求分化程度低,无病毒感染,容易诱导形成愈伤组

织。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。（2）培养过程加入的植物激素一般是细

胞分裂素和生长素。（3）生产中采用细胞产物工厂化生产,应选择生长旺盛的愈伤组织细胞,A

正确;脱分化过程中不需要光照,B错误;植物为需氧型生物,培养过程中需通空气，保证其有氧

呼吸,缺氧会导致其无氧呼吸产生酒精,对其有毒害作用,C正确;基因重组发生在减数分裂产

生配子的过程中,细胞培养过程中进行有丝分裂,不会发生基因重组,D正确。

答案：（1）细胞分化程度低，容易诱导形成愈伤组织脱分化（2）细胞分裂素和生长素

⑶A、C、D

六植物细胞工程的应用

基础达标（20分钟•70分）

一、选择题（共7小题,每小题5分，共35分）

1.人们利用植物的快速繁殖技术来进行工厂化生产,这是利用了该项技术的哪一特点（）

A.操作简单

B.使优良性状组合在一起

C.培育新的性状

D.高效性和保持种苗的优良遗传特性

【解析】选D。植物组织培养操作烦琐，选项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,选项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,选项D正确。

2.为给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持,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,下列相关叙述错误的是

()

茎尖大小外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗

小于0.3mm2011

0.3〜0.5mm20107

大于0.5mm20134

A.不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整

B.脱分化过程中应给予充足光照使其进行光合作用

C.本实验的自变量为茎尖的大小

D.0.3~0.5mm大小的茎尖有利于脱毒甘薯苗的培养

【解析】选B。不同培养阶段培养基中激素种类和比例应适时调整，如生长素与细胞分裂素的

比例升高,利于根的分化；比例下降,利于芽的分化,A正确;脱分化过程中不需要光照,B错误；

实验中茎尖的大小为自变量，脱毒苗的数量为因变量,C正确；由图可知,0.3~0.5mm大小的茎

尖,脱毒苗的数目最多,故有利于脱毒甘薯苗的培养,D正确。

3.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

【解析】选B。过程a由花粉粒变为单倍体植株,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aabb2种基因型的可育玉米,B错误;c是脱分化,d是再分

化,C正确;过程a和c、d是植物细胞培育成了植物个体,所以能够说明植物细胞具有全能性，D

正确。

4.玉米是一种主要的农作物,为了提高玉米的产量,科学家在玉米育种和栽培中作了大量的研

究。如图是关于玉米培养的过程，据图判断下列说法错误的是()

玉米茎尖

A.从繁殖原理上分析,A-D属于无性生殖

B.植株D和G中的染色体组数不同

C.E-G不能体现细胞的全能性

D.E-F过程中获得的植株一般不直接用于大田生产

【解析】选C。A-D是植物组织培养过程,从繁殖原理上分析,属于无性生殖,A正确;植株D是

二倍体植株,植株G是单倍体植株，体内的染色体组数不同,B正确;E-G表示花药离体培养形

成单倍体幼苗的过程,该过程体现了植物细胞的全能性,C错误;E-F过程中获得的植株是单倍

体植株,高度不育,一般没有直接的使用价值,D正确。

5.青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量

极其微小，下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中，正确的是()

A.在黄花蒿组织培养过程中不需给予光照

B.加入大量生长素可提高青蒿素的产量

C.可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素

D.可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分

【解题关键】解答本题需明确以下两点：

(1)诱导形成愈伤组织需避光培养,原因是在有光时往往形成维管组织,而不形成愈伤组织。

(2)愈伤组织再分化成胚状体时需要光照,原因是①叶绿素的合成需要光照;②试管苗需要进

行光合作用制造有机物提供营养物质。

【解析】选D。植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程,其中脱分化过程不需要光照,而再

分化过程需要光照,选项A错误;组织培养过程中，生长素对脱分化和再分化过程具有调节作用,

但不能直接提高青蒿素的产量，选项B错误;青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的•种代

谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小，因此通过大量培养愈伤组织不能直接获得

青蒿素,选项C错误;可大规模栽培组织培养苗以获取药用成分,选项D正确。

6.研究人员在柑橘中发现一棵具有明显早熟特性的变异株，决定以此为基础培育早熟柑橘

新品种。下列叙述错误的是（）

A.要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变化

B.若该变异株是个别基因的突变体,可采用连续自交的方法，使早熟基因逐渐纯化,培育出新

品种

C.若欲加快育种进程,可采集变异株的花药进行离体培养，即可获得高度纯合的新品种

D.若该变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,可采用植物组织培

养方法获得新品种

【解析】选C。要判断该变异株的育种价值,首先要确定它的遗传物质是否发生了变化,若其遗

传物质改变，说明其为可遗传变异,A正确;若该变异株是个别基因的突变体，可通过连续自交，

提高纯合子的比例,培育新品种,B正确;花药离体培养的植株为单倍体,高度不育,C错误;若该

变异株是染色体数目变异株,减数分裂时同源染色体可能配对紊乱,不能通过有性生殖进行繁

殖,可采用无性生殖,如植物组织培养方法获得新品种,D正确。

【补偿训练】

下列关于植物细胞工程实际应用的叙述，不正确的是（）

A.快速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往往比脱毒马铃薯的产量低

【解析】选B。植物快速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错误;人工种子是利用植物组织培养得

到的,一般利用植物的体细胞进行植物组织培养得到人工种子,则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正确。

7.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.利用组织培养技术获得人工种子,能保持亲本的优良性状

C.利用细胞培养技术获得紫草宁,实现了细胞产物的工厂化生产

D.利用植物体细胞杂交技术获得“萝卜-甘蓝”植株,克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍

【解析】选A。利用组织培养技术培育脱毒苗,可以获得不带有病毒的植株，但品种未发生改变,

也没有转入抗病毒基因，因而不具有抗病毒能力,选项A错误;利用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即为人工种子，人工种子可

以保持亲本的优良特性，克服种子生产的季节、气候和地域限制,选项B正确;组织培养技术除

了在农业上的应用外，还广泛应用于另一个重要的领域,即细胞产物的工厂化生产，目前三七、

紫草和银杏的细胞产物已经实现了工厂化生产,选项C正确;利用植物体细胞杂交技术获得“萝

卜-甘蓝”植株,是将两种植物的体细胞在一定条件下融合成杂种细胞,并培育成新的植物体，

该项研究克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍,取得了重大突破,选项D正确。

二、非选择题（共2小题，共35分）

8.（15分）应用植物组织培养技术，不仅可以实现种苗的快速繁殖、培育无病毒植株，也可以加

快作物及苗木育种。下面是培育橘耐盐植株的实验流程：

其段一►命伤组织----处理1：先用，射线照射——

qj"J/1"、处理2：后在培养基中加入物质x

挑选生长的愈伤组织一耐盐植株

回答下列问题：

（1）愈伤组织是由离体的茎段经过程形成的，此时愈伤组织细胞

（填“具有”或“不具有”）细胞的全能性,愈伤组织经过过程

形成耐盐植株。在植物组织培养的培养基中除无机营养成分、有机营养成分、琼脂外，还需要

添加。

（2）对愈伤组织进行了两次处理，处理1中Y射线照射的目的是，用Y射线不

直接处理茎段而是处理愈伤组织,原因是

__________________________________________________________;处理2中添加的物质X为

（3）植物组织培养技术也被广泛应用于其他作物的育种中。在培育白菜一甘蓝、三倍体无子西

瓜中,用到植物组织培养技术的是

【解析】（D愈伤组织是离体的茎段脱分化形成的,每个细胞都脱离了原来的分化状态,都具有

全能性，愈伤组织经过再分化过程才能形成植株,在植物组织培养过程中，除了加入营养之外，

还要加入植物激素，因为植物激素在脱分化和再分化过程中起重要作用。

（2）对愈伤组织进行了两次处理,处理1中使用y射线照射的目的是使愈伤组织发生突变，Y射

线不直接处理茎段而是处理愈伤组织的原因是愈伤组织细胞处于不断地分裂状态，易受到培

养条件和外界的影响而产生突变。处理2的目的是筛选出耐盐特性的愈伤组织,因此需加入氧

化钠。

（3）白菜一甘蓝形成的过程中,先要形成杂种细胞,再由杂种细胞形成杂种植株,所以会用到植

物组织培养技术,三倍体无子西瓜需要进行秋水仙素处理和杂交,不需要植物组织培养技术。

答案：（1）脱分化具有再分化植物激素（2）诱导基因突变愈伤组织细胞处于不断地

分裂状态，易受到培养条件和外界的影响而产生突变氯化钠（3）培育白菜-甘蓝

9.（20分）下图为几种育种方法示意图，据图回答：

奥*辛扑nNA甲种植物细胞

H鸟««|®种子或幼苗⑧j就叫

④!，单倍体植株普口瑞|®鹫:胞

।嬖堡髅善具有新基因的染色体组愈伤组织

F,相同的植株种子或幼苗加倍的种子⑩|

选择稳1/或幼亩胚状体

定品种1/।।W

新品种«---------------------1,*,

1人工种子

-------►新品种推广--------------------------1

（D①④方向所示的途径表示育种，⑦过程所示的育种方法是。

（2）②过程常用的方法是,③⑦过程中采用方法有_（填两项）。

（3）⑤过程发生在生物个体发育的时期。经过⑥的选育，得到具有新基因的种子或幼

苗，由此培育出的新品种具有某一优良性状,若要将该性状稳定快速地遗传下去,运用生物技

术的解决办法是。

（4）⑧一⑩过程所代表的生物技术涉及两项重要步骤是、。假设甲种

植物是四倍体，乙种植物是二倍体，则人工种子萌发长成的植物是几倍体?。

【解析】（1）据图分析，①④所示途径为杂交育种，①②③途径为单倍体育种。（2）②是花药离

体培养过程，③阶段是用秋水仙素处理或低温诱导单倍体幼苗,而⑦属于多倍体育种,用秋水

仙素处理或低温诱导萌发的种子或二倍体幼苗。（3）⑤⑥阶段属于诱变育种,通常用物理或化

学的方法来处理处于分裂间期的细胞，此时DNA复制更容易引起基因突变;通过植物组织培养

技术可以将植物细胞的突变基因快速稳定地遗传下去。（4）⑧一⑩属于植物体细胞杂交技术流

程,需要经过植物细胞的融合、杂种细胞的组织培养等阶段。植物体细胞杂交得到的杂种植株

的体细胞的染色体组数（加=甲种植物染色体组数（加+乙种植物染色体组数（而,则杂种植株

属于异源N倍体。

答案：（1）杂交多倍体育种

（2）花药离体培养秋水仙素处理或低温诱导

（3）任何植物组织培养技术（或快速繁殖）

（4）植物细胞融合植物组织培养（异源）六倍体

能力提升（10分钟•30分）

1.（8分）（不定项）花粉植株是遗传研究和突变育种的理想材料。下面是培育四季柑橘⑵忙18）

花粉植株的过程示意图,有关叙述不正确的是（）

取花蕾并消毒|°】取花粉粒,接种到培养基小勺愈伤组织接到培养基才0

丛芽转接到培养式白单倍体丽

A.过程①②③④均存在细胞分裂和细胞分化

B.由图可推测培养基B中的细胞分裂素的比例高于生长素的比例

C.图中获得的花粉植株高度不育,表明花粉细胞不具有全能性

D.处于分裂中期的四季柑橘单倍体植株根尖细胞有18条染色体

【解析】选A、C、1）。在②脱分化过程中不存在细胞分化,A错误；过程③是细胞再分化，诱导

丛芽产生时应适当提高细胞分裂素的比例,B正确;花粉细胞培育成单倍体植株，培育的原理是

花粉粒细胞具有全能性,其技术是植物组织培养,C错误;观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植

株根尖细胞，其染色体数和中期体细胞相同为9条,D错误。

【实验•探究】

2.（22分）紫杉醇是红豆杉细胞中产生的一种高效抗癌物质，在植物体中含量极低。为取代从天

然植株中提取紫杉醇的方式,可通过植物组织培养和细胞培养技术来获取,其过程为获取红豆

杉外植体一消毒~诱导愈伤组织一细胞培养一提取紫杉醇。回答下列问题：

（1）获取的外植体首先要通过过程培养出愈伤组织。如表为四种不同外植体在相

同培养条件下诱导愈伤组织的实验结果，由表中结果可知诱导愈伤组织较适宜的两种外植体

分别是___________________________________

外植体愈伤组织体积诱导率/%

不带叶茎段很大99.5

带叶茎段很小90

叶片很小20

成熟胚较大80

注:诱导率(%)=(形成的愈伤组织数量/接种的外植体数量)X100%

(2)将愈伤组织接种到适宜培养液中进行细胞培养，细胞培养的过程(填“体现”或

“未体现”)细胞的全能性，理由是

。据下图分析2,4-D对细胞生长和紫杉醇合成的作用分别

是,

为获得最大紫杉醇总产量,最适合的2,4-D浓度应为(填“0.5”“1.0”

或“2.0")mg/Lo

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