2017-2018学年高中生物 第3章 细胞工程 第1节 植物细胞工程 第2课时 植物细胞工程的应用

第2课时植物细胞工程的应用

[目标导读] 1.结合教材P50～51图文，了解植物的微型快速繁殖、人工种子和作物脱毒。2.阅读教材P51～52内容，理解愈伤组织的诱变育种、细胞产物的工厂化生产及拯救濒危植物。[重难点击] 1.植物细胞工程的实际应用。2.细胞学基础理论研究与技术开发之间的关系。

方式一拯救国家极危植物——虎颜花

虎颜花为野牡丹科单种属植物，原产广东，为罕见的野生观赏植物，有重要的科研价值。虎颜花叶片基生，叶形巨大、美丽，呈心形，上有老虎斑纹，故称虎颜花。国际自然保护联盟已将虎颜花列为极危物种。为拯救虎颜花，我国华南植物园的科学家对虎颜花进行了组织培养，获得1万株试管苗，又利用生态恢复技术，使虎颜花成功回归野外。这体现了植物细胞工程的实际应用。那么植物细胞工程技术在生产生活中还有哪些方面的应用呢？让我们进入本节的学习，一起来了解吧！

方法二具有小灵芝草之称的金钗石斛是一种名贵的中草药，它具有生津益胃、润肺止咳之功效。金钗石斛的有效化学成分为大黄酚和β－谷甾醇。那么我们能否在工厂内大量生产这两种物质呢？

能！取金钗石斛的茎尖或根尖组织，并培养为愈伤组织再放入液体培养基中进行悬浮培养，获得大量的金钗石斛细胞，从混合液中分离纯化大黄酚和β－谷甾醇即可。

这是植物细胞工程实际应用的一个实例，要了解更多这方面的信息，请跟随教材一起来学习吧。

一、植物繁殖的新途径

1．植物的微型快速繁殖

(1)概念：利用植物组织培养技术快速繁殖植物的方法。

(2)优点

①无性繁殖，能够保持种苗的优良遗传特性。

②繁殖速度快，周期短。

(3)实例：一些优良的观赏植物、经济林木等都已经利用工厂化微型繁殖来进行大规模的无性繁殖。

2．人工种子

(1)组成

①胚状体：通过植物组织培养获得，相当于天然种子的胚。

②有机薄膜：含有胚状体萌发和发育成幼苗所需的各种养分；可以缓冲碰撞；可以附加大量的植物生长调节剂、农药、抗生素和一些有益菌种等。

(2)优点

①属于无性生殖，不发生性状分离的现象。

②生产上不受季节的限制。

3．作物脱毒

(1)原理：无性繁殖的作物，病毒容易逐年积累，但是幼嫩的组织和器官中病毒的含量较低或者不含病毒。

(2)方法：选取植物的茎尖进行植物组织培养。

(3)实例：脱毒马铃薯、脱毒草莓等。

结合下面人工种子的结构示意图，探究下列问题：

1．常规的种子繁殖存在哪些缺陷？

答案(1)周期长；(2)发生性状分离而丧失其优良特性；(3)受季节、气候和地域的限制。2．人工种子的胚状体和常规种子的胚在来源上有何区别？

答案人工种子的胚状体是无性繁殖的结果，常规种子的胚是有性繁殖的结果。

3．人工种皮是保证包裹在其中的胚状体顺利生长成小植株的关键部分。人工种皮中应该具有的有效成分是什么？为了促进胚状体的生长发育，我们还可以向人工种皮中加入哪些物质？答案针对植物种类和土壤等条件，在人工种子的包裹剂(人工种皮)中应具有适量的养分、

无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等。为了促进胚状体的生长发育，还可以向人工种皮中加入一些植物生长调节剂。

1．兰花在我国种植历史悠久，“远东麒麟”以每盒3万元的价格在拍卖网卖出。下面是通过细胞培养形成兰花植株的示意图，请据图回答下列问题：(注：胚状体等同于植物种子的胚的结构)

(1)愈伤组织的分裂能力______________(填“强”或“弱”)，分化能力____________(填“强”或“弱”)，是由植物体细胞经过____________形成的。

(2)过程④由愈伤组织形成胚状体要经过____________和____________过程。

(3)一个兰花茎尖在一年之内可以生产出400万株兰花苗，与有性生殖相比，植物组织培养的优势主要体现在______________________和______________________。

答案(1)强强脱分化(2)细胞分裂细胞(组织)分化(3)保持亲本的优良性状培育周期短，繁殖效率高

二、愈伤组织的诱变育种、细胞产物的工厂化生产以及拯救濒危植物

1．愈伤组织的诱变育种

(1)诱变育种

①概念：是指利用物理、化学因素诱导植物的遗传特性发生变异，再从变异群体中选择符合人们某种要求的单株，进而培育成新品种的育种方法。

②诱发突变的因素

物理因素：主要指一些射线。

化学因素：主要是利用一些烷化剂、碱基类似物、抗生素等化学药物。

(2)愈伤组织的诱变育种

①原理：植物的愈伤组织在培养过程中一直处于分裂增生的状态，其遗传物质极易受到外界因素的影响而发生变异。

②优势：克服突变体的嵌合性等缺陷，极大地提高了诱变育种的效率。

2．细胞产物的工厂化生产

(1)原理：植物组织培养。

(2)生产流程

外植体(离体的植物器官、组织或细胞)――→脱分化愈伤组织――→分散开细胞悬液――→发酵、提取细胞产物。

(3)产物种类：药物、橡胶、香精油和色素等。

(4)优势：快速、高效的获得大量的细胞或细胞产物。

3．拯救濒危植物 利用植物细胞培养技术来培养大量红豆杉细胞，利用这种方法来生产大量紫杉醇，从而拯救红豆杉。

1．愈伤组织的诱变育种过程如图所示，请据图分析：

诱变处理

↓

外植体――→脱分化愈伤组织―→突变体――→筛选培育

新品种 ↑

诱导分化

(1)该育种方法的原理有哪些？

答案 基因突变和植物细胞的全能性。

(2)在培养至愈伤组织时进行诱变处理的原因是什么？

答案 愈伤组织细胞分裂旺盛，一直处于不断的分生状态，此时易发生基因突变。

(3)诱导分化得到的突变体都可以利用吗？为什么？

答案 大都不可以。因为基因突变具有多害少利性，即得到的突变体大多是有害的。

2．分析工厂化生产人参皂甙干粉的流程，探究下面的问题： 人参根――→脱分化愈伤组织――→培养选择增殖速度快且细胞内人参皂甙含量高的细胞

――→扩大培养

大量细胞――→提取皂甙 (1)细胞产物工厂化生产实质上是植物组织培养的过程，在生产中通常要培养到什么阶段？ 答案 愈伤组织。

(2)与传统的从植物体内提取相比，工厂化生产细胞产物有哪些优点？

答案 没有时间、地点、环境的影响，克服了植物体生长缓慢的缺点，提取方便等。

2．在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是( )

A ．培养的细胞一直处于分裂增生的状态

B ．培养基营养丰富，易于植物生长

C ．纺锤丝的形成容易受抑制

D ．DNA 复制容易受抑制

答案 A

解析 在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于分裂增生的状态，因此容易受到培养条件和外界因素的影响而产生突变。

3．植物细胞培养的目的是( )

A ．获得大量的细胞群体，并继而获得人类所需的细胞次生代谢产物

B ．获得植物组织

C ．获得大量植物个体

D ．获得胚状体

答案 A

解析 植物细胞培养是在植物组织培养的基础上发展起来的，但二者的目的不同，植物细胞培养的目的不是使细胞形成组织、胚状体乃至更多的植物个体，而是通过大规模的细胞培养以获得人类所需的细胞次生代谢产物。 易混辨析 植物组织培养与植物细胞培养的区别

(1)含义不同：植物组织培养是指在一定的营养物质、激素和其他外界条件的作用下，把植物离体的器官、组织或细胞培养成完整的植物体。而植物细胞培养是将组织培养过程中形成的愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，进行悬浮培养，得到分散游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖，从而获得大量的细胞群体的一种技术。

(2)目的不同：植物组织培养的目的是得到更多的植物体，而植物细胞培养的目的是获得人类所需要的细胞代谢产物。

植物细胞工程的应用??????? 植物繁殖的新途径????? 微型繁殖人工种子作物脱毒作物新品种的培育：愈伤组织的诱变育种细胞产物的工厂化生产：植物细胞培养拯救濒危植物：现在科学家正在研究利用植物细胞

培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这种 方法来大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉，拯救 我们的自然资源

1．下列属于植物的微型繁殖技术的是( )

A．兰花的茎尖组织培育成兰花幼苗

B．水稻种子萌发并长成新个体

C．扦插的葡萄枝条长成新个体

D．柳树芽发育成枝条

答案 A

解析水稻种子萌发并长成新个体、柳树芽发育成枝条均属于个体发育部分；其次，扦插的葡萄枝条长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。

2．把胡萝卜单个韧皮部细胞接种到配制的培养基上培养，获得了许多完整的植株，这些植株( )

A．变异频率较高

B．都是单倍体

C．彼此性状极其相似

D．都是纯合体

答案 C

解析植物组织培养属于无性繁殖方式，是由同一个胡萝卜韧皮部细胞培育而来的许多植株，遗传物质均相同，故其性状极为相似。

3．人工种子比天然种子有许多优越性，下列对其优越性的叙述，不正确的是( )

A．可使自然状态下不结子的植物得以繁殖

B．方便贮藏和运输

C．可以随意改变植物的遗传性状

D．可快速、大量繁殖

答案 C

解析人工种子是通过植物细胞工程完成的，所以可以使在自然条件下不结子或珍贵的植物得以繁殖。人工种子外层是起保护作用的薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地贮藏和运输。人工种子的生产不受季节限制，而且快捷高效。人工种子可以保持物种优良的遗传性状。

4．下列有关植物细胞工程应用的叙述，正确的是( )

A．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒新品种

B．利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种

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技术获得“萝卜—甘蓝”，遵循基因的自由组合规律

答案 C

5．科学家从悬浮培养的单细胞、离体花粉中，通过植物组织培养技术获得胚状结构(胚状体)，胚状体不同于一般的种子胚，是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以，又称“体细胞胚”或“花粉胚”。胚状体在一定的条件下，可以通过胚胎发育过程形成植株。将其包埋在一个能提供营养的胶质中，外层再包裹上人造种皮，便制成了“人工种子”。人工种子的概念是1978年在加拿大举行的第四届国际植物组织、细胞培养会议上首次提出来的。目前，我国科学家利用植物组织培养技术已在烟草、水稻、小麦和玉米等植物上成功诱导出胚状体，而美、日、法等各国正着手将人工种子市场化、商品化。

(1)“人工种子”大体由胚状体、包埋胚状体的胶质以及人工种皮等3部分组成。包埋胚状体的胶质中富含营养物质，这是因为____________________________。为了满足胚状体代谢的需求，“人工种皮”则必须具有良好的______________性能。

(2)由“人工种子”萌发出的植株是否可育？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(3)写出“人工种子”商品化的意义(两项)：___________________________________

________________________________________________________________________。

(4)培育胚状体利用了______________这一项生物技术。在该过程中培养基中需要添加______________和________________两种激素，还需要对培养基进行严格的______________。答案(1)胚状体在萌发初期不能进行光合作用透水、透气(2)由花粉培养发育的植株一般不可育；由体细胞经组织培养发育的植株则是可育的(3)不受环境因素的制约，一年四季都可以进行工厂化生产，繁殖速度快，可在短时间内提供大量种苗；有利于保存种系的优良性状(回答其中的两项) (4)植物组织培养生长素细胞分裂素消毒(或灭菌)

解析胚状体在萌发初期不能进行光合作用，因此需要给其提供营养，人工种皮要有很好的透气性，保证供给胚足够的氧气。胚状体的培育利用的是植物组织培养技术，培养基中需要添加生长素和细胞分裂素，同时要保证无菌的条件。

课时作业

[基础过关]

1．下列属于微型繁殖的是( )

A．马铃薯的块茎繁殖

B．小麦的种子繁殖

C．一片花瓣的繁殖

D．柳树的扦插繁殖

答案 C

解析微型繁殖是利用植物组织培养技术，将离体的植物组织、器官、细胞进行培养，获得大量相同子代的过程。

2．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程涉及细胞的( )

①有丝分裂②分化③减数分裂④全能性

A．①②③ B．②③④

C．①③④ D．①②④

答案 D

解析某些作物进行无性繁殖过程中会感染病毒且容易传给后代，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒。在这个过程中通过细胞的有丝分裂增加细胞的数目，通过细胞的分化使来自同一细胞的这些细胞功能发生差异完成生物体的各项生命活动。3．下图是人工种子的结构简图，对其叙述不正确的是( )

A．人工种子的胚乳中含有胚状体发育所需的营养物质，还可以添加农药和植物激素

B．人工种子可以工业化生产，播种人工种子可节省大量的粮食

C．人工种子克服了有些作物品种繁殖能力差或发芽率低等问题

D．人工种子的胚状体还未分化出胚芽、胚轴和胚根等结构

答案 D

解析人工种子是经植物组织培养获得具有生根发芽能力的胚状结构后，包裹上人工种皮(有机薄膜)而形成的。胚状体与正常受精卵发育形成的胚有类似的结构和发育阶段。在人工种子胚乳中，除了添加种子萌发所需的营养物质外，还可添加农药、植物激素、有益的菌种等。4．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

答案 D

解析作为微型繁殖技术，利用植物组织培养技术繁殖植物，可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，而应用于作物脱毒，通过分生区组织的组织培养，可以提高作物的产量，改善作物

的品质，但不能改变植物的基因型。

5．下列哪种生物不能通过突变体的利用而获得( )

A ．抗除草剂的白三叶草

B ．生产胰岛素的大肠杆菌

C ．高产的水稻

D ．蛋白质含量高的小麦

答案 B

6．对人参皂甙干粉工厂化生产，下列哪种技术是必需的( )

A ．杂交育种

B ．植物组织培养

C ．多倍体育种

D ．单倍体育种

答案 B

解析 对人参皂甙干粉进行工厂化生产，必须先通过组织培养获得人参皂甙含量最高的细胞株，然后进行发酵大规模生产。

[能力提升]

7．下图表示某植物的培育过程，请据图判断下列说法中错误的是( )

A ．A→F 不能体现细胞的全能性

B ．

C 中是高度液泡化的薄壁细胞

C ．植株A 和F 中的染色体组数不同

D ．植株F 一般不能直接应用于生产

答案 A

解析 图中所示B→F 为花药离体培养得到单倍体幼苗，体现了生殖细胞也具有全能性。但A 与F 中的染色体组数不同，F 一般需经人工诱导染色体数目加倍后才可应用于生产。

8．植物组织培养的过程可以归纳为：①――→脱分化②――→再分化③―→④。对此叙述错误的是( )

A ．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的生长

B ．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性

C ．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段

D ．②包裹上人造种皮可获得人工种子

答案 D

解析 只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状结构，再包上人造种皮，

才能得到人工种子，而②是未分化的愈伤组织，不具有生根发芽能力，只有在分化培养基上培养后，才能用于制造人工种子。

9．制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，如图所示。据此判断下列说法不正确的是( )

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等

答案 C

解析从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营养物质出来。

10．下列属于植物细胞工程实际应用的是( )

①制造人工种子②拯救濒危植物③培育抗病毒烟草④培育单倍体⑤生产脱毒植株A．①②③④ B．①③④⑤

C．①②④⑤ D．②③④⑤

答案 C

解析培育抗病毒烟草是转基因技术的应用。

11．通过植物组织培养技术可以快速繁殖、生产药物及培育无病毒的植物等。据图甲、表乙回答问题：

错误!错误!愈伤组织错误!胚状体错误!植物体

图甲植物组织培养过程

表乙：植物的花芽分别在含有不同比例的吲哚乙酸和细胞分裂素的培养基中的生长状况

(1)离体的植物器官、组织或细胞能够被培养成新的植物体的原因是____________________。

(2)用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状体结构，若包裹上人造种皮，制成人工种子，可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。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图甲中[ ]________和[ ]________过程，在此过程中被培养的细胞始终受________________的调节。

(3)应用植物组织培养技术培养茎尖或根尖组织可获得无病毒植株，其原因是____________________________________________________。

(4)从表乙的实验结果可以看出：吲哚乙酸和细胞分裂素是实验中的两种重要物质。其中，新芽形成必需的条件是______________________________________；而在培养形成完整新个体过程中，对它们的调控关键是_____________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)植物细胞的全能性

(2)①脱分化②再分化植物激素

(3)植物的茎尖或根尖很少被病毒感染，甚至无病毒

(4)细胞分裂素的浓度大于吲哚乙酸的浓度调控好不同培养期的培养基中细胞分裂素与吲哚乙酸的浓度及其比例

12．医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症。获得紫杉醇的传统方法是从红豆杉属植物的树皮中提取，但产量有限，也不利于濒危的红豆杉的保护。研究发现，红豆杉的其他组织细胞也能生产紫杉醇，有人尝试用细胞工程技术生产。下面为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。请回答下列问题：

(1)据图分析，获得高产紫杉醇应选__________红豆杉为原料，培养后期紫杉醇产量出现下降的原因是____________________________等。

(2)将红豆杉细胞经组织培养形成________________方可接种到培养基中。

(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目的是_____________和____________。

(4)利用植物细胞培养技术生产紫杉醇与传统方法提取紫杉醇相比，前者具有_____________等优点。

答案(1)云南某些有害代谢产物的积累、活细胞数量减少(2)愈伤组织(3)保证氧气供应充足使细胞与培养液及氧气充分接触(4)产量高、节约资源、有利于生态保护

解析(1)由紫杉醇含量数据图可知云南红豆杉产量最高，随着培养时间的加长，培养基中营养物质减少，某些有害代谢产物积累，使活细胞数量减少，从而使紫杉醇产量下降。(2)培养是为了获得细胞产物，所以培养到愈伤组织即可。(3)通入无菌空气是保证氧气的供应，而搅拌是为了让细胞与培养液及氧气充分接触。(4)利用植物细胞培养提取紫杉醇产量高，耗材少，且不会对生态造成破坏。

13．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分是被外层物包埋的具有类似种子胚功能的胚状体，胚状体不同于一般种子的胚，它是由非合子细胞分化形成的类似于胚的结构物，所以又称“体细胞胚”“花粉胚”。胚状体可从悬浮培养的单细胞中得到，也可以通过试管培养的茎尖、芽尖、子房、花粉等获得。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，经过人工薄膜包装，便成了所谓的“人工种子”。其培育过程如图所示，并请根据以上材料回答下列问题：

(1)人工种子依据的原理是______________________，经过____________________技术培育而成。

(2)包埋胚状体的胶质可以看做是种子的哪部分结构？

________________________。

(3)某二倍体植物基因型为DdTt，利用这种生物技术采用花药离体培养的方法，可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为____________，基因型有__________________。

(4)如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入____________。A．15%的盐酸B．淀粉酶

C．果胶酶D．胰蛋白酶

(5)②表示脱分化过程，其实质是__________________________；③表示再分化过程，其实质

是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(6)从上面所述胚状体的类型分析，人工种子萌发长成的植株是否可育？

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

答案(1)植物细胞的全能性植物组织培养(2)胚乳或子叶(3)单倍体DT、Dt、dT、dt (4)C (5)使细胞恢复分裂能力基因的选择性表达，导致细胞形态、结构和功能的改变(6)若是由花粉发育而来的则不可育，若是由茎尖、根尖等营养器官发育而来的则可育

解析(1)人工种子依据的原理是植物细胞的全能性，经过植物组织培养技术培育而成。(2)包埋胚状体的胶质可以看做是提供营养的胚乳或子叶。(3)某二倍体植物基因型为DdTt，采用花药离体培养的方法可培育成“花粉胚”，也可制成人工种子，这种种子萌发形成的个体为单倍体，其基因型有DT、Dt、dT、dt。(4)如果外植体为植物的茎尖，通过①的处理可使细胞彼此分离，可加入果胶酶使细胞间的物质分解。(5)②表示脱分化过程，其实质是使细胞恢复分裂能力；③表示再分化过程，其实质是基因的选择性表达，导致细胞形态、结构和功能的改变。(6)人工种子萌发长成的植株是否可育主要看离体培养材料的来源。

[真题体验]

14．(2015·江苏，20)如图为制备人工种子部分流程示意图，下列叙述正确的是( )

A．胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织

B．该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCl2溶液作为凝固剂

C．可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源

D．包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏

答案 C

解析胚状体是愈伤组织再分化得到的；海藻酸钠作为包埋的材料，不提供营养成分；在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，不仅为胚状体提供能量，而且是培养物渗透压的主要调节物；凝胶珠具有空间网状结构，不隔绝空气。

15．(2014·江苏，29节选)为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。请回答下列问题：

(1)外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为____________________。

(2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。细胞干重在12 d 后下降的原因有____________________________；培养液中蔗糖的作用是________________、

__________________。

(3)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。二倍体愈伤组织细胞经______________处理，会产生染色体加倍的细胞。为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和__________酶解离愈伤组织。若愈伤组织细胞(2N)经诱导处理后，观察到染色体数为8N的细胞，合理的解释是______________________________________、____________________________________________。

答案(1)脱分化(2)蔗糖浓度下降，pH降低提供能源调节渗透压(3)秋水仙素(低温) 果胶经加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期经加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期

解析(1)外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。

(2)观察图示可知，12 d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。

(3)在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍(4N)，有的细胞染色体数目未加倍(2N)，也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8N的细胞。所以染色体数目加倍到4N的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8N，染色体数目加倍到8N的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8N。

苏教版选修第二节《植物细胞工程》word学案

第2节 植物细胞工程 1、概念：是指依据 原理，在 条件下，分离植物的 、 、 或 （称为 ），并在培养基上培养，在适宜的条件下使其长成部分或完整植株的技术。 2、理论基础：植物细胞全能性 的细胞具有发育成为一个新的生物个体的 。因为每个细胞内都 含有该物种的 ，具有发育成完整个体所必需的 。 全能性的表现条件：① ②适宜的 。 全能性大小：①受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞；②植物细胞＞动物细胞 3、材料：植株的 、 、 和 等。 4、培养条件： ① ； ②适宜的 ，其成分包括水、无机营 养、 、 和 等。 5、过程： 离体的器官、组织或细胞???→?脱分化（ ）???→?再分化 （ ）?→?植株。 ◆脱分化：由 的植物细胞形成 的过程。 ◆愈伤组织：是一团没有特定 和 并处于 状态的 细胞。 ◆再分化：愈伤组织重新 形成根、芽等器官的过程。 ◆胚状体：愈伤组织在一定的培养条件下 形成，类似 ，具有 和 ，在适宜条件下可发育成新的植株。 ◆人工种子：在 外包裹 和 制成。 人工种子的制备包括从植物组织培养诱导体细胞胚状体的发生， 的控制以及人工 的包埋过程。 人工种皮的制作材料： 人工胚乳的主要成分： 人工种子的优点：①不受 ； ② ； ③有利于 等。 人工种子的应用：①濒危植物的保护； ②经济植物的 等。 阅读：植物细胞全能性表现的条件：⑴离体；⑵无菌：培养基、外植体、操作工具及操 作环境必须严格消毒；⑶人为控制：控制好培养基及各种条件；⑷培养基成分：水、无机盐等无机营养成分、蔗糖、氨基酸等有机营养成分、植物激素；⑸环境条件：脱分化避光，再分化需光，光使细胞内形成叶绿体、叶绿素，进行光合作用；适宜的PH 和充足的氧气。 例1：要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株，不需要（ ） A.具有完整细胞核的细胞； B.离体状态； C.导入外源基因； D.一定的营养物质和激素。 二、植物细胞培养： 1、概念：是在实验室或工厂生产条件下，将组织培养过程中形成的 或其 他易分散的组织置于 中，进行 培养，得到分散游离的 细胞，通过 培养使细胞增殖，从而获得大量的 的一种技术。

植物细胞工程在农业生产中的应用

细胞工程是指体外人工培养细胞，通过细胞杂交的方法人为改变细胞的某些生物学特性，加速动物或植物个体繁殖，改良种质或创造生物新品种及获得某些有用物质的过程[1]。植物细胞工程是一门以植物组织培养为基础，具有广泛应用前景和实用价值的生物技术，其理论基础是植物细胞的全能性。植物细胞培养是指可以把植物的胚、胚轴、根、茎、叶、花、果实、种子、花粉或分生组织等任一部分离体培养成为植株；植物细胞杂交是指分离植物体上的细胞后用纤维素酶除去细胞壁，使其变为原生质体，在灭活的仙台病毒或PEG 诱导下促进不同品种的两个细胞完成杂交过程，从而培养为杂种植株[2]。目前，根据人们的需要已经相继完善和发展了一些具有特色的植物细胞工程实用技术，包括植物细胞组织培养技术、无性快繁技术及单倍体育种技术等，这些技术在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面发挥了重要作用[3]。1 植物细胞工程在脱毒苗生产方面的应用 长期进行营养繁殖的农作物及果树、蔬菜等 往往会积累许多病毒和类病毒，病毒和类病毒的感染常导致亲本性状退化，使农产品的产量和质 量明显下降。 植物细胞工程可应用于脱毒苗生产，一般多采用茎尖脱毒的方法，通过茎尖组织培养 可以获得无病毒和类病毒感染的再生苗。如茎尖 脱毒获得的脱番茄斑萎病毒（TSWV ）[4] 、脱黄瓜花叶病毒（CMV ）[5]及脱菊花病毒B （CVB ）[6]的再生苗等。近年来，中国相继出现了许多脱毒试管苗生产工厂，黑龙江、内蒙古、湖南、湖北、河南和甘肃等地都建立了生产脱毒种薯的原种场，脱毒马铃薯已经推广了近30万hm 2，平均增产50%以上。目前，草莓、苹果、柑橘和葡萄等经济植物都已建立了脱毒苗生产技术。2 植物细胞工程在经济植物快繁方面的应用 植物快繁是指利用组织培养技术，将来自优良植株的植物组织或细胞进行离体培养，短期内获得大量遗传性状一致的个体的方法。植物快繁技术在农业上有着广泛的应用，如可以使生根困难的名贵花卉大量繁殖，还可应用于杂合植物材料的快繁，因为很多优良的观赏植物和经济植物 植物生理与生物技术 植物细胞工程在农业生产中的应用 柳成荫，杨洪兵 （青岛农业大学生命科学学院，山东青岛266109） 摘要：介绍了植物细胞工程在脱毒苗生产、经济植物快繁、植物新品种选育及有用次生代谢产物生产方面的应用情况。 关键词：细胞培养；细胞杂交；脱毒苗；生物发生器；育种中图分类号：Q813 文献标识码A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2011.05.003 Application of Plant Cell Engineering in Agricultural Production LIU Cheng-yin,YANG Hong-bing （College of Life Science,Qingdao Agricultural University,Qingdao ，Shandong 266109,China ） Abstract :This article introduced the application of plant cell engineering in production of virus-free seedlings,rapid propagation of economic plants,breeding of new plant variety and production of useful secondary metabolites.Key words:cell culture;cell hybridization;virus-free seedlings;bio-generator;breeding 2011，17（5）：9-11 天津农业科学Tianjin Agricultural Sciences 收稿日期：2011-05-10；修订日期：2011-07-26 基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2010CL019）；青岛农业大学院重点课程建设项目（YZDK1003）作者简介：柳成荫（1989-），男，山东青岛人，在读本科生，从事植物逆境生理研究。通讯作者为杨洪兵。

2021版高考人教版通用生物核心讲练大一轮复习：植物细胞工程 Word版含答案

讲核心考点·全突破 考点一植物细胞工程的基本技术 1.植物组织培养与植物体细胞杂交比较： 名称植物组织培养植物体细胞杂交 原理细胞的全能性 细胞膜具有一定的流动性和细胞的全 能性 过程 离体的植物器官、 组织或细胞 愈伤组织 根、芽或胚状体 植物体 选材 根尖、茎尖、形成层 部位最容易诱导脱分 化 不同的植物细胞 技术 操作 脱分化、再分化等 除脱分化、再分化外，还要用酶解法 去除细胞壁，用一定的方法诱导细胞 融合 关系植物组织培养是植物体细胞杂交的基础，植物体细胞杂交所

2.脱分化与再分化的比较： 3.杂种植株遗传物质的变化： (1)遗传特性：杂种植株中含有两种植物的遗传物质，因此杂种植株具备双亲的遗传特性。 (2)染色体组数。 ①染色体组数=两种植物体细胞的染色体组数之和。 ②实例：若甲、乙两种植物均为二倍体，则甲、乙体细胞杂交所得杂种植株的体细胞含有4个染色体组，该杂种植株应称为四倍体。 【高考警示】 植物组织培养的三个易错点 (1)植物组织培养过程各阶段培养对象对环境条件的需求和发生的主 要变化存在着差异，如脱分化不需要光照，而再分化需要一定的光照。

(2)组织培养的目的不同，培养到的阶段不同。如生产细胞代谢产物，只需培养至愈伤组织阶段；生产人工种子，则需要培养至胚状体阶段；获得植株就需培养至幼苗阶段。 (3)人工种子是通过无性生殖(植物体细胞的组织培养技术)形成的，只有一个亲本的性状；自然种子是有性生殖的产物，具有两个亲本的性状。 【典例】(2019·全国卷Ⅲ)培养胡萝卜根组织可获得试管苗，获得试管苗的过程如图所示。 回答下列问题。 (1)利用胡萝卜根段进行组织培养可以形成试管苗。用分化的植物细胞可以培养成完整的植株，这是因为植物细胞具有 ______________________。 (2)步骤③切取的组织块中要带有形成层，原因是 ____________________ ____________________________________________。 (3)从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基，其原因是 _______________

高中生物选修3优质教学设计2：2.1.1植物细胞工程基本技术 教案

第二节细胞工程简介──植物细胞工程教学设计案例 教学目标 1．知识方面 （1）细胞的全能性（理解）。 （2）植物细胞工程的主要技术──植物组织培养和植物体细胞杂交（知道）。 2．态度观念方面 （1）通过介绍植物组织培养技术发展简史,植物体细胞杂交技术取得的进展和尚未解决的问题，激发学生探索生命科学奥秘的兴趣。同时，使学生认识到随着人们视野的不断拓宽，认知的不断加深，科学技术呈现日新月异、日臻完善的发展趋势。从而在学习过程中用发展的眼光看待问题，分析问题，不墨守陈规，不拘泥于原有知识的限制而勇于开拓，推陈出新。 （2）在植物细胞工程两大技术的学习过程中，渗透科学态度、科学方法和科学精神的养成教育。 3．能力方面 （1）在教学过程中，合理利用录像、软件等相关资料，培养学生的观察能力、思维能力以及整合、运用科学信息的能力。 （2）创设问题情境，在质疑、探究的学习过程中，培养学生独立思考，推理判断和创造性思维能力。 （3）通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力。 重点、难点分析 1．植物组织培养是本节的重点。 分析：植物组织培养重点讲述植物组织培养技术和基本原理，即离体培养的植物细胞脱分化和再分化的过程。其不仅在知识上对高二必修课中有关内容进行了深化和扩展，而且还为培育无病毒植株、制备人工种子、培养转基因植物以及植物体细胞杂交等提供技术支持。

同时，随着科学技术的不断进步，植物组织培养这门崭新的技术将日益普及和深入，成为现代农业生产中重要的技术手段。 2．植物体细胞杂交是本课的难点。 分析：植物体细胞杂交是在植物组培技术的基础上，借助动物细胞融合的方法发展起来的一门新型生物技术。这部分知识对于学生是全新的，加之与其有关的感性材料不多，因而给教学带来一定难度。 教学模式 自学──指导──启发──探究。 教学手段 实物材料、录像、软件。 课时安排一课时。 设计思路 1．布置课前预习：要求学生充分复习与本课有关的旧知识，预习新课，并对新知识的框架及层次结构有一个初步的认识。 2．从新旧知识联系入手，进一步深入学习细胞全能性理论，并在学习过程中，渗透对学生能力和方法的培养。 3．充分利用学生已有的知识积累，借助于多种直观教学手段，采用综合──分散──深化的教学方法，引导学生对植物组培知识进行比较广泛、深入的学习。 4．在学习植物体细胞杂交技术时，教师有意识地创设情境，提出渐进式问题，引导学生进行思维探索，并借助于计算机课件，对该技术进行由点及面的学习。 5．智能训练，实现知识的正向迁移。 重点提示 1．在本段教学中，应注意发挥教材的多功能性，深刻发掘教材的内涵，以知识学习为载体，强化学生多方面良好素质和能力的培养。

2020苏教版生物选修三新素养同步练习：第二章 第二节 植物细胞工程的应用知能演练轻巧夺冠(含解析)

[随堂检测] 知识点一植物组织培养技术的应用 1．甘薯种植多年后往往会感染病毒而减产，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．进行远缘体细胞杂交 C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 解析：选C。利用芽尖通过组织培养能够快速得到大量的甘薯无病毒苗，提高繁殖率。 2．红江橙种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖无病毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的() A．有丝分裂B．分化 C．减数分裂D．全能性 解析：选C。采用茎尖分生组织离体培养获得无病毒种苗的技术是植物的组织培养，整个过程中植物细胞的分裂方式都是有丝分裂，不涉及减数分裂，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。 3．制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，如图所示。据此判断下列说法不正确的是() 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等 解析：选C。从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营养物质出来。 知识点二植物细胞培养技术的应用 4．下列关于植物组织培养应用的说法，错误的是() A．脱毒苗、人工种子的制备都运用了植物组织培养技术 B．采用茎尖、根尖等组织经培养得到的脱毒植物可提高产量和品质 C．运用组织培养得到人参、紫草等植株个体，然后从它们的细胞中提取细胞产物 D．组织培养过程中经人工诱变等可得到有用突变体，如抗除草剂的白三叶草等已用于生产 解析：选C。运用组织培养技术大量生产人参皂苷干粉、紫草素等药物，利用了细胞产物的工厂化生产，并未培养出完整的植株，而是将离体组织、器官培养到愈伤组织阶段，利用细胞的分裂增殖，获得大量的细胞产物。

高中生物选修3植物细胞工程知识点

高中生物选修3植物细胞工程知识点 1.细胞脱分化：就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去特有的结构和功能而 转变成未分化细胞的过程。 2.愈伤组织：细胞排列疏松而无规则，高度液泡化的成无定形状态的薄壁细胞 团。 3.外植体：用于植物组织培养的离体器官组织或细胞。 4.具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜 能，也就是说，每个细胞都具有全能性的特点。 5.全能性的原理：细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，而不是全部基 因。 6.全能性表达的标志：已分化的细胞形成完整的个体，若只是形成某种组织器 官，则不能体现全能性。 7.全能性的高低比较： （1）受精卵>生殖细胞>体细胞 （2）体细胞:植物细胞>动物细胞 （3）分化程度低的细胞>分化程度高的细胞 （4）幼嫩细胞>衰老细胞 （5）分裂能力强的细胞>分裂能力弱的细胞 8.外植体经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化形成芽和根;芽和根进 而形成植株。 9.脱分化过程进行有丝分裂；再分化过程进行有丝分裂的同时也进行分化。 10.植物组织培养：就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、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，最终形成完整的植株。 11.植物细胞杂交：就是将不同的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞， 并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。目的：获得杂种植物体。用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；杂交过程的关键：原生质体间的融合；人工诱导的方法：包括物理法和化学法，物理法包括：离心、振动、电激；化学法包括：聚乙二醇。 12.植物细胞杂交的优点： （1）打破了物种之间的生殖隔离，实现了远源杂交。 （2）扩大了遗传重组的范围。 13.微型繁殖技术：把用于繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫做植物的微型 繁殖技术。 14.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。 15.作物新品种的培育： （1）单倍体育种（有性生殖）优点：极大地缩短了育种的年限。 （2）突变体的利用优点：能够产生新性状。

2.1.1植物细胞工程的基本技术

2.1.1 植物细胞工程 教学目标 1、简述植物组织培养和植物体细胞杂交技术 2、列举植物细胞工程的实际应用 3、尝试进行植物组织培养 教学重点 1、植物组织培养的原理和过程 2、植物体细胞杂交的原理 3、植物细胞工程应用的实例 教学难点 植物组织培养的实验 教学过程 复习： 细胞分化： 1、概念：在个体发育过程中，由一种或一个细胞通过增殖产生的后代，在形态、结构和生理功能上发生 稳定性差异的过程 注意：不改变细胞数目，不改变遗传，增加了细胞种类 2、原因：相同的基因在特定的时间和空间内进行选择性表达的结果 3、特点： ①普遍性：单细胞生物没有细胞分化 ②持久性：细胞分化存在于生物体的整个生命进程中，但在胚胎时期达到最大限度 ③不可逆性：分化的细胞要维持分化后的状态直到死亡 4、结果：产生了不同的组织和器官 5、意义：个体发育的基础（包括细胞分裂和细胞分化） 细胞全能性： 1、概念：已经分化的细胞，仍然具有发育成完整个体的潜能(起点：细胞、组织、器官；终点：完整个体) 举例：壁虎断尾后再生（×）；皮肤烧伤后再生（×）；种子长成幼苗（√）；植物扦插（√）； 受精卵发育成婴儿（√）； 2、物质基础：每个细胞里有该种生物全套的遗传信息（所以单个卵细胞或精子也可发育成完整个体，体现全能性） 3、条件：①离体②营养物质③外界条件 4、发挥顺序 植物细胞》动物细胞 受精卵＞生殖细胞（卵＞精子）＞体细胞 体细胞：分裂能力强的细胞＞分裂能力弱的细胞（分化程度低＞分化程度高） 注意：①受精卵是未分化的细胞，所以全能性最高 ②生殖细胞是分化程度高，全能性也高（特例）

细胞工程：是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照 人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 分类：植物细胞工程和动物细胞工程 一、植物组织培养 1、理论基础：植物细胞全能性 2、流程： 相关知识点： ①取材：根尖、茎尖、芽尖等分生组织，分裂能力强，全能性易发挥 ②脱分化（诱导培养基） 实质：使细胞恢复分裂能力 a ．概念：让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞的过程 形式：固体 b ．培养基 无机物：水、无机盐 成分 有机物：氨基酸、维生素、蔗糖 植物激素：生长素和细胞分裂素 注：培养基中加入蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 另外，脱分化培养基上可加入2,4－D ，促进愈伤组织的产生和生长 c ．条件：黑暗（因为在光照条件下容易分化成维管组织，不利于产生大量的愈伤组织） 无菌（一旦污染，迅速生长的各种杂菌不仅会与培养物争夺营养，而且杂菌会产生大量对培养 ③愈伤组织：排列疏松，高度液泡化的无定形状态的薄壁细胞。（分化程度低，全能性高） ④再分化（分化培养基） 实质：基因的选择性表达 a ．概念：脱分化产生的愈伤组织继续培养又可以重新分化成根或芽等器官的过程 b ．培养基：同脱分化培养基 c ．条件：光照（有利于诱导形成叶绿素） ⑤植物激素的使用对植物组织培养的影响 高→有利于根的形成 a ．使用比例： 低→有利于芽的分化 适中→促进愈伤组织的形成 先生长素后细胞分裂素：有利于细胞分裂，但不分化 b ．使用顺序 先细胞分裂素后生长素：细胞既分裂又分化 同时使用两种激素：分化频率提高 离体的植物细胞、 组织或器官（外植体） 脱分化 已分化 未分化 生长素 细胞分裂素

【人教版】高二生物选修三教学案：2.1.2-植物细胞工程的实际应用(含答案)x

2.1.2 植物细胞工程的实际应用 目标导航 1.举例说明植物细胞工程在植物繁殖方面的应用。2.列举植物细胞工程在作物新品种培育方面的应用。3.概述细胞产物的工厂化生产的原理。 一、植物繁殖的新途径(阅读P 38－39) 1．微型繁殖 (1)概念：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。 (2)属于无性(填有性、无性)繁殖，能够保持优良品种的遗传性状。 2．作物脱毒 (1)选材部位：植物分生区附近的部位，因为此处细胞内病毒极少，甚至无病毒。 (2)优点：提高作物的产量和品质。 3．人工种子 (1)组成：由胚状体、不定芽、顶芽和腋芽作为保护性外壳的人工种皮和提供胚状体进一步发育所需营养的人工胚乳。如下图： (2)特点：后代无性状分离，不受季节、气候和地域的限制。 二、作物新品种的培育及细胞产物的工厂化生产(阅读P 40－41) 1．单倍体育种 (1)过程：花药――→离体培养 单倍体植株――→人工诱导染色体加倍稳定遗传的优良品种。 (2)优点：①后代是纯合子，能稳定遗传。 ②可明显缩短育种年限。 (3)实例：烟草、小麦等。 2．突变体的利用 (1)过程：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力的影响而产生突变，从中筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。 (2)优点：可以得到抗逆性(抗盐、抗病和抗除草剂等)品种和含有高蛋白的植株。

(3)实例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草、抗除草剂的白三叶草等。 3．细胞产物的工厂化生产 (1)种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。 (2)技术：植物组织培养技术。 (3)实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂化生产。 判断正误： (1)植物组织培养技术不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。( ) (2)人工种子就是以植物种子的胚等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。( ) (3)单倍体育种通过花药离体培养获得单倍体植株，染色体加倍后两年便可获得稳定遗传的优良品种，极大地缩短了育种年限。( ) (4)在植物的组织培养过程中，由于所培养的细胞进行有丝分裂，所以不会发生突变。( ) (5)利用植物组织培养技术可获得的细胞产物包括蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。( ) (6)单倍体育种的目的是获得单倍体本身。( ) (7)细胞产物的生产是将植物细胞培养到愈伤组织。( ) 答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×(7)√ 一、植物繁殖的新途径 1．微型繁殖 (1)本质：微型繁殖实际上是一种无性繁殖，能保持亲本的一切优良性状，这项技术只运用了植物组织培养技术，因此该过程只涉及有丝分裂，不涉及减数分裂。 (2)优点：使用材料少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理，有利于进行工厂化培养。2．作物脱毒 (1)病毒的特点：病毒是寄生生物，在用种子繁殖或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子代感染病毒。 (2)材料的选取：据检测，植物的分生区附近的病毒极少，甚至无病毒。如果将未被病毒感染的植株的分生组织用植物组织培养的方法培育幼苗用于生产，可以避免病毒对作物的影响，大大提高作物的产量。 3．人工种子 (1)人工种皮的要求：

高三生物植物细胞工程练习题及答案教案资料

高三生物植物细胞工程练习题及答案

植物细胞工程 一、单选题： 1．植物组织培养是指（）A．离体的植物器官或细胞培育成愈伤组织 B．愈伤组织培育成植株 C．离体的植物器官、组织或细胞培养成完整植物体 D．愈伤组织形成高度液泡化组织 2．植物体细胞杂交的结果是（） A.产生杂种植株B．产生杂种细胞 C．原生质体融合 D．形成愈伤组织3．如图是“白菜一甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是 A．图示“白菜—甘蓝”植株不能结子 B．愈伤组织有叶绿体，代谢类型是自养需氧型 C．上述过程中包含着有丝分裂、减数分裂和细胞分化等过程 D．“白菜—甘蓝”杂种植株具有的性状是细胞全能性表达的结果 4．不能人工诱导原生质体融合的方法是（） A.振动 B.电刺激 C.PEG试剂D．重压 5．植物细胞表现出全能性的必要条件是 （） A.给予适宜的营养和外界条件 B.脱离母体后给予适宜营养和外界条件 C.导入其他植物细胞的基因 D.将成熟筛管细胞核移植到去核的卵细胞内 6．植物组织培养过程中的脱分化是指 （） A.植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞 B．未成熟的种子经过处理培育出幼苗的过程 C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程

D.取植物的枝芽培育成一株新植物的过程 7.下列植物细胞全能性最高的是 （） A.形成层细胞 B.韧皮部细胞 C.木质部细胞 D.叶肉细胞 8．植物组织培养过程的顺序是 （） ①离体的植物器官、组织或细胞②根、芽③愈伤组织④脱分化 ⑤再分化⑥植物体 A．①④③⑤②⑥ B．①④③②⑤⑥C．①⑤④③②⑥ D．⑥①④③⑤②9．下列有关细胞工程的叙述不正确的是 （） A. 在细胞整体水平上定向改变遗传物质 B．在细胞器水平上定向改变遗传物质 C．在细胞器水平上定向改变细胞核的遗传物质 D．在细胞整体水平上获得细胞产品 10．对人工种子正确的解释是 （） A．通过科学手段人工合成的种子 B．利用植物组织培养技术获得的种子C．种皮能自我生成的种子 D．人工种子发芽率低 11．有关全能性的叙述，不正确的是 A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高 B．生物体内细胞由于分化，全能性不能表达

2020学年高中生物 第二章 细胞工程 第二节 植物细胞工程的应用知能演练轻巧夺冠 苏教版选修3

第二节植物细胞工程的应用 [随堂检测] 知识点一植物组织培养技术的应用 1．甘薯种植多年后往往会感染病毒而减产，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．进行远缘体细胞杂交 C．利用芽尖进行组织培养 D．人工诱导基因突变 解析：选C。利用芽尖通过组织培养能够快速得到大量的甘薯无病毒苗，提高繁殖率。 2．红江橙种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖无病毒的种苗，以保证该品种的品质和产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不涉及细胞的( ) A．有丝分裂B．分化 C．减数分裂D．全能性 解析：选C。采用茎尖分生组织离体培养获得无病毒种苗的技术是植物的组织培养，整个过程中植物细胞的分裂方式都是有丝分裂，不涉及减数分裂，植物组织培养技术的原理是植物细胞的全能性。 3．制造人工种子的原理是在组织培养得到的“胚状体”的最外面用一层有机膜包裹，并在薄膜以内放入一些营养物质，如图所示。据此判断下列说法不正确的是( ) 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等 解析：选C 。从保证人工种子正常的生命力上来看，其外部薄膜应具有半透性，可以透气和透水，但是不能让薄膜以内的营养物质出来。 知识点二 植物细胞培养技术的应用 4．下列关于植物组织培养应用的说法，错误的是( ) A ．脱毒苗、人工种子的制备都运用了植物组织培养技术 B ．采用茎尖、根尖等组织经培养得到的脱毒植物可提高产量和品质 C ．运用组织培养得到人参、紫草等植株个体，然后从它们的细胞中提取细胞产物 D ．组织培养过程中经人工诱变等可得到有用突变体，如抗除草剂的白三叶草等已用于生产 解析：选C 。运用组织培养技术大量生产人参皂苷干粉、紫草素等药物，利用了细胞产物的工厂化生产，并未培养出完整的植株，而是将离体组织、器官培养到愈伤组织阶段，利用细胞的分裂增殖，获得大量的细胞产物。 5．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域，其获得途径如下图所示。下列叙述错误的是( ) A ．图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都体现了植物细胞的全能性 B ．图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程 C ．②过程中需用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理 D ．用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶 解析：选A 。细胞的全能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完整个体的潜能，图中脱毒苗的获得体现了植物细胞的全能性，愈伤组织和高产细胞系的获得都没有体现植物细胞的全能性，A 错误；图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程，B 正确；再分化过程中需用适宜配比的生长素和细胞分裂素溶液处理，以诱导细胞分化的方向，C 正确；用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶，以分解植物细胞之间的成分，D 正确。 6．如图是植物组织培养的简图。请据此回答有关问题： ①――→脱分化②――→再分化③―→④

2020高考生物选修3现代生物科技专题2 2.1-2.1.1植物细胞工程的基本技术

专题2 细胞工程 2.1 植物细胞工程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 1．培育草莓脱毒苗所采用的主要技术是() A．组织培养B．细胞杂交 C．显微注射D．核移植 解析：本题主要考查现代生物技术应用的相关知识。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。故只有A选项符合题意。 答案：A 2．在“胡萝卜的组织培养”实验中，用于培养的组织切块取自下列哪个部位() A．皮层B．韧皮层 C．形成层D．木质层 解析：根据教材中的实验可知，用于胡萝卜组织培养的组织切块取自形成层(该部位细胞的分裂能力强、分化程度低，细胞的全能性较高)，C正确。 答案：C 3．下列属于植物组织培养的是()

A ．花粉培养成单倍体植株 B ．芽发育成枝条 C ．根尖分生区发育成成熟区 D ．受精卵发育成植株 解析：将花粉培养成单倍体植株，即花药离体培养，属于植物组织培养，A 正确；芽发育成枝条是自然生长过程，不属于植物组织培养，B 错误；根尖分生区发育成成熟区是自然生长过程，不属于植物组织培养，C 错误；植物组织培养包括脱分化和再分化等过程，而受精卵是个体发育的起点，发育成植株无脱分化等过程，D 错误。 答案：A 4．如图是四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图。 四倍体兰花叶片――→①愈伤组织――→②胚状体――→③植株 下列相关叙述中正确的是( ) A ．②阶段会发生减数分裂过程 B ．①阶段需生长素，而③阶段需细胞分裂素 C ．此过程体现了植物细胞具有全能性 D ．此兰花的花药经离体培养所得植株为二倍体 解析：②阶段细胞通过有丝分裂方式增殖，不能发生减数分裂，A 错误；①和③阶段都需要生长素和细胞分裂素，只是这两种激素的比例不同，B 错误；图解显示的是植物组织培养过程，其原理是植物细胞具有全能性，C 正确；此兰花的花药经离体培养所得植株为单倍体，D 错误。 答案：C 5．科学家用植物体细胞杂交的方法，将番茄的原生质体和马铃

苏教版生物选修3第二节《植物细胞工程》word同步测试题

、选择题: 1. 甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养 的方法快速繁殖脱毒的种苗， 以保证该品种的品质和产量水平。 这种通过分生组织离体培养 获得种苗的过程不涉及细胞的（ ） A. 有丝分裂 B.分化 C.减数分裂 D.全能性 2. 科学家用小鼠骨髓癌细胞与某种细胞融合，得到杂交细胞，经培养可产生大量的单克 隆抗体，与骨髓癌细胞融合的是（ ） A. 经过免疫的B 淋巴细胞 B.不经过免疫的T 淋巴细胞 C.经过免疫的T 淋巴细胞 D.不经过免疫的B 淋巴细胞 3. 人胰岛细胞能产生胰岛素，但不能产生血红蛋白，据此推测胰岛细胞中（ ） A. 只有胰岛素基因 B. 比人受精卵的基因要少 C. 既有胰岛素基因，也有血红蛋白基因和其他基因 D. 有胰岛素基因和其他基因，但没有血红蛋白基因 4. （多选题）胚胎移植技术目前主要应用于（ ） A. 解决某些不孕症者的生育问题 C.提高良种家畜的繁殖力 5. 单克隆抗体是指（ ） A. 单个骨髓瘤细胞增殖产生的抗体 C.单个杂交瘤细胞增殖产生的抗体 6. 下列哪一项属于克隆（ ） A. 将鸡的某个DNA 片段整合到小鼠的 B. 将抗药菌的某基因引入草履虫的细胞内 C. 将鼠骨髓瘤细胞与经过免疫的脾细胞融合成杂交瘤细胞 D. 将某肿瘤细胞在体外培养繁殖成一个细胞系 植物细胞工程 B.治疗某些遗传病 D.提高动物的抗病力 B.单个B 淋巴细胞增殖产生的抗体 来 D.单个抗体通过克隆化，产生大量抗体 DNA 分子中

养依据的原理，培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是（） ①体细胞全能性②离体植物器官，组织或细胞③根，芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨植

植物细胞工程2.1.1导学案(2)

专题二细胞工程 第一节植物细胞工程第二课时 学习目标：1.理解植物体细胞杂交的概念 2.掌握植物体细胞杂交的过程与原理 3.理解植物体细胞杂交优缺点 教学重难点：植物体细胞杂交过程 植物体细胞杂交技术（生殖） （1）概念：就是将不同种的植物，在一定条件下融合成，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。 （2）优点： （3）过程: ①去掉植物细胞细胞壁用酶。植物体细胞去壁成为。 ②诱导融合的方法：物理法包括等；化学法一般是用（）。 ③原理：细胞融合的原理是。 ④杂种细胞形成的标志，与（细胞器）有关。 ⑤二倍体与二倍体植物体细胞杂交后代是； 二倍体与四倍体植物体细胞杂交后代是。 ⑥从杂种细胞到杂种植株的过程应用技术，依据原理为 （4）原理：、 【典例练习】 1.下图是植物体细胞杂交示意图，请据此回答： (1）②过程过程用到的原理是_______________________________________。 (2) 图中④过程是_________，⑤过程是_________，④⑤过程合称_____________________。 (3) 图中①过程用到的酶是______________________，作用的结果是形成_________________。 要用它们除去_______________，利用了酶的_______________。 (4)在②过程中，可用的化学诱导剂是_______________，可用的物理方法是_______________。若在容器中放置若干ab结构，诱导完成且假设所有细胞都发生了融合，然后经③过程，形成的d细胞的类型有_________种(这里仅考虑2个原生质体的相互融合)。 (5) 细胞融合成功的标志是_____________________，需要细胞器________________直接参与。 (6) e称为愈伤组织，其细胞的主要特点是_________________________________________。 (7) 细胞分化的实质是________________________________________________ (8)若番茄细胞内含A个染色体，马铃薯细胞内含B个染色体，则番茄—马铃薯细胞内含_________个染色体；若对番茄和马铃薯采用杂交育种方法能成功的话，得到的后代应含______________个染色体。若要得到可育的番茄—马铃薯，必须用______________来处理幼苗。这两种方法相比，体细胞杂交方法的优点是___________________________。 【巩固练习】 1．在植物体细胞杂交实验中，如果要获得性状优良的作物新品种，不必须考虑（）A．两种高等植物间的生殖隔离B．选择具有期望的某些优良性状的亲本 C．亲本细胞的融合技术D．愈伤组织形成和再分化 2．下列关于植物体细胞杂交过程的叙述错误的是（） A．用酶解法去掉细胞壁分离出有活力的原生质体 B．诱导两种植物的原牛质休融合进而形成杂种细胞 C．单个的杂种细胞在组织培养过程中不要经过脱分化 D．杂种细胞最终培养为杂种植株 3．植物体细胞杂交要先去除细胞壁的原因是（） A．植物体细胞的结构组成中不包括细胞壁B．细胞壁使原生质体失去活力 C．细胞壁阻碍了原生质体的融合D．细胞壁不是原生质的组成部分 4．（2013天津高考，15分）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化，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，以获得抗黑腐病杂种植株。流 程如下图。 据图回答下列问题： （1）过程①所需的酶是________________________。 （2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的____________存在，这一特征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____________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 （4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和_________________植株的根尖，通过____________、____________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 （5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进 行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用 于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再 生植株1～4进行PCR扩增的结果。据图判断， 再生植株1～4中一定是杂种植株的有______。 （6）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。

高考生物总复习 第二章第二节 植物细胞工程课时闯关(含解析)苏教版选修3

1．甘薯种植多年后易积累病毒而导致品种退化。目前生产上采用茎尖分生组织离体培养的方法快速繁殖脱毒的种苗，以保证该品种的品质与产量水平。这种通过分生组织离体培养获得种苗的过程不． 涉及细胞的( ) A ．有丝分裂 B ．分化 C ．减数分裂 D ．全能性 解析：选C 。该题考查植物组织培养的原理及过程。植物组织培养的原理是植物细胞的 全能性；过程是：离体的植物器官、组织、细胞或原生质体――→脱分化愈伤组织――→再分化根、芽→ 植物体。此过程是一个无性繁殖过程，所以不涉及细胞的减数分裂。 2．植物组织培养的过程可以归纳为：①――→脱分化②――→再分化③―→④。对此叙述有错误的 是( ) A ．②→③的再分化过程中，当细胞分裂素与生长素的浓度比低时，有利于根的生长 B ．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性 C ．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段 D ．②包裹上人造种皮可获得人工种子 解析：选D 。只有将离体植物细胞或组织培养成具有生根发芽能力的胚状结构，再包上人造种皮，才能得到人工种子，而②是未分化的愈伤组织，不具有生根发芽能力，只有在分化培养基上培养后，才能用于制造人工种子。 3．(2011年苏州高二检测)有关原生质体的下列叙述中，正确的是( ) ①组成原生质体的主要生命物质是蛋白质和核酸 ②原生质体包括细胞膜、液泡膜及两者之间的原生质 ③被脱掉细胞壁的植物裸露细胞是原生质体 ④原生质体只能用于植物细胞工程 A ．①② B．②③ C ．①③ D．②④ 解析：选C 。原生质是细胞内生命物质的总称，组成它的主要生命物质是蛋白质和核酸。原生质分化产生细胞膜、细胞质和细胞核。一个动物细胞就是一个原生质体。植物细胞由原生质和细胞壁组成。除去植物细胞的细胞壁以后所剩下的植物细胞结构就是原生质体，可以认为原生质体包括原生质层、细胞液和细胞核三部分，细胞壁是死物质，不属于原生质。 4．用细胞工程技术使天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草，有关培育过程的叙述错误的是( ) A ．需要用酶解法制备原生质体 B ．愈伤组织的代谢类型是自养型 C ．克服了远源杂交不亲和的障碍 D ．包含了有丝分裂和细胞分化的过程 解析：选B 。植物体细胞杂交过程是用酶解法去除细胞壁而获得原生质体，其优点是克服了远源杂交不亲和的障碍，在从杂种细胞到杂种植株的过程中经过了有丝分裂、细胞分化等生理过程，愈伤组织细胞中不存在叶绿体，无法进行光合作用，不是自养型的。 5．设计植物体细胞杂交实验时，如果期望获得性状优良的作物新品种，不． 需要考虑的是( ) A ．亲本细胞的生殖隔离问题 B ．选择具有优良性状的亲本 C ．亲本细胞的融合技术 D ．杂种细胞愈伤组织的诱导和再分化 解析：选A 。植物体细胞杂交包括植物体细胞融合和植物组织培养。植物体细胞杂交能克服远源杂交不亲和的障碍，因此，不需要考虑亲本细胞的生殖隔离问题。 6．下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是( ) A ．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B ．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化

高三生物一轮复习导学案：植物细胞工程

第二单元细胞工程 第1讲植物细胞工程 【重难点突破】 一、植物组织培养 1、组织培养：在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、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，诱导期产生愈伤组织、丛芽、最终形成完整的植株。 2、原理：植物细胞的全能性。指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育 成完整植株的遗传能力。在适宜条件下，任何一个细胞都可以发育成一个新个体。 3、过程： 【典题演示1】 (2008江苏)下列关于植物组织培养的叙述中，错误的是 A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因相同【答案】 【解析】 【变式训练1】 1、(2008江苏)某组织培养实验室的愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验条件除图示外其他均相同。下列各图表示实验结果，据图可得出的初步结论是 A．污染主要不是培养基灭菌时间短造成的 B．污染主要来源于组织培养所用的离体组织 C．调节培养基pH不能解决污染问题

D．调节培养温度不能解决污染问题 【答案】 【解析】 【变式训练2】、（2010南通二模）在植物组织培养过程中，愈伤组织的成功诱导是至关重要的步骤。科学家以食用稗的成熟胚作为外植体，在基本培养基上研究植物生长调节剂对食用稗愈伤组织诱导的影响。实验结果如下表。请回答相关问题： 注：愈伤组织诱导率（%）＝产生愈伤组织的外植体数/接种外植体总数×100% （1）从上表可以知道，在基本培养基中添加较高浓度的有利于食用稗胚形成愈伤组织，而添加则不利于食用稗胚愈伤组织的形成。（3）影响愈伤组织成功诱导的因素除植物生长调节剂外，培养的环境条件也是重要的因素。现给你提供200个已经消毒过的食用稗的成熟胚，在上述研究的基础上，探究光照对愈伤组织形成的影响。 实验步骤： ①将200个已经消毒过的食用稗的成熟胚平均分为甲、乙两组，分别接种到培养基上； ② ； ③ 。 预期实验结果和结论：。 【答案】（1）2，4－D 6－BA ②甲组置于光照条件下培养，乙组置于黑暗条件下培养，其它条件（2）①L 3 相同且适宜；③培养一段时间后，分别计数甲、乙两组中形成愈伤组织的个数并计算愈伤组织诱导率。 预期实验结果和结论：①如甲组的愈伤组织诱导率大于乙组的愈伤组织诱导率，则光照有利于愈伤组织的形成；②如甲组的愈伤组织诱导率小于乙组的愈伤组织诱导率，则黑暗有利于愈伤组织的形成；③如甲组的愈伤组织诱导率和乙组的愈伤组织诱导率相当，则光照、黑暗对愈伤组织的形成没有影响 【解析】 二、植物组织培养有哪些应用 1、植物繁殖的新途径