學而優·教有方PAGE1PAGE2.1.2植物細胞工程的應用Part1目標任務：對接課標，了解目標Part1目標任務：對接課標，了解目標Part2預習導學：自主梳理+預習檢測，掌握基本知識點Part3探究提升：代入情景+典例精講，深入學習知識要點紫杉醇的提取Part4網絡梳理：建立知識間的聯系Part5強化訓練：必刷經典試題，能力提升內容導航新課程標準學習目標舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率。1.說明植物細胞工程在植物繁殖方面的應用。2．列舉植物細胞工程在作物新品種培育方面的應用。3．概述細胞產物的工廠化生產的原理。自主梳理一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖（微型繁殖）(1)概念：用于__________優良品種的______________技術。(2)特點：屬于______繁殖，不僅可以高效快速地實現種苗的____________，還可以保持____________的遺傳特性。(3)實例：20世紀60年代，荷蘭的科學家就成功地實現了利用________________來培育蘭花。2．作物脫毒(1)選材部位：植物的____________附近（如_______）。(2)選材原因：此處的______極少，甚至________。切取__________的莖尖進行組織培養，可以獲得__________。(3)實例：目前采用_________________來脫除病毒，在________、______、大蒜、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經濟作物上已獲成功。獲得的脫毒作物的_______和_______更優。二、作物新品種的培育1．單倍體育種(1)原理：和。(2)過程：花藥(或花粉)eq\o(→,\s\up7(離體培養))eq\o(→,\s\up7(人工誘導),\s\do5(染色體加倍))eq\o(→,\s\up7(選擇))優良品種。(3)優點：①子代是能的純合子。②極大地縮短了。③是進行和研究的理想材料。(4)實例①世界上第一個單倍體作物新品種——。②單倍體育種與常規育種相結合的新品種：水稻、、油菜、和甜椒等。2．突變體的利用(1)原理：在植物的組織培養過程中，由于培養細胞一直處于的狀態，因此它們容易受到(如等)的影響而產生突變。(2)利用：從產生的突變的個體中篩選出有用的，培育新品種。如培育抗病、抗鹽、高產以及蛋白質含量高的突變體。(3)實例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。3．細胞產物的工廠化生長(1)次生代謝物①定義：植物代謝產生的，一般認為不是植物的產物。②本質：，如酚類、萜類和含氮化合物等。③作用：在植物抗病、抗蟲等方面發揮作用，還是藥物、香料和色素等的重要來源。(2)技術：，指在離體條件下對進行培養使其的技術。(3)優勢：不占用耕地，幾乎不受等的限制，因此對于具有重要意義。(4)實例：利用紫草細胞的組織培養生產的具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細胞的組織培養生產的具有高抗癌活性。預習檢測（限時10分鐘）1．人參皂苷是人參的次級代謝產物，具有增強免疫力、改善心血管功能、抗氧化、抗腫瘤等功能。如圖為利用植物細胞培養技術工業化生產人參皂苷的流程。下列相關敘述正確的是（

）A．過程①不需要光照，細胞不發生基因的選擇性表達B．可利用培養的動物癌細胞來檢測人參皂苷的抗癌活性C．人參皂苷屬于次級代謝產物，為人參生命活動所必需D．過程②利用了細胞分裂的原理，體現了細胞的全能性2．青蒿素是從黃花蒿莖葉中提取的一種有效的瘧疾治療藥物。下圖為通過組織培養獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。下列相關敘述正確的是（

）A．實驗中要對所用幼葉、培養基及器械進行滅菌B．過程①和②所用培養基中激素種類和比例相同C．經過程①之后，愈傷組織的全能性降低D．誘導愈傷組織發生基因突變，有望獲得高產青蒿素植株3．基因型為AaBb的水稻的花藥通過無菌操作，接種到試管后，在一定條件下形成試管苗。下列相關敘述錯誤的是（

）A．在離體條件下，花粉經過脫分化和細胞分裂形成不定形的愈傷組織B．愈傷組織必須從培養基中獲得水、無機鹽和小分子的有機物等營養C．一般先誘導愈傷組織生芽，再誘導愈傷組織生根，最后形成試管苗D．經無菌培養獲得的試管苗的基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb4．青霉素能破壞細菌的細胞壁并在細菌細胞的繁殖期起殺菌作用，早期科學家只能從青霉菌中提取少量青霉素，隨著高產菌種的選育、發酵技術的發展等，青霉素步人產業化生產的道路。下列敘述正確的是（

）A．可通過誘變育種的方法，選育出高產青霉素的菌株B．青霉素生產和泡菜的制作都需要隔絕氧氣來發酵生產細胞的代謝產物C．因青霉素具有殺菌作用，青霉素的生產中使用的培養基和發酵設備不需嚴格滅菌D．青霉素破壞細菌的細胞壁，導致細菌細胞不能發生滲透作用吸水而死亡5．玉扇是一種深受人們喜愛的多肉植物，以其肉質葉片呈扇形排列而聞名。科學家用組織培養技術實現玉扇的大規模培育。下列相關敘述錯誤的是（

）A．用酒精對離體的玉扇組織消毒的時間越長，培育效果越好B．利用組織培養技術培養可以保持玉扇優良品種的遺傳特性C．組織培養過程中培養基內添加的關鍵激素是生長素和細胞分裂素D．玉扇組織培養過程中用到的培養基及其他器械均需要滅菌處理6．研究人員用一定量的紫外線輻射消除某煙草細胞的細胞核，獲得保留細胞質且具有鏈霉素抗性的煙草細胞甲，去除煙草細胞甲和煙草細胞乙（無鏈霉素抗性）的細胞壁，將二者進行融合，獲得雜種細胞丙。下列敘述錯誤的是（）A．經纖維素酶處理得到的原生質體需置于等滲溶液中以維持其活性B．在添加鏈霉素的選擇培養基上能進行增殖的細胞只有雜種細胞丙C．雜種細胞丙也可通過是否同時含有葉綠體和細胞核來進行篩選D．雜種細胞丙需要經過脫分化、再分化等過程才能夠獲得雜種植株7．下圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養基上形成完整植株的過程。有關敘述正確的是（

）A．過程①②表示脫分化，過程③表示再分化B．過程①②需要避光，過程③需要光照C．過程①②③說明花粉細胞具有全能性D．過程③獲得的完整植株自交后代不會發生性狀分離8．在下列過程中，需要用到植物組織培養技術的是（）①利用秋水仙素處理萌發的四倍體小黑麥種子或幼苗獲得八倍體植株②利用紫草細胞獲得治療燙傷的紫草素③利用莖尖大量繁殖三倍體無子西瓜④利用細胞工程培養“番茄—馬鈴薯”雜種植株⑤培育轉基因“向日葵豆”植株A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤9．下列關于植物細胞工程實際應用的敘述，錯誤的是（

）A．微型繁殖技術的原理是植物細胞的全能性B．利用莖尖組織培育的幼苗不一定全是脫毒幼苗C．利用微型繁殖技術繁殖優良品種不會出現性狀分離D．未脫毒馬鈴薯的產量與脫毒馬鈴薯的產量相同10．植物甲（2n=18）具有由核基因控制的多種優良性狀，遠緣植物乙（4n=32）的細胞質中存在抗除草劑基因，科研人員欲利用植物體細胞雜交技術培育具有抗除草劑性狀的優良品種丙，過程如圖所示。已知X射線處理會使細胞分裂功能喪失但不影響線粒體功能，丙烯酸異辛酯（IOA）處理會使線粒體失活，抑制細胞分裂（細胞仍存活）。下列相關敘述錯誤的是（

）A．取植物頂芽分生區細胞進行體細胞雜交育種有利于獲得脫毒苗B．過程①需使用纖維素酶和膠原蛋白酶分解去除細胞壁C．過程②可用聚乙二醇誘導甲、乙原生質體的融合D．在細胞融合體系中未融合的細胞不能正常分裂形成愈傷組織?環節紫杉醇的提取【情景材料】美國化學家從紅豆杉樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇，從此，國家重點保護珍稀植物——紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉，同時獲得紫杉醇，科研小組設計了如下圖所示的實驗流程。請回答下列問題。【問題探究】(1)選用莖尖分生組織進行組織培養可以獲得脫毒苗，原因是？誘導莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫？(2)莖尖分生組織細胞具有全能性的原因？(3)紫杉醇作為常見的細胞產物，抗癌效果顯著，通常取自愈傷組織的哪個細胞器？(4)現有植物甲中提取的物質X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小組欲獲得既能產生紫杉醇又能產生物質X的植株，可利用什么方法？該方法首先要利用哪種物質除去細胞壁獲得具有活力的原生質體？該技術的優點？典例精講【例1】大花蕙蘭花色艷美，花期較長，且多在春節期間開放，具有極高的觀賞價值。大花蕙蘭多為雜交品種，種子繁殖無法保持其品種特性。使用組織培養技術將獲取的大花蕙蘭莖尖在短期內大量繁殖并保持其優良特性。下列敘述正確的是（

）A．對莖尖進行植物組織培養，可獲得抗病毒的試管苗B．誘導愈傷組織形成時需要每日給予適當時間的光照C．脫分化和再分化階段需改變培養基中植物激素的比例D．進行組織培養前需要用纖維素酶和果膠酶處理莖尖【例2】植物組織培養按培養對象可分為組織或愈傷組織培養、器官培養、細胞和原生質體培養等。下列分析錯誤的是（

）A．愈傷組織可以作為細胞培養和原生質體培養的材料來源B．器官培養和組織培養一般都要經歷愈傷組織階段C．利用植物細胞培養生產次級代謝物不能體現細胞全能性D．利用雄蕊進行組織培養形成的幼苗細胞中染色體數目都相同【例3】甲乙兩種遠緣植物體細胞融合會導致一方的染色體被排出，若甲細胞的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將抗黑脛病的黑芥與不抗黑脛病的甘型油菜進行體細胞雜交獲得了抗黑脛病的甘型油菜新品種，過程如下圖所示，下列說法錯誤的是（）A．②過程紫外線照射劑量不同會導致黑芥染色體斷裂程度不同B．培育抗黑脛病的甘型油菜的遺傳學原理是染色體變異C．可用顯微鏡直接觀察雜種細胞的顏色篩選出含有黑芥染色體片段的甘型油菜細胞D．該育種技術打破了不同物種間的生殖隔離，克服了遠緣雜交障礙【例4】紅豆杉屬植物中提取分離出的紫杉醇是一種有效的抗癌藥物，傳統生產方法是從紅豆杉樹皮和樹葉中提取，但野生紅豆杉是瀕危物種，這種方法不利于對它們的保護，我國科學家經多年研究，篩選出高產紫杉醇的細胞，通過植物細胞培養技術可獲得大量紫杉醇，實現紫杉醇的工廠化生產。過程如圖所示，下列敘述不正確的是（

）A．紫杉醇具有高抗癌活性，是一種次生代謝物B．培養過程中使用的培養基和所有的器械都要滅菌C．植物細胞培養技術的原理是植物細胞的全能性D．外植體一般選擇莖尖或芽尖，其原因是該處細胞分裂旺盛【例5】茅蒼術具有消炎、燥濕健脾、明目等功效。目前野生茅蒼術資源稀缺，應用生物技術可以有效繁殖和保存茅蒼術資源，并有望將其次生代謝產物揮發油產業化生產。下列敘述正確的是（

）A．揮發油是茅蒼術生命活動必需的化合物B．揮發油產業化生產過程中使用的是固體培養基C．可將茅蒼術細胞置于低滲溶液中漲破以提取揮發油D．茅蒼術不同細胞經植物組織培養獲得的新個體基因型不一定相同【例6】運用植物細胞工程技術，可以培育單倍體植株和進行細胞產物的工廠化生產，下列有關說法不正確的是（

）A．用花藥離體培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術B．細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件，提高了單個細胞中次生代謝物的產量C．單倍體育種中，經植物組織培養和誘導染色體加倍，才能得到能穩定遺傳的優良品種D．利用植物組織培養技術，可實現紫草的細胞產物工廠化生產【例7】如圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，下列有關敘述，錯誤的是（）A．需在無菌和人工控制的條件下進行B．經過程①細胞的形態和結構發生了變化C．該途徑依據的原理是植物細胞具有全能性D．紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內的一種次生代謝物【例8】駱駝蓬主要分布在干旱和半干旱地區，能防風固沙。駱駝蓬合成的多種生物堿具有抗腫瘤作用。科研人員利用駱駝蓬下胚軸進行育苗和生物堿提取，過程如下圖。下列說法正確的是（）A．下胚軸切段需用酒精和次氯酸鈉進行滅菌處理B．過程①和過程②分別發生了細胞的脫分化和再分化C．由無毒下胚軸經組織培養獲得的駱駝蓬無毒幼苗可抵抗病毒的侵染D．由工廠化細胞培養提取生物堿可減少對自然資源的破壞【例9】中藥藿香長期種植會出現種質退化、易感染病蟲害等問題。為解決這些問題，研究者對組織培養過程中不同階段的藿香進行了輻射處理（如圖），以期獲得性狀優良的突變株。下列敘述正確的是（

）

A．組織培養過程中細胞分裂旺盛，輻射處理易發生定向突變B．過程①在接種前，外植體常用無水乙醇和次氯酸鈉溶液消毒C．②③④過程添加的植物激素種類、濃度和比例均不相同D．篩選出目標突變株后可利用植物組織培養技術生產藥用成分要點歸納1．花藥離體培養獲得的單倍體幼苗可用適宜濃度的秋水仙素處理幼苗誘導染色體加倍，也可低溫誘導染色體加倍。其原理都是抑制紡錘體的形成。2．用物理或化學因素處理愈傷組織更易誘發突變是因為愈傷組織細胞處在不斷分裂過程中，細胞要進行DNA分子復制，因此更易發生突變。由于突變是不定向的，產生的變異不一定符合需要。3.快速繁殖和作物脫毒都屬于無性繁殖，形成新植株的過程中只有有絲分裂，一般情況下親子代遺傳物質相同，遺傳物質不變。4.脫毒苗≠抗毒苗脫毒苗僅僅是體內不含病毒，其遺傳物質與親本相同，沒有獲得新的抗毒基因，無法抵抗病毒的侵染。抗毒苗則是把某抗病毒的基因導入受體細胞中，屬于基因工程范疇。細胞產物的工廠化生產過程正確區分植物組織培養和植物細胞培養①目的不同:植物組織培養目的是獲得植物體，而植物細胞培養目的是獲得細胞產物。②培養基不同:前者固體培養基，后者液體培養基因此，若目的為獲得細胞產物，通常只需要利用組織培養技術培養到愈傷組織階段，再從愈傷組織細胞中進一步提取細胞產物。幾種育種方法的比較：技術原理關鍵操作優點舉例雜交育種基因重組雜交—自交—選優—連續自交使不同個體的優良性狀集中于一個個體，操作簡便矮桿抗銹小麥植物組織培養植物細胞的全能性脫分化、再分化保持優良品種的遺傳特性微型繁殖、脫毒苗培育突變體的利用基因突變、植物細胞的全能性對愈傷組織誘變處理明顯縮短育種年限，可產生新基因篩選得到新品種。抗病、抗鹽、高產突變體單倍體育種染色體變異、植物（花粉）細胞的全能性花藥離體培養、秋水仙素誘導染色體加倍獲得品種能穩定遺傳，明顯縮短育種年限。單育1號煙草植物體細胞雜交細胞膜流動性、植物細胞的全能性原生質體融合、雜種細胞組織培養打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種“番茄-馬鈴薯”雜種植株多倍體育種染色體變異秋水仙素處理使染色體數目加倍器官大，提高產量和營養成分無籽西瓜1．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。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。利用此原生質體作為部分遺傳物質的供體與完整的花椰桌原生質體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖，下利相關敘述錯誤的是（）A．融合成功的雜種細胞中染色體數目可能不同B．最終獲得的抗病植株具有完整的黑芥和花椰菜的遺傳信息C．初步篩選雜種細胞可在過程②后，以融合的活細胞中有葉綠體為標志D．可將黑腐病菌接種到雜種植株上以鑒定其是否具有抗病性狀2．馬鈴薯是四倍體植物，在年復一年的種植中通常無性繁殖產生后代，長期的種植會造成病毒的積累，使得品質變差，產量降低。下列相關敘述錯誤的是（

）A．利用馬鈴薯外植體經植物組織培養技術可以培育出脫毒馬鈴薯苗B．外植體能夠形成幼苗所依據的原理是植物細胞具有全能性C．經過植物組織培養再生植株就有可能不帶病毒，原因是植物分生區附近病毒極少D．基因型為AAaa的馬鈴薯的花藥作外植體進行組織培養，經染色體加倍后得到的幼苗中純合子占1/23．2022年4月，我國神州十三號載人飛船返回艙成功帶回太空誘變的種子。下列敘述錯誤的是（）A．太空環境能提高突變率B．太空誘變具有隨機性C．太空誘變具有不定向性D．太空誘變都是有利的4．科技工作者常運用不同的方法獲得優良作物品種或種苗，不會引起遺傳變異的方法是（）A．通過嫁接技術得到優質荔枝苗B．用γ射線處理大豆種子培育新品種C．用二倍體番茄培育四倍體番茄D．用雜交技術培育水稻新品種5．紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。20世紀80年代，利用植物細胞培養生產的紫草寧投入市場，成為世界上首例藥用植物細胞工程產品。下列敘述正確的是（）A．在進行細胞懸浮培養的過程中，需要通入無菌空氣B．利用植物細胞培養生產紫草寧的原理是植物細胞的全能性C．紫草寧是紫草細胞生長和生存所必需的次生代謝產物D．振蕩頻率不會影響植物細胞培養物的生長和代謝物的合成6．植物細胞工程在農業、醫藥等方面有著廣泛的應用，并且取得了顯著的社會效益和經濟效益。下列相關敘述正確的是（

）A．取草莓莖尖進行植物組織培養可獲得抗病毒苗B．玉米花粉粒經花藥離體培養得到的植株能穩定遺傳C．紅豆杉細胞經植物組織培養技術可工廠化生產紫杉醇D．可采用誘變處理煙草愈傷組織的方法來獲得煙草抗鹽堿突變體7．蘆筍是二倍體雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株性染色體為XX，其幼莖可食用，且雄株產量高。以下為兩種培育雄株的技術路線，下列有關敘述錯誤的是（

）A．培育雄株甲利用了植物細胞全能性的原理B．幼苗乙和丙的形成均經過脫分化和再分化C．植株乙和丙均為純合子，二者的基因型可能不同D．雄株丁含有4個染色體組，其培育過程中發生了基因重組8．（多選）人參皂苷是人參的次生代謝產物，可以提取用作藥物。科研人員利用新生的人參細胞進行培養以獲得更多的人參皂苷。下列說法正確的是（）A．次生代謝產物是植物生長發育所必需的物質B．對高產人參皂苷的細胞進行增殖，利用了細胞的全能性原理C．由于培養細胞處于不斷增殖的狀態，更容易誘發突變D．培養人參細胞的培養基中需要添加糖類等有機物9．（多選）下列關于植物細胞工程的敘述正確的是（）A．植物組織培養一般先誘導生芽后誘導生根B．細胞產物的工廠化生產體現了植物細胞的全能性C．可取馬鈴薯莖尖進行植物組織培養，獲得不帶病毒的抗病毒苗D．植物體細胞雜交的原理：植物細胞具有全能性和細胞膜具有流動性10．油菜是重要的經濟作物，不同品種的油菜由甘藍、黑芥和蕓薹雜交、選育而成。雜交、選育不同品種油菜的過程如圖所示，不考慮發生其他變異。回答下列問題：注：A、B、C分別表示不同植物的一個染色體組，三者的染色體數目分別為10、8、9。(1)甘藍與蕓薹雜交，得到的F1需要經過處理后才能獲得甘藍型油菜（AACC）。經過雜交、純化培育的芥菜型油菜和埃塞俄比亞芥，其染色體數目分別為。(2)芥菜型油菜具有耐旱、耐瘠薄、黃籽、油酸含量高等特性。將甘藍型油菜與芥菜型油菜雜交獲得雜種F1，F1的染色體組成是。將F1連續與甘藍型油菜回交，最終選育獲得黃籽、油酸含量達68.52%的甘藍型油菜新品種。該育種過程遵循的遺傳學原理主要是，回交的主要目的是保留的優良遺傳性狀。(3)埃塞俄比亞芥具有耐熱、抗倒伏、抗白銹病等優良的農藝性狀，也存在產量低、低油酸、高硫苷等不良的農藝性狀。為改良埃塞俄比亞芥的品質，提出一種可行的育種思路：。11．紫杉醇是紅豆杉細胞中產生的一種高效抗癌物質，在植物體中含量極低。為取代從天然植株中提取紫杉醇的方式，可通過植物組織培養和細胞培養技術來獲取，其過程為獲取紅豆杉外植體→消毒→誘導愈傷組織→細胞培養→提取紫杉醇。回答下列問題：(1)獲取的外植體首先要通過過程培養出愈傷組織。下表為四種不同外植體在相同培養條件下誘導愈傷組織的實驗結果，由表中結果可知誘導愈傷組織較適宜的兩種外植體分別是。外植體愈傷組織體積誘導率/%不帶葉莖段很大99.5帶葉莖段很小90葉片很小20成熟胚較大80注：誘導率（%）＝形成的愈傷組織數量/接種的外植體數量×100%。(2)將愈傷組織接種到適宜培養液中進行細胞培養，細胞培養的過程（填“體現”或“未體現”）細胞的全能性，理由是。據如圖分析2,4--D對細胞生長和紫杉醇合成的作用分別是，為獲得最大紫杉醇總產量，最適合的2,4--D濃度應為（填“0.5”“1.0”或“2.0”）mg·L-1。注：生長速率＝每天每升培養基中增加的細胞干重克數。(3)與從天然植株中提取相比，利用上述技術生產紫杉醇的重要意義是（答出兩點即可）。12．為培育出含β-胡蘿卜素的“黃金大米”，科研人員提出以下兩套培育方案。請分析回答下列問題。(1)甲方案中，β-胡蘿卜素基因能在玉米和水稻體內出現相同表達結果的原因是。(2)乙方案中，在體細胞雜交前需要用法除去細胞壁獲得原生質體，誘導原生質體融合的化學試劑常用。雜種細胞形成的標志是，與該過程密切相關的單層膜細胞器為。(3)通過⑤獲得“黃金大米”幼苗過程中，除了在培養基中添加營養物質外，還需要添加。(4)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應用價值，其突出的優點是可以。2.1.2植物細胞工程的應用Part1目標任務：對接課標，了解目標Part1目標任務：對接課標，了解目標Part2預習導學：自主梳理+預習檢測，掌握基本知識點Part3探究提升：代入情景+典例精講，深入學習知識要點紫杉醇的提取Part4網絡梳理：建立知識間的聯系Part5強化訓練：必刷經典試題，能力提升內容導航新課程標準學習目標舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝產物生產、育種等方式有效提高了生產效率。1.說明植物細胞工程在植物繁殖方面的應用。2．列舉植物細胞工程在作物新品種培育方面的應用。3．概述細胞產物的工廠化生產的原理。自主梳理一、植物繁殖的新途徑1．快速繁殖（微型繁殖）(1)概念：用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。(2)特點：屬于無性繁殖，不僅可以高效快速地實現種苗的大量繁殖，還可以保持優良品種的遺傳特性。(3)實例：20世紀60年代，荷蘭的科學家就成功地實現了利用植物組織培養技術來培育蘭花。2．作物脫毒(1)選材部位：植物的頂端分生區附近（如莖尖）。(2)選材原因：此處的病毒極少，甚至無病毒。切取一定大小的莖尖進行組織培養，可以獲得脫毒苗。(3)實例：目前采用莖尖組織培養技術來脫除病毒，在馬鈴薯、草莓、大蒜、甘蔗、菠蘿、香蕉等主要經濟作物上已獲成功。產量和品質更優。二、作物新品種的培育1．單倍體育種(1)原理：細胞的全能性和染色體變異。(2)過程：花藥(或花粉)eq\o(→,\s\up7(離體培養))單倍體eq\o(→,\s\up7(人工誘導),\s\do5(染色體加倍))純合二倍體eq\o(→,\s\up7(選擇))優良品種。(3)優點：①子代是能穩定遺傳的純合子。②極大地縮短了育種年限。③是進行體細胞誘變育種和研究遺傳突變的理想材料。(4)實例①世界上第一個單倍體作物新品種——單育1號煙草。②單倍體育種與常規育種相結合的新品種：水稻、玉米、油菜、甘藍和甜椒等。2．突變體的利用(1)原理：在植物的組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷增殖的狀態，因此它們容易受到培養條件和誘變因素(如射線、化學物質等)的影響而產生突變。(2)利用：從產生的突變的個體中篩選出有用的突變體，培育新品種。如培育抗病、抗鹽、高產以及蛋白質含量高的突變體。(3)實例：抗花葉病毒的甘蔗、抗鹽堿的煙草等。3．細胞產物的工廠化生長(1)次生代謝物①定義：植物代謝產生的，一般認為不是植物基本的生命活動所必需的產物。②本質：小分子有機化合物，如酚類、萜類和含氮化合物等。③作用：在植物抗病、抗蟲等方面發揮作用，還是藥物、香料和色素等的重要來源。(2)技術：植物細胞培養，指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養使其增殖的技術。(3)優勢：不占用耕地，幾乎不受季節、天氣等的限制，因此對于社會、經濟、環境保護具有重要意義。(4)實例：利用紫草細胞的組織培養生產的紫草寧具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。利用紅豆杉細胞的組織培養生產的紫杉醇具有高抗癌活性。預習檢測（限時10分鐘）1．人參皂苷是人參的次級代謝產物，具有增強免疫力、改善心血管功能、抗氧化、抗腫瘤等功能。如圖為利用植物細胞培養技術工業化生產人參皂苷的流程。下列相關敘述正確的是（

）A．過程①不需要光照，細胞不發生基因的選擇性表達B．可利用培養的動物癌細胞來檢測人參皂苷的抗癌活性C．人參皂苷屬于次級代謝產物，為人參生命活動所必需D．過程②利用了細胞分裂的原理，體現了細胞的全能性【答案】B【詳解】A、過程①為脫分化，不需要光照，細胞發生基因的選擇性表達，A錯誤；B、分析題意，人參皂苷具有抗腫瘤等功能，可利用培養的動物癌細胞來檢測人參皂苷的抗癌活性，B正確；C、人參皂苷屬于次級代謝產物，但不是人參基本生命活動所必需，C錯誤；D、細胞全能性是發育為完整植株或分化為其他各種細胞的能力，過程②利用細胞分裂的原理，但未體現細胞具有全能性，D錯誤。故選B。2．青蒿素是從黃花蒿莖葉中提取的一種有效的瘧疾治療藥物。下圖為通過組織培養獲得含青蒿素較高的黃花蒿的基本流程。下列相關敘述正確的是（

）A．實驗中要對所用幼葉、培養基及器械進行滅菌B．過程①和②所用培養基中激素種類和比例相同C．經過程①之后，愈傷組織的全能性降低D．誘導愈傷組織發生基因突變，有望獲得高產青蒿素植株【答案】D【詳解】A、實驗中要對所用幼葉消毒，對所用培養基及器械進行滅菌，A錯誤；B、過程①和②分別為脫分化和再分化過程，所用激素的比例不相同，B錯誤；C、①脫分化，愈傷組織的全能性升高，C錯誤；D、基因突變具有不定向性，誘導愈傷組織發生基因突變，可能獲得高產青蒿素植株，D正確。故選D。3．基因型為AaBb的水稻的花藥通過無菌操作，接種到試管后，在一定條件下形成試管苗。下列相關敘述錯誤的是（

）A．在離體條件下，花粉經過脫分化和細胞分裂形成不定形的愈傷組織B．愈傷組織必須從培養基中獲得水、無機鹽和小分子的有機物等營養C．一般先誘導愈傷組織生芽，再誘導愈傷組織生根，最后形成試管苗D．經無菌培養獲得的試管苗的基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb【答案】D【詳解】A、在離體條件下，花粉經過脫分化轉變成為具有分生能力的薄壁細胞，進而形成植物的愈傷組織，A正確；B、愈傷組織的代謝類型是異養需氧型，因此在愈傷組織的形成過程中，必須從培養基中獲得水、無機鹽和小分子的有機物等營養物質，B正確；C、一般將生長良好的愈傷組織轉接到誘導生芽的培養基上，長出芽后，再將其轉接到誘導生根的培養基上，進一步誘導形成試管苗，C正確；D、基因型為AaBb的水稻經過減數分裂可產生基因型為AB和ab或Ab和aB的配子，再經過花藥離體培養可得到單倍體，因此可能出現的基因型有AB、Ab、aB、ab，D錯誤。故選D。4．青霉素能破壞細菌的細胞壁并在細菌細胞的繁殖期起殺菌作用，早期科學家只能從青霉菌中提取少量青霉素，隨著高產菌種的選育、發酵技術的發展等，青霉素步人產業化生產的道路。下列敘述正確的是（

）A．可通過誘變育種的方法，選育出高產青霉素的菌株B．青霉素生產和泡菜的制作都需要隔絕氧氣來發酵生產細胞的代謝產物C．因青霉素具有殺菌作用，青霉素的生產中使用的培養基和發酵設備不需嚴格滅菌D．青霉素破壞細菌的細胞壁，導致細菌細胞不能發生滲透作用吸水而死亡【答案】A【詳解】A、因為青霉菌本身產生少量青霉素，所以可以通過誘變育種的方法，選育出高產青霉素的菌株，A正確；B、青霉菌屬于需氧菌，青霉素生產中需要通氣來發酵生產細胞的代謝產物，B錯誤；C、青霉素能干擾細菌細胞壁的合成，所以發酵過程中不會有細菌污染，但其他的雜菌依然可能滋生，因此青霉素的生產中使用的培養基和發酵設備需要嚴格滅菌，C錯誤；D、青霉素破壞細菌的細胞壁，導致細菌細胞能發生滲透作用吸水漲破而死亡，D錯誤。故選A。5．玉扇是一種深受人們喜愛的多肉植物，以其肉質葉片呈扇形排列而聞名。科學家用組織培養技術實現玉扇的大規模培育。下列相關敘述錯誤的是（

）A．用酒精對離體的玉扇組織消毒的時間越長，培育效果越好B．利用組織培養技術培養可以保持玉扇優良品種的遺傳特性C．組織培養過程中培養基內添加的關鍵激素是生長素和細胞分裂素D．玉扇組織培養過程中用到的培養基及其他器械均需要滅菌處理【答案】A【詳解】A、用酒精對離體的玉扇組織消毒時，持續的時間不能太長，否則容易殺死外植體細胞，A錯誤；B、利用組織培養技術培養可以實現玉扇優良品種的快速繁殖，還可以保持玉扇優良品種的遺傳特性，B正確；C、決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的種類和比例，特別是生長素和細胞分裂素，因此用組織培養技術培育玉扇過程中的關鍵激素是生長素和細胞分裂素，C正確；D、玉扇組織培養過程中用到的培養基及其他器械均需要滅菌處理，D正確。故選A。6．研究人員用一定量的紫外線輻射消除某煙草細胞的細胞核，獲得保留細胞質且具有鏈霉素抗性的煙草細胞甲，去除煙草細胞甲和煙草細胞乙（無鏈霉素抗性）的細胞壁，將二者進行融合，獲得雜種細胞丙。下列敘述錯誤的是（）A．經纖維素酶處理得到的原生質體需置于等滲溶液中以維持其活性B．在添加鏈霉素的選擇培養基上能進行增殖的細胞只有雜種細胞丙C．雜種細胞丙也可通過是否同時含有葉綠體和細胞核來進行篩選D．雜種細胞丙需要經過脫分化、再分化等過程才能夠獲得雜種植株【答案】C【詳解】A、經纖維素酶處理得到的原生質體由于失去了細胞壁的保護作用，易吸水漲破，所以需置于等滲溶液中以維持其活性，A正確；B、煙草細胞甲含有鏈霉素抗性，但不含細胞核，不能增殖，而煙草細胞乙無鏈霉素抗性，但含有細胞核，能進行增殖，所以在添加鏈霉素的選擇培養基上能進行增殖的細胞只有雜種細胞丙，B正確；C、由兩個煙草細胞乙融合的雜種細胞也含有葉綠體和細胞核，故不可通過是否同時含有葉綠體和細胞核來篩選細胞丙，C錯誤；D、雜種細胞丙需要經過植物組織培養過程中的脫分化、再分化等過程才能夠獲得雜種植株，D正確。故選C。7．下圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養基上形成完整植株的過程。有關敘述正確的是（

）A．過程①②表示脫分化，過程③表示再分化B．過程①②需要避光，過程③需要光照C．過程①②③說明花粉細胞具有全能性D．過程③獲得的完整植株自交后代不會發生性狀分離【答案】C【詳解】A、圖中過程①表示脫分化，②③表示再分化，A錯誤；B、脫分化需要避光處理，再分化和植物生長需要照光。因此過程①需要避光，過程②、③需要照光，B錯誤；C、過程①、②、③是植物組織培養過程，由花粉細胞最終獲得了完整植物個體，說明花粉細胞具有全能性，C正確；D、過程③獲得的完整植株屬于單倍體植株，高度不育，不能自交產生后代，D錯誤。故選C。8．在下列過程中，需要用到植物組織培養技術的是（）①利用秋水仙素處理萌發的四倍體小黑麥種子或幼苗獲得八倍體植株②利用紫草細胞獲得治療燙傷的紫草素③利用莖尖大量繁殖三倍體無子西瓜④利用細胞工程培養“番茄—馬鈴薯”雜種植株⑤培育轉基因“向日葵豆”植株A．①②③ B．③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤【答案】D【詳解】①利用秋水仙素處理萌發的種子或幼苗，獲得多倍體植株，不需要采用植物組織培養技術，①錯誤；②利用紫草細胞獲得治療燙傷的紫草素，需要運用植物組織培養技術將離體的紫草細胞經脫分化培養成愈傷組織，②正確；③無子西瓜的大量繁殖，需要采用植物組織培養技術，③正確；④利用細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株，需要采用植物組織培養，④正確；⑤培育轉基因“向日葵豆”植株時，需要把含有目的基因的受體細胞培養成轉基因植物體，需要采用植物組織培養技術，⑤正確；②③④⑤需要用到植物組織培養技術，ABC錯誤，D正確。故選D。9．下列關于植物細胞工程實際應用的敘述，錯誤的是（

）A．微型繁殖技術的原理是植物細胞的全能性B．利用莖尖組織培育的幼苗不一定全是脫毒幼苗C．利用微型繁殖技術繁殖優良品種不會出現性狀分離D．未脫毒馬鈴薯的產量與脫毒馬鈴薯的產量相同【答案】D【詳解】A、微型繁殖技術采用了植物組織培養技術，其原理是植物細胞的全能性，A正確；B、莖尖或芽尖所含病毒少，甚至不含病毒，因此利用莖尖組織培育的幼苗不一定全是脫毒幼苗，B正確；C、利用微型繁殖技術繁殖優良品種采用了植物組織培養技術，屬于無性生殖，因此不會出現性狀分離，C正確；D、未脫毒馬鈴薯的產量比脫毒馬鈴薯的產量低，D錯誤。故選D。10．植物甲（2n=18）具有由核基因控制的多種優良性狀，遠緣植物乙（4n=32）的細胞質中存在抗除草劑基因，科研人員欲利用植物體細胞雜交技術培育具有抗除草劑性狀的優良品種丙，過程如圖所示。已知X射線處理會使細胞分裂功能喪失但不影響線粒體功能，丙烯酸異辛酯（IOA）處理會使線粒體失活，抑制細胞分裂（細胞仍存活）。下列相關敘述錯誤的是（

）A．取植物頂芽分生區細胞進行體細胞雜交育種有利于獲得脫毒苗B．過程①需使用纖維素酶和膠原蛋白酶分解去除細胞壁C．過程②可用聚乙二醇誘導甲、乙原生質體的融合D．在細胞融合體系中未融合的細胞不能正常分裂形成愈傷組織【答案】B【詳解】A、植物頂端分生區附近的病毒極少，甚至無病毒，取頂芽分生區細胞進行體細胞雜交有利于獲得脫毒苗，A正確；B、植物細胞的主要成分是纖維素和果膠，因此用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞壁，B錯誤；C、過程②可用聚乙二醇誘導甲、乙原生質體的融合，C正確；D、X射線處理會使細胞分裂功能喪失但不影響線粒體的功能，IOA處理會使線粒體失活，抑制細胞分裂，因此未融合的細胞和同種細胞融合的細胞均不能正常分裂，都不能形成愈傷組織，只有雜種細胞由于生理互補能形成愈傷組織，D正確。故選B。?環節紫杉醇的提取【情景材料】美國化學家從紅豆杉樹皮中分離出高抗癌活性的紫杉醇，從此，國家重點保護珍稀植物——紅豆杉遭受了掠奪式的砍伐。為拯救紅豆杉，同時獲得紫杉醇，科研小組設計了如下圖所示的實驗流程。請回答下列問題。【問題探究】(1)選用莖尖分生組織進行組織培養可以獲得脫毒苗，原因是？誘導莖尖分生組織形成愈傷組織的過程叫？(2)莖尖分生組織細胞具有全能性的原因？(3)紫杉醇作為常見的細胞產物，抗癌效果顯著，通常取自愈傷組織的哪個細胞器？(4)現有植物甲中提取的物質X，能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小組欲獲得既能產生紫杉醇又能產生物質X的植株，可利用什么方法？該方法首先要利用哪種物質除去細胞壁獲得具有活力的原生質體？該技術的優點？【答案】(1)莖尖分生組織細胞病毒極少，甚至無病毒脫分化(2)莖尖分生組織細胞含有該種生物的全部遺傳信息(3)液泡(4)植物體細胞雜交纖維素酶和果膠酶克服遠緣雜交不親和的障礙典例精講【例1】大花蕙蘭花色艷美，花期較長，且多在春節期間開放，具有極高的觀賞價值。大花蕙蘭多為雜交品種，種子繁殖無法保持其品種特性。使用組織培養技術將獲取的大花蕙蘭莖尖在短期內大量繁殖并保持其優良特性。下列敘述正確的是（

）A．對莖尖進行植物組織培養，可獲得抗病毒的試管苗B．誘導愈傷組織形成時需要每日給予適當時間的光照C．脫分化和再分化階段需改變培養基中植物激素的比例D．進行組織培養前需要用纖維素酶和果膠酶處理莖尖【答案】C【詳解】A、對莖尖進行植物組織培養，可獲得不含有病毒的脫毒苗，該試管苗不能抗病毒，A錯誤；B、誘導愈傷組織形成時一般不需要光照，B錯誤；C、生長素與細胞分裂素的濃度、比例等都會影響植物細胞的發育方向，C正確；D、進行組織培養前需要對莖尖消毒處理，D錯誤。故選C。【例2】植物組織培養按培養對象可分為組織或愈傷組織培養、器官培養、細胞和原生質體培養等。下列分析錯誤的是（

）A．愈傷組織可以作為細胞培養和原生質體培養的材料來源B．器官培養和組織培養一般都要經歷愈傷組織階段C．利用植物細胞培養生產次級代謝物不能體現細胞全能性D．利用雄蕊進行組織培養形成的幼苗細胞中染色體數目都相同【答案】D【詳解】A、愈傷組織增殖能力強，易于培養，所以愈傷組織可以作為細胞培養和原生質體培養的材料來源，A正確；B、植物的器官培養和組織培養一般都要先進行脫分化經歷愈傷組織階段，然后誘導分化，B正確；C、利用植物細胞培養生產次級代謝物，沒有分化為各種細胞，也沒有發育為植株，所以不能體現細胞全能性，C正確；D、雄蕊既含有體細胞也含有配子，所以利用雄蕊進行組織培養形成的幼苗細胞中染色體數目不一定都相同，D錯誤。故選D。【例3】甲乙兩種遠緣植物體細胞融合會導致一方的染色體被排出，若甲細胞的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該原理，將抗黑脛病的黑芥與不抗黑脛病的甘型油菜進行體細胞雜交獲得了抗黑脛病的甘型油菜新品種，過程如下圖所示，下列說法錯誤的是（）A．②過程紫外線照射劑量不同會導致黑芥染色體斷裂程度不同B．培育抗黑脛病的甘型油菜的遺傳學原理是染色體變異C．可用顯微鏡直接觀察雜種細胞的顏色篩選出含有黑芥染色體片段的甘型油菜細胞D．該育種技術打破了不同物種間的生殖隔離，克服了遠緣雜交障礙【答案】C【詳解】A、②表示用紫外線照射使黑芥的染色體斷裂，使用劑量不同可能會導致黑芥染色體斷裂程度不同，A正確；B、由“若甲細胞的染色體在融合前斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出”可知，培育抗黑脛病的甘型油菜的遺傳學原理是染色體變異，B正確；C、由黑芥原生質體相互融合的細胞也含有葉綠體，呈綠色，無法通過顯微鏡觀察篩選出含有黑芥染色體片段的甘型油菜細胞，C錯誤；D、植物體細胞雜交技術打破了不同物種間的生殖隔離，克服了遠緣雜交障礙，D正確。故選C。【例4】紅豆杉屬植物中提取分離出的紫杉醇是一種有效的抗癌藥物，傳統生產方法是從紅豆杉樹皮和樹葉中提取，但野生紅豆杉是瀕危物種，這種方法不利于對它們的保護，我國科學家經多年研究，篩選出高產紫杉醇的細胞，通過植物細胞培養技術可獲得大量紫杉醇，實現紫杉醇的工廠化生產。過程如圖所示，下列敘述不正確的是（

）A．紫杉醇具有高抗癌活性，是一種次生代謝物B．培養過程中使用的培養基和所有的器械都要滅菌C．植物細胞培養技術的原理是植物細胞的全能性D．外植體一般選擇莖尖或芽尖，其原因是該處細胞分裂旺盛【答案】C【詳解】A、次生代謝物指非生物生長所必需，在特定條件下進行一類小分子有機化合物，紫杉醇具有高抗癌活性，是一種次生代謝物，A正確；B、為了避免雜菌污染，培養過程中使用的培養基和所有的器械都要滅菌，B正確；C、植物細胞培養技術的原理是細胞增殖，C錯誤；D、外植體一般選擇莖尖或芽尖，其原因是莖尖或芽尖分生區細胞屬于幼嫩細胞，細胞分裂旺盛，D正確。故選C。【例5】茅蒼術具有消炎、燥濕健脾、明目等功效。目前野生茅蒼術資源稀缺，應用生物技術可以有效繁殖和保存茅蒼術資源，并有望將其次生代謝產物揮發油產業化生產。下列敘述正確的是（

）A．揮發油是茅蒼術生命活動必需的化合物B．揮發油產業化生產過程中使用的是固體培養基C．可將茅蒼術細胞置于低滲溶液中漲破以提取揮發油D．茅蒼術不同細胞經植物組織培養獲得的新個體基因型不一定相同【答案】D【詳解】A、結合題意可知，揮發油是茅蒼術的次生代謝產物，不是其生命活動所必需的，A錯誤；B、細胞產物的工廠化生產是從人工培養的愈傷組織細胞中提取某種成分，該過程使用的是液體培養基，B錯誤；C、茅蒼術細胞是植物細胞，外面是細胞壁，將其置于低滲溶液中不會漲破，所以難以提取揮發油，C錯誤；D、茅蒼術不同細胞經植物組織培養得到的新個體基因型不一定同，如由花粉細胞和體細胞經植物組織培養得到的新個體的基因型就不一定相同，D正確。故選D。【例6】運用植物細胞工程技術，可以培育單倍體植株和進行細胞產物的工廠化生產，下列有關說法不正確的是（

）A．用花藥離體培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術B．細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞生長的培養條件，提高了單個細胞中次生代謝物的產量C．單倍體育種中，經植物組織培養和誘導染色體加倍，才能得到能穩定遺傳的優良品種D．利用植物組織培養技術，可實現紫草的細胞產物工廠化生產【答案】B【詳解】A、植物組織培養技術一般可以在單倍體育種、植物體細胞雜交等過程中運用，花藥離體培養得到單倍體植株就是利用植物組織培養技術，A正確；B、細胞產物的工廠化生產是植物細胞工程的重要用途之一，培養過程中需要脫分化形成愈傷組織，然后懸浮培養愈傷組織細胞，培養的愈傷組織需要經過再分化產生特定的組織細胞后才能產生特定的細胞產物，提高了多個細胞次生代謝物的含量，B錯誤；C、單倍體育種中得到的單倍體植株需要經過誘導染色體加倍，才能得到能穩定遺傳的優良品種，C正確；D、細胞產物的工廠化生產是從人工培養的愈傷組織細胞中提取某種成分，如紫草寧等，該過程利用了植物組織培養技術，D正確。故選B。【例7】如圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，下列有關敘述，錯誤的是（）A．需在無菌和人工控制的條件下進行B．經過程①細胞的形態和結構發生了變化C．該途徑依據的原理是植物細胞具有全能性D．紫杉醇是存在于紅豆杉屬植物體內的一種次生代謝物【答案】C【詳解】A、該過程需要培養植物細胞和植物組織，需要在無菌和人工控制的條件下進行，A正確；B、①是由外植體脫分化得到愈傷組織的過程，細胞的形態和結構發生了變化，B正確；C、全能性是指細胞發育成個體的潛能，該過程中沒有發育成個體，因此沒有體現全能性，C錯誤；D、紫杉醇是紫杉植物體內的一種次級代謝物，是發育到一定階段合成的，對其植物自身無明顯功能，D正確。故選C。【例8】駱駝蓬主要分布在干旱和半干旱地區，能防風固沙。駱駝蓬合成的多種生物堿具有抗腫瘤作用。科研人員利用駱駝蓬下胚軸進行育苗和生物堿提取，過程如下圖。下列說法正確的是（）A．下胚軸切段需用酒精和次氯酸鈉進行滅菌處理B．過程①和過程②分別發生了細胞的脫分化和再分化C．由無毒下胚軸經組織培養獲得的駱駝蓬無毒幼苗可抵抗病毒的侵染D．由工廠化細胞培養提取生物堿可減少對自然資源的破壞【答案】D【詳解】A、下胚軸切段需用酒精和次氯酸鈉進行滅菌處理，外植體需要消毒而非滅菌處理，A錯誤；B、過程①發生的是細胞的脫分化，過程②是愈傷組織的擴大培養，不是再分化過程，B錯誤；C、由無毒下胚軸經組織培養獲得的駱駝蓬無毒幼苗只是不帶病毒，并不是能抵抗病毒的侵染，C錯誤；D、由工廠化細胞培養提取生物堿的過程不需要考慮土地資源的消耗，同時也不需要考慮季節、時間的限制，因而可減少對自然資源的破壞，D正確。故選D。【例9】中藥藿香長期種植會出現種質退化、易感染病蟲害等問題。為解決這些問題，研究者對組織培養過程中不同階段的藿香進行了輻射處理（如圖），以期獲得性狀優良的突變株。下列敘述正確的是（

）

A．組織培養過程中細胞分裂旺盛，輻射處理易發生定向突變B．過程①在接種前，外植體常用無水乙醇和次氯酸鈉溶液消毒C．②③④過程添加的植物激素種類、濃度和比例均不相同D．篩選出目標突變株后可利用植物組織培養技術生產藥用成分【答案】D【詳解】A、植物組織培養過程中細胞分裂旺盛，輻射處理易發生突變，但突變是不定向的，A錯誤；B、消毒通常使用體積分數為70%的酒精，不用無水乙醇，B錯誤；C、②③④過程添加的植物激素種類相同，但濃度和比例不同，C錯誤；D、篩選出目標突變株后可利用植物組織培養技術進行細胞產物的工廠化生產，培養生產藥用成分，D正確。故選D。要點歸納1．花藥離體培養獲得的單倍體幼苗可用適宜濃度的秋水仙素處理幼苗誘導染色體加倍，也可低溫誘導染色體加倍。其原理都是抑制紡錘體的形成。2．用物理或化學因素處理愈傷組織更易誘發突變是因為愈傷組織細胞處在不斷分裂過程中，細胞要進行DNA分子復制，因此更易發生突變。由于突變是不定向的，產生的變異不一定符合需要。3.快速繁殖和作物脫毒都屬于無性繁殖，形成新植株的過程中只有有絲分裂，一般情況下親子代遺傳物質相同，遺傳物質不變。4.脫毒苗≠抗毒苗脫毒苗僅僅是體內不含病毒，其遺傳物質與親本相同，沒有獲得新的抗毒基因，無法抵抗病毒的侵染。抗毒苗則是把某抗病毒的基因導入受體細胞中，屬于基因工程范疇。細胞產物的工廠化生產過程正確區分植物組織培養和植物細胞培養①目的不同:植物組織培養目的是獲得植物體，而植物細胞培養目的是獲得細胞產物。②培養基不同:前者固體培養基，后者液體培養基因此，若目的為獲得細胞產物，通常只需要利用組織培養技術培養到愈傷組織階段，再從愈傷組織細胞中進一步提取細胞產物。幾種育種方法的比較：技術原理關鍵操作優點舉例雜交育種基因重組雜交—自交—選優—連續自交使不同個體的優良性狀集中于一個個體，操作簡便矮桿抗銹小麥植物組織培養植物細胞的全能性脫分化、再分化保持優良品種的遺傳特性微型繁殖、脫毒苗培育突變體的利用基因突變、植物細胞的全能性對愈傷組織誘變處理明顯縮短育種年限，可產生新基因篩選得到新品種。抗病、抗鹽、高產突變體單倍體育種染色體變異、植物（花粉）細胞的全能性花藥離體培養、秋水仙素誘導染色體加倍獲得品種能穩定遺傳，明顯縮短育種年限。單育1號煙草植物體細胞雜交細胞膜流動性、植物細胞的全能性原生質體融合、雜種細胞組織培養打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種“番茄-馬鈴薯”雜種植株多倍體育種染色體變異秋水仙素處理使染色體數目加倍器官大，提高產量和營養成分無籽西瓜1．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。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。利用此原生質體作為部分遺傳物質的供體與完整的花椰桌原生質體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如下圖，下利相關敘述錯誤的是（）A．融合成功的雜種細胞中染色體數目可能不同B．最終獲得的抗病植株具有完整的黑芥和花椰菜的遺傳信息C．初步篩選雜種細胞可在過程②后，以融合的活細胞中有葉綠體為標志D．可將黑腐病菌接種到雜種植株上以鑒定其是否具有抗病性狀【答案】B【詳解】A、題干中指出紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化，故融合成功的雜種細胞染色體數目可能不同，A正確；B、題干信息中指出利用黑芥原生質體作為部分遺傳物質的供體與完整的花椰桌原生質體融合，因黑芥原生質體提供部分遺傳物質不是完整的黑芥遺傳信息，B錯誤；C、葉肉細胞原生質體和根細胞原生質體融合細胞，有葉綠體的存在，說明細胞融合初步成功，可以以融合的活細胞中有無葉綠體的存在作為初步篩選雜種細胞的標志，C正確；D、個體水平上鑒定轉基因植株是否具有抗黑腐病的性狀，可用黑腐病菌侵染該植株，觀察植物生長狀況來確定，D正確。故選B。2．馬鈴薯是四倍體植物，在年復一年的種植中通常無性繁殖產生后代，長期的種植會造成病毒的積累，使得品質變差，產量降低。下列相關敘述錯誤的是（

）A．利用馬鈴薯外植體經植物組織培養技術可以培育出脫毒馬鈴薯苗B．外植體能夠形成幼苗所依據的原理是植物細胞具有全能性C．經過植物組織培養再生植株就有可能不帶病毒，原因是植物分生區附近病毒極少D．基因型為AAaa的馬鈴薯的花藥作外植體進行組織培養，經染色體加倍后得到的幼苗中純合子占1/2【答案】D【詳解】A、利用馬鈴薯莖尖作為外植體經植物組織培養技術可以培育出脫毒馬鈴薯苗，因為莖尖部位不帶毒或帶毒很少，A正確；B、外植體能夠形成幼苗所依據的原理是植物細胞具有全能性，即植物細胞中因為含有全套的遺傳物質因而具有發育成各種組織細胞和完整植物體的潛能，B正確；C、經過植物組織培養再生植株就有可能不帶病毒，原因是植物分生區附近病毒極少，因而可以獲得無毒苗，C正確；D、基因型為AAaa的馬鈴薯的花藥作外植體進行組織培養，獲得的單倍體幼苗的基因型為AA、Aa、aa，它們的比例為1∶4∶1，經染色體加倍后得到的幼苗個體的基因型為AAAA、AAaa、aaaa，比例為1∶4∶1，可見其中純合子占2/3，D錯誤。故選D。3．2022年4月，我國神州十三號載人飛船返回艙成功帶回太空誘變的種子。下列敘述錯誤的是（）A．太空環境能提高突變率B．太空誘變具有隨機性C．太空誘變具有不定向性D．太空誘變都是有利的【答案】D【詳解】A、在太空較強輻射的特殊環境下，能提高突變率，因而可能獲得符合要求的新類型，A正確；B、在太空較強輻射的特殊環境下，會提高突變的頻率，其原理是基因突變，基因突變具有隨機性，B正確；C、太空誘變的原理是基因突變，基因突變具有不定向性，因此，有可能導致植物產量大幅提高，也有可能對產量沒有影響或導致產量減少，C正確；D、太空誘變的原理是基因突變，基因突變具有少利多害性，不都是有利的，D錯誤。故選D。4．科技工作者常運用不同的方法獲得優良作物品種或種苗，不會引起遺傳變異的方法是（）A．通過嫁接技術得到優質荔枝苗B．用γ射線處理大豆種子培育新品種C．用二倍體番茄培育四倍體番茄D．用雜交技術培育水稻新品種【答案】A【詳解】A、通過嫁接技術得到優質荔枝苗的方法是無性繁殖技術，該技術的優勢是能保持親本的優良性狀，一般不會引起遺傳變異，符合題意，A正確；B、用γ射線處理大豆種子培育新品種的方法中利用的原理是基因突變，為誘變育種，育種的目的就是要獲得符合人類要求的大豆突變，不符合題意，B錯誤；C、用二倍體番茄培育四倍體番茄其原理是染色體數目變異，為多倍體育種的方法，不符合題意，C錯誤；D、用雜交技術培育水稻新品種其原理是基因重組，為雜交育種的方法，該方法的操作是通過雜交、自交的方法，通過篩選活動符合要求的品種，不符合題意，D錯誤。故選A。5．紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物，具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性。20世紀80年代，利用植物細胞培養生產的紫草寧投入市場，成為世界上首例藥用植物細胞工程產品。下列敘述正確的是（）A．在進行細胞懸浮培養的過程中，需要通入無菌空氣B．利用植物細胞培養生產紫草寧的原理是植物細胞的全能性C．紫草寧是紫草細胞生長和生存所必需的次生代謝產物D．振蕩頻率不會影響植物細胞培養物的生長和代謝物的合成【答案】A【詳解】A、為避免雜菌污染，在進行細胞懸浮培養的過程中，需要通入無菌空氣，A正確；B、利用植物細胞培養生產紫草寧的原理是細胞增殖，B錯誤；C、紫草寧是紫草細胞培養過程中產生的次生代謝產物，不是紫草細胞生長和生存所必需的，C錯誤；D、植物細胞培養在離體條件下，將愈傷組織或其他易分散的組織置于液體培養基中，進行振蕩培養，使組織分散成游離的懸浮細胞，通過繼代培養使細胞增殖，搖床的振蕩頻率對細胞培養物的生長和代謝物的積累都會產生影響，D錯誤。故選A。6．植物細胞工程在農業、醫藥等方面有著廣泛的應用，并且取得了顯著的社會效益和經濟效益。下列相關敘述正確的是（

）A．取草莓莖尖進行植物組織培養可獲得抗病毒苗B．玉米花粉粒經花藥離體培養得到的植株能穩定遺傳C．紅豆杉細胞經植物組織培養技術可工廠化生產紫杉醇D．可采用誘變處理煙草愈傷組織的方法來獲得煙草抗鹽堿突變體【答案】D【詳解】A、脫毒苗不等同于抗病毒，培育脫毒苗時，一般選取莖尖（或芽尖或根尖）作為外植體，因為植物分生區附近（莖尖）病毒極少，甚至無病毒，再利用植物組織培養技術將外植體培育成幼苗，A錯誤；B、玉米花粉粒經花藥離體培養得到的植株屬于單倍體，不能穩定遺傳，B錯誤；C、植物細胞工程可用于細胞產物的工廠化生產，紅豆杉細胞無需經過植物細胞培養技術工廠化生產紫杉醇，只需要培養至愈傷組織獲取其產物即可，C錯誤；D、愈傷組織細胞分裂能力強，易受外界環境條件影響，可采用誘變處理煙草愈傷組織并篩選得到煙草抗鹽堿突變體，D正確。故選D。7．蘆筍是二倍體雌雄異株植物，雄株性染色體為XY，雌株性染色體為XX，其幼莖可食用，且雄株產量高。以下為兩種培育雄株的技術路線，下列有關敘述錯誤的是（

）A．培育雄株甲利用了植物細胞全能性的原理B．幼苗乙和丙的形成均經過脫分化和再分化C．植株乙和丙均為純合子，二者的基因型可能不同D．雄株丁含有4個染色體組，其培育過程中發生了基因重組【答案】D【詳解】A、培育雄株甲利用頂芽通過脫分化再分化獲得了完整植株，利用了植物細胞全能性的原理，A正確；B、花粉為精子，由細胞發育成單倍體植株幼苗乙和丙，均經過脫分化和再分化，B正確；C、植株乙和丙為單倍體均為純合子，二者可能由含有不同基因的精子發育而來，基因型可能不同，C正確；D、植株乙和丙含有2個染色體組，雄株丁含有2個染色體組，丁培育過程中發生了基因重組，D錯誤。故選D。8．（多選）人參皂苷是人參的次生代謝產物，可以提取用作藥物。科研人員利用新生的人參細胞進行培養以獲得更多的人參皂苷。下列說法正確的是（）A．次生代謝產物是植物生長發育所必需的物質B．對高產人參皂苷的細胞進行增殖，利用了細胞的全能性原理C．由于培養細胞處于不斷增殖的狀態，更容易誘發突變D．培養人參細胞的培養基中需要添加糖類等有機物【答案】CD【詳解】A、次生代謝產物是植物生長發育所非必需的物質，A錯誤；B、對高產人參皂苷的細胞進行增殖，利用的是細胞增殖原理，沒有體現植物細胞的全能性，B錯誤；C、由于培養細胞處于不斷增殖的狀態，因此容易受到培養條件和誘變因素的影響而發生基因突變，C正確；D、植物組織培養的培養基中蔗糖除供能之外，還具有調節培養基內的滲透壓等作用，故培養人參細胞的培養基中需要添加糖類等有機物，D正確。故選CD。9．（多選）下列關于植物細胞工程的敘述正確的是（）A．植物組織培養一般先誘導生芽后誘導生根B．細胞產物的工廠化生產體現了植物細胞的全能性C．可取馬鈴薯莖尖進行植物組織培養，獲得不帶病毒的抗病毒苗D．植物體細胞雜交的原理：植物細胞具有全能性和細胞膜具有流動性【答案】AD【詳解】A、植物組織培養一般先誘導生芽后誘導生根，先出芽是組織吸水后細胞分裂的結果，后長根是繼續生長的需要，A正確；B、細胞產物的工廠化生產未涉及到植物細胞的全能性，B錯誤；C、利用莖尖分生組織培育脫毒苗是因為莖尖分生組織細胞中不含病毒，而不是因為其含有抗病毒基因，所以此方法不一定能使植株具備抗病毒的能力，C錯誤；D、植物體細胞雜交技術指用人工方法把分離的不同品種或不同種植物的原生質體，誘導成融合細胞，然后經離體培養、誘導分化，再生出完整植株的整個技術體系，這里體現了植物細胞全能性，細胞融合體現了細胞膜流動性，D正確。故選AD。10．油菜是重要的經濟作物，不同品種的油菜由甘藍、黑芥和蕓薹雜交、選育而成。雜交、選育不同品種油菜的過程如圖所示，不考慮發生其他變異。回答下列問題：注：A、B、C分別表示不同植物的一個染色體組，三者的染色體數目分別為10、8、9。(1)甘藍與蕓薹雜交，得到的F1需要經過處理后才能獲得甘藍型油菜（AACC）。經過雜交、純化培育的芥菜型油菜和埃塞俄比亞芥，其染色體數目分別為。(2)芥菜型油菜具有耐旱、耐瘠薄、黃籽、油酸含