高中生物蘇教版現(xiàn)代生物科技專題第二章細(xì)胞工程 第2章第2節(jié)

第二節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用1．簡述應(yīng)用植物細(xì)胞工程技術(shù)的植物繁殖新途徑。2．簡述植物細(xì)胞工程技術(shù)在作物新品種培育中的應(yīng)用。(重、難點)3．列表比較作物繁殖的幾種新途徑。(重點)4．列表比較單倍體育種與其他一些育種方式。(重點)5．簡述細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用1．快速繁殖(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)點：①可以保持優(yōu)良植物品種的遺傳特性；②實現(xiàn)種苗高效、快速繁殖，被稱為“快速繁殖技術(shù)”；③不受季節(jié)和惡劣天氣影響。(2)微型繁殖技術(shù)的概念植物組織培養(yǎng)時，需嚴(yán)格執(zhí)行一定的程序，幼苗在實驗室的培養(yǎng)瓶中生長發(fā)育，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)微型化、精密化，所以又被稱為“微型繁殖技術(shù)”。2．培育無病毒植物(1)病毒危害：病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降。(2)方法：采用培養(yǎng)莖尖生長點的方法或結(jié)合熱處理法，通過組織培養(yǎng)除去絕大多數(shù)植物的病毒，可以大量繁殖無病毒植物。原因是植物分生組織細(xì)胞中極少含有病毒甚至不含病毒。3．人工種子(1)概念：將在植物組織培養(yǎng)中得到的胚狀體、不定芽、頂芽或腋芽，包埋在具有養(yǎng)分和保護功能的包被中，得到的在適宜條件下能生根發(fā)芽的顆粒體。eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(（2）組成))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(胚狀體,人工種皮：要有韌性、透氣，對胚狀體無毒,害作用,人工胚乳：成分包括無機鹽、糖類和蛋白,質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)))(3)生產(chǎn)過程。①植物組織培養(yǎng)誘導(dǎo)胚狀體的發(fā)生；②胚胎發(fā)育同步化的控制；③人工種皮的包埋。(4)優(yōu)點。①不受環(huán)境因素的制約，一年四季都可以進行工廠化生產(chǎn)；②繁殖速度快，可短時間內(nèi)提供大量種苗；③有利于保存該品系的優(yōu)良性狀。eq\a\vs4\al([合作探討])資料1目前，一些優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟林木等都已經(jīng)實現(xiàn)了利用微型繁殖技術(shù)來提供苗木。蘭花、生菜、楊樹以及無子西瓜的試管苗，都已形成一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。資料2作物感染病毒后，病毒在作物體內(nèi)逐年積累，就會導(dǎo)致作物產(chǎn)量降低，品質(zhì)變差。20世紀(jì)50年代，科學(xué)家切取一定大小的植物分生區(qū)(如莖尖)進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗。資料320世紀(jì)80年代，科學(xué)家利用植物的組織培養(yǎng)技術(shù)制造出了神奇的人工種子。目前，我國的科學(xué)工作者已經(jīng)成功地把芹菜、花椰菜、桉樹和水稻的胚狀體制備成了人工種子，并得到了較高的發(fā)芽率。探討eq\a\vs4\al(1)：從所需條件上來看，微型繁殖與傳統(tǒng)育種方法相比有哪些優(yōu)點？提示：微型繁殖是在具有一定人工設(shè)施的室內(nèi)生產(chǎn)，可以不受季節(jié)、氣候等自然條件的限制。探討eq\a\vs4\al(2)：對作物脫毒，選擇分生區(qū)的原因是什么？提示：植物的分生區(qū)一般不會感染病毒，用分生區(qū)的細(xì)胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。探討eq\a\vs4\al(3)：人工種子的胚狀體和植物種子的胚在來源上有何區(qū)別？提示：人工種子的胚狀體是無性生殖的結(jié)果，種子中的胚是有性生殖的結(jié)果。探討eq\a\vs4\al(4)：人工種皮是保證包裹在其中的胚狀體順利生長成小植株的關(guān)鍵部分。人工種皮中應(yīng)該具有的有效成分是什么？為了促進胚狀體的生長發(fā)育，我們還可以向人工種皮中加入哪些物質(zhì)？提示：(1)針對植物種類和土壤等條件，在人工種子的包裹劑(人工種皮)中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等。(2)為了促進胚狀體的生長發(fā)育，還可以向人工種皮中加入一些植物生長調(diào)節(jié)劑。eq\a\vs4\al([思維升華])1．微型繁殖技術(shù)(1)優(yōu)點①植物組織培養(yǎng)技術(shù)是無性繁殖技術(shù)，新植株含有的遺傳物質(zhì)與親本一樣，因而能保持親本的優(yōu)良性狀。②利用這種技術(shù)可以迅速大量地培育新個體，有利于進行工廠化生產(chǎn)。③選材少、培養(yǎng)周期短、繁殖率高，便于自動化管理。(2)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(3)本質(zhì)：微型繁殖只運用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，該過程只涉及有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，因而屬于無性繁殖。(4)實例：優(yōu)良的觀賞植物、經(jīng)濟林木、無性繁殖作物。2．培育無病毒植物(1)病毒的特點：病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖無性繁殖過程中，種子、根、莖的細(xì)胞中可能攜帶著病毒并傳給下一代，使其繁殖的子代感染病毒。(2)原理：生產(chǎn)上許多無性繁殖作物均受到病毒的侵染，從而導(dǎo)致品種的嚴(yán)重退化、減產(chǎn)和品質(zhì)降低。利用植物分生組織(剛剛產(chǎn)生，病毒很少甚至無病毒)進行植物組織培養(yǎng)可以使新長成的植株脫去病毒。(3)材料的選?。簱?jù)檢測，植物的分生組織細(xì)胞中一般不含病毒或病毒極少。如果將未被病毒感染的植株的分生組織用植物組織培養(yǎng)的方法培育幼苗，用于生產(chǎn)，可以避免病毒對作物的影響，大大提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。(4)優(yōu)點：獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)的無病毒植株。(5)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(6)實例：脫毒馬鈴薯比未經(jīng)脫毒的馬鈴薯增產(chǎn)50%以上。3．人工種子(1)組成圖示：①胚狀體：人工種子的主要成分，也可以是不定芽、頂芽和腋芽等。②人工種皮的要求。a．能保持胚狀體的活力，即要能透氣、透水，含有胚狀體發(fā)芽所需要的各種營養(yǎng)成分等。b．有利于貯藏、運輸和萌發(fā)，選取的材料要有韌性，耐壓，對胚狀體無毒害。c．應(yīng)含有農(nóng)藥和殺菌劑，以防播種后害蟲及微生物的侵害。d．還要加入能促進胚狀體生長和發(fā)育的一些植物生長調(diào)節(jié)劑、有益菌等。③人工胚乳的要求。主要成分應(yīng)該含有無機鹽、糖類和蛋白質(zhì)等營養(yǎng)物質(zhì)。(2)優(yōu)點。①解決了某些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題。②固定雜種優(yōu)勢。天然種子由于在遺傳上具有因減數(shù)分裂引起的重組現(xiàn)象，因而會造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子則可以完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性。③快捷高效的繁殖方式。天然種子在生產(chǎn)上受季節(jié)的限制，一般每年只能繁殖1～2次，有些甚至十幾年才繁殖一次，而人工種子生產(chǎn)不受季節(jié)限制，且快捷高效。④可控制植物的生長發(fā)育與抗逆性。針對植物種類和土壤條件，在人工種子的包裹劑中還可以加入適量的養(yǎng)分、無機鹽、有機碳源以及農(nóng)藥、抗生素、有益菌等，可控制植物的生長發(fā)育和增強抗逆性。(3)獲取方法：植物組織培養(yǎng)。(4)實例：已成功把芹菜、花椰菜、桉樹和水稻的胚狀體制備成了人工種子，并得到了較高的發(fā)芽率。[特別提醒](1)人工種子中，只有胚狀體(或不定芽、頂芽、腋芽)部分是植物組織培養(yǎng)的產(chǎn)物。(2)天然種子會因有性生殖而引起基因重組，造成某些遺傳性狀的改變，而人工種子實際是無性繁殖，所以可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性。1．下面為人工種子圖示，下列與其培育過程有關(guān)的敘述中，錯誤的是()A．人工種子一般用離體的植物細(xì)胞通過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得B．胚狀體是由愈傷組織分化而成，離體細(xì)胞只有形成愈傷組織才能表現(xiàn)出全能性C．同一批次的人工種子可以保證具有相同的基因型D．胚狀體是由未分化的、具有分裂能力的細(xì)胞構(gòu)成的【解析】人工種子是通過植物組織培養(yǎng)到胚狀體階段，再經(jīng)過人工薄膜包裝得到的。由于植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，因此同一批次生產(chǎn)的人工種子基因型相同。胚狀體已具有根、芽的分化，但仍具有分裂能力?！敬鸢浮緿2．下面為番茄植物組織培養(yǎng)過程的流程圖解。以下相關(guān)敘述不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：10210048】eq\x(植物葉片)eq\o(→,\s\up15(a))eq\x(葉組織塊)eq\o(→,\s\up15(b))eq\x(愈傷組織)eq\o(→,\s\up15(c))eq\x(有生根發(fā)芽能力的胚狀體)eq\o(→,\s\up15(d))eq\x(人工種子)eq\o(→,\s\up15(e))eq\x(種苗)A．脫分化發(fā)生在b步驟，形成愈傷組織，在此過程中植物激素發(fā)揮了重要作用B．再分化發(fā)生在d步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C．從葉組織塊到種苗形成的過程說明番茄葉片細(xì)胞具有全能性D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題【解析】從圖中分析可知，b代表的是脫分化，在此過程中發(fā)揮作用的植物激素有生長素和細(xì)胞分裂素，A正確；c表示再分化，即由愈傷組織形成胚狀體，B錯誤；由體細(xì)胞形成完整的植株，體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，因為其具有本物種全部的遺傳信息，C正確；人工種子是一種人工制造的代替天然種子的顆粒體，可以直接播種于田間。特點：周期短，易儲存和運輸，完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性，不受氣候和地域的限制。D正確。【答案】B

植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用1．植物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)植物細(xì)胞在生命活動中產(chǎn)生的多種代謝產(chǎn)物是植物生長到一定階段產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，也稱次生代謝產(chǎn)物。(2)細(xì)胞代謝產(chǎn)物包括藥用原料、食品添加劑、保健食品。2．單倍體育種(1)方法：花藥離體培養(yǎng)→單倍體植株→秋水仙素處理→純合子植株。(2)優(yōu)點：①后代是純系(填“純系”或“雜合系”)，能穩(wěn)定遺傳。②明顯縮短了育種周期。eq\a\vs4\al([合作探討])資料1常規(guī)選育出一個可以穩(wěn)定遺傳的農(nóng)作物優(yōu)良品種，一般要經(jīng)過5～6年的連續(xù)篩選。而單倍體育種極大地縮短了育種的年限，節(jié)約了大量的人力物力。單倍體育種已成為作物育種的一條新途徑。資料2在植物的組織培養(yǎng)過程中，由于培養(yǎng)細(xì)胞一直處于不斷的分生狀態(tài)，因此容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。突變體的利用過程如圖所示：eq\a\vs4\al(\x(外植體)\o(→,\s\up15(脫分化)))愈傷組織eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(誘變處理)eq\a\vs4\al()eq\a\vs4\al(誘導(dǎo)分化)突變體eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up15(篩選),\s\do15(培育)))eq\a\vs4\al(新品種)探討eq\a\vs4\al(1)：請以流程圖的形式表示出單倍體育種過程。提示：親本eq\o(→,\s\up15(?))F1→花藥eq\o(→,\s\up15(離體培養(yǎng)))單倍體幼苗eq\o(→,\s\up15(秋水仙素),\s\do15(處理))純合子→選擇所需類型。探討eq\a\vs4\al(2)：單倍體育種過程所依據(jù)的原理和涉及的生物學(xué)技術(shù)分別是什么？提示：原理是染色體變異和細(xì)胞的全能性，該過程主要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)。探討eq\a\vs4\al(3)：為什么在培養(yǎng)至愈傷組織時進行誘變處理？提示：愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛，不斷進行DNA分子的復(fù)制，此時易發(fā)生基因突變。探討eq\a\vs4\al(4)：誘導(dǎo)分化得到的突變體都是有用的嗎？為什么？提示：多數(shù)有害，少數(shù)有利。因為基因突變具有多害少利性。探討eq\a\vs4\al(5)：單倍體育種和突變體育種的原理相同嗎？為什么？提示：不相同。單倍體育種的原理是染色體變異，而突變體育種的原理是基因突變。eq\a\vs4\al([思維升華])1．植物組織培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的比較植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞培養(yǎng)利用原理細(xì)胞全能性細(xì)胞增殖培養(yǎng)基固體培養(yǎng)基液體培養(yǎng)基培養(yǎng)對象離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生質(zhì)體由愈傷組織分散得到的懸浮細(xì)胞培養(yǎng)過程外植體→脫分化→再分化→芽、根→植物幼苗愈傷組織→分散成懸浮細(xì)胞→繼代培養(yǎng)→細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物培養(yǎng)目的植物幼苗細(xì)胞的次生代謝產(chǎn)物二者關(guān)系植物組織培養(yǎng)是植物細(xì)胞培養(yǎng)的基礎(chǔ)；它們都屬于植物細(xì)胞工程的范疇2.細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)(1)細(xì)胞產(chǎn)物包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、藥物、香料、生物堿、食品添加劑、保健食品等。(2)過程外植體eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(分散開))細(xì)胞懸液eq\o(→,\s\up15(發(fā)酵提取))細(xì)胞產(chǎn)物(3)舉例：工廠化生產(chǎn)人參皂苷。①過程：人參根eq\o(→,\s\up15(脫分化))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(培養(yǎng)))選擇增殖速度快且細(xì)胞內(nèi)人參皂苷含量高的細(xì)胞eq\o(→,\s\up15(繼續(xù)培養(yǎng)))分裂出更多的細(xì)胞eq\o(→,\s\up15(提取))人參皂苷②優(yōu)點：提高生產(chǎn)速度、便于操作管理。(4)其他實例：三七、紫草和銀杏的細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。3．單倍體誘導(dǎo)與利用(1)單倍體植株的特點：葉小、株矮、生活力弱且高度不育。(2)技術(shù)：花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理。(3)原理：細(xì)胞的全能性和染色體變異。(4)過程：eq\x(\a\al(花粉囊中,,的花粉))eq\o(→,\s\up15(誘導(dǎo)去分化))eq\x(\a\al(單倍體胚或,愈傷組織))eq\o(→,\s\up15(再分化))eq\x(\a\al(花粉植株,（單倍體,植株))eq\o(→,\s\up15(秋水仙素處理))eq\x(\a\al(二倍體植株,（染色體數(shù)目加倍,后能開花、結(jié)果))(5)秋水仙素的作用：抑制紡錘體的形成，著絲點分裂形成的子染色體不能分配到兩極形成2個細(xì)胞，從而染色體加倍。(6)優(yōu)點：①單倍體經(jīng)過染色體加倍，獲得的后代為純合子，可明顯縮短育種年限(一般為2年)。②用單倍體作為轉(zhuǎn)基因的受體，獲得的轉(zhuǎn)基因材料經(jīng)染色體加倍后基因即可純合，避免了體細(xì)胞作為受體導(dǎo)致后代發(fā)生性狀分離需要多代選擇的麻煩。1．(2023·陜西西安期中)下面的簡式表示植物組織培養(yǎng)的大致過程，據(jù)此判斷不正確的是()①eq\o(→,\s\up15(脫分化))②eq\o(→,\s\up15(再分化))③→④A．若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進行繁育會發(fā)生性狀分離B．若①是花粉，則④是單倍體植株，經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種C．若①是人參細(xì)胞，對②進行擴大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂苷的產(chǎn)量D．若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能有不同植物的遺傳特性【解析】圖示表示植物組織培養(yǎng)過程，其中①是外植體、②是脫分化形成的愈傷組織(高度液泡化，無定形狀態(tài)薄壁細(xì)胞組成的排列疏松、無規(guī)則的組織)、③是再分化形成的胚狀體、④是新植體。只有雜合子才會發(fā)生性狀分離，而具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞也可能是純合子，所以用③進行繁育不一定會發(fā)生性狀分離，A錯誤；若①是花粉，則④是花藥離體培養(yǎng)形成的單倍體植株，其高度不育，但經(jīng)染色體加倍后可得到穩(wěn)定遺傳的品種，B正確；若①是人參細(xì)胞，則將其脫分化形成②愈傷組織，再進行擴大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂苷的產(chǎn)量，C正確；若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則其含有兩個親本的遺傳物質(zhì)，所以④可能出現(xiàn)不同植物的遺傳特性，D正確?！敬鸢浮緼2．下面為植株繁殖的四種人工方式示意圖，請據(jù)圖回答：【導(dǎo)學(xué)號：10210049】(1)圖中單倍體植株通常的獲取方式是____________。若圖中單倍體細(xì)胞含2個染色體組，A有4個染色體組，則③過程所用化學(xué)試劑的作用是______________________________________________________________________________________________。(2)圖中B和C過程的不同點是________________________，這種不同主要的決定因素是______________________________________________________________________________________________。(3)若想在C過程中獲得突變體，進而培育成新品種植株，應(yīng)用物理誘變或化學(xué)誘變的方法處理________。(4)若要獲得水稻的人工種子，則應(yīng)選用圖中的________結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)與正常受精卵形成的________有類似的結(jié)構(gòu)和發(fā)育過程。(5)若D為“胡蘿卜—羊角芹”，②過程常用的物理方法有________________等；經(jīng)融合處理后，含有的細(xì)胞類型有________種(若融合的細(xì)胞只考慮兩兩融合)?！窘馕觥?1)單倍體育種包括花藥離體培養(yǎng)和秋水仙素處理幼苗兩個階段。秋水仙素可抑制紡錘體的形成，誘導(dǎo)染色體數(shù)目加倍。(2)圖中B表示通過胚狀體分化為幼苗，C表示通過愈傷組織形成叢芽再形成幼苗，這兩種途徑主要取決于培養(yǎng)基中激素的種類及濃度配比。(3)誘變育種處理的材料為分裂活動旺盛的部位，如愈傷組織、芽等。(4)人工種子是在胚狀體外包裝上人工種皮制得的。(5)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的方法有物理法和化學(xué)法，物理法電場誘導(dǎo)融合等?！敬鸢浮?1)花藥離體培養(yǎng)抑制細(xì)胞有絲分裂過程中紡錘體的形成(2)B過程中形成的是胚狀體，而C過程形成的是叢芽細(xì)胞分裂素與生長素的比值(3)愈傷組織(4)胚狀體胚(5)電場誘導(dǎo)融合3

1．植物的微型繁殖技術(shù)是指()A．植物體細(xì)胞雜交技術(shù) B．嫁接C．營養(yǎng)繁殖 D．植物組織培養(yǎng)【解析】植物的微型繁殖技術(shù)是指快速高效繁殖優(yōu)良品種的植物組織培養(yǎng)技術(shù)?！敬鸢浮緿2．用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以培養(yǎng)或生產(chǎn)出()A．食品添加劑 B．無病毒植物C．人工種子 D．前三項都是【解析】通過植物組織培養(yǎng)技術(shù)，可以工廠化生產(chǎn)食品添加劑等細(xì)胞產(chǎn)物，也可以生產(chǎn)人工種子和培育脫毒苗?！敬鸢浮緿3．工廠化生產(chǎn)人參皂苷干粉，下列哪種技術(shù)是必需的()【導(dǎo)學(xué)號：10210050】A．雜交育種 B．植物組織培養(yǎng)C．多倍體育種 D．單倍體育種【解析】對人參皂苷干粉進行工廠化生產(chǎn)，必須先通過植物組織培養(yǎng)獲得人參皂苷含量高的細(xì)胞株，然后進行大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)。【答案】B4．將一?；ǚ叟嘤捎酌?，將它的莖尖用秋水仙素處理，長大后該植物正常開花結(jié)果。該植株中哪一部位細(xì)胞的染色體數(shù)目與其他部位不同？()A．根細(xì)胞 B．葉細(xì)胞C．莖細(xì)胞 D．子房壁細(xì)胞【解析】莖尖用秋水仙素處理后染色體數(shù)目加倍，由莖尖發(fā)育的細(xì)胞(葉、莖、子房壁細(xì)胞)染色體數(shù)目都加倍，而根的染色體數(shù)目則無變化。【答案】A5．馬鈴薯利用塊莖進行無性生殖，種植的世代多了以后往往會感染病毒而減產(chǎn)，為此農(nóng)戶都希望得到無病毒的幼苗進行種植。獲得無病毒幼苗的最佳辦法是()A．選擇優(yōu)良品種進行雜交B．進行遠(yuǎn)緣植物體細(xì)胞雜交C．利用莖尖進行組織培養(yǎng)D．人工誘導(dǎo)基因突變【解析】馬鈴薯種植世代多了以后往往因感染病毒而減產(chǎn)，而不是遺傳物質(zhì)變化造成的，因此不需要考慮根據(jù)遺傳變異的原理進行育種。其莖尖幾乎不含病毒，可以通過組織培養(yǎng)獲得脫毒苗?！敬鸢浮緾課堂小結(jié)：網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建核心回扣1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)不僅可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性，還可以高效快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖。2．植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少，甚至無病毒，因此用分生區(qū)組織進行組織培養(yǎng)，再生的植株就不會或極少感染病毒。3．人工種子就是以植物組織培養(yǎng)得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料，經(jīng)過人工薄膜包裝得到的種子。4．單倍體育種通過花藥培養(yǎng)獲得單倍體植株，染色體加倍后當(dāng)年便可獲得穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限。5．利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)可以生產(chǎn)具有生理活性的植物細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物。

學(xué)業(yè)分層測評(六)(建議用時：45分鐘)[學(xué)業(yè)達標(biāo)]1．紅江橙種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化。目前生產(chǎn)上采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)的方法快速繁殖脫毒的種苗，以保證該品種的品質(zhì)和產(chǎn)量水平。這種通過分生組織離體培養(yǎng)獲得種苗的過程不涉及細(xì)胞的()A．有絲分裂 B．分化C．減數(shù)分裂 D．全能性【解析】采用莖尖分生組織細(xì)胞離體培養(yǎng)獲得脫毒種苗的技術(shù)是植物的組織培養(yǎng)，整個過程中植物細(xì)胞的分裂方式都是有絲分裂，不涉及減數(shù)分裂，植物組織培養(yǎng)技術(shù)的原理是植物細(xì)胞的全能性?！敬鸢浮緾2．下列有關(guān)植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)上的應(yīng)用，不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：10210051】A．利用植物莖尖進行組織培養(yǎng)，可以獲得脫毒苗B．用人工薄膜將愈傷組織包裝可制成人工種子C．利用細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)人參皂苷，提高產(chǎn)量D．對愈傷組織進行誘變處理，從分化的植株中篩選新品種【解析】本題考查植物細(xì)胞工程的應(yīng)用。植物的莖尖不含病毒或含病毒較少，可用于培養(yǎng)脫毒苗，A對；人工種子中包埋的是胚狀體而不是愈傷組織，B錯；應(yīng)用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)人參細(xì)胞，從中提取人參皂苷，C對；愈傷組織的分裂能力較強，此時進行誘變處理，可獲得突變的新品種，D對。【答案】B3．下列各項培育植物新品種的過程中，不經(jīng)過愈傷組織階段的是()A．通過植物體細(xì)胞雜交培育白菜—甘藍(lán)雜種植株B．通過多倍體育種培育無子西瓜C．通過單倍體育種培育優(yōu)質(zhì)小麥D．通過基因工程培育轉(zhuǎn)基因抗蟲水稻【解析】植物體細(xì)胞雜交、單倍體育種、基因工程育種均經(jīng)過植物組織培養(yǎng)過程，所以需脫分化形成愈傷組織。植物多倍體育種通常是用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，所以B選項符合題意。【答案】B4．下列關(guān)于植物細(xì)胞工程在生產(chǎn)應(yīng)用上的敘述，正確的是()A．切取一定大小的草莓莖尖進行組織培養(yǎng)，可獲得抗病毒新品種B．對馬鈴薯愈傷組織進行人工誘變，可獲得能分泌乳腺蛋白的新品種C．在組織培養(yǎng)獲得的楸樹胚狀體外包裹上人工胚乳、種皮制成人工種子D．在發(fā)酵罐中培養(yǎng)人參的胚狀體細(xì)胞，大量生產(chǎn)人參皂苷粉【解析】通過植物組織培養(yǎng)可以獲得脫毒植物，但不能培養(yǎng)出抗病毒的新品種；人工誘變并不能產(chǎn)生非本物種的基因，對馬鈴薯愈傷組織進行人工誘變，不可能獲得能分泌乳腺蛋白的新品種；人工種子是在植物組織培養(yǎng)獲得的胚狀體外包裹人工胚乳和人工種皮制成的；獲取細(xì)胞產(chǎn)物，應(yīng)將植物細(xì)胞培養(yǎng)到愈傷組織階段?！敬鸢浮緾5．下列有關(guān)植物細(xì)胞工程的敘述，錯誤的是()A．通過培養(yǎng)植物細(xì)胞，可獲取大量的細(xì)胞代謝產(chǎn)物B．在培養(yǎng)基中加入不同濃度的氯化鈉溶液，可篩選出抗鹽植株C．原生質(zhì)體培養(yǎng)結(jié)合基因工程技術(shù)，可獲得具有特定性狀的新植株D．由于植物細(xì)胞具有全能性，同種植物的不同基因型個體，它們的細(xì)胞全能性的表達程度不同【解析】植物細(xì)胞工程中培養(yǎng)特定細(xì)胞系，實現(xiàn)產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物的克隆和產(chǎn)物的工業(yè)化生產(chǎn)，故A正確；在培養(yǎng)基中加入不同濃度的NaCl能篩選抗鹽植株，故B正確；去掉細(xì)胞壁后的植物細(xì)胞叫原生質(zhì)體，比較容易攝取外來的遺傳物質(zhì)，如DNA，因而原生質(zhì)體培養(yǎng)結(jié)合基因工程技術(shù)，可獲得具有特定性狀的新植株，故C正確；不同種類的植物或同種植物不同基因型個體之間遺傳性有差異，細(xì)胞全能性的表達程度大不相同?！敬鸢浮緿6．人工種子的核心部分胚狀體可以由懸浮培養(yǎng)的芽尖細(xì)胞得到，也可以通過試管培養(yǎng)的花粉或胚囊獲得，由此人們把胚狀體分為“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”。請據(jù)此判斷下列說法中不正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：10210052】A．人工種子的胚狀體已經(jīng)分化出胚芽、胚軸和胚根B．培育胚狀體利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)C．同一種植物“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數(shù)目相同D．該項技術(shù)的成功應(yīng)用反映了細(xì)胞的全能性【解析】人工種子的培育利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，獲得具有胚芽、胚根、胚軸等結(jié)構(gòu)的胚狀體，在胚狀體、不定芽等外部包上人工種皮得到，其原理是植物細(xì)胞的全能性?！绑w細(xì)胞胚”是由植物的體細(xì)胞經(jīng)過脫分化和再分化形成的，“花粉胚”是由花粉經(jīng)過脫分化和再分化形成的，因此同一種植物“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”的染色體組的數(shù)目比為2∶1?！敬鸢浮緾7．利用植物的莖尖或葉片、莖段、花藥、花粉等，在無菌條件下，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，使它發(fā)育成完整的植株。這種技術(shù)可以用來培育植物新品種，也可以在較短時間內(nèi)大量繁殖植物，還可以防止植物病毒的危害。下列關(guān)于這種技術(shù)的敘述，正確的是()①這種技術(shù)利用了植物細(xì)胞的全能性②這種技術(shù)叫作組織培養(yǎng)③這種技術(shù)屬于細(xì)胞工程的應(yīng)用領(lǐng)域之一④這種技術(shù)是一種無性繁殖的方式A．① B．①②C．①②③ D．①②③④【解析】植物體細(xì)胞都含有該物種的全套遺傳信息，所以每個細(xì)胞理論上都具有全能性，都有發(fā)育成完整生物體的潛能。植物組織培養(yǎng)就是在體外通過人工方法，讓植物細(xì)胞表現(xiàn)出全能性，是植物細(xì)胞工程的一個基礎(chǔ)技術(shù)手段。因為沒有生殖細(xì)胞的結(jié)合，所以屬于無性生殖方式?！敬鸢浮緿8．下圖是四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的示意圖，相關(guān)敘述中正確的是()四倍體蘭花葉片eq\o(→,\s\up15(（1）))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(（2）))胚狀體eq\o(→,\s\up15(（3）))植株A．(2)階段會發(fā)生減數(shù)分裂過程B．(1)階段需生長素而(3)階段需細(xì)胞分裂素C．此過程體現(xiàn)植物細(xì)胞具有全能性D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體【解析】愈傷組織只能進行有絲分裂，不能進行減數(shù)分裂；脫分化和再分化過程都需要生長素和細(xì)胞分裂素；植物組織培養(yǎng)體現(xiàn)了植物細(xì)胞具有全能性；花藥離體培養(yǎng)所得的植株是單倍體?！敬鸢浮緾9．(2023·天津六校聯(lián)考)用植物組織培養(yǎng)方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀體結(jié)構(gòu)，若包裹上人造種皮，制成人工種子。其過程如下圖所示。下列相關(guān)敘述，錯誤的是()A．從植物體細(xì)胞到種苗形成的過程說明植物細(xì)胞具有全能性B．進行②過程時，不需要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁C．再分化發(fā)生在④步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程D．需細(xì)胞分裂素和生長素的誘導(dǎo)，能刺激愈傷組織的形成【解析】從植物體細(xì)胞到種苗形成的過程說明植物細(xì)胞具有全能性，A正確；進行②脫分化過程時，不需要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，B正確；再分化發(fā)生在③步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程，C錯誤；脫分化形成愈傷組織的過程，需要細(xì)胞分裂素和生長素的誘導(dǎo)刺激，D正確。【答案】C10．植物組織培養(yǎng)的過程如下圖所示。請分析并回答問題。eq\a\vs4\al(離體的組,織或器官)eq\o(→,\s\up15(A))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(B))胚狀體eq\o(→,\s\up15(C))植株(1)愈傷組織是由離體的組織或器官通過A__________過程獲得的，B、C過程是通過細(xì)胞的__________實現(xiàn)的。(2)胚狀體根據(jù)其來源不同，可以分為“體細(xì)胞胚”和“花粉胚”。①用花藥離體培養(yǎng)可獲得“花粉胚”，同種植物的花粉胚與體細(xì)胞胚在染色體數(shù)目上的主要區(qū)別是______________________________________________________________________________________________。②如果用________處理二倍體植物的花粉胚，能獲得可育的植株，該過程是________育種中不可缺少的步驟。③在一定條件下培養(yǎng)離體細(xì)胞可以形成體細(xì)胞胚進而發(fā)育成完整的植株，其根本原因是每個細(xì)胞都含有________________，這一過程體現(xiàn)了________________?！窘馕觥?1)由離體組織或器官獲得愈傷組織的過程是脫分化的過程，由愈傷組織通過再分化和培養(yǎng)可獲得新的植株，這一過程不僅有細(xì)胞的分裂過程，也有細(xì)胞分化的過程。(2)二倍體的花粉胚細(xì)胞內(nèi)含一個染色體組，由其發(fā)育成的植株高度不育，若要獲得可育植株，需要對花粉胚進行染色體加倍處理，例如用秋水仙素處理，這樣的育種方式稱為單倍體育種?！敬鸢浮?1)脫分化分裂和分化(2)①花粉胚細(xì)胞中的染色體數(shù)目是體細(xì)胞胚的一半②秋水仙素單倍體③本物種的全套基因(或全套遺傳信息)植物細(xì)胞的全能性[能力提升]11．如圖表示利用植物細(xì)胞工程對棉花進行改良的過程，①②③④表示實驗過程，請據(jù)圖回答，下列說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：10210053】外源基因,②Ｆ棉花葉肉細(xì)胞eq\o(→,\s\up15(①))原生質(zhì)體eq\o(→,\s\up15(③))愈傷組織eq\o(→,\s\up15(④))根、芽→棉花幼苗A．外源基因能夠?qū)氩⒋罅繌?fù)制的物質(zhì)基礎(chǔ)是自然界共用一套密碼子B．②過程能定向改變原生質(zhì)體的遺傳特性C．③過程只能通過液體懸浮培養(yǎng)技術(shù)才能實現(xiàn)D．基因工程技術(shù)與花藥離體培養(yǎng)技術(shù)相結(jié)合可快速獲得純合棉花植株【解析】據(jù)圖分析，①表示用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁；②表示將外源基因?qū)朐|(zhì)體，常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；③表示脫分化，④表示再分化。A、外源基因能夠?qū)氲脑蚴撬鼈兌际怯伤姆N脫氧核苷酸組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)，外源基因可以在宿主細(xì)胞表達產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)，說明所有的生物共用一套密碼子，A錯誤；B、基因工程目的性強，育種周期短，能定向改造生物的遺傳性狀，B正確；C、愈傷組織培養(yǎng)時用固體培養(yǎng)基，在液體培養(yǎng)基中加入瓊脂，C錯誤；D、花藥離體培養(yǎng)得到單倍體幼苗，再用秋水仙素處理抑制紡錘體的形成，使得染色體數(shù)目加倍，才能獲得純合植株，D錯誤?！敬鸢浮緽12．(2023·天水高三檢測)為獲得純合高蔓抗病番茄植株，采用了下圖所示的方法，圖中兩對相對性狀獨立遺傳，據(jù)圖分析不正確的是()A．過程①的自交代數(shù)越多，純合高蔓抗病植株的比例越高B．過程②可以取任一植株的花藥作培養(yǎng)材料C．過程③包括脫分化和再分化兩個過程D．圖中篩選過程不改變抗病基因頻率【解析】過程①多次自交和篩選，純合高蔓抗病番茄植株的比例會增大，故A正確。過程②是花藥離體培養(yǎng)，選用任一株Fl的花粉均可，故B正確。過程③是植物組織培養(yǎng)獲得植株的過程，包括脫分化和再分化兩個階段，故C正確。篩選純合高蔓抗病番茄植株的實質(zhì)是定向改變基因頻率，使高蔓抗病基因的頻率提高，故D錯誤?！敬鸢浮緿13．制造人工種子的原理是在組織培養(yǎng)得到的“胚狀體”的最外面用一層有機膜包裹，并在薄膜以內(nèi)放入一些營養(yǎng)物質(zhì)，如下圖所示。據(jù)此判斷下列說法不正確的是()A．“胚狀體”最外面的一層有機膜和里面營養(yǎng)物質(zhì)分別具有種皮和胚乳的功能B．“胚狀體”來源于離體的植物體細(xì)胞，其形成過程中要經(jīng)過的生理變化大體上是脫分化和再分化C．從保證人工種子正常的生命力及生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)上來看，其外部薄膜應(yīng)具有全透性和能被微生物降解的特點D．在人工種子萌發(fā)的過程中“胚狀體”細(xì)胞吸收營養(yǎng)液中的物質(zhì)用于生長等【解析】從保證人工種子正常的生命力上來看，其外部薄膜應(yīng)具有半透性，可以透氣和透水，但是不能讓薄膜以內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)出來?！敬鸢浮緾14．下圖表示花藥離體培養(yǎng)及單倍體育種的大致過程，據(jù)圖回答下列問題：(1)過程①是把幼小的花藥分離出來，在無菌條件下放在人工培養(yǎng)基上進行離體培養(yǎng)，該培養(yǎng)基中加入的營養(yǎng)物質(zhì)應(yīng)該有_______________________________________________(至少答兩種)，加入的激素有________、________。(2)過程②是花藥在培養(yǎng)基所提供的特定條件下發(fā)生多次細(xì)胞分裂，形成愈傷組織，此過程叫作________，細(xì)胞分裂的方式是______________。(3)過程③是誘導(dǎo)愈傷組織分化出芽和根，這一過程叫____________，然后長成植株。要使該植株染色體數(shù)目加倍通常采用一定濃度的__________處理。(4)花藥離體培養(yǎng)應(yīng)用的是____________技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是________________?！窘馕觥?1)植物組織培養(yǎng)需要營養(yǎng)物質(zhì)，主要包括大量元素、微量元素、有機物(如甘氨酸、肌醇、維生素、蔗糖等)等，用到的植物激素為生長素和細(xì)胞分裂素。(2)脫分化是由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過程，此過程細(xì)胞進行有絲分裂。(3)愈傷組織通過再分化形成芽和根，經(jīng)過花藥培養(yǎng)得到的植株為單倍體，表現(xiàn)為高度不育