高中生物 第二章第二節(jié) 植物細(xì)胞工程的應(yīng)用學(xué)案 蘇教版選修3

第二節(jié)植物細(xì)胞工程的應(yīng)用

學(xué)習(xí)導(dǎo)航明目標(biāo)、知重點(diǎn)難點(diǎn)

?舉例說出植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用。(重點(diǎn))

?舉例說出植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用。(難點(diǎn))

預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)，下避途⑥梳理教材?夯實基礎(chǔ).

教材導(dǎo)讀JIAOCAIDAODU

一、閱讀教材P5”56完成植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

途徑優(yōu)點(diǎn)實例

(1)保持優(yōu)良植物品種的遺傳

快速繁殖

特性;快速繁殖蝴蝶蘭

(微型繁殖)

(2)種苗高效、快速繁殖

培育無病毒植物提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)無病毒馬鈴薯

(1)無性繁殖,保存該種系的

優(yōu)良性狀；芹菜、水稻等的胚狀體制成人

人工種子

(2)不受環(huán)境因素的制約:工種子

(3)繁殖速度快

二、閱讀教材P56-58分析植物細(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)胞次生代謝產(chǎn)物是植物生長到二產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)，如奎寧、紫杉醇。

(2)有效途徑：植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

(3)特點(diǎn)：細(xì)胞生長周期施、條件可控等。

2.單倍體育種(以二倍體植物為例)

(1)方法：花藥的離體培養(yǎng)。

(2)過程

花藥離她養(yǎng)單倍體植株■純合二倍體植株迭建優(yōu)良品種。

(3)優(yōu)點(diǎn)

①后代是純合子，能穩(wěn)定遺傳。

②明顯縮短了育種年限。

預(yù)習(xí)反饋YUXIFANKUI

u判一判

(1)快速繁殖能保持親本的優(yōu)良性狀。(J)

(2)植物細(xì)胞的呼吸前是次級代謝產(chǎn)物。(X)

(3)植物的種子能發(fā)育成完整的植株，體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性。(X)

(4)離體的植物組織在一定的培養(yǎng)條件下分化出根和芽的過程屬于脫分化。(X)

(5)單倍體育種是通過花藥的離體培養(yǎng)形成新品種的過程。(X)

也連一連

①無病毒苗、

②人工種子、-不屬于植物細(xì)胞工程應(yīng)用

③天然種子/,植物細(xì)胞工程應(yīng)用

④單倍體育種

》主題探究'盼瓊I?⑧師生互動?突破重難

主題1植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用[學(xué)生用書P28]

要點(diǎn)探究YAODIANTANJIU

---------------------------------0----

植物組織培養(yǎng)技術(shù)，已得到普遍應(yīng)用。結(jié)合教材P54~56內(nèi)容完成以下探究。

13探究1結(jié)合教材完成下列問題，理解快速繁殖

(D利用的技術(shù)：組織培養(yǎng)。

(2)歸納快速繁殖的特點(diǎn)

①無性繁殖,能夠保持種苗的優(yōu)良遺傳特性；

②選取材料少；繁殖速度快，周期短；不受季節(jié)、氣候、自然災(zāi)害等因素的影響；

③可實現(xiàn)集約化生產(chǎn)。

□探究2分析培育無病毒植物的方法

(1)取材：植物的分生組織細(xì)胞,因為極少含有病毒甚至不含病毒。

(2)方法

培養(yǎng)莖尖生長點(diǎn)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，大量

繁殖無病毒植株。

13探究3完善下列人工種子示意圖，理解人工種子的制作概念與優(yōu)點(diǎn)

?人工種皮

胚狀體

?人工胚乳

(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(hù)功能的包被中，得到的在適宜的條件下能夠生根發(fā)芽的顆粒體。

⑵優(yōu)點(diǎn)

①不受環(huán)境因素的制約，一年四季都可以進(jìn)行工廠化生產(chǎn)；

②繁殖速度快，可在短時間內(nèi)提供大量種苗；

③胚狀體是經(jīng)人工無性繁殖產(chǎn)生的，有利于保存該種系的優(yōu)良性等。

小組討論

(1)培養(yǎng)抗病毒植物與培養(yǎng)無病毒植物所利用的生物技術(shù)相同嗎？

提示：不同，培養(yǎng)抗病毒植物離不開基因工程和植物組織培養(yǎng)技術(shù)，而培養(yǎng)無病毒植物

僅利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)即可完成。

(2)培養(yǎng)無病毒植物時，取材關(guān)健是選擇植物分生組織細(xì)胞的原因是什么？

提示：因為病毒是寄生性生物，在用種子繁殖或用植物根、莖的無性繁殖過程中，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。若用不含或極少

含病毒植物的分生組織細(xì)胞，通過植物組織培養(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。

1.依據(jù)植物組織培養(yǎng)的特點(diǎn)理解各“繁殖新途徑”的優(yōu)點(diǎn)

(D根據(jù)植物組織培養(yǎng)“無性繁殖，后代能保持親本優(yōu)良性狀”的特點(diǎn)，理解微型繁殖、

人工種子的優(yōu)點(diǎn)。

(2)根據(jù)植物組織培養(yǎng)“外植體用量少，培養(yǎng)周期短”的特點(diǎn)，理解微型繁殖、人工種

子的優(yōu)點(diǎn)。

(3)根據(jù)植物組織培養(yǎng)“取材廣泛，可根據(jù)生產(chǎn)需要取材”的特點(diǎn)，理解作物脫毒的優(yōu)

點(diǎn)。

(4)根據(jù)植物組織培養(yǎng)”在實驗室或工廠進(jìn)行，可人工控制，不受季節(jié)限制”的特點(diǎn)，

理解微型繁殖、人工種子的優(yōu)點(diǎn)。

2.人工種子除含有胚狀體發(fā)芽所需要的營養(yǎng)成分或植物激素外，還應(yīng)含有殺菌劑，以

防播種后微生物的侵害，相當(dāng)于種子的子葉或胚乳。人工種子發(fā)芽得到的幼苗能保持親本的

優(yōu)良性狀。

命題突破MINGTlTUPO

□突破1人工種子

1.下面為人工種子培養(yǎng)過程流程圖解，下列相關(guān)敘述不正確的是（）

m生根

芽能

發(fā)

的胚

力

結(jié)構(gòu)

狀

A.上述過程中脫分化發(fā)生在b步驟，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植物葉片細(xì)胞具有全能性

D.人工種子的繁殖不受季節(jié)限制

解析：選B。再分化發(fā)生在c步驟，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程。

冏國回國

人工種子制作流程

外植體的選擇和消毒一誘導(dǎo)脫分化形成愈傷組織一再分化形成體細(xì)胞胚狀體f人工胚

乳的制備一把微膠囊和體細(xì)胞胚狀體一起包在人工種皮內(nèi)f人工種子。

口突破2植物組織培養(yǎng)

2.蘭花在我國種植歷史悠久，“遠(yuǎn)東麒麟”以每盆3萬元的價格在拍賣網(wǎng)賣出。如圖是

通過植物組織培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請據(jù)圖回答：（注：胚狀體等同于植物種子的胚

的結(jié)構(gòu)）

雪①②從切片中分離

植株~1切片的莖尖細(xì)胞

（1）愈傷組織的分裂能力,分化能力,是由植物體細(xì)胞經(jīng)過—

形成的。

（2）過程④由愈傷組織形成胚狀體要經(jīng)過和過程。

（3）一個蘭花莖尖在一年之內(nèi)可以生產(chǎn)出400萬株蘭花苗，與有性生殖相比，植物組織

培養(yǎng)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在______________________和?

解析：愈傷組織是一些特殊的細(xì)胞，分裂、分化能力都較強(qiáng)，是由體細(xì)胞經(jīng)脫分化形成

的。從愈傷組織到胚狀體（已經(jīng)有不同的組織形成），既要有細(xì)胞的分裂、分化，還要有組織

的形成。無性繁殖的特點(diǎn)是繁殖速度快，并能保持親本的性狀。

答案：（1）較強(qiáng)較強(qiáng)脫分化

⑵細(xì)胞分裂細(xì)胞(組織)分化

(3)保持親本的優(yōu)良性狀培養(yǎng)周期短、繁殖效率高

主題2植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用[學(xué)生用書P29]

一要點(diǎn)探究丫AODIANTANJIU

---------------------------------------------------------------------------------0------------

植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)已得到應(yīng)用，結(jié)合教材P所53內(nèi)容完成以下探究。

□探究1以人參皂甘的工廠化生產(chǎn)為例，分析植物細(xì)胞的工廠化生產(chǎn)

(1)觀察人參皂甘的工廠化生產(chǎn)基本過程，回答下面問題：

|人參根切塊塔愈傷組織|細(xì)胞分裂.

|單細(xì)胞或小細(xì)胞團(tuán)卜懸■■養(yǎng)-J細(xì)胞培養(yǎng)物一

收集

|培養(yǎng)物干粉|

提取

|人參一甘|

①選擇人參根作為外植體進(jìn)行培養(yǎng),產(chǎn)生愈傷組織,經(jīng)過培養(yǎng)選擇找到增殖速度快而且

細(xì)胞內(nèi)人參皂用含量高的細(xì)胞株作為種子。

②將①選擇的細(xì)胞株放在發(fā)酵罐中的適合培養(yǎng)液中進(jìn)行雌培養(yǎng)，增加細(xì)胞數(shù)量。

③將發(fā)酵罐中培養(yǎng)的細(xì)胞進(jìn)行破碎,從中提取人參皂昔。

(2)歸納細(xì)胞產(chǎn)物工廠化生產(chǎn)的流程

外植體(離體的植物器官、組織或細(xì)胞)腹處愈傷組織鯉力細(xì)胞懸液及曳型取細(xì)胞

產(chǎn)物。

(3)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)：可大量生產(chǎn)具有生理活性的植物細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物，不僅快速、高效，

而且不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制。

口探究2完善單倍體育種的流程圖，理解單倍體育種

誘f吧化|單倍體胚狀體或

花粉囊中再分化花粉植株

的花粉"愈傷組織一(單倍體植株)

秋水仙素處理

二倍體植株

(染色體數(shù)目加倍，能開花、結(jié)果)

(1)秋水仙素的作用是抑制紡錘體的形成,使著絲點(diǎn)分裂形成的子染色體不能分配到兩

極形成兩個細(xì)胞，從而使染色體數(shù)目加倍。

(2)單倍體的特點(diǎn)

缺點(diǎn)：與正常二倍體植株相比，單倍體植株葉小、株矮、生活力弱且高度不育。

優(yōu)點(diǎn)：它們在育種中縮短育種周期、獲得純系等方面具有重要意義。

歸納提煉

植物組織培養(yǎng)與植物細(xì)胞培養(yǎng)的區(qū)別

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

離體的植物器官、組織、細(xì)胞或原生

培養(yǎng)對象由愈傷組織分散得到的懸浮細(xì)胞

質(zhì)體

外植體f脫分化f

愈傷組織一分散成懸

愈傷組織一

培養(yǎng)過程浮細(xì)胞f細(xì)胞培養(yǎng)f

再分化一芽、根一

細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物

植物幼苗

培養(yǎng)結(jié)果植物幼苗細(xì)胞的次生代謝產(chǎn)物

植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的；它們都屬于

二者關(guān)系

植物細(xì)胞工程的范疇

命題突破MINGTlTUPO

------------------------------------------------------------------V----------

□突破1植物細(xì)胞培養(yǎng)

1.植物細(xì)胞培養(yǎng)是在植物組織培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，下列有關(guān)植物細(xì)胞培養(yǎng)

的敘述，不正確的是()

A.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的目的是為了獲得大量有生理活性的次生代謝產(chǎn)物

B.植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)快速、高效，不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制

C.利用生物反應(yīng)器懸浮培養(yǎng)人參細(xì)胞，提取人參皂甘，用于生產(chǎn)保健藥品和美容護(hù)膚

用品

D.植物細(xì)胞培養(yǎng)需要在一定的溫度、pH等條件下進(jìn)行，但不需要進(jìn)行無菌操作

解析：選D。植物細(xì)胞培養(yǎng)和植物組織培養(yǎng)一樣，整個培養(yǎng)過程必須在無菌條件下進(jìn)行,

否則培養(yǎng)基內(nèi)將長出許多雜菌，與離體細(xì)胞爭奪營養(yǎng)與生存空間，影響細(xì)胞增殖和細(xì)胞次級

代謝產(chǎn)物的獲取。A項所述為植物細(xì)胞培養(yǎng)的目的，B項為特點(diǎn)，C項為應(yīng)用。

□突破2單倍體育種

2.如圖表示應(yīng)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育優(yōu)質(zhì)玉米的過程。對此過程的相關(guān)描述錯誤的

是（）

花粉愈傷組織試管苗

組織分化

A.B-E過程中細(xì)胞全能性的高低發(fā)生了改變

B.C試管中形成的是高度液泡化的薄壁細(xì)胞

C.A植株和F植株體細(xì)胞中的染色體組數(shù)相同

D.培養(yǎng)出的F植株一般不能直接應(yīng)用于擴(kuò)大種植

解析：選Co該過程是植物組織培養(yǎng)，實際上就是植物花藥離體培養(yǎng)。B是配子細(xì)胞，

脫分化形成C,此時全能性提高，由C再分化成D其全能性降低?；ㄋ幨墙?jīng)過減數(shù)分裂形成

的，因此，花藥離體培養(yǎng)后得到的個體F（單倍體），其染色體只有原母本植株A染色體的一

半，其特點(diǎn)是高度不育的，所以要對其幼苗用秋水仙素處理使染色體加倍后再種植。

屈腰掰品

單倍體育種不同于花藥離體培養(yǎng)

花藥離體培養(yǎng)是單倍體育種時常用的方法，但花藥離體培養(yǎng)得到的一般是不可育的單倍

體植株，因而要在花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體幼苗的基礎(chǔ)上，用適宜濃度的秋水仙素處理，獲

得純合可育的植株，其自交后代不發(fā)生性狀分離。

核心知識小結(jié)

［關(guān)鍵語句］

1.植物組織培養(yǎng)技術(shù)實現(xiàn)了種苗高效、便草攀

如，也被稱為“快速繁殖技術(shù)”。植物組織培養(yǎng)

時，需要嚴(yán)格執(zhí)行一定的程序，幼苗在實驗室的

［網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建］培養(yǎng)瓶中生長發(fā)育，整個生產(chǎn)過程實現(xiàn)微型化、

石細(xì)胞工程的碰〉精密化，所以又被稱為“微型繁殖技術(shù)”。

植物細(xì)胞2.人工種子是指將在植物組織培養(yǎng)中得到的胚

培養(yǎng)，技術(shù)

狀體、不足芽、頂芽或腋芽，包埋在具有養(yǎng)分和

植物血胞代I箭

謝產(chǎn)物的工o保護(hù)功能的包被中，得到的在適宜的條件下能夠

廠化生產(chǎn)a

生根發(fā)芽的顆粒體。

3.利用植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)具有生理活性的

植物細(xì)胞次生代謝產(chǎn)物，不僅快速、高效，而且

不受季節(jié)、外部環(huán)境等條件的限制。

知能演練'?畫即時訓(xùn)練?體驗成功.

［隨堂檢測］

□知識點(diǎn)一植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

1.甘薯種植多年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(jìn)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(jìn)行雜交

B.進(jìn)行遠(yuǎn)緣體細(xì)胞雜交

C.利用芽尖進(jìn)行組織培養(yǎng)

D.人工誘導(dǎo)基因突變

解析：選C。利用芽尖通過組織培養(yǎng)能夠快速得到大量的甘薯無病毒苗，提高繁殖率。

2.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)的方法快速繁殖無病毒的種苗，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：選C。采用莖尖分生組織離體培養(yǎng)獲得無病毒種苗的技術(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。

3.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(jī)膜包裹，

并在薄膜以內(nèi)放入一些營養(yǎng)物質(zhì)，如圖所示。據(jù)此判斷下列說法不正確的是（）

外部薄膜

0藻骯小酸鈣膠體

A.“胚狀體”最外面的一層有機(jī)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(diǎn)

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：選C。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。

□知識點(diǎn)二植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

4.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)應(yīng)用的說法，錯誤的是（）

A.脫毒苗、人工種子的制備都運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)

B.采用莖尖、根尖等組織經(jīng)培養(yǎng)得到的脫毒植物可提高產(chǎn)量和品質(zhì)

C.運(yùn)用組織培養(yǎng)得到人參、紫草等植株個體，然后從它們的細(xì)胞中提取細(xì)胞產(chǎn)物

D.組織培養(yǎng)過程中經(jīng)人工誘變等可得到有用突變體，如抗除草劑的白三葉草等已用于

生產(chǎn)

解析：選C。運(yùn)用組織培養(yǎng)技術(shù)大量生產(chǎn)人參皂甘干粉、紫草素等藥物，利用了細(xì)胞產(chǎn)

物的工廠化生產(chǎn)，并未培養(yǎng)出完整的植株，而是將離體組織、器官培養(yǎng)到愈傷組織階段，利

用細(xì)胞的分裂增殖，獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物。

5.辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域，其獲得途徑如下圖所

示。下列敘述錯誤的是（）

庭里）|辣椒素

|單細(xì)胞H而產(chǎn)細(xì)胞系H細(xì)胞培養(yǎng)物卜

A.圖中愈傷組織、脫毒苗和高產(chǎn)細(xì)胞系的獲得都體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性

B.圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的脫分化和再分化過程

C.②過程中需用適宜配比的生長素和細(xì)胞分裂素溶液處理

D.用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶

解析：選A。細(xì)胞的全能性是指已經(jīng)分化的細(xì)胞仍具有發(fā)育成完整個體的潛能，圖中脫

毒苗的獲得體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性，愈傷組織和高產(chǎn)細(xì)胞系的獲得都沒有體現(xiàn)植物細(xì)胞的

全能性，A錯誤；圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的脫分化和再分化過程，B正確;

再分化過程中需用適宜配比的生長素和細(xì)胞分裂素溶液處理，以誘導(dǎo)細(xì)胞分化的方向，C正

確；用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時，常用的酶是纖維素酶和果膠酶，以分解植物細(xì)胞

之間的成分，D正確。

6.如圖是植物組織培養(yǎng)的簡圖。請據(jù)此回答有關(guān)問題：

（1）①表示_它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是一

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（2）③一④過程需要光照，原因是o

（3）若想培育作物脫毒苗，①常選用植物的；若想制作人工種子，應(yīng)該選用

_（填編號）。

（4）若①是花粉，則④是,這項技術(shù)可用在_______（填育種方法）上。

（5）若①是胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的④的葉片顏色是,這說明了根尖細(xì)胞

與葉肉細(xì)胞相比，④的根細(xì)胞沒有葉綠素，這是的結(jié)果。

（6）紫草素是紫草的細(xì)胞產(chǎn)物，可用于制造治療燙傷、割傷的藥物，若用此項技術(shù)生產(chǎn)

紫草素，培養(yǎng)將進(jìn)行到（填編號）。

解析：（1）由于細(xì)胞具有全能性，所以①能被培養(yǎng)成為④。（2）③一④過程是葉等器官分

化形成的過程，葉綠素的形成需要光照條件。（3）若想培育作物脫毒苗，需要選用無病毒的

外植體，植物莖尖的分生組織具有旺盛的分裂能力，有極少量的甚至沒有病毒入侵；若想制

作人工種子，應(yīng)該選用③。（4）花粉離體培養(yǎng)獲得的是單倍體植株，單倍體植株可用于單倍

體育種。（5）根細(xì)胞具有發(fā)育成為完整個體所必需的全部基因，所以根細(xì)胞培養(yǎng)成的④的葉

片是綠色的，由于基因的選擇性表達(dá)，④的根細(xì)胞沒有葉綠素。（6）愈傷組織能大量產(chǎn)生細(xì)

胞產(chǎn)物，用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)紫草素應(yīng)將培養(yǎng)進(jìn)行到愈傷組織階段。

答案：（1）離體的植物器官、組織或細(xì)胞細(xì)胞中含有發(fā)育成為完整個體所必需的全部

遺傳信息（全能性）

（2）芽發(fā)育成葉，葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件

（3）莖尖③（4）單倍體單倍體育種（5）綠色

具有全能性基因選擇性表達(dá)（6）②

［課時作業(yè)］

一、選擇題

1.甘薯種植多年后易積累病毒而導(dǎo)致品種退化，目前生產(chǎn)上采用組織培養(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。那么采用的組織應(yīng)該是（）

A.葉肉B.根毛

C.莖尖D.花粉

解析：選C。剛分裂形成的芽尖、莖尖或根尖還沒有受到病毒侵染，可用作獲取無病毒

植株的實驗材料，C項正確。

2.僅運(yùn)用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，不能培育或生產(chǎn)出（）

A.抗蟲棉B.無病毒植株

C.人工種子D,細(xì)胞產(chǎn)物——生物堿

解析：選A?？瓜x棉需首先通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把外源抗蟲基因轉(zhuǎn)入棉花細(xì)胞，然后再通過

植物組織培養(yǎng)技術(shù)培育獲得。而無病毒植物的培育、人工種子及細(xì)胞產(chǎn)物一一生物堿僅通過

植物組織培養(yǎng)技術(shù)即可獲得。

3.經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出來的植物一般很少有植物病毒危害，其原因在于（）

A.在組織培養(yǎng)過程中經(jīng)過了脫分化和再分化，進(jìn)行的是快速分裂和分化

B.人工配制的培養(yǎng)基上，植物病毒根本無法生存

C.進(jìn)行組織培養(yǎng)用的材料是剛分裂產(chǎn)生的莖尖、根尖或芽尖

D.接種組織培養(yǎng)之前進(jìn)行了嚴(yán)格的消毒處理

解析：選C。進(jìn)行組織培養(yǎng)用的材料是剛分裂產(chǎn)生的莖尖、根尖或芽尖，不含植物病毒,

且培養(yǎng)是在無菌條件下進(jìn)行的，所以經(jīng)植物組織培養(yǎng)技術(shù)培養(yǎng)出來的植物一般很少有植物病

毒危害，C正確；A、B、D選項與原因無關(guān)。

4.對人工種子科學(xué)的解釋是（）

A.通過科技手段人工合成的種子

B.利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的種子

C.種皮能夠自我生成的種子

D.人工種子發(fā)芽率低

解析：選B。人工種子是經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得胚狀體、不定芽等，然后經(jīng)人工薄膜包裝

得到的種子。

5.某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植，可應(yīng)用多

種技術(shù)獲得大量優(yōu)質(zhì)苗，下列技術(shù)中不能選用的是（）

A.利用莖段托插誘導(dǎo)生根技術(shù)快速育苗

B.采用花粉粒組織培養(yǎng)獲得單倍體幼苗

C.采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上

D.采用幼葉、莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng)

解析：選B。利用桿插、嫁接、植物組織培養(yǎng)的方法能快速繁殖種苗，且能夠保持親本

的優(yōu)良性狀；花粉粒離體培養(yǎng)可獲得單倍體幼苗，其性狀可能與親本不一樣。

6.下列選項中，不需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)的是（）

A.利用花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株

B.利用基因工程培養(yǎng)抗蟲棉的棉花植株

C.利用細(xì)胞工程培養(yǎng)“番茄一馬鈴薯”雜種植株

D.利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到相應(yīng)的多倍體植株

解析：選D?；ㄋ庪x體培養(yǎng)得到單倍體，由配子發(fā)育形成個體，需要采用植物組織培養(yǎng)

技術(shù)，體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性，A錯誤；通過基因工程的方法獲取含抗蟲基因的棉花細(xì)胞，

經(jīng)過植物組織培養(yǎng)獲得抗蟲棉植株，B錯誤；植物體細(xì)胞雜交形成“番茄一馬鈴薯”雜種細(xì)

胞，經(jīng)過植物組織培養(yǎng)形成雜種植株，C錯誤；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，得到

多倍體植株，是植物的正常發(fā)育，沒有利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，D正確。

7.如圖表示基因型為AaBb的水稻的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形

成試管苗的培育過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是（）

A.愈傷組織是花粉細(xì)胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細(xì)胞團(tuán)

B.在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無機(jī)鹽和小分子的有機(jī)物等營

養(yǎng)物質(zhì)

C.為促進(jìn)花粉細(xì)胞分裂生長，在培養(yǎng)基中應(yīng)加入適宜濃度的生長素等植物激素

D.試管苗可能出現(xiàn)的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb

解析：選D?；ǚ凼峭ㄟ^減數(shù)分裂形成的，其基因型為AB或Ab或aB或ab,由花粉發(fā)

育而來的個體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。

8.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（）

①型②駟③一④

A.若①是來自兩種植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，則④可能出現(xiàn)兩種植物的遺傳特性

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(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)可提高細(xì)胞產(chǎn)物人參皂昔的產(chǎn)量

D.若①是具有雜種優(yōu)勢的農(nóng)作物細(xì)胞，則用③進(jìn)行繁育會發(fā)生性狀分離

解析：選D。若①是來自不同植物體細(xì)胞融合的雜種細(xì)胞，由于具有兩種生物的遺傳物

質(zhì)，可能出現(xiàn)兩種植物的遺傳特性，故A正確：若①是花粉，植物組織培養(yǎng)得到的是單倍體

植株，經(jīng)染色體加倍后可得到純合子，故B正確；細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)用到的細(xì)胞是愈傷

組織，為圖中的②，故C正確；由于植物組織培養(yǎng)屬于無性繁殖，不會發(fā)生性狀分離，故D

錯誤。

9.二倍體植株采用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，再經(jīng)人工誘導(dǎo)培育出新品種，育種

過程中不涉及（）

A.用秋水仙素處理萌發(fā)的種子B.細(xì)胞分裂

C.愈傷組織的形成D.染色體數(shù)目加倍

解析：選A。采用花藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株后，直接對幼苗使用秋水仙素，沒有涉

及種子。

10.下圖表示四倍體蘭花葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的過程，相關(guān)敘述中正確的是

（）

加倍體蘭花葉片di愈傷組織1~n1胚狀體卜③干陳

A.②和③階段會發(fā)生減數(shù)分裂

B.①階段需生長素而③階段需細(xì)胞分裂素

C.①階段有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化

D.此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體

解析：選C。在植物組織培養(yǎng)過程中涉及有絲分裂，沒有減數(shù)分裂，A錯誤；在植物組

織培養(yǎng)過程中，培養(yǎng)基中需要添加生長素和細(xì)胞分裂素，B錯誤；植物組織培養(yǎng)技術(shù)包括脫

分化和再分化兩個階段，而過程①是脫分化階段，有細(xì)胞增殖但無細(xì)胞分化，C正確；根據(jù)

題干可知，蘭花是四倍體植物，減數(shù)分裂后產(chǎn)生的生殖細(xì)胞中含有兩個染色體組，因此由花

藥離體培養(yǎng)獲得單倍體植株，體細(xì)胞中含有2個染色體組，D錯誤。

11.基因工程打破了物種之間交流的界限，為花卉育種提供了新的技術(shù)保障。下圖為花

卉育種的過程（字母代表相應(yīng)的物質(zhì)或結(jié)構(gòu)，數(shù)字代表過程或方法）。下列說法正確的是

（）

供體細(xì)胞-----*a—]①基因表

載體DNA」一節(jié)警

受體梢物——?外植體一^?b旦轉(zhuǎn)基因植株

A.①過程需要的酶有限制酶和DNA聚合酶

B.檢測轉(zhuǎn)基因生物的DNA上是否插入了目的基因，采用抗原一抗體雜交技術(shù)

C.②過程常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法

D.③④過程為分化和再分化，該過程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性

答案：C

12.某農(nóng)學(xué)院對玉米（2川=20）的花粉進(jìn)行離體培養(yǎng)和再生植株的研究（圖示如下），下列

有關(guān)敘述中哪項是不正確的（）

?組織培養(yǎng)

花粉

A.圖示過程在育種中稱為單倍體育種

B.在花粉形成過程中等位基因分離，非同源染色體的非等位基因自由組合

C.對培養(yǎng)基進(jìn)行滅菌，對花粉進(jìn)行消毒后才能進(jìn)行接種和培養(yǎng)

D.花粉離體培養(yǎng)得到的植株有10條染色體，是單倍體

解析：選A。圖示過程在育種中稱之為花藥的離體培養(yǎng)，為單倍體植株，而在單倍體育

種中還需要秋水仙素處理單倍體幼苗，故A錯誤；花粉的形成過程就是減數(shù)分裂的過程，減

數(shù)第一次分裂后期，等位基因隨著同源染色體的分開而分離，而位于非同源染色體上的非等

位基因自由組合，故B正確；為了防止雜菌對組織培養(yǎng)過程的干擾，對培養(yǎng)基滅菌和花粉消

毒后才能進(jìn)行接種和培養(yǎng)，故C正確；花粉離體培養(yǎng)得到的植株有10條染色體且不成對，

是單倍體，故D正確。

二、非選擇題

13.玉米是一種主要的農(nóng)作物，為了提高玉米的產(chǎn)量，科學(xué)家做了大量的研究工作，如

圖是關(guān)于玉米培養(yǎng)的過程，請據(jù)圖回答下列問題:

(1)如圖A-C,發(fā)育成植株D,取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)的幼苗，屬于,如圖

E-F,經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株G；從生殖方式上分析，A-D屬于______生殖。

(2)取莖尖進(jìn)行培養(yǎng)的原因是o

(3)A-C的過程要嚴(yán)格控制條件。

(4)F-G的過程中用________處理，使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍，用E-G途徑育種的優(yōu)點(diǎn)

是___________________________________________________________________________

(5)若想培育出一種能抗蟲的玉米新品種，可以采用育種；若想培育出一種地

上結(jié)玉米，地下結(jié)馬鈴薯的植株，可以利用技術(shù)。

解析：(1)取D的花藥進(jìn)行離體培養(yǎng)成幼苗，如圖E-F,經(jīng)秋水仙素處理后發(fā)育成植株

G,此過程屬于單倍體育種，從生殖方式上分析，A-D屬于無性生殖。

(2)由于莖尖細(xì)胞兒乎無病毒，則可通過組織培養(yǎng)形成無毒苗。

(3)在植物組織培養(yǎng)過程中，要嚴(yán)格控制無菌條件。

(4)F-G的過程中用秋水仙素處理，使細(xì)胞染色體數(shù)目加倍；用E-G途徑進(jìn)行單倍體

育種的優(yōu)點(diǎn)是直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，自交后代不發(fā)生性狀分離，極大地縮短了育種

年限。

(5)若想培育出一種能抗蟲的玉米新品種，可以采用基因工程育種；若想培育出一種地

上結(jié)玉米，地下結(jié)馬鈴薯的植株，可以利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。

答案：(1)單倍體無性(2)分生區(qū)附近病毒極少，甚至無病毒(3)無菌(4)秋水仙

素直接得到穩(wěn)定遺傳的優(yōu)良品種，極大地縮短了育種年限(5)基因工程植物體細(xì)胞雜

交

14.如圖表示通過二倍體植株甲(自花傳粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的過

程，其中植株甲的基因型為AaBb,兩對等位基因分別位于兩對同源染色體上。請據(jù)圖回答

下列問題：

.植株A衛(wèi)剛因一植株B

植株甲

AaBb

根、芽一植株D

愈傷組織

植株乙一高④―-CH)/

離體細(xì)胞原生質(zhì)體乙

⑴植株A是一倍體，經(jīng)秋水仙素處理后獲得的植株B的基因型為

(2)培養(yǎng)植株D的過程中，由離體細(xì)胞形成愈傷組織的過程稱為，若要制備人

工種子，則需誘導(dǎo)愈傷組織形成結(jié)構(gòu)，再包裹上人工種皮。

(3)獲得植株E的過程稱為,其過程中兩個原生質(zhì)體融合時，常

用的誘導(dǎo)劑是。

(4)植株A、D、E的培育過程中都需要采用的生物技術(shù)是，其理論基

礎(chǔ)是—。植株A、B、C、D、E中可能與植株甲的基因型相同的是植株