资源简介

第二节　植物细胞工程的应用
知识点一　植物组织培养技术的应用
1.（2024·盐城高二调研）通过植物组织培养技术繁殖农作物，其优点不包括（　　）
A.加快繁殖速度 B.保持亲本优良性状
C.培育无病毒植株 D.改变植物的基因型
2.蝴蝶兰由于种子微小，自然条件下很难发育为植株。研究人员利用蝴蝶兰花梗为材料进行组织培养，建立了蝴蝶兰植株再生系统，为工厂化育苗提供了有效途径，下列叙述正确的是（　　）
A.蔗糖可以维持培养基的渗透压，还可为蝴蝶兰提供碳源和能源
B.对蝴蝶兰的花梗一般采用高压蒸汽灭菌法进行消毒
C.将蝴蝶兰愈伤组织包埋在琼脂中就可制成人工种子
D.需要给移栽后期的蝴蝶兰定期浇灌高浓度的MS培养液以提供营养
知识点二　植物细胞培养技术的应用
3.紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如表：
接种干重/ （g·L－1） 收获干重/ （g·L－1） 紫杉醇含量/％ （干重）
光照 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
下列叙述正确的是（　　）
A.愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B.愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C.光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量
D.培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量
4.植物细胞工程在农业、医药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。下列相关叙述正确的是（　　）
A.取草莓茎尖进行植物组织培养可获得抗病毒苗
B.玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传
C.红豆杉细胞经植物组织培养技术可工厂化生产紫杉醇
D.可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
5.（2024·南通高二月考）下列有关图示育种方法的叙述，错误的是（　　）
A.过程①是杂交 B.过程③处理后的幼苗是单倍体
C.过程④一般用秋水仙素处理 D.与该育种方法相比，用杂交育种培育小麦新品种的优点是能明显缩短育种年限
6.（2024·江苏连云港期末）某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光玫瑰”葡萄品种，流程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A.图中X可以是试管苗的茎尖，此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B.利用此方法得到的脱毒苗，具备了抗病毒的能力，产品质量明显提高
C.过程①②所用培养基为MS培养基，根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D.热处理的原理是一些病毒对热不稳定，在35～40 ℃即钝化失活，而植物基本不受伤害
7.紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术能够在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。下图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。下列叙述错误的是（　　）
A.紫草叶肉细胞须经脱分化处理后才可以加入反应器中培养
B.反应器中紫草细胞的生长呈现“S”型增长规律
C.细胞数量与细胞所处的生长期都能影响紫草素的产量
D.在培养过程中，要保证充足的氧气供应和适宜的光照
8.（多选）如图是某二倍体植物通过花药进行单倍体育种的过程示意图，下列叙述不正确的是（　　）
A.图中过程②涉及细胞的分裂和分化，细胞进行有丝分裂
B.秋水仙素能促进着丝粒分裂，导致细胞染色体数目加倍
C.图中③过程为了促进生芽，可增加培养基中细胞分裂素的比例
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
9.（多选）（2024·江苏连云港检测）科学家利用拟南芥的愈伤组织进行实验，探究植物组织培养过程中诱导愈伤组织生根的机理，结果如图所示。诱导生根的培养基（RIM）的配方中含有生长素（IAA），Wei8是拟南芥生长素合成基因。下列说法正确的是（　　）
A.先将愈伤组织转接到诱导生根的培养基再转接到诱导生芽的培养基
B.继续增加培养基中IAA的浓度，1组的生根效果不会越来越好
C.将2、4组实验结果进行比较，遵循了实验设计中的单一变量原则
D.愈伤组织生根过程需要培养基中的IAA和自身产生的生长素
10.（2024·江苏徐州检测）下图中亲本植株体细胞染色体数为2n，A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程。请据图回答下列问题：
（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是　　　　　　　，该技术除用于植物的快速繁殖外，还能用于培育脱毒植株、生产人工种子、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等。
（2）B过程中①需经过的生理过程有　　　　　　　　　　　。在此过程中起关键作用的两种激素分别是　　　　　　　　　　　。
（3）②过程表示原生质体融合，其原理是　　　　　　　　　　　　。要获得原生质体，必须先利用　　　　　　　　　　　　去除细胞壁。
（4）利用体细胞杂交技术，我国科学家培育出了多种柑橘属不同种间的杂种植株。此技术与杂交育种相比具有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
第二节　植物细胞工程的应用
1.D　植物组织培养技术包括快速繁殖和培育脱毒植物，快速繁殖属于无性繁殖，能加快繁殖速率，保持亲本的优良性状。综上所述，D符合题意。
2.A　在植物组织培养过程中，蔗糖是一种二糖，加入适量的蔗糖不仅可以为蝴蝶兰提供碳源和能源，而且可以调节培养基的渗透压，防止细胞失水或死亡，A正确；对蝴蝶兰的花梗消毒用的是酒精和氯化汞，不能使用高压蒸汽灭菌法，B错误；将蝴蝶兰的愈伤组织再分化形成的胚状体和具有养分的人工胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中就可制成人工种子，C错误；移栽后期的蝴蝶兰可以进行光合作用，不需要定期浇灌高浓度的MS培养液，D错误。
3.B　愈伤组织生长的原理是细胞增殖，A错误；光照会抑制愈伤组织的形成，C错误；培养基中的有机物能为愈伤组织提供能量和营养，D错误。
4.D　脱毒苗不等同于抗病毒，培育脱毒苗时，一般选取茎尖（或芽尖或根尖）作为外植体，因为植物生长点部位（茎尖）病毒极少，甚至无病毒，再利用植物组织培养技术将外植体培育成幼苗，A错误；玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株属于单倍体，不能稳定遗传，B错误；植物细胞工程可用于细胞产物的工厂化生产，红豆杉细胞无需经过植物细胞培养技术工厂化生产紫杉醇，只需要培养至愈伤组织获取其产物即可，C错误；愈伤组织细胞分裂能力强，易受外界环境条件影响，可采用诱变处理烟草愈伤组织并筛选得到烟草抗盐碱突变体，D正确。
5.D　过程①让两亲本杂交，使所需的优良基因由亲本传递给F1，A正确；过程③是通过花药离体培养获得单倍体幼苗，B正确；过程④需人工诱导染色体数目加倍，一般用秋水仙素进行处理，后经筛选获得符合要求的品种，C正确；与杂交育种相比，用单倍体育种培育小麦新品种的优点是能明显缩短育种年限，D错误。
6.B　图中X可以是试管苗的茎尖，植物生长点部位（如茎尖）的病毒很少甚至无病毒，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，从而获得脱毒苗，A正确；茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染，利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗，脱毒苗不等于抗毒苗，脱毒苗不能使植株具备抗病毒的能力，B错误；植物组织培养常用MS培养基，过程①②所用的MS培养基需要添加生长素、细胞分裂素等植物激素，C正确；热处理脱毒的基本原理是利用病毒对热不稳定，在高于常温下，会钝化失活，而植物基本不受伤害，D正确。
7.D　紫草素是从紫草的愈伤组织细胞中提取得到的，所以生产前需将离体的紫草细胞进行脱分化，以获得大量的紫草愈伤组织细胞，A正确。据图可知，反应器中紫草细胞开始生长较慢，经过适应期，然后进入稳定期，细胞的生长呈现“S”型增长规律，B正确。从图中可以看出反应器中紫草细胞的数量增长呈“S”型增长，原因是开始生长较慢，要经过适应期，然后进入稳定期，细胞的数目才能相对稳定；在这个时期紫草细胞要产生大量的次级代谢产物—紫草素，所以说紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关；故紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关，C正确。培养过程中经过脱分化后形成的愈伤组织细胞进行有氧呼吸，所以应不断补充氧气，但无需提供光照，D错误。
8.ABD　图中过程②是脱分化，细胞通过有丝分裂过程实现细胞增殖，实质是细胞恢复分裂能力，无分化过程，A错误；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，在着丝粒分裂后，不能将染色体平均移向细胞的两极，导致细胞染色体数目加倍，B错误；植物组织培养过程中需要利用生长素和细胞分裂素，在细胞分裂素浓度/生长素浓度的值高的情况下，有利于芽的分化，C正确；过程④炼苗时应将植物在含蛭石或珍珠岩的基质上培养，然后移栽到普通土壤即可，D错误。
9.BCD　愈伤组织再分化时通常先诱导生芽再诱导生根，A错误；生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点，继续增加其浓度，到一定值后会产生抑制作用，B正确；2、4组实验进行比较，除自变量是否含IAA外，其他无关变量一致，遵循单一变量原则，C正确；由图示可知，培养基中的IAA和自身产生的生长素有利于愈伤组织生根，D正确。
10.（1）植物组织培养　（2）脱分化和再分化　生长素和细胞分裂素　（3）细胞膜的流动性　纤维素酶和果胶酶　（4）克服远缘杂交不亲和的障碍
解析：（1）四种方法最终都得到了完整植株，故都用到了植物组织培养技术。（2）B过程为组织培养过程，外植体需经过脱分化和再分化才能形成胚状体；在此过程中起关键作用的两种激素分别是生长素和细胞分裂素，且植物激素的配比不同会导致器官发生和形态构建的不同。（3）细胞膜的流动性是原生质体能够融合的结构基础，原生质体融合的原理是细胞膜的流动性；植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁来制备原生质体。（4）D过程为植物体细胞的杂交，与传统的杂交育种相比，其优点是克服远缘杂交不亲和的障碍（打破生殖隔离）。
3 / 3第二节　植物细胞工程的应用
导学 聚焦 1.列举植物组织培养、植物细胞培养技术在生产实践中的应用。 2.关注植物细胞工程给人们生产生活带来的影响
知识点（一）　植物组织培养技术的应用
1.人工种子
（1）概念：将在植物组织培养中得到的　　　　和具有养分的　　　　　　包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜的条件下能够生根发芽的颗粒体。
（2）基本结构
（3）生产过程
①植物组织培养获得　　　　。
②人工种皮对胚状体和人工胚乳的　　　　。
（4）优点
①制种快。
②制种不受　　　　限制。
③人工胚乳可提供更好的　　　　供应，还可提供相应成分增强抵抗疾病的能力。
2.快速繁殖
3.培育脱毒植物
（1）选材部位：植物　　　　部位，病毒浓度很低甚至无病毒。
（2）操作过程：采用植物的　　　　　　或　　　　　　进行组织培养，大量繁殖脱毒植物种苗。
（3）优点：降低或者去除　　　　的感染。
（4）方法
①物理方法
a.高温处理又称　　　　，其原理是一些病毒对热　　　　。
b.低温处理又称　　　　，其原理是降低温度，使病毒　　　下降。
②化学方法：一般指利用　　　　　　　　　　　　或　　　　　　等化学药品处理患病植株的方法，其原理是抑制植物体内病毒的复制。
③生物方法。
4.种质保存
（1）保存条件：　　　中超低温（－196 ℃）保存。
（2）保存材料：悬浮细胞、　　　　　　　　、　　　　、　　　　　　、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等。
（3）原理：①活细胞内的物质代谢和　　　　　　　几乎完全停止；②不会引起　　　　　　　　的改变；③不会丧失　　　　　　的潜能。
5.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）人工种子的基本结构包括人工种皮和胚状体。（　　）
（2）通过植物组织培养获得的脱毒植物具有抗病毒的特性。（　　）
（3）利用茎尖、花药进行组织培养均可培育出脱毒种苗。（　　）
（4）植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的改变，也不会丧失形态发生的潜能。（　　）
探讨一　人工种子的制备
1.人工种子是指将在植物组织培养中得到的胚状体和具有养分的人工胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜条件下能够生根发芽的颗粒体。
（1）尝试写出人工种子的制备流程：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）从来源和生殖方式角度，思考人工种子与天然种子有什么区别？
探讨二　微型繁殖和脱毒植物的培育
2.蝴蝶兰是兰花中的极品，具有“兰中之王”的美誉，高贵典雅，花期长，花朵数多，颇受人们喜爱。
（1）如何实现蝴蝶兰的快速大量繁殖？
（2）快速繁殖技术获得的种苗能否保持亲本的优良性状？为什么？
（3）在长期的无性繁殖中，蝴蝶兰植株容易感染并积累病毒，使得花朵品质变差，如何培育大量的脱毒种苗？并说明原因。
1.人工种子的结构
2.比较两种植物繁殖新途径
繁殖新途径 取材 优点 技术
快速繁殖 （微型繁殖） 取材广泛 （1）高效、快速地实现种苗的大量繁殖； （2）保持优良品种的遗传特性 植物组织 培养
作物脱毒 生长点部位 获得高产、优质的无病毒植物
1.（多选）虎头兰的花色泽艳丽、香味素雅，但其种子繁殖率低，为尽快推广种植，可应用人工种子技术获得大量优质苗。下列相关叙述正确的是（　　）
A.采用茎尖脱分化形成的愈伤组织制备人工种子
B.人工胚乳中可添加无机盐、糖类、植物激素、抗生素等
C.人工种皮应具有无毒、抗菌、透气等特点
D.通过人工种子繁殖，子代能保持亲代优良性状不会发生变异
2.（多选）烟薯-25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖获得的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述，正确的是（　　）
A.脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性
B.脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段
C.脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不同
D.培育脱毒苗应选用生长点部位，因为分裂旺盛，所含的病毒少
知识点（二）　植物细胞培养技术的应用
1.植物细胞代谢产物的工厂化生产
（1）细胞代谢产物：可能对植物无明显　　　　　　，也不是该植物　　　　　　所必需的。
（2）细胞代谢产物的获得
①通过　　　　　　　　获得。
②实例：金鸡纳树细胞产生的代谢产物　　　　　　用于治疗疟疾，红豆杉细胞产生的代谢产物　　　　　　是抗肿瘤药物。
（3）通过植物细胞培养技术进行植物产品的　　　　生产。
①应用：生产　　　　、　　　　　　　和饲料等。
②优点：　　　　　　，不受季节、环境等条件的限制。
2.单倍体育种
（1）原理：　　　 　　变异和植物细胞全能性。
（2）育种过程
（3）优点：大大缩短　　　　　　　，且可以获得具有稳定　　　　　　的优良品种，节约了人力物力。
3.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程。（　　）
（2）花药经组织培养后形成的幼苗既可能是二倍体幼苗又可能是单倍体幼苗。（　　）
（3）小孢子中染色体的数目是小孢子母细胞中的一半。（　　）
探讨一　探究植物细胞代谢产物的工厂化生厂
1.紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛应用于乳腺癌、卵巢癌以及部分宫颈癌和肺癌的治疗，如图是通过植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
（1）图中①过程为　　　　，该过程需控制好培养基中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　的比例。
（2）②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出　　　　　　　　的细胞。
（3）③过程为　　　　　　　　，其所依据的原理是　　　　　　。
（4）生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？说出你的理由。
探讨二　单倍体育种
2.如图为单倍体育种的过程图。单倍体育种产生的植株是单倍体吗？为什么？
1.植物组织培养与植物细胞培养的比较
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
培养基 固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种转基因植物、脱毒苗 人参皂苷的生产
2.单倍体育种
（1）原理：植物细胞的全能性和染色体数目的变异。
（2）育种过程
①获得单倍体的方法：取花药作外植体，采用植物组织培养技术诱导其中的花粉发育成单倍性的胚状体或愈伤组织，最终形成单倍体植株。
②诱导染色体加倍的方法：用质量分数为0.02％～0.04％的秋水仙素溶液，处理愈伤组织或幼胚时期的单倍体植株2～3天。
1.利用基因型为HhRr的玉米（2n＝20）的幼苗芽尖细胞进行如图实验，下列相关分析错误的是（　　）
A.植株A的体细胞内最多有4个染色体组
B.植株A和植株B的基因型相同
C.获得植株B的过程为单倍体育种，该过程涉及染色体变异和基因重组
D.获得幼苗1、2的过程都体现了植物细胞的全能性
2.（2024·江苏扬州期末）植物细胞培养的基本过程如下图。相关叙述错误的是（　　）
A.过程①常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关
B.过程②应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求
C.培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物
D.利用植物细胞培养技术可实现细胞活性成分的工厂化生产
易错提醒
单倍体育种≠花药离体培养
　　单倍体育种一般包括花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍和筛选等过程，其遵循的遗传学原理是染色体数目变异，目的是培育具有优良性状的二倍体纯种。花药离体培养只是单倍体育种的一个环节，其实质上是植物组织培养，包括脱分化和再分化等过程，其遵循的原理是植物细胞的全能性，培育的是单倍体幼苗。
（1）微型繁殖技术是在进行植物组织培养的过程中，　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）人工种子包括　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等结构，其中胚状体是通过组织培养获得的。
（3）微型繁殖和人工种子共同的优点是什么？
1.（2024·江苏南通期末）樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。相关叙述正确的是（　　）
A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃抗毒苗
B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C.富含谷氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素
2.如图为人工种子的示意图，下列有关叙述不正确的是（　　）
A.与常规种子繁殖方法相比，人工种子具有繁殖速度快的优点
B.人工种皮应具有透气性，保证胚状体细胞呼吸的正常进行
C.胚状体是经过脱分化形成的，此时细胞处于未分化状态
D.人工胚乳中应含有植物激素、糖类、水和无机盐等物质
3.利用麦冬花药进行离体培养可为后期基因改良及新品种选育提供材料，操作流程如图。下列叙述不正确的是（　　）
A.图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗
B.需要对麦冬花药、培养基及操作工具进行灭菌处理
C.图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不同
D.麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能性
4.（多选）下列有关植物组织培养技术的应用的叙述，正确的是（　　）
A.微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术，优点有取材少、培养周期短、繁殖率高等
B.种质保存的原理是超低温保存不会改变生物的遗传物质
C.人工种皮是由胚状体生成的
D.利用植物茎尖或根尖进行组织培养均可培育脱毒种苗
第二节　植物细胞工程的应用
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）胚状体　人工胚乳　（2） 保护　 胚状体　 无机盐
蛋白质　（3）①胚状体　②包埋　（4）②季节　③营养
2.微型繁殖技术　快　生产效率
3.（1）生长点　（2）茎尖　花药　（3）病毒　（4）①a.热疗法　不稳定　b.冷疗法　活力　②嘌呤和嘧啶类似物　抗生素
4.（1）液氮　（2）愈伤组织　胚状体　原生质体　（3）①生命活动　②遗传性状　③形态发生
5.（1）×　提示：人工种子的基本结构包括人工种皮、胚状体和人工胚乳。
（2）×　提示：脱毒植物没有抗病毒特性。
（3）√
（4）√
互动探究
1.（1）提示：外植体愈伤组织胚状体→包裹人工种皮和胚乳→人工种子
（2）提示：人工种子是以体细胞为外植体利用植物组织培养技术获得的，用人工种子繁殖属于无性繁殖，不发生性状分离；天然种子是植物通过有性生殖获得的，用天然种子繁殖属于有性生殖，子代可能发生性状分离。
2.（1）提示：选取蝴蝶兰植株的幼叶、幼枝等作为外植体，利用植物组织培养技术可实现快速大量繁殖。
（2）提示：能。快速繁殖技术获得的种苗的遗传物质与亲本相同，属于无性繁殖，种苗能够保持亲本的优良性状。
（3）提示：植物的生长点没有维管束，病毒难以进入，病毒浓度很低甚至无病毒，可采用茎尖组织培养培育大量的脱毒种苗。
学以致用
1.BC　根据人工种子制备过程可知，愈伤组织需再分化形成胚状体，才能制备人工种子，A错误；人工种子繁殖本质上属于无性繁殖，子代能保持亲代优良性状，但也可能会发生变异，D错误。
2.ABD　脱毒苗的培育采用了植物组织培养技术，该技术的原理是植物细胞具有全能性，A正确；脱毒苗培育过程是植物组织培养的过程，需经历脱分化和再分化两个阶段，B正确；植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中植物激素的种类和含量不同，C错误；由于生长点部位细胞分裂旺盛，所含的病毒少，因此可用生长点部位（如芽尖）进行植物组织培养，从而获得脱毒苗，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.（1）生理功能　生长和繁殖　（2）①植物细胞培养　②奎宁
紫杉醇　（3）工业化　①药物　食品添加剂　②快速、高效
2.（1）染色体数目　（2）单倍体　染色体数目加倍　纯合
（3）育种的年限　遗传特性
3.（1）×　提示：单倍体育种主要包括花药离体培养和人工诱导染色体数目加倍两个过程。
（2）√
（3）√
互动探究
1.（1）脱分化　植物激素（或生长素和细胞分裂素）
（2）高产紫杉醇　（3）植物细胞培养　细胞增殖
（4）提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全能性。
2.提示：不是；单倍体育种包括花药离体培养和诱导染色体数目加倍两个过程，经染色体数目加倍后产生的植株是二倍体或多倍体。
学以致用
1.B　植株A是芽尖细胞经植物组织培养获得的个体，体细胞中有2个染色体组，在有丝分裂后期着丝粒分裂使染色体数目加倍，体细胞中有4个染色体组，A正确；植株B是经单倍体育种获得的纯合子，与植株A的基因型不同，B错误；亲本产生花粉的过程中会发生基因重组，秋水仙素处理导致染色体数目发生变异，C正确。
2.C　过程①是选择外植体的过程，该过程中常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关，容易培养，A正确；过程②是外植体脱分化形成愈伤组织的过程，该过程中应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求，B正确；根据植物细胞培养过程图，培养的愈伤组织需要经过再分化，不需要形成特定的组织，C错误；利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，在实际生产中有较为广泛的应用，D正确。
【过程评价·勤检测】
网络构建
　（1）幼苗在实验室的培养瓶中生长发育
（2）人工种皮、胚状体、人工胚乳
（3）提示：可在具有一定人工设施的室内生产，不受季节、气候和地域等自然条件的限制。
课堂演练
1.B　应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗，A错误；由于芽原基和叶原基分裂能力旺盛，因而可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过一系列转变产生的，因此，用富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素，C错误；应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮素，D错误。
2.C　与常规种子繁殖方法相比，人工种子能够保持植物本身的遗传特性，且繁殖速度较快，A正确；人工种皮具有透气性，从而保证胚状体可以获得足够的氧气，B正确；胚状体是再分化得来的，此时的细胞是已分化的细胞，C错误；人工胚乳中含有植物激素、糖类、水和无机盐等物质，可以保证种子正常的生命活动，D正确。
3.B　图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗，A正确；需要对培养基及操作工具进行灭菌处理，但不能对麦冬花药进行灭菌处理，B错误；图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不同，C正确；麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能性，D正确。
4.BD　微型繁殖技术是指植物组织培养技术，A错误；人工种皮是由人工合成的，C错误。
6 / 6(共71张PPT)
第二节　植物细胞工程的应用
导
学 聚
焦 1.列举植物组织培养、植物细胞培养技术在生产实践中的应
用。
2.关注植物细胞工程给人们生产生活带来的影响
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　植物组织培养技术的应用
1. 人工种子
（1）概念：将在植物组织培养中得到的 和具有养分
的 包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜
的条件下能够生根发芽的颗粒体。
胚状体　
人工胚乳　
（2）基本结构
（3）生产过程
①植物组织培养获得 。
②人工种皮对胚状体和人工胚乳的 。
胚状体　
包埋　
（4）优点
①制种快。
②制种不受 限制。
③人工胚乳可提供更好的 供应，还可提供相应成分
增强抵抗疾病的能力。
季节　
营养　
2. 快速繁殖
（1）选材部位：植物 部位，病毒浓度很低甚至无病
毒。
（2）操作过程：采用植物的 或 进行组织培养，
大量繁殖脱毒植物种苗。
（3）优点：降低或者去除 的感染。
生长点　
茎尖　
花药　
病毒　
3. 培育脱毒植物
（4）方法
①物理方法
a.高温处理又称 ，其原理是一些病毒对热
。
b.低温处理又称 ，其原理是降低温度，使病
毒 下降。
②化学方法：一般指利用 或
等化学药品处理患病植株的方法，其原理是抑制植物体
内病毒的复制。
③生物方法。
热疗法　
不稳
定　
冷疗法　
活力　
嘌呤和嘧啶类似物　
抗生
素　
4. 种质保存
（1）保存条件： 中超低温（－196 ℃）保存。
（2）保存材料：悬浮细胞、 、 、
、花粉、幼胚、芽或茎尖分生组织等。
（3）原理：①活细胞内的物质代谢和 几乎完全停
止；②不会引起 的改变；③不会丧失
的潜能。
液氮　
愈伤组织　
胚状体　
原生
质体　
生命活动　
遗传性状　
形态发
生　
5. 基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）人工种子的基本结构包括人工种皮和胚状体。 （　×　）
提示：人工种子的基本结构包括人工种皮、胚状体和人工
胚乳。
（2）通过植物组织培养获得的脱毒植物具有抗病毒的特性。
（　×　）
提示：脱毒植物没有抗病毒特性。
（3）利用茎尖、花药进行组织培养均可培育出脱毒种苗。
（　√　）
（4）植物细胞、组织等在超低温保存过程中不会引起遗传性状的
改变，也不会丧失形态发生的潜能。 （　√　）
×
×
√
√
探讨一　人工种子的制备
1. 人工种子是指将在植物组织培养中得到的胚状体和具有养分的人工
胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中，在适宜条件下能够生根发
芽的颗粒体。
（1）尝试写出人工种子的制备流
程： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
提示：外植体 愈伤组织 胚状体→包裹人工种皮
和胚乳→人工种子
（2）从来源和生殖方式角度，思考人工种子与天然种子有什么
区别？
提示：人工种子是以体细胞为外植体利用植物组织培养技术
获得的，用人工种子繁殖属于无性繁殖，不发生性状分离；
天然种子是植物通过有性生殖获得的，用天然种子繁殖属于
有性生殖，子代可能发生性状分离。
探讨二　微型繁殖和脱毒植物的培育
2. 蝴蝶兰是兰花中的极品，具有“兰中之王”的美誉，高贵典雅，花
期长，花朵数多，颇受人们喜爱。
（1）如何实现蝴蝶兰的快速大量繁殖？
提示：选取蝴蝶兰植株的幼叶、幼枝等作为外植体，利用植
物组织培养技术可实现快速大量繁殖。
（2）快速繁殖技术获得的种苗能否保持亲本的优良性状？为什
么？
提示：能。快速繁殖技术获得的种苗的遗传物质与亲本相
同，属于无性繁殖，种苗能够保持亲本的优良性状。
（3）在长期的无性繁殖中，蝴蝶兰植株容易感染并积累病毒，使
得花朵品质变差，如何培育大量的脱毒种苗？并说明原因。
提示：植物的生长点没有维管束，病毒难以进入，病毒浓
度很低甚至无病毒，可采用茎尖组织培养培育大量的脱毒
种苗。
1. 人工种子的结构
2. 比较两种植物繁殖新途径
繁殖新途径 取材 优点 技术
快速繁殖（微型繁殖） 取材广泛 （1）高效、快速地实现种苗的
大量繁殖； （2）保持优良品种的遗传特性 植物组织培养
作物脱毒 生长点 部位 获得高产、优质的无病毒植物
1. （多选）虎头兰的花色泽艳丽、香味素雅，但其种子繁殖率低，为
尽快推广种植，可应用人工种子技术获得大量优质苗。下列相关叙
述正确的是（　　）
A. 采用茎尖脱分化形成的愈伤组织制备人工种子
B. 人工胚乳中可添加无机盐、糖类、植物激素、抗生素等
C. 人工种皮应具有无毒、抗菌、透气等特点
D. 通过人工种子繁殖，子代能保持亲代优良性状不会发生变异
解析： 　根据人工种子制备过程可知，愈伤组织需再分化形
成胚状体，才能制备人工种子，A错误；人工种子繁殖本质上
属于无性繁殖，子代能保持亲代优良性状，但也可能会发生变
异，D错误。
2. （多选）烟薯-25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是
通过无性繁殖获得的作物，多代繁殖后病毒会在体内积累，导致含
糖量不足，产量下降。大面积栽培时，一般都用脱毒苗。下列有关
脱毒苗培育过程的叙述，正确的是（　　）
A. 脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性
B. 脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段
C. 脱分化和再分化的培养基成分是相同的，但两个阶段光照条件不
同
D. 培育脱毒苗应选用生长点部位，因为分裂旺盛，所含的病毒少
解析： 　脱毒苗的培育采用了植物组织培养技术，该技术
的原理是植物细胞具有全能性，A正确；脱毒苗培育过程是植
物组织培养的过程，需经历脱分化和再分化两个阶段，B正
确；植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中植物激素的种
类和含量不同，C错误；由于生长点部位细胞分裂旺盛，所含
的病毒少，因此可用生长点部位（如芽尖）进行植物组织培
养，从而获得脱毒苗，D正确。
知识点（二）　植物细胞培养技术的应用
1. 植物细胞代谢产物的工厂化生产
（1）细胞代谢产物：可能对植物无明显 ，也不是该
植物 所必需的。
（2）细胞代谢产物的获得
①通过 获得。
②实例：金鸡纳树细胞产生的代谢产物 用于治疗疟
疾，红豆杉细胞产生的代谢产物 是抗肿瘤药物。
生理功能　
生长和繁殖　
植物细胞培养　
奎宁　
紫杉醇　
（3）通过植物细胞培养技术进行植物产品的 生产。
①应用：生产 、 和饲料等。
②优点： ，不受季节、环境等条件的限制。
工业化　
药物　
食品添加剂　
快速、高效　
2. 单倍体育种
（1）原理： 变异和植物细胞全能性。
（2）育种过程
（3）优点：大大缩短 ，且可以获得具有稳定
的优良品种，节约了人力物力。
染色体数目　
育种的年限　
遗
传特性　
3. 基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）单倍体育种的过程就是花药离体培养的过程。 （　×　）
提示：单倍体育种主要包括花药离体培养和人工诱导染色体
数目加倍两个过程。
（2）花药经组织培养后形成的幼苗既可能是二倍体幼苗又可能是
单倍体幼苗。 （　√　）
（3）小孢子中染色体的数目是小孢子母细胞中的一半。
（　√　）
×
√
√
探讨一　探究植物细胞代谢产物的工厂化生厂
1. 紫杉醇是目前已发现的最优秀的天然抗癌药物，在临床上已经广泛
应用于乳腺癌、卵巢癌以及部分宫颈癌和肺癌的治疗，如图是通过
植物细胞工程技术工厂化生产紫杉醇的途径。
（1）图中①过程为 ，该过程需控制好培养基中
的比例。
脱分化　
植物
激素（或生长素和细胞分裂素）　
（2）②过程为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出
的细胞。
（3）③过程为 ，其所依据的原理是
。
（4）生产紫杉醇的过程能否体现植物细胞的全能性？说出你的
理由。
提示：不能。获得紫杉醇的过程中离体的外植体并未发育
成完整个体或分化成其他各种细胞，故并未体现细胞的全
能性。
高
产紫杉醇　
植物细胞培养　
细胞增
殖　
探讨二　单倍体育种
2. 如图为单倍体育种的过程图。单倍体育种产生的植株是单倍体吗？
为什么？
提示：不是；单倍体育种包括花药离体培养和诱导染色体数目加倍两个过程，经染色体数目加倍后产生的植株是二倍体或多倍体。
1. 植物组织培养与植物细胞培养的比较
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
培养基 固体培养基 液体培养基
过程
实例 各种转基因植物、脱毒苗 人参皂苷的生产
2. 单倍体育种
（1）原理：植物细胞的全能性和染色体数目的变异。
（2）育种过程
①获得单倍体的方法：取花药作外植体，采用植物组织培养
技术诱导其中的花粉发育成单倍性的胚状体或愈伤组织，最
终形成单倍体植株。
②诱导染色体加倍的方法：用质量分数为0.02％～0.04％
的秋水仙素溶液，处理愈伤组织或幼胚时期的单倍体植株
2～3天。
1. 利用基因型为HhRr的玉米（2n＝20）的幼苗芽尖细胞进行如图实
验，下列相关分析错误的是（　　）
A. 植株A的体细胞内最多有4个染色体组
B. 植株A和植株B的基因型相同
C. 获得植株B的过程为单倍体育种，该过程涉及染色体变异和基因重组
D. 获得幼苗1、2的过程都体现了植物细胞的全能性
解析： 　植株A是芽尖细胞经植物组织培养获得的个体，体细
胞中有2个染色体组，在有丝分裂后期着丝粒分裂使染色体数目
加倍，体细胞中有4个染色体组，A正确；植株B是经单倍体育
种获得的纯合子，与植株A的基因型不同，B错误；亲本产生花
粉的过程中会发生基因重组，秋水仙素处理导致染色体数目发
生变异，C正确。
2. （2024·江苏扬州期末）植物细胞培养的基本过程如图。相关叙述
错误的是（　　）
A. 过程①常选择幼嫩的组织或器官与其具有较强增殖能力有关
B. 过程②应定期更换培养基以满足细胞对营养、激素等的需求
C. 培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生
特定的细胞产物
D. 利用植物细胞培养技术可实现细胞活性成分的工厂化生产
解析： 　过程①是选择外植体的过程，该过程中常选择幼嫩的组
织或器官与其具有较强增殖能力有关，容易培养，A正确；过程②
是外植体脱分化形成愈伤组织的过程，该过程中应定期更换培养基
以满足细胞对营养、激素等的需求，B正确；根据植物细胞培养过
程图，培养的愈伤组织需要经过再分化，不需要形成特定的组织，
C错误；利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，
在实际生产中有较为广泛的应用，D正确。
易错提醒
单倍体育种≠花药离体培养
　　单倍体育种一般包括花药离体培养、人工诱导染色体数目加倍和
筛选等过程，其遵循的遗传学原理是染色体数目变异，目的是培育具
有优良性状的二倍体纯种。花药离体培养只是单倍体育种的一个环
节，其实质上是植物组织培养，包括脱分化和再分化等过程，其遵循
的原理是植物细胞的全能性，培育的是单倍体幼苗。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）微型繁殖技术是在进行植物组织培养的过程中，
。
（2）人工种子包括 等结构，其中
胚状体是通过组织培养获得的。
（3）微型繁殖和人工种子共同的优点是什么？
提示：可在具有一定人工设施的室内生产，不受季节、气候和
地域等自然条件的限制。
幼苗在实验
室的培养瓶中生长发育　
人工种皮、胚状体、人工胚乳　
1. （2024·江苏南通期末）樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化
活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食
用和药用需要。相关叙述正确的是（　　）
A. 应用微型繁殖技术可获得大量樱桃抗毒苗
B. 可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C. 富含谷氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D. 应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢产物槲皮素
解析： 　应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗，A错误；由
于芽原基和叶原基分裂能力旺盛，因而可以选用樱桃幼嫩的芽原基
和叶原基作外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过一系列转变产
生的，因此，用富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长
素，C错误；应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮
素，D错误。
2. 如图为人工种子的示意图，下列有关叙述不正确的是（　　）
A. 与常规种子繁殖方法相比，人工种子具有繁殖速
度快的优点
B. 人工种皮应具有透气性，保证胚状体细胞呼吸的正常进行
C. 胚状体是经过脱分化形成的，此时细胞处于未分化状态
D. 人工胚乳中应含有植物激素、糖类、水和无机盐等物质
解析： 　与常规种子繁殖方法相比，人工种子能够保持植物本身
的遗传特性，且繁殖速度较快，A正确；人工种皮具有透气性，从
而保证胚状体可以获得足够的氧气，B正确；胚状体是再分化得来
的，此时的细胞是已分化的细胞，C错误；人工胚乳中含有植物激
素、糖类、水和无机盐等物质，可以保证种子正常的生命活动，D
正确。
3. 利用麦冬花药进行离体培养可为后期基因改良及新品种选育提供材
料，操作流程如图。下列叙述不正确的是（　　）
A. 图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗
B. 需要对麦冬花药、培养基及操作工具进行灭菌处理
C. 图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不同
D. 麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能性
解析： 　图中X和Y分别表示愈伤组织和单倍体幼苗，A正确；需
要对培养基及操作工具进行灭菌处理，但不能对麦冬花药进行灭菌
处理，B错误；图中①和②过程所用培养基中激素用量的比例不
同，C正确；麦冬花药离体培养的过程体现了生殖细胞具有全能
性，D正确。
4. （多选）下列有关植物组织培养技术的应用的叙述，正确的是
（　　）
A. 微型繁殖技术是指植物体细胞杂交技术，优点有取材少、培养周
期短、繁殖率高等
B. 种质保存的原理是超低温保存不会改变生物的遗传物质
C. 人工种皮是由胚状体生成的
D. 利用植物茎尖或根尖进行组织培养均可培育脱毒种苗
解析： 　微型繁殖技术是指植物组织培养技术，A错误；人工
种皮是由人工合成的，C错误。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
知识点一　植物组织培养技术的应用
1. （2024·盐城高二调研）通过植物组织培养技术繁殖农作物，其优
点不包括（　　）
A. 加快繁殖速度 B. 保持亲本优良性状
C. 培育无病毒植株 D. 改变植物的基因型
解析： 　植物组织培养技术包括快速繁殖和培育脱毒植物，快速
繁殖属于无性繁殖，能加快繁殖速率，保持亲本的优良性状。综上
所述，D符合题意。
2. 蝴蝶兰由于种子微小，自然条件下很难发育为植株。研究人员利用
蝴蝶兰花梗为材料进行组织培养，建立了蝴蝶兰植株再生系统，为
工厂化育苗提供了有效途径，下列叙述正确的是（　　）
A. 蔗糖可以维持培养基的渗透压，还可为蝴蝶兰提供碳源和能源
B. 对蝴蝶兰的花梗一般采用高压蒸汽灭菌法进行消毒
C. 将蝴蝶兰愈伤组织包埋在琼脂中就可制成人工种子
D. 需要给移栽后期的蝴蝶兰定期浇灌高浓度的MS培养液以提供营养
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析： 　在植物组织培养过程中，蔗糖是一种二糖，加入适
量的蔗糖不仅可以为蝴蝶兰提供碳源和能源，而且可以调节培
养基的渗透压，防止细胞失水或死亡，A正确；对蝴蝶兰的花
梗消毒用的是酒精和氯化汞，不能使用高压蒸汽灭菌法，B错
误；将蝴蝶兰的愈伤组织再分化形成的胚状体和具有养分的人
工胚乳包埋在具有保护功能的人工种皮中就可制成人工种子，
C错误；移栽后期的蝴蝶兰可以进行光合作用，不需要定期浇
灌高浓度的MS培养液，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
知识点二　植物细胞培养技术的应用
3. 紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉
愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如表：
接种干重/（g·L
－1） 收获干重/（g·L
－1） 紫杉醇含量/％
（干重）
光照 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
下列叙述正确的是（　　）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A. 愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B. 愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C. 光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量
D. 培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量
解析： 　愈伤组织生长的原理是细胞增殖，A错误；光照会抑制
愈伤组织的形成，C错误；培养基中的有机物能为愈伤组织提供能
量和营养，D错误。
1
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10
4. 植物细胞工程在农业、医药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。下列相关叙述正确的是（　　）
A. 取草莓茎尖进行植物组织培养可获得抗病毒苗
B. 玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株能稳定遗传
C. 红豆杉细胞经植物组织培养技术可工厂化生产紫杉醇
D. 可采用诱变处理烟草愈伤组织的方法来获得烟草抗盐碱突变体
1
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10
解析： 　脱毒苗不等同于抗病毒，培育脱毒苗时，一般选取茎尖
（或芽尖或根尖）作为外植体，因为植物生长点部位（茎尖）病毒
极少，甚至无病毒，再利用植物组织培养技术将外植体培育成幼
苗，A错误；玉米花粉粒经花药离体培养得到的植株属于单倍体，
不能稳定遗传，B错误；植物细胞工程可用于细胞产物的工厂化生
产，红豆杉细胞无需经过植物细胞培养技术工厂化生产紫杉醇，只
需要培养至愈伤组织获取其产物即可，C错误；愈伤组织细胞分裂
能力强，易受外界环境条件影响，可采用诱变处理烟草愈伤组织并
筛选得到烟草抗盐碱突变体，D正确。
1
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5. （2024·南通高二月考）下列有关图示育种方法的叙述，错误的是
（　　）
A. 过程①是杂交
B. 过程③处理后的幼苗是单倍体
C. 过程④一般用秋水仙素处理
D. 与该育种方法相比，用杂交育种培育小麦新品种的优点是能明显
缩短育种年限
1
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10
解析： 　过程①让两亲本杂交，使所需的优良基因由亲本传
递给F1，A正确；过程③是通过花药离体培养获得单倍体幼苗，
B正确；过程④需人工诱导染色体数目加倍，一般用秋水仙素
进行处理，后经筛选获得符合要求的品种，C正确；与杂交育
种相比，用单倍体育种培育小麦新品种的优点是能明显缩短育
种年限，D错误。
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6. （2024·江苏连云港期末）某科研团队用脱毒技术快速繁殖“阳光
玫瑰”葡萄品种，流程如图所示。下列相关叙述错误的是（　　）
A. 图中X可以是试管苗的茎尖，此部位病毒浓度很低甚至无病毒
B. 利用此方法得到的脱毒苗，具备了抗病毒的能力，产品质量明显
提高
C. 过程①②所用培养基为MS培养基，根据培养目的还需要适当的加入植物激素
D. 热处理的原理是一些病毒对热不稳定，在35～40 ℃即钝化失活，而植物基本不受伤害
1
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解析： 　图中X可以是试管苗的茎尖，植物生长点部位（如茎
尖）的病毒很少甚至无病毒，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，从而获得脱毒苗，A正确；茎尖等
分裂旺盛部位无病毒感染，利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保
持优良性状的幼苗，即脱毒苗，脱毒苗不等于抗毒苗，脱毒苗不能
使植株具备抗病毒的能力，B错误；植物组织培养常用MS培养
基，过程①②所用的MS培养基需要添加生长素、细胞分裂素等植
物激素，C正确；热处理脱毒的基本原理是利用病毒对热不稳定，
在高于常温下，会钝化失活，而植物基本不受伤害，D正确。
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7. 紫草素是紫草细胞的代谢产物，可作为生产治疗烫伤药物的原料。用组织培养技术能够在生物反应器中通过培养紫草细胞生产紫草素。如图记录了生物反应器中紫草细胞产量、紫草素产量随培养时间发生的变化。下列叙述错误的是（　　）
A. 紫草叶肉细胞须经脱分化处理后才可以加入反应器中培养
B. 反应器中紫草细胞的生长呈现“S”型增长规律
C. 细胞数量与细胞所处的生长期都能影响紫草素的产量
D. 在培养过程中，要保证充足的氧气供应和适宜的光照
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解析： 　紫草素是从紫草的愈伤组织细胞中提取得到的，所
以生产前需将离体的紫草细胞进行脱分化，以获得大量的紫草
愈伤组织细胞，A正确。据图可知，反应器中紫草细胞开始生
长较慢，经过适应期，然后进入稳定期，细胞的生长呈现“S”
型增长规律，B正确。从图中可以看出反应器中紫草细胞的数
量增长呈“S”型增长，原因是开始生长较慢，要经过适应期，
然后进入稳定期，细胞的数目才能相对稳定；在这个时期紫草
细胞要产生大量的次级代谢产物—紫草素，所以说紫草素产量
的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关；故紫草素产量的高低与紫草愈伤组织细胞的数目和生长期有关，C正确。培养过程中经过脱分化后形成的愈伤组织细胞进行有氧呼吸，所以应不断补充氧气，但无需提供光照，D错误。
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8. （多选）如图是某二倍体植物通过花药进行单倍体育种的过程示意
图，下列叙述不正确的是（　　）
A. 图中过程②涉及细胞的分裂和分化，细胞进行有丝分裂
B. 秋水仙素能促进着丝粒分裂，导致细胞染色体数目加倍
C. 图中③过程为了促进生芽，可增加培养基中细胞分裂素的比例
D. 过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
1
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解析： 　图中过程②是脱分化，细胞通过有丝分裂过程实现
细胞增殖，实质是细胞恢复分裂能力，无分化过程，A错误；秋水
仙素能抑制纺锤体的形成，在着丝粒分裂后，不能将染色体平均移
向细胞的两极，导致细胞染色体数目加倍，B错误；植物组织培养
过程中需要利用生长素和细胞分裂素，在细胞分裂素浓度/生长素
浓度的值高的情况下，有利于芽的分化，C正确；过程④炼苗时应
将植物在含蛭石或珍珠岩的基质上培养，然后移栽到普通土壤即
可，D错误。
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9. （多选）（2024·江苏连云港检测）科学家利用拟南芥的愈伤组织
进行实验，探究植物组织培养过程中诱导愈伤组织生根的机理，结果如图所示。诱导生根的培养基（RIM）的配方中含有生长素
（IAA），Wei8是拟南芥生长素合成基因。下列说法正确的是
（　　）
1
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5
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10
A. 先将愈伤组织转接到诱导生根的培养基再转接到诱导生芽的培养
基
B. 继续增加培养基中IAA的浓度，1组的生根效果不会越来越好
C. 将2、4组实验结果进行比较，遵循了实验设计中的单一变量原则
D. 愈伤组织生根过程需要培养基中的IAA和自身产生的生长素
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解析： 　愈伤组织再分化时通常先诱导生芽再诱导生根，A错
误；生长素具有低浓度促进生长、高浓度抑制生长的特点，继续增
加其浓度，到一定值后会产生抑制作用，B正确；2、4组实验进行
比较，除自变量是否含IAA外，其他无关变量一致，遵循单一变量
原则，C正确；由图示可知，培养基中的IAA和自身产生的生长素
有利于愈伤组织生根，D正确。
1
2
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10. （2024·江苏徐州检测）如图中亲本植株体细胞染色体数为2n，
A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程。
请据图回答下列问题：
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是
，该技术除用于植物的快速繁殖外，还能用于培育脱
毒植株、生产人工种子、作物新品种培育、细胞产物的工厂
化生产等。
解析： 四种方法最终都得到了完整植株，故都用到了
植物组织培养技术。
植物组织
培养　
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（2）B过程中①需经过的生理过程有 。在此
过程中起关键作用的两种激素分别是
。
解析： B过程为组织培养过程，外植体需经过脱分化
和再分化才能形成胚状体；在此过程中起关键作用的两种激
素分别是生长素和细胞分裂素，且植物激素的配比不同会导
致器官发生和形态构建的不同。
脱分化和再分化
生长素和细胞分裂
素
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
（3）②过程表示原生质体融合，其原理是 。
要获得原生质体，必须先利用 去除细
胞壁。
解析： 细胞膜的流动性是原生质体能够融合的结构基
础，原生质体融合的原理是细胞膜的流动性；植物细胞壁的
成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，可用纤维素酶
和果胶酶去除细胞壁来制备原生质体。
细胞膜的流动性
纤维素酶和果胶酶
1
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（4）利用体细胞杂交技术，我国科学家培育出了多种柑橘属不同
种间的杂种植株。此技术与杂交育种相比具有的优点是
。
解析： D过程为植物体细胞的杂交，与传统的杂交育
种相比，其优点是克服远缘杂交不亲和的障碍（打破生殖隔
离）。
克
服远缘杂交不亲和的障碍
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