专题22.1.2

1、.2.1.2植物细胞工程的实际应用学习目的1.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消费的原理。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，为罕见的野生欣赏植物，有重要的科研价值。虎颜花叶片基生，叶形宏大、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展了组织培养，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。这表达了植物细胞工程的实际应用。那么植物细胞工程技术在消费生活中还有哪些方面的应用呢？让我们进入本节

2、的学习，一起来理解吧！方式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、润肺止咳之成效。金钗石斛的有效化学成分为大黄酚和谷甾醇。那么我们能否在工厂内大量消费这两种物质呢？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展悬浮培养，获得大量的金钗石斛细胞，从混合液中别离纯化大黄酚和谷甾醇即可。这是植物细胞工程实际应用的一个实例，要理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特点2作物脱毒1选材部位：无病毒的植物分生区附近的部位。2优点：进步作物的产量和品质。3实例：脱毒马铃薯的

3、培育。3人工种子1概念：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。2优点繁殖周期短。后代不发生性状别离，可以保持亲本的优良性状。不受季节、气候和地域的限制，并可节约土地。归纳总结关于人工种子1各部分的功能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参加一些植物生长调节剂。2制备流程：诱导植物愈伤组织的形成体细胞胚的诱导体细胞胚的成熟机械化包装储藏或种植。3两个误区人工种子不是有性生殖，而是无性繁殖，可以完全保持优良品种的遗传特性。人工种子

4、萌发的植株不一定都可育，茎尖、芽尖、花粉等细胞都可以培育成胚状体，制作人工种子，假设是用花粉发育来的胚状体制备人工种子，那么其萌发的植株一般不可育。例1如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，研究发现经过程获得的幼苗脱毒效果更好。以下相关表达错误的选项是A过程所取茎尖中的叶原基具有较高的分裂、分化才能B过程的作用可能是阻碍病毒等进入茎尖分生组织C过程中基因的选择性表达导致了细胞脱分化D培养基A、B中生长素和细胞分裂素的含量和比例不同答案C解析过程中基因的选择性表达导致了细胞再分化，C错误。例2某种极具欣赏价值的兰科珍稀花卉很难获得成熟种子。为尽快推广种植，可应用多种技术获得大量优质苗，以下技术中不能选

5、用的是A利用茎段扦插诱导生根技术快速育苗B采用花粉粒组织培养获得单倍体苗C采集幼芽嫁接到适宜的其他种类植物体上D采用幼叶、茎尖等部位的组织进展组织培养答案B解析为了使优质苗的生物性状不发生性状别离，可采用茎段扦插诱导生根技术快速育苗，也可采用将幼芽嫁接到适宜的其他种类植物体上的方法或用茎尖、幼叶等部位的组织进展植物组织培养获得大量优质苗；花粉粒是减数分裂的产物，利用花粉粒离体培养得到的是单倍体苗，其高度不育，且会发生性状别离，因此B项方案不能选用。二、作物新品种的培育和细胞产物的工厂化消费1单倍体育种1原理：细胞的全能性和染色体变异。2过程：花药单倍体植株稳定遗传的优良品种。3优点子代是能稳定

6、遗传的纯合子。明显缩短育种年限。2突变体的利用1原理基因突变用射线或诱变剂处理分生细胞，主要是指愈伤组织细胞。植物细胞的全能性由突变细胞培育得到突变体植株。2过程3利用：挑选出有用的突变体，培育新品种。如培育抗病、抗盐、含高蛋白、高产的新品种植物。4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细胞产物的工厂化消费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过程4实例：人参、三七、紫草和银杏的细胞产物都已实现工厂化消费。归纳总结1植物组织培养与植物细胞培养的比较工程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过程实例获得脱毒苗人参皂甙

7、的消费2.几种育种方法的比较工程原理优点缺点成果植物体细胞杂交细胞的全能性和细胞膜的流动性能抑制不同生物远缘杂交不亲和的障碍，扩大了可用于杂交的亲本组合的范围不能让杂种植株完全按照人们的要求表现出亲代的性状烟草海岛烟草、胡萝卜羊角芹、白菜甘蓝等单倍体育种染色体变异和细胞全能性一般情况下，所得品种能稳定遗传，明显缩短育种年限技术复杂，操作困难单育1号烟草品种、中花8号水稻、中花11号水稻和京花1号小麦等体细胞诱变育种基因突变和植物细胞的全能性可产生新基因，大幅度改进某些性状基因突变具有不定向性和多害少利性，需要处理大量的突变材料，才能挑选出目的品种抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的野生烟草等基因工程育种

8、基因重组目的性强，育种周期短，打破了物种界限，可以定向改造生物的遗传性状技术复杂，转基因生物及其产物具有一定的平安隐患抗虫棉、产人胰岛素的大肠杆菌等例3以下图是利用某植物基因型为AaBb产生的花粉进展单倍体育种的示意图，据图判断以下说法错误的选项是花粉植株A植株BA过程通常使用的试剂是秋水仙素，作用时期为有丝分裂前期B通过过程得到的植株既有纯合子又有杂合子C过程属于植物的组织培养，在此过程中必须使用一定量的植物激素D与杂交育种相比，该育种方法的优点是能明显缩短育种年限答案B解析该过程是单倍体育种过程，所以过程是花药离体培养，获得的是单倍体，基因型为AB、Ab、aB、ab 4种，经染色体加倍后的

9、植株B都为纯合子；过程使用秋水仙素使染色体数目加倍，作用的机理是抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，到后期染色单体分开后不能向细胞两极挪动；过程属于植物的组织培养，需要生长素和细胞分裂素的诱导。例4以下生物工程技术的实际应用过程中，能形成愈伤组织的是作物脱毒细胞产物的工厂化消费消费人工种子转基因植物的培养A BC D答案D解析作物脱毒、细胞产物的工厂化消费、消费人工种子都是植物细胞工程的实际应用，其技术根底是植物的组织培养技术，都有脱分化形成愈伤组织的过程。转基因植物的培养利用的是基因工程技术和植物组织培养技术，该过程中也要形成愈伤组织。植物细胞工程的实际应用1植物的微型繁殖技术是指A植物体细胞杂交

10、技术 B嫁接C营养繁殖 D植物组织培养答案D解析用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，叫植物的微型繁殖技术，也叫快速繁殖技术。2人工种子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。以下与人工种子的形成过程无关的是A细胞的脱分化和再分化B细胞全能性C细胞的有丝分裂D细胞的减数分裂答案D解析人工种子的获得应用了植物组织培养技术，该技术不涉及细胞的减数分裂。3以下属于植物细胞工程实际应用实例的是制造人工种子培育抗盐植物培育抗病毒烟草 培育单倍体消费脱毒植株A BC D答案C解析培育抗病毒烟草是转基因技术的应用。4以下生物技术的应用实例中，运用的原理与其他各

11、项不同的是A利用生物反响器悬浮培养人参细胞，提取人参皂甙B利用花药离体培养获取植物单倍体植株C将转入贮存蛋白基因的向日葵细胞培育成植株D通过植物组织培养获得人工种子并发育成植株答案A解析利用生物反响器提取人参皂甙，其原理是植物细胞培养，单倍体育种、转基因育种和人工种子利用的原理是植物细胞的全能性，那么A项利用的原理与其他选项不同。5人工种子是人们模拟天然种子的构造制造出来的生命有机体，它能像种子一样萌发生长，长成植物。人工种子的核心部位是个被外层物包埋的具有类似于胚功能的胚状体。将胚状体包埋在一个能提供营养的胶质中，便成了所谓的“人工种子。根据材料分析答复以下问题：1人工种子根据的原理是_，培

12、育胚状体利用了_技术。2包埋胚状体的胶质可看作自然种子的哪部分构造？_。3假如外植体是植物的茎尖，通过过程的处理可使细胞彼此别离，过程中可参加A蛋白酶 B淀粉酶C纤维素酶和果胶酶 D胰蛋白酶4过程表示脱分化过程，其本质是_；表示再分化过程，其本质是_。5由人工种子萌发成的植株是否可育？_。答案1植物细胞的全能性植物组织培养2种皮及提供营养的胚乳或子叶3C4使细胞恢复分裂才能基因的选择性表达5不一定解析1人工种子能发育成完好的植株，说明其细胞内含有个体发育所需要的全套遗传物质，因此根据的原理是细胞的全能性，人工种子是经过植物组织培养技术得到的。2包裹胚状体的胶质有保护胚状体的作用，同时又可以为胚

13、状体提供营养物质，所以可看作种皮及胚乳或子叶。3使植物细胞彼此别离可以使用纤维素酶和果胶酶，因为植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。4脱分化的本质是使细胞恢复分裂才能，而再分化的本质是基因的选择性表达。5人工种子是否可育取决于培育胚状体所用的材料。 对点训练题组一植物繁殖的新途径1以下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；扦插的葡萄枝长成新个体属于无性生殖中的营养生殖。2胚状体是在植物组织培养的哪一阶段上获得的A愈伤组织的形成中 B再分化

14、C形成完好植株 D脱分化答案B解析植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性，在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，所以胚状体是在植物组织培养的再分化阶段形成的。3人工种子比天然种子有许多优越性，以下对其优越性的表达不正确的选项是A可使自然状态下不结实的植物得以繁殖B方便储藏和运输C可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细胞工程完成的，所以可使在自然条件下不结实或结实困难的植物得以繁殖；天然种子的大量储藏和运输也是相当困难的，人工种子那么抑制了这些缺点，人工种子外层是起保护作用的

15、薄膜，类似天然种子的种皮，因此，可以很方便地储藏和运输；人工种子是经组织培养获得的，与提供组织细胞的亲代的遗传特性一样；人工种子的消费那么不受季节限制，可快速、大量繁殖。4以下哪一项不是植物繁殖的新途径A微型繁殖 B细胞核移植C人工种子 D作物脱毒答案B解析植物组织培养是指利用特定的培养基将离体的植物细胞、组织或器官培养成完好植株的过程。花药的离体培养、基因工程中的受体细胞的培养、植物体细胞杂交后杂种细胞的培养以及植物的大量快速繁殖都要用到植物组织培养技术，植物繁殖的新途径包括微型繁殖、作物脱毒、人工种子，而细胞核移植不是植物繁殖的新途径。题组二作物新品种的培育和细胞产物的工厂化消费5以下哪一

16、项不是单倍体育种的优点A缩短育种年限 B得到稳定遗传的优良品种C突变率高 D节约人力、物力答案C解析由于单倍体育种通过染色体加倍后当年就可获得纯合的、能稳定遗传的正常植株，所以缩短了育种年限，节约了人力和物力。6用纯种的高秆D抗锈病T小麦与矮秆d易染锈病t小麦培育矮秆抗锈病小麦新品种的方法如下：以下有关此种育种方法的表达，正确的选项是A这种育种方法叫杂交育种B过程必须使用生长素处理C这种方法的最大优点是缩短育种年限D过程必须经过受精作用答案C解析该育种方法为单倍体育种，可大大缩短育种年限，是杂交，是减数分裂；是花药离体培养，是用秋水仙素处理使单倍体的染色体数目加倍。过程利用了植物组织培养技术，

17、不需要受精，而是由雄配子直接发育成幼苗。7以下图为利用体细胞诱变育种技术获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。以下表达不正确的选项是A该育种过程根据的原理有基因突变和植物细胞具有全能性B过程培养基中，不同植物生长调节剂的浓度比例不同C白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA和RNA种类一样D过程通常采用的挑选方法是向白三叶草幼苗喷洒除草剂答案C解析白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中DNA种类一样，因为基因的选择性表达，RNA和蛋白质的种类是有差异的。8以下关于细胞产物的工厂化消费的表达中，错误的选项是A细胞产物的工厂化消费是植物细胞工程的重要用处之一B培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤

18、组织细胞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培养的细胞搜集后一般要破碎提取有效成分答案C解析在细胞产物的工厂化消费过程中只需要悬浮培养愈伤组织细胞，利用愈伤组织细胞的分裂和代谢产生所需要的产物即可，不需要再分化。综合强化9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。以下表达错误的选项是A图中愈伤组织、脱毒苗和高产细胞系的获得都表达了植物细胞的全能性B图中和分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化和再分化过程C过程中需要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别离成单细胞时，常用的酶是纤维素酶和果胶酶答案A解析细胞的全

19、能性是指已经分化的细胞仍具有发育成完好个体的潜能，图中脱毒苗的获得表达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表达植物细胞的全能性，A错误；图中和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；再分化过程中需要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别离成单细胞时，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。10以下图表示利用高秆抗锈病玉米基因型为AaBb，两对基因独立遗传的花粉细胞消费人工种子的过程。以下表达不正确的选项是A通过过程两两交融得到的细胞基因型有9种B过程培养基中植物激素的配比不同C过程需用秋水

20、仙素处理才能获得可育的人工种子D人工种子的种皮中参加植物生长调节剂可促进丛芽的发育答案C解析根据自由组合定律，亲代产生4种基因型的花粉AB、Ab、aB、ab，2粒花粉细胞交融类似于AaBb个体自交可产生9种基因型的交融细胞；图中分别代表植物组织培养的脱分化和再分化阶段，这两个阶段目的不同，培养基中生长素、细胞分裂素的含量和比例不同；交融细胞中染色体组与正常植株一样，过程直接培育的人工种子是可育的；人工种子的种皮中参加植物生长调节剂可促进丛芽的发育。11培育农作物新品种的过程中，常利用植物组织培养技术。以下表达正确的选项是A培育转基因的外植体得到的新个体属于基因突变个体B在植物组织培养过程中用理

21、化因素诱导可获得大量有益突变体C单倍体育种中经减数分裂和组织培养两个过程能获得纯合二倍体D在培养基中参加不同浓度的氯化钠溶液，可挑选出抗盐植株答案D解析培育转基因的外植体得到的新个体属于转基因植物；基因突变是不定向的，在植物组织培养过程中用理化因素诱导不一定获得大量有益突变体；单倍体育种中经组织培养和秋水仙素处理这两个过程才能获得纯合二倍体。12以下有关植物细胞工程应用的表达，不正确的选项是A利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种B利用组织培养技术获得人工种子，能保持亲本的优良性状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消费D利用植物体细胞杂交技术获得“白菜甘蓝，抑制不

22、同生物远缘杂交不亲和的障碍答案A解析脱毒苗是用含病毒极少、甚至无病毒的茎尖等植物分生组织培养而成的，再生的植株可能不带病毒，但并非它具备了抗病毒的才能。13以下图所示为植株繁殖的四种人工方式示意图，请据图答复以下问题：1图中单倍体植株通常的获取方式是_。假设图中单倍体细胞含有2个染色体组，A有4个染色体组，那么过程所用化学试剂的作用是_。2图中B和C过程的不同点是_，这种不同的主要决定因素是_。3假设想在C过程中获得突变体，进而培育成新品种植株，应用物理诱变或化学诱变的方法处理_。4假设要获得水稻的“人工种子，那么应选用图中的_构造，该构造与正常受精卵形成的_有类似的构造和发育过程。5假设D过

23、程获得的是胡萝卜羊角芹，过程常用的物理方法有_等；经交融处理后，已经交融的细胞类型有_种假设交融的细胞只考虑两两交融。答案1花药离体培养抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成2B过程中形成的是胚状体，而C过程中形成的是丛芽细胞分裂素与生长素的比值3愈伤组织4胚状体胚5离心、振动、电激3解析1图中A过程表示单倍体育种，获取单倍体时常用花药离体培养的方法。假设要使单倍体的染色体数目加倍，变成A植株，那么需要在过程中用秋水仙素处理幼苗，以抑制细胞有丝分裂过程中纺锤体的形成。2图中B和C过程都是体细胞的组织培养，其不同点是B过程中形成的是胚状体，而C过程中形成的是丛芽，这种不同的主要决定因素是细胞分裂素与

24、生长素的比值。3在组织培养过程中获得突变体，一般用物理诱变或化学诱变的方法处理愈伤组织，再由愈伤组织经再分化形成突变植株。4假设要获得水稻的“人工种子，那么应选用图中的胚状体构造，该构造与正常受精卵形成的胚有类似的构造和发育过程。5D为植物体细胞杂交获得杂种植株的过程，过程常用的物理方法有离心、振动、电激等；经交融处理后，已经交融的细胞类型有3种只考虑细胞的两两交融：胡萝卜胡萝卜交融细胞、羊角芹羊角芹交融细胞和胡萝卜羊角芹交融细胞。142019·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。请答复以下问题：1外植体经诱导后形成愈伤组织

25、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的变化如以下图所示。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。假设愈伤组织细胞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降低提供能源调节浸透压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都下降到较低程度，影响能量的供给和酶的活性，导致细胞干重下降。除提供能量外，培养液中的蔗糖还具有调节浸透压的作用。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，