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第2课时 植物细胞工程的应用
任务一 单倍体育种
任务二 细胞产物的工厂化生产
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
(1)含义：用于快速繁殖优良品种的__________________，被人们形
象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作__________技术。
(2)优点：
①可以____________地实现种苗的大量繁殖；
②保持优良品种的__________。
植物组织培养技术
微型繁殖
高效、快速
遗传特性
(3)举例：桉树、甘蔗、铁皮石斛等试管苗的生产。
2.作物脱毒
(1)原理：植物顶端________附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒。
(2)适用作物：用______繁殖的方式繁殖的作物。
(3)操作过程：切取一定大小的茎尖进行__________，得到脱毒苗。
(4)优点：脱毒作物在______和______方面明显优于没有脱毒的作物。
分生区
无性
组织培养
产量
品质
(5)举例：脱毒马铃薯、脱毒草莓。
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)过程
花药(二倍体植物)________植株 纯合二倍体
植株 优良品种
离体培养
(2)优点:极大地__________________，节约了大量的人力和物力。
缩短了育种的年限
单倍体
(3)单倍体植株的其他应用
由于大多数单倍体植株的细胞中只含有______染色体，染色体加倍
后得到的植株的______性状容易显现，因此它也是进行___________
育种和研究遗传突变的理想材料。
一套
隐性
体细胞诱变
(4)举例：水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
2.突变体的利用
(1)原理：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断
______的状态，因此它们容易受到培养条件和__________
(如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
增殖
诱变因素
(2)利用：从产生突变的个体中筛选出对人们有用的________，进而
培育成新品种。
突变体
(3)举例：抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
三、细胞产物的工厂化生产
1.含义：利用______________来获得目标产物的过程。
植物细胞培养
(1)植物细胞培养：指在离体条件下对单个__________或细胞团进行
培养使其增殖的技术。
植物细胞
(2)植物细胞次生代谢物：植物代谢产生的一些一般认为不是植物基
本的生命活动______________。(注：初生代谢产物是生物生长和生
存所必需的，如糖类、脂质、蛋白质和核酸。)
所必需的产物
2.过程：外植体 愈伤组织 分散开获得__________ 培养提取
__________。(注：愈伤组织分散在液体培养基扩大培养。)
3.优点：不占用______，几乎不受____________等的限制。
细胞悬液
细胞产物
耕地
季节、天气
4.举例
(1)培养紫草细胞提取紫草宁。
(2)培养红豆杉细胞，获取抗癌药物——________。
(3)培养人参细胞，提取__________。
紫杉醇
人参皂苷
任务一 单倍体育种
【情境】 单倍体育种过程的流程图：
亲本 花药单倍体纯合子 选择所
需类型
(1)原理：______________________________。
(2)花药中的花粉粒含有精子，通过花药离体培养获得了单倍体幼苗，
说明___________________________________。
染色体变异、植物细胞的全能性
植物的精子(生殖细胞)具有细胞全能性
(3)若图中亲本基因型为 ，则单倍体幼苗的基因型为__________
_______。
、、、
(4)单倍体育种中通过花药培养获得单倍体幼苗，经_______________
___处理使染色体数目加倍后即可得到性状能稳定遗传的植株，该育
种方法的优点是_____________________________________________
___。
秋水仙素 (或低温)
极大地缩短了育种的年限，节约了大量的物力和人力
例1 单倍体育种技术能够快速、高效地纯化育种材料，在蔬菜品种
改良、加速品种选育进程方面具有重要意义，受到育种专家的重视。
下列与此相关的叙述错误的是( )
A.分别诱导离体的雌、雄配子发育而获得的蔬菜幼苗均为单倍体
B.植物激素的种类和比例直接影响原材料分化成完整植株
C.需用一定浓度的秋水仙素处理单倍体蔬菜植株幼苗
D.通过单倍体育种得到的蔬菜细胞中含有某基因的染色体只有一条
√
[解析] 雌、雄配子中都含有体细胞中一半的染色体，经组织培养得
到的幼苗均为单倍体，A正确；植物激素的种类和比例直接影响培养
材料的分化，如生长素和细胞分裂素的比例会影响根或芽的分化，B
正确；单倍体植株一般不能产生种子，需用低温或一定浓度的秋水
仙素处理幼苗，C正确；通过单倍体育种得到的蔬菜品种可能是二倍
体或多倍体，含有某基因的染色体可能有两条或多条，D错误。
例2 [2024·山东烟台一中月考] 下图是用基因型为 的植物产生
的花粉进行单倍体育种的示意图，相关叙述错误的是( )
A.植株B为二倍体，均为纯合子
B.植株A高度不育，有4种基因型
C.植株A的基因型为的可能性为
D.过程①常用花药离体培养，说明生殖细胞具有全能性
√
[解析] 植株B是植株A经秋水仙素诱导染色体加倍后形成的个体，均
为纯合二倍体，能稳定遗传，A正确；植株A是花药离体培养得到的
单倍体，高度不育，基因型可能为、、、 ，每种基因型的
概率为 ，B正确，C错误；花药离体培养体现了生殖细胞的全能
性D，正确。
任务二 细胞产物的工厂化生产
【情境】 紫杉醇是目前已发现的优秀的天然抗癌药物，在临床上已
经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗，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)图中过程①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)过程②为将愈伤组织分散成单个细胞，同时需要筛选出_________
____的细胞。
高产紫杉醇
(3)过程③为______________，其所依据的原理是__________。
植物细胞培养
细胞增殖
(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。
[答案] 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
植物组织培养与植物细胞培养比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
项目 植物组织培养 植物细胞培养
培养过程 外植体 愈伤组织 芽、根 植物幼 苗 单个植物细胞或细胞团
细胞产生次生代谢物
培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢物
二者关系 植物细胞培养是植物组织培养的基础，它们都属于植 物细胞工程的范畴
（续表）
例3 [2024·山东德州月考] 紫草宁是从紫草细胞中提取的一种色素，
具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。科研人员利用紫草外植体获得愈
伤组织，然后在液体培养基中进行悬浮培养，以获得更多的紫草宁。
下列说法错误的是( )
A.对紫草新生的营养芽进行彻底灭菌后可作为外植体
B.需要将愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养
C.在进行细胞悬浮培养的过程中，需要通入无菌空气
D.悬浮培养可增加细胞与营养物质的接触面积，有利于细胞生长
√
[解析] 对紫草新生的营养芽进行消毒后可作为外植体，彻底灭菌会
使外植体失活，A错误；由于需要在液体培养基中培养，所以需要将
愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养，B正确；在紫草细胞培
养过程中，为保证氧气供应充足、细胞与培养液充分接触，需要不
断通入无菌空气并进行搅拌，C正确；悬浮培养可增加细胞与培养液
的接触面积，有利于细胞生长，D正确。
例4 [2023·山东卷] 利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞
或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物。
下列说法正确的是( )
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进
行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代
谢物的含量
√
[解析] 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，可利用植物细胞
培养获得某些无法通过化学合成途径得到的产物，A正确；利用植物
细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，
可获得植物细胞的某些次生代谢物，B错误；次生代谢物不是植物生
长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产
物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产，提高了多个细胞中次生
代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
1.正误辨析
(1)微型繁殖技术利用了植物细胞的全能性。( )
√
(2)植物顶端分生区附近分裂旺盛且病毒少，适合作为外植体。( )
√
(3)体细胞诱变育种获得的都是具有优良性状的新品种。 ( )
×
[解析] 体细胞诱变育种的原理是基因突变，获得的不都是具有优良
性状的新品种。
(4)单倍体育种是通过花药离体培养直接形成新品种的过程。 ( )
×
[解析] 单倍体育种是通过花药离体培养形成单倍体植株，再诱导其
染色体数目加倍形成新品种的过程。
(5)单倍体育种获得的个体都是纯合子。( )
×
[解析] 单倍体育种获得的个体一般情况下是纯合子，但如果亲本为
多倍体，得到的单倍体植株经染色体加倍后，可能为杂合子。如亲
本基因型为的个体，经单倍体育种可能获得基因型为 的杂
合子。
(6)植物细胞内的蛋白质是次生代谢物。 ( )
×
[解析] 植物细胞内的蛋白质是初生代谢物，而不是次生代谢物。
2.[2024·安徽怀宁中学检测]某课外活动小组获得了一株性状优良的
结球生菜，并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关
叙述正确的是( )
A.通常选用成熟的叶肉细胞进行植物组织培养
B.为保持结球生菜的优良遗传性状，应选用花粉进行培养
C.在诱导生根时，培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D.使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理
√
[解析] 植物组织培养通常选用茎尖等生长旺盛的部位作为外植体，
A错误；产生花粉的过程中会发生基因分离，不能保持结球生菜的优
良遗传性状，应该选用体细胞进行培养来保持结球生菜的优良遗传
性状，B错误；在诱导生根时，应提高培养基中生长素的比例和用量，
C错误；植物组织培养时需使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消
毒处理，D正确。
3.[2024·新疆石河子月考]甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六
倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸
多常规方法难以解决的问题。下列相关操作不合理的是( )
A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，可以解决种苗用量
大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品
质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交，克服杂交不亲和，可以充分
利用遗传资源
D.利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，有
利于缩短育种年限
√
[解析] 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，称为植物的快
速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术，它不仅可以高效、快速地实现
种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，从而解决种苗
用量大、成本高的问题，A正确；采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗，
脱去病毒不等于植株获得抗病毒的能力，B错误；不同来源的植物细
胞通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术后可培育出新植物
体，克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确；愈伤组织具有分裂旺盛的
优点，适合用于诱变育种，能提高突变频率，有利于缩短育种年限，
D正确。
4.花粉植株是体细胞遗传研究
和突变育种的理想材料。下图
是培育四季柑橘 花粉
A.花粉植株培育的原理是花粉细胞具有全能性，其技术是植物组织培养
B.过程③是细胞再分化，其根本原因是基因的选择性表达
C.四种培养基中所含植物激素比例不完全相同
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到18条染色体
植株的过程示意图，有关叙述错误的是( )
√
[解析] 将花粉细胞培育成单
倍体植株，培育的原理是花粉
细胞具有全能性，其技术是植
物组织培养，A正确；过程③是再分化，是由愈伤组织到出芽的过程，
其根本原因是基因的选择性表达，B正确；图中四种培养基均为固体培
养基，其所含的植物激素比例有差异，C正确；因为花粉细胞是经过减
数分裂产生的，其染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半，故观察
处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9条染色体、18
条染色单体，D错误。
5.[2024·山东德州期中]长春花是一种药用植物，其次生代谢物长春
胺可用于癌症的临床治疗。研究人员用诱变剂——甲基磺酸乙酯
处理长春花的愈伤组织，筛选后进行扩大培养，得到了生长快
且长春胺含量高的长春花突变细胞系。下列说法正确的是( )
A.长春胺是长春花进行基本生命活动所必需的产物
B.选用愈伤组织进行处理是因为其细胞处于不断增殖的状态
C. 处理后愈伤组织中大多数细胞发生了突变
D.诱变后的愈伤组织在固体培养基上扩大培养可获得大量长春胺
√
[解析] 根据题意可知，长春胺是长春花的次生代谢物，而次生代谢
物不是生物进行基本生命活动所必需的，A错误；愈伤组织是脱分化
后形成的薄壁组织团块，处于不断增殖的状态，易受到培养条件和
诱变因素的影响而产生突变，B正确；由于突变具有低频性，因此
处理后的愈伤组织中少数细胞发生了突变，C错误；扩大培养需
要用液体培养基，有利于营养物质的吸收和利用，因此诱变后的愈
伤组织在液体培养基中扩大培养可获得大量长春胺，D错误。
1.下列选项中，没用到植物组织培养技术的是( )
A.利用花药离体培养得到单倍体植株
B.大规模培养高产紫杉醇的细胞，以获取紫杉醇
C.利用秋水仙索处理萌发的种子或幼苗，得到多倍体植株
D.利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株
√
[解析] 利用花药离体培养得到单倍体植株过程原理是植物细胞的全能
性，需要用到植物组织培养，A不符合题意；紫杉醇是红豆杉属植物
中的一种复杂的次生代谢产物，利用组织培养技术大规模培养高产紫
杉醇的细胞，以获取紫杉醇，B不符合题意；利用秋水仙素处理萌发
的种子或幼苗，然后自然发育得到多倍体植株，不需要用植物组织培
养，C符合题意；利用细胞工程培育“番茄一马铃薯”杂种植株，也涉
及脱分化、再分化的植物组织培养，D不符合题意。
2.葡萄脱毒苗生产中，可利用根尖经植物组织培养获得完整的植株，
有关叙述错误的是( )
A.植物激素在此过程中起调节作用
B.根尖细胞最终发育为无叶绿体的植株
C.此过程发生了细胞的脱分化、再分化
D.若发生杂菌污染则难以获得目的植株
√
[解析] 生长素和细胞分裂素在组织培养过程起到了调节作用，A正确；
根尖细胞含有植株的整套遗传信息，分化出根、茎、叶，基因选择性
表达可以出现含有叶绿体的植株，B错误；葡萄根尖经过植物组织培
养需要经过脱分化、再分化过程才形成胚状体，从而形成植株，C正
确；植物组织培养整个过程需要在无菌环境下操作，如果有杂菌污染
则难以获得目的植株，D正确；
3.茅苍术具有消炎、燥湿健脾、明目等功效。目前野生茅苍术资源稀
缺，应用生物技术可以有效繁殖和保存茅苍术资源，并有望将其次生
代谢产物挥发油产业化生产。下列叙述正确的是( )
A．挥发油是茅苍术生命活动必需的化合物
B．挥发油产业化生产过程中使用的是固体培养基
C．可将茅苍术细胞置于低渗溶液中涨破以提取挥发油
D．茅苍术不同细胞经植物组织培养获得的新个体基因型不一定相同
√
[解析] 挥发油不是茅苍术生命活动所必需的，是次生代谢产物，A错
误；细胞产物的工厂化生产过程使用的是液体培养基，B错误；茅苍
术细胞是植物细胞，外面是细胞壁，将其置于低渗溶液中不会涨破，
所以难以提取挥发油，C错误；茅苍术不同细胞经植物组织培养得到
的新个体基因型不一定相同，如由花粉细胞和体细胞经植物组织培养
得到的新个体的基因型就不一定相同，D正确。
4.紫薯又称黑薯，含有丰富的花青素。花青素具有抗癌、抗氧化等作
用，生产上以紫薯细胞作生物反应器提取花青素。研究人员研究叶片
的不同位置对愈伤组织诱导的影响，结果如图。据图回答下列问题:
(1)实验中2，4-D的作用是诱导 的形成，抑制植物形
态的发生。观察叶片不同部位在同一浓度2，4-D中的诱导率，可得出
的结论是 。
植物愈伤组织
用2，4-D处理叶中形成愈伤组织的诱导率较高
[解析] 2，4-D能诱导愈伤组织的形成，
抑制植物形态的发生。观察叶片不同
部位(叶尖、叶中、叶柄)在同一浓度
2，4-D中的诱导率，可得出的结论是
用2，4-D处理叶中形成愈伤组织的诱
导率较高。
(2)以紫薯细胞作生物反应器生产花青素利用了 技术，
该过程的核心步骤是 。
植物组织培养
脱分化
[解析] 以紫薯细胞作生物反应器生产花青素利用的是植物组织培养
技术；该过程的核心是外植体脱分化形成愈伤组织。
(3)生产上还可通过微型繁殖技术培育紫薯苗用于大田栽培，该技术的
原理是 。使用该技术可以保持品种的 。
植物细胞的全能性
遗传特性
[解析] 微型繁殖技术即植物组织培养技术，原理是植物细胞的全能性。
使用该技术可以保持优良品种的遗传特性。
(4)用“→”和文字概括上述花青素提取流程。
。
紫薯叶 愈伤组织→提取花青素
[解析] 提取花青素只需培养到愈伤组织阶段即可。
练习册
知识点一 植物繁殖的新途径
1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产，这是利用了该项
技术的哪些特点( )
A.操作简单
B.使优良性状组合在一起
C.培育新的性状
D.高效性和保持种苗的优良遗传特性
[解析] 植物的微型繁殖技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量
繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性，D正确。
√
2.病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致果蔬产量和品
质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述正确
的是( )
A.茎尖细胞不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
B.形成愈伤组织过程中可能会发生基因重组
C.获取的植株茎尖切段可用酒精或高温消毒
D.脱毒苗培育过程不需要添加植物激素
√
[解析] 根据题干信息“病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩
散”，可知植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不
发达，A正确；形成愈伤组织过程中进行的是有丝分裂，不会发生基
因重组，B错误；获取的植株茎尖切段不能高温消毒，否则会使其失
去活性，C错误；脱毒苗培育过程利用了植物组织培养技术，需要添
加植物激素，D错误。
3.[2024·河北唐山期末]培
育甘蔗脱毒苗有两条途
径，经②过程获得的脱
毒苗效果更好。下列相
关叙述错误的是( )
A.②过程能使组织中的病毒减少或减弱其侵染增殖能力
B.不经过流程②能明显缩短育种年限且获得的脱毒苗都是纯合子
C.图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
D.从过程③到④需要调整所用培养基中某些成分的含量和比例
√
[解析] 制备脱毒苗过程中可
以通过热水处理使组织中的
病毒减少或减弱其侵染增殖
能力，A正确；②过程是脱
毒过程，对育种年限和细胞基因型没有影响，B错误；图中脱毒苗的培
育过程利用芽细胞得到整个植株，体现了植物细胞的全能性，C正确；
诱导生根和诱导芽分化时需要调整所用培养基中某些成分，如植物激素
的含量和比例，D正确。
4.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小
对幼苗的成苗率和脱毒率的影响，结果如
图。相关叙述错误的是( )
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高，成苗率越低
D.根据本实验结果可知，培养脱毒苗时茎尖的适宜大小约为
√
[解析] 利用马铃薯茎尖进行植物组织培养形
成脱毒苗，所依据的原理是植物细胞具有全
能性，A错误；培育脱毒苗的过程中利用了
植物组织培养技术，涉及脱分化和再分化两
个阶段，B正确；据图可知，实验结果表明茎尖越小，脱毒率越高，成
苗率越低，C正确；据图可知，茎尖外植体大小约为 时，脱毒
率和成苗率均较高，因此马铃薯脱毒苗培养中茎尖外植体的适宜大小约
为 ，D正确。
5.[2024·浙江金华月考]超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行
选择性破坏，再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎
尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的
是( )
A.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒
B.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
C.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性
D.超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡，存活下来的仅有
生长点的分生组织细胞
√
[解析] 植物的分生区病毒极少甚至无病毒，因此可将马铃薯茎尖接
种在培养基中获得脱毒苗，A正确；经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯
只是不含病毒，并没有获得抗病毒的能力，B错误；茎尖分生组织无
成熟液泡，不易形成冰晶，C正确；与传统茎尖培养脱毒相比，该方
法取材不受茎尖长度限制，通过超低温处理，大多数细胞都受到了
损伤而死亡，存活下来的仅有生长点的分生组织细胞，D正确。
知识点二 作物新品种的培育
6.下列关于单倍体和单倍体育种的叙述，错误的是( )
A.单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的
个体
B.利用单倍体育种方法培育新品种能明显缩短育种年限
C.用秋水仙素处理单倍体植株幼苗后得到的都是二倍体植株
D.与多倍体植株相比，单倍体植株茎细、叶小
√
[解析] 由配子发育成的个体称为单倍体，因此单倍体是体细胞中的染
色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体，A正确；利用单倍体
育种方法培育新品种能排除显隐性的干扰，对二倍体而言所选显性个
体或隐性个体都是纯合子，免去了连续筛选的步骤，能明显缩短育种
年限，B正确；秋水仙素能抑制纺锤体的形成，使染色体数目加倍，
用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体植株，如含有两
个染色体组的单倍体植株，用秋水仙素处理后得到的是四倍体植株，
C错误；与多倍体植株相比，单倍体植株茎细、叶小，D正确。
7.某优良品种水稻的基因型为 ，利用其花药通过组织培养形成
了试管苗。下列对这一培养过程的叙述，不正确的是( )
A.花药形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程
B.试管苗体细胞含有一个染色体组
C.通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产
D.这些试管苗自交，后代性状不发生分离
√
[解析] 花药形成试管苗要采用植物组织培养技术，即先经过脱分化
形成愈伤组织，再通过再分化形成试管苗，A正确；试管苗是利用二
倍体水稻花药通过组织培养形成的，其体细胞中含有一个染色体组，
B正确；试管苗为单倍体，是高度不育的，不能自交，不能直接用于
生产，C正确，D错误。
8.[2024·福建漳州一中月考]下图为利用体细胞诱变获得抗除草剂白
三叶草新品种的过程。下列有关叙述错误的是( )
A.该培育过程的原理是细胞的全能性和基因突变
B.在①培养过程中需要给予适宜的光照，以诱导脱分化
C.愈伤组织细胞分裂旺盛，用 射线处理有利于获得突变个体
D.过程③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂
√
[解析] 射线照射愈伤组织，能诱发基因突变，由白三叶草组织细
胞获得幼苗利用了植物细胞的全能性，A正确；①为脱分化过程，脱
分化不需要光照，B错误；愈伤组织细胞分裂能力强，易受到培养条
件和诱变因素的影响发生突变，可利用 射线处理愈伤组织获得突
变个体，C正确；由于基因突变具有多害少利性和不定向性，需要进
行检测与筛选，因此③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓
度的除草剂，D正确。
9.如图表示利用植株A杂合子 和
植株B培育植株①②③④⑤的过程，
下列说法正确的是( )
A.培育植株①的过程为单倍体育种，
获得的植株为纯合子
B.选择植物的愈伤组织进行诱变处理
获得优质的突变体，未体现细胞的全能性
C.需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④
D.植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0
(不考虑基因突变)
√
[解析] 培育植株①的过程为花药
离体培养，得到的植株①为单倍
体或 ，经秋水仙素处理获得
的植株或 为纯合子，A
错误。选择植物的愈伤组织进行
诱变处理获得优质的突变体，通
过组织培养技术获得植株③，体现了细胞的全能性，B错误。图中需要
通过植物组织培养技术获得的植株是①③④⑤，C错误。
植株A的基因型为 ，植株①基
因型为A或 ；植株②基因型为
或；植株④基因型为 ；植
株⑤包含植株A和植株B的遗传物
质，与植株A的基因型不同，因
此植株①②④⑤与植株A基因型
相同的概率分别是0、0、1、0，
D正确。
知识点三 细胞产物的工厂化生产
10.[2024·山东师大附中月考]青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取
的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小，下列
关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中，正确的是( )
A.在黄花蒿组织培养过程中不需要给予光照
B.加入大量植物激素可提高青蒿素的产量
C.可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素
D.可大规模栽培通过植物组织培养获得的试管苗以获取药用成分
√
[解析] 黄花蒿植物组织培养中诱导生芽的过程需要光照，A错误；
植物激素中的生长素和细胞分裂素对脱分化和再分化过程具有调节
作用，直接加大植物激素的量不一定能提高青蒿素的产量，B错误；
青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中提取的一种代谢产物，因此通过大
量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素，C错误；可大规模栽培通过植
物组织培养获得的试管苗以获取药用成分，D正确。
11.紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工厂化生产中，取紫草植株部分
组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将
细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中，不正确的是( )
A.紫草宁工厂化生产过程包括细胞的脱分化
B.在紫草宁工厂化生产过程中，不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C.愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D.紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外
√
[解析] 根据题意可知，紫草宁工厂化生产过程中有利用紫草植株部
分组织诱导形成紫草愈伤组织的过程，该过程为细胞的脱分化，A正
确；题中所述紫草宁工厂化生产的流程为“取紫草植株部分组织诱导
形成紫草愈伤组织，再转入紫草宁形成培养基，然后再将细胞破碎
后提取出紫草宁”，说明该过程中不必将愈伤组织培养出根、芽等器
官，B正确；愈伤组织细胞含有细胞壁，因此其在低渗溶液中不会涨
破，C正确；题中显示，紫草宁工厂化生产过程中需要将紫草细胞破
碎后提取出紫草宁，故紫草宁在细胞内合成后不会被分泌到细胞外，
D错误。
12.[2023·广东卷]人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱
导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合，以提高人参皂
苷的产率。下列叙述错误的是( )
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高高 溶液可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
√
[解析] 在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除
细胞壁获得原生质体，再诱导原生质体融合，A正确。人工诱导原生
质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法，物理法
包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇 融合法、高
高 融合法等，B正确。人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并
进行细胞融合，只考虑细胞的两两融合，细胞会发生同种细胞融合
与异种细胞融合，只有异种细胞融合得到的融合细胞才是杂交细胞，
C错误。由于基因表达间的相互作用，杂交细胞可能具有生长快速的
优势，D正确。
13.[2024·辽宁大连月考]《本草纲目》记载，樱桃具有利脾、止泻的
功效。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。下
列叙述错误的是( )
A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C.富含色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] 应用微型繁殖技术采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒
苗，A正确；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为外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过
一系列反应产生的，因此，富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的
芽合成生长素，C正确；应用樱桃细胞培养可工厂化生产其次生代谢
产物槲皮素，D错误。
14.[2024·浙江效实中学期
中]为拯救珍稀植物红豆杉，
并同时获得高抗癌活性物
A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织
B.在红豆杉组织培养过程中，通常加入蔗糖作为碳源和氮源
C.用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，通常要通入无菌空气
D.同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同
质——紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程。下列相关叙述正
确的是( )
√
[解析] 诱导红豆杉
茎尖经过脱分化过
程形成愈伤组织，A
错误；植物愈伤组
织不能进行光合作用，所以需要加入蔗糖作为碳源和能源，蔗糖不能作
为氮源，蔗糖还具有维持培养基渗透压的作用，B错误；用液体培养基
扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，有利于细胞进行
有氧呼吸，C正确；同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植
株基因型不一定相同，如花粉粒培养获得的植株体细胞内染色体数目是
正常体细胞的一半，D错误。
15.[2024·陕西师大附中期末]铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分
之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称 ，类似愈伤组织)生产
生物碱，过程及结果如下图所示。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭
菌 ，再用次氯酸钠溶液处理
B.过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性
C.过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比
例高有利于拟原球茎的形成
D.结果表明，生物碱含量与 重量呈正相关，光照条件有利于 的生长
√
[解析] 外植体消毒可先用体积分数为的酒精处理 ，立即用
无菌水清洗次后再用次氯酸钠溶液处理 ，再用无菌水清
洗 次，A错误；过程③表示拟原球茎经有丝分裂不断生长，涉
及的生物学原理是细胞增殖，B错误；过程②为脱分化，固体培养基
中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎(类似愈伤组织)的形
成，C错误；由图可知，生物碱含量与重量呈正相关， 在
光照下的重量明显大于在黑暗中的重量，说明光照条件有利于
的生长，D正确。
16.草莓是无性繁殖的作物，长期种植会使病毒积累在体内，产量降
低，品质下降。下图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过
程，请据图回答：
外植体愈伤组织胚状体 脱毒苗 草莓植株
(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是____________________。培
育脱毒苗时，一般选取_____________________作为外植体，其依据
是_________________________________________________。
植物细胞具有全能性
茎尖(或芽尖，或根尖)
植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒
[解析] 外植体能够形成幼苗所依据的原理是植物细胞具有全能性。
培育脱毒苗时，一般选取茎尖(或芽尖，或根尖)作为外植体，其依据
是植物顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少，甚至无病毒。
(2)研究表明，多倍体草莓产量高于二倍体，利用植物组织培养技术
获得多倍体草莓的方法有两种：一是使用__________(药剂)处理草莓
的愈伤组织，再经植物组织培养获得多倍体植株；二是利用_______
________(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经植物组织
培养获得多倍体植株，这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。
秋水仙素
聚乙二醇
[解析] 秋水仙素可以诱导产生多倍体，可使用秋水仙素处理草莓的
愈伤组织，再经植物组织培养获得多倍体植株;也可以利用聚乙二醇
诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后，再经植物组织培养获得
多倍体植株，这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。
17.如图表示花药离体培养及单倍
体育种的大致过程，据图回答下
列问题：
(1)过程①是把幼小的花药分离出
来，在无菌条件下放在 培养基
水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等
[解析] 配制 培养基时，需要的物质应该有水、大量元素、微量元
素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等。
上进行培养，配制该培养基时，需要的物质应该有__________________
______________________________________(至少答三种)。
(2)过程②是花药在 培养基所提供的特定条件下脱分化，发生多次
细胞分裂，形成__________。
愈伤组织
[解析] 过程②是花药在 培养基所提供的特定条件下脱分化，发生
多次细胞分裂形成愈伤组织。
(3)过程③是诱导再分化出芽和根，最后长成植株，长成的植株
(不考虑核与核之间融合)是________，其特点是植株弱小，高度不育，
生产上无推广应用的价值，若要使其可育，可在移栽后在幼苗茎尖
滴加适宜浓度的B物质，通常用到的B物质是__________。
单倍体
秋水仙素
[解析] 过程③是再分化，最后长成植株，由于起点是花药，因此最
终长成的植株(不考虑核与核之间融合)是单倍体，其特点是植株弱小，
高度不育，生产上无推广应用的价值，若要使其可育，可在移栽后
在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B秋水仙素，秋水仙素能够抑制纺锤体的
形成，进而使染色体数目加倍。
(4)过程②与过程③所用培养基有差异，主要是__________的含量、
比例的差异。
植物激素
[解析] 过程②为脱分化形成愈伤组织，过程③为再分化形成根、芽，
在脱分化和再分化过程中由于诱导方向不同，在培养基中加入的植
物激素的含量、比例不同。
18.水母雪莲属于我国传统中草药，其有效成分为粗毛豚草素。因临
床上需求量大，但自然资源有限，难以满足。因此，利用水母雪莲
细胞培养技术大量获得粗毛豚草素具有重要意义。请回答下列问题：
(1)粗毛豚草素属于水母雪莲的______代谢物，这类有机化合物在植
物______方面发挥作用。利用植物细胞工厂化生产该有效成分，其
优点是_____________________________________________________
_________________________。
次生
抗性
不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环境保护具有重要意义
[解析] 粗毛豚草素属于水母雪莲的次生代谢物，在植物的抗性
(如抗病、抗虫)方面可发挥作用；植物细胞工厂化生产该有效成分不
占用耕地，且几乎不受季节、天气等的限制，对于社会、经济、环
境保护具有重要意义。
(2)研究表明不同光质对水母雪莲愈伤组织生长、转化有效成分的中
间物质和粗毛豚草素的形成有影响，研究结果如图：
①本实验的自变量是______。由图可知______对愈伤组织中中间物
质合成的促进作用最强；而______条件下的中间物质含量最低。
光质
蓝光
红光
[解析] 本实验探究不同的光质对水母雪莲愈伤组织生长、转化有效
成分的中间物质和粗毛豚草素的形成的影响，故自变量为光质；图
中使用蓝光组愈伤组织中中间物质含量最高，红光组含量最低。
②与黑暗条件下对比，在______条件下利于愈伤组织的生长，而
______条件对愈伤组织的生长无明显作用。
红光
蓝光
[解析] 与黑暗条件下对比，在红光条件下最利于愈伤组织的生长，而蓝
光条件对愈伤组织的生长无明显作用。
③有人提出，“培养过程中愈伤组织越大，生产的有效成分越多”。
请你据图判断这种说法是否合理，为什么？_____________________
_________________________________________。
不合理，由图可知红光条件下愈伤组织最大，但有效成分的含量最少
[解析] 由图可知，红光组愈伤组织最大，但有效成分含量最低，所以，
题述说法不合理。
(3)植物细胞培养过程中需要不断通入无菌空气，并进行搅拌，其目
的是__________________________________________(写出两点即可)。
保证氧气供应充足，使培养液与细胞充分接触
[解析] 植物细胞需进行有氧呼吸，植物细胞培养过程中需要不断通
入无菌空气，并进行搅拌，其目的是保证氧气供应充足，使培养液
与细胞充分接触。第2课时 植物细胞工程的应用
【预习梳理】
一、1.(1)植物组织培养技术 微型繁殖
(2)高效、快速 遗传特性
2.(1)分生区
(2)无性
(3)组织培养
(4)产量 品质
二、1.(1)离体培养 单倍体
(2)缩短了育种的年限
(3)一套 隐性 体细胞诱变
2.(1)增殖 诱变因素
(2)突变体
三、1.植物细胞培养
(1)植物细胞
(2)所必需的产物
2.细胞悬液 细胞产物
3.耕地 季节、天气
4.(2)紫杉醇
(3)人参皂苷
【任务活动】
任务一
[情境]
(1)染色体变异、植物细胞的全能性
(2)植物的精子(生殖细胞)具有细胞全能性
(3)AB、Ab、aB、ab
(4)秋水仙素(或低温) 极大地缩短了育种的年限,节约了大量的物力和人力
反馈评价
例1 D [解析] 雌、雄配子中都含有体细胞中一半的染色体,经组织培养得到的幼苗均为单倍体,A正确;植物激素的种类和比例直接影响培养材料的分化,如生长素和细胞分裂素的比例会影响根或芽的分化,B正确;单倍体植株一般不能产生种子,需用低温或一定浓度的秋水仙素处理幼苗,C正确;通过单倍体育种得到的蔬菜品种可能是二倍体或多倍体,含有某基因的染色体可能有两条或多条,D错误。
例2 C [解析] 植株B是植株A经秋水仙素诱导染色体加倍后形成的个体,均为纯合二倍体,能稳定遗传,A正确;植株A是花药离体培养得到的单倍体,高度不育,基因型可能为AB、Ab、aB、ab,每种基因型的概率为1/4,B正确,C错误;花药离体培养体现了生殖细胞的全能性,D正确。
任务二
[情境]
(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)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
反馈评价
例3 A [解析] 对紫草新生的营养芽进行消毒后可作为外植体,彻底灭菌会使外植体失活,A错误;由于需要在液体培养基中培养,所以需要将愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养,B正确;在紫草细胞培养过程中,为保证氧气供应充足、细胞与培养液充分接触,需要不断通入无菌空气并进行搅拌,C正确;悬浮培养可增加细胞与培养液的接触面积,有利于细胞生长,D正确。
例4 A [解析] 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,可利用植物细胞培养获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,A正确;利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物,B错误;次生代谢物不是植物生长所必需的,其含量少,可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量,C错误;细胞产物的工厂化生产,提高了多个细胞中次生代谢物的含量,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
【当堂自测】
1.(1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
[解析] (3)体细胞诱变育种的原理是基因突变,获得的不都是具有优良性状的新品种。
(4)单倍体育种是通过花药离体培养形成单倍体植株,再诱导其染色体数目加倍形成新品种的过程。
(5)单倍体育种获得的个体一般情况下是纯合子,但如果亲本为多倍体,得到的单倍体植株经染色体加倍后,可能为杂合子。如亲本基因型为AAaa的个体,经单倍体育种可能获得基因型为AAaa的杂合子。
(6)植物细胞内的蛋白质是初生代谢物,而不是次生代谢物。
2.D [解析] 植物组织培养通常选用茎尖等生长旺盛的部位作为外植体,A错误;产生花粉的过程中会发生基因分离,不能保持结球生菜的优良遗传性状,应该选用体细胞进行培养来保持结球生菜的优良遗传性状,B错误;在诱导生根时,应提高培养基中生长素的比例和用量,C错误;植物组织培养时需使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理,D正确。
3.B [解析] 用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术,它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,从而解决种苗用量大、成本高的问题,A正确;采用茎尖组织培养技术获得脱毒苗,脱去病毒不等于植株获得抗病毒的能力,B错误;不同来源的植物细胞通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术后可培育出新植物体,克服远缘杂交不亲和的障碍,C正确;愈伤组织具有分裂旺盛的优点,适合用于诱变育种,能提高突变频率,有利于缩短育种年限,D正确。
4.D [解析] 将花粉细胞培育成单倍体植株,培育的原理是花粉细胞具有全能性,其技术是植物组织培养,A正确;过程③是再分化,是由愈伤组织到出芽的过程,其根本原因是基因的选择性表达,B正确;图中四种培养基均为固体培养基,其所含的植物激素比例有差异,C正确;因为花粉细胞是经过减数分裂产生的,其染色体数目是正常体细胞染色体数目的一半,故观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,可观察到9条染色体、18条染色单体,D错误。
5.B [解析] 根据题意可知,长春胺是长春花的次生代谢物,而次生代谢物不是生物进行基本生命活动所必需的,A错误;愈伤组织是脱分化后形成的薄壁组织团块,处于不断增殖的状态,易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,B正确;由于突变具有低频性,因此EMS处理后的愈伤组织中少数细胞发生了突变,C错误;扩大培养需要用液体培养基,有利于营养物质的吸收和利用,因此诱变后的愈伤组织在液体培养基中扩大培养可获得大量长春胺,D错误。第2课时 植物细胞工程的应用
一、植物繁殖的新途径
1.快速繁殖
(1)含义:用于快速繁殖优良品种的 ,被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫作 技术。
(2)优点:
①可以 地实现种苗的大量繁殖;
②保持优良品种的 。
(3)举例:桉树、甘蔗、铁皮石斛等试管苗的生产。
2.作物脱毒
(1)原理:植物顶端 附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒。
(2)适用作物:用 繁殖的方式繁殖的作物。
(3)操作过程:切取一定大小的茎尖进行 ,得到脱毒苗。
(4)优点:脱毒作物在 和 方面明显优于没有脱毒的作物。
(5)举例:脱毒马铃薯、脱毒草莓。
二、作物新品种的培育
1.单倍体育种
(1)过程
花药(二倍体植物) 植株纯合二倍体植株优良品种
(2)优点:极大地 ,节约了大量的人力和物力。
(3)单倍体植株的其他应用
由于大多数单倍体植株的细胞中只含有 染色体,染色体加倍后得到的植株的 性状容易显现,因此它也是进行 育种和研究遗传突变的理想材料。
(4)举例:水稻、玉米、油菜、甘蓝和甜椒等作物的新品种。
2.突变体的利用
(1)原理:在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断 的状态,因此它们容易受到培养条件和 (如射线、化学物质等)的影响而产生突变。
(2)利用:从产生突变的个体中筛选出对人们有用的 ,进而培育成新品种。
(3)举例:抗花叶病毒的甘蔗、抗盐碱的烟草等。
三、细胞产物的工厂化生产
1.含义:利用 来获得目标产物的过程。
(1)植物细胞培养:指在离体条件下对单个 或细胞团进行培养使其增殖的技术。
(2)植物细胞次生代谢物:植物代谢产生的一些一般认为不是植物基本的生命活动 。(注:初生代谢产物是生物生长和生存所必需的,如糖类、脂质、蛋白质和核酸。)
2.过程:外植体→愈伤组织→分散开获得 →培养提取 。(注:愈伤组织分散在液体培养基扩大培养。)
3.优点:不占用 ,几乎不受 等的限制。
4.举例
(1)培养紫草细胞提取紫草宁。
(2)培养红豆杉细胞,获取抗癌药物—— 。
(3)培养人参细胞,提取 。
任务一单倍体育种
【情境】单倍体育种过程的流程图:
亲本F1花药单倍体纯合子选择所需类型
(1)原理: 。
(2)花药中的花粉粒含有精子,通过花药离体培养获得了单倍体幼苗,说明 。
(3)若图中亲本基因型为AaBb,则单倍体幼苗的基因型为 。
(4)单倍体育种中通过花药培养获得单倍体幼苗,经 处理使染色体数目加倍后即可得到性状能稳定遗传的植株,该育种方法的优点是 。
例1单倍体育种技术能够快速、高效地纯化育种材料,在蔬菜品种改良、加速品种选育进程方面具有重要意义,受到育种专家的重视。下列与此相关的叙述错误的是()
A.分别诱导离体的雌、雄配子发育而获得的蔬菜幼苗均为单倍体
B.植物激素的种类和比例直接影响原材料分化成完整植株
C.需用一定浓度的秋水仙素处理单倍体蔬菜植株幼苗
D.通过单倍体育种得到的蔬菜细胞中含有某基因的染色体只有一条
例2[2024·山东烟台一中月考]下图是用基因型为AaBb的植物产生的花粉进行单倍体育种的示意图,相关叙述错误的是()
花粉植株A植株B
A.植株B为二倍体,均为纯合子
B.植株A高度不育,有4种基因型
C.植株A的基因型为aaBB的可能性为1/4
D.过程①常用花药离体培养,说明生殖细胞具有全能性
任务二细胞产物的工厂化生产
【情境】紫杉醇是目前已发现的优秀的天然抗癌药物,在临床上已经广泛用于乳腺癌、卵巢癌和部分头颈癌和肺癌的治疗,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)图中过程①为 ,该过程需控制好培养基中 的比例。
(2)过程②为将愈伤组织分散成单个细胞,同时需要筛选出 的细胞。
(3)过程③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。
。
植物组织培养与植物细胞培养比较
项目 植物组织培养 植物细胞培养
利用原理 植物细胞的全能性 细胞增殖
培养基 固体培养基 液体培养基
培养过程 外植体愈伤组织芽、根→植物幼苗 单个植物细胞或细胞团细胞产生次生代谢物
培养目的 植物幼苗 细胞的次生代谢物
二者关系 植物细胞培养是植物组织培养的基础,它们都属于植物细胞工程的范畴
例3[2024·山东德州月考]紫草宁是从紫草细胞中提取的一种色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。科研人员利用紫草外植体获得愈伤组织,然后在液体培养基中进行悬浮培养,以获得更多的紫草宁。下列说法错误的是()
A.对紫草新生的营养芽进行彻底灭菌后可作为外植体
B.需要将愈伤组织分散成单个细胞后再进行悬浮培养
C.在进行细胞悬浮培养的过程中,需要通入无菌空气
D.悬浮培养可增加细胞与营养物质的接触面积,有利于细胞生长
例4[2023·山东卷]利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是()
A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物
B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产
C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
1.正误辨析
(1)微型繁殖技术利用了植物细胞的全能性。()
(2)植物顶端分生区附近分裂旺盛且病毒少,适合作为外植体。()
(3)体细胞诱变育种获得的都是具有优良性状的新品种。()
(4)单倍体育种是通过花药离体培养直接形成新品种的过程。()
(5)单倍体育种获得的个体都是纯合子。()
(6)植物细胞内的蛋白质是次生代谢物。()
2.[2024·安徽怀宁中学检测]某课外活动小组获得了一株性状优良的结球生菜,并利用植物组织培养技术对其进行快速繁殖。下列有关叙述正确的是()
A.通常选用成熟的叶肉细胞进行植物组织培养
B.为保持结球生菜的优良遗传性状,应选用花粉进行培养
C.在诱导生根时,培养基中应提高细胞分裂素的比例和用量
D.使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理
3.[2024·新疆石河子月考]甘薯属于无性繁殖作物,同时又是同源六倍体,具有自交不育和杂交不亲和性,这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难以解决的问题。下列相关操作不合理的是()
A.用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,可以解决种苗用量大、成本高的问题
B.利用茎尖分生组织培养脱毒苗,使植株具备抗病毒的能力,产品质量得到提高
C.利用原生质体融合实现体细胞杂交,克服杂交不亲和,可以充分利用遗传资源
D.利用培养的愈伤组织进行诱变育种,可以显著提高变异频率,有利于缩短育种年限
4.花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。下图是培育四季柑橘(2n=18)花粉植株的过程示意图,有关叙述错误的是()
A.花粉植株培育的原理是花粉细胞具有全能性,其技术是植物组织培养
B.过程③是细胞再分化,其根本原因是基因的选择性表达
C.四种培养基中所含植物激素比例不完全相同
D.观察处于分裂中期的四季柑橘花粉植株根尖细胞,可观察到18条染色体
5.[2024·山东德州期中]长春花是一种药用植物,其次生代谢物长春胺可用于癌症的临床治疗。研究人员用诱变剂——甲基磺酸乙酯(EMS)处理长春花的愈伤组织,筛选后进行扩大培养,得到了生长快且长春胺含量高的长春花突变细胞系。下列说法正确的是()
A.长春胺是长春花进行基本生命活动所必需的产物
B.选用愈伤组织进行处理是因为其细胞处于不断增殖的状态
C.EMS处理后愈伤组织中大多数细胞发生了突变
D.诱变后的愈伤组织在固体培养基上扩大培养可获得大量长春胺第2课时 植物细胞工程的应用
1.D [解析] 植物的微型繁殖技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,还可以保持优良品种的遗传特性,D正确。
2.A [解析] 根据题干信息“病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散”,可知植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达,A正确;形成愈伤组织过程中进行的是有丝分裂,不会发生基因重组,B错误;获取的植株茎尖切段不能高温消毒,否则会使其失去活性,C错误;脱毒苗培育过程利用了植物组织培养技术,需要添加植物激素,D错误。
3.B [解析] 制备脱毒苗过程中可以通过热水处理使组织中的病毒减少或减弱其侵染增殖能力,A正确;②过程是脱毒过程,对育种年限和细胞基因型没有影响,B错误;图中脱毒苗的培育过程利用芽细胞得到整个植株,体现了植物细胞的全能性,C正确;诱导生根和诱导芽分化时需要调整所用培养基中某些成分,如植物激素的含量和比例,D正确。
4.A [解析] 利用马铃薯茎尖进行植物组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是植物细胞具有全能性,A错误;培育脱毒苗的过程中利用了植物组织培养技术,涉及脱分化和再分化两个阶段,B正确;据图可知,实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,C正确;据图可知,茎尖外植体大小约为0.27 mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒苗培养中茎尖外植体的适宜大小约为0.27 mm,D正确。
5.B [解析] 植物的分生区病毒极少甚至无病毒,因此可将马铃薯茎尖接种在培养基中获得脱毒苗,A正确;经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是不含病毒,并没有获得抗病毒的能力,B错误;茎尖分生组织无成熟液泡,不易形成冰晶,C正确;与传统茎尖培养脱毒相比,该方法取材不受茎尖长度限制,通过超低温处理,大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的仅有生长点的分生组织细胞,D正确。
6.C [解析] 由配子发育成的个体称为单倍体,因此单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体,A正确;利用单倍体育种方法培育新品种能排除显隐性的干扰,对二倍体而言所选显性个体或隐性个体都是纯合子,免去了连续筛选的步骤,能明显缩短育种年限,B正确;秋水仙素能抑制纺锤体的形成,使染色体数目加倍,用秋水仙素处理单倍体植株后得到的不一定是二倍体植株,如含有两个染色体组的单倍体植株,用秋水仙素处理后得到的是四倍体植株,C错误;与多倍体植株相比,单倍体植株茎细、叶小,D正确。
7.D [解析] 花药形成试管苗要采用植物组织培养技术,即先经过脱分化形成愈伤组织,再通过再分化形成试管苗,A正确;试管苗是利用二倍体水稻花药通过组织培养形成的,其体细胞中含有一个染色体组,B正确;试管苗为单倍体,是高度不育的,不能自交,不能直接用于生产,C正确,D错误。
8.B [解析] γ射线照射愈伤组织,能诱发基因突变,由白三叶草组织细胞获得幼苗利用了植物细胞的全能性,A正确;①为脱分化过程,脱分化不需要光照,B错误;愈伤组织细胞分裂能力强,易受到培养条件和诱变因素的影响发生突变,可利用γ射线处理愈伤组织获得突变个体,C正确;由于基因突变具有多害少利性和不定向性,需要进行检测与筛选,因此③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂,D正确。
9.D [解析] 培育植株①的过程为花药离体培养,得到的植株①为单倍体(A或a),经秋水仙素处理获得的植株②(AA或aa)为纯合子,A错误。选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体,通过组织培养技术获得植株③,体现了细胞的全能性,B错误。图中需要通过植物组织培养技术获得的植株是①③④⑤,C错误。植株A的基因型为Aa,植株①基因型为A或a;植株②基因型为AA或aa;植株④基因型为Aa;植株⑤包含植株A和植株B的遗传物质,与植株A的基因型不同,因此植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0,D正确。
10.D [解析] 黄花蒿植物组织培养中诱导生芽的过程需要光照,A错误;植物激素中的生长素和细胞分裂素对脱分化和再分化过程具有调节作用,直接加大植物激素的量不一定能提高青蒿素的产量,B错误;青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中提取的一种代谢产物,因此通过大量培养愈伤组织不能直接获得青蒿素,C错误;可大规模栽培通过植物组织培养获得的试管苗以获取药用成分,D正确。
11.D [解析] 根据题意可知,紫草宁工厂化生产过程中有利用紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织的过程,该过程为细胞的脱分化,A正确;题中所述紫草宁工厂化生产的流程为“取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁”,说明该过程中不必将愈伤组织培养出根、芽等器官,B正确;愈伤组织细胞含有细胞壁,因此其在低渗溶液中不会涨破,C正确;题中显示,紫草宁工厂化生产过程中需要将紫草细胞破碎后提取出紫草宁,故紫草宁在细胞内合成后不会被分泌到细胞外,D错误。
12.C [解析] 在进行体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,再诱导原生质体融合,A正确。人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——物理法和化学法,物理法包括电融合法、离心法等;化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等,B正确。人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,只考虑细胞的两两融合,细胞会发生同种细胞融合与异种细胞融合,只有异种细胞融合得到的融合细胞才是杂交细胞,C错误。由于基因表达间的相互作用,杂交细胞可能具有生长快速的优势,D正确。
13.D [解析] 应用微型繁殖技术采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗,A正确;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为外植体,B正确;生长素是由色氨酸经过一系列反应产生的,因此,富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素,C正确;应用樱桃细胞培养可工厂化生产其次生代谢产物槲皮素,D错误。
14.C [解析] 诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织,A错误;植物愈伤组织不能进行光合作用,所以需要加入蔗糖作为碳源和能源,蔗糖不能作为氮源,蔗糖还具有维持培养基渗透压的作用,B错误;用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时,需要通入无菌空气,有利于细胞进行有氧呼吸,C正确;同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型不一定相同,如花粉粒培养获得的植株体细胞内染色体数目是正常体细胞的一半,D错误。
15.D [解析] 外植体消毒可先用体积分数为70%的酒精处理30 s,立即用无菌水清洗2~3次后再用次氯酸钠溶液处理30 min,再用无菌水清洗2~3次,A错误;过程③表示拟原球茎经有丝分裂不断生长,涉及的生物学原理是细胞增殖,B错误;过程②为脱分化,固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎(类似愈伤组织)的形成,C错误;由图可知,生物碱含量与PLBs重量呈正相关,PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量,说明光照条件有利于PLBs的生长,D正确。
16.(1)植物细胞具有全能性 茎尖(或芽尖,或根尖) 植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒
(2)秋水仙素 聚乙二醇(PEG)
[解析] (1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是植物细胞具有全能性。培育脱毒苗时,一般选取茎尖(或芽尖,或根尖)作为外植体,其依据是植物顶端分生区附近(如茎尖)病毒极少,甚至无病毒。(2)秋水仙素可以诱导产生多倍体,可使用秋水仙素处理草莓的愈伤组织,再经植物组织培养获得多倍体植株;也可以利用聚乙二醇(PEG)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后,再经植物组织培养获得多倍体植株,这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。
17.(1)水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等
(2)愈伤组织
(3)单倍体 秋水仙素
(4)植物激素
[解析] (1)配制MS培养基时,需要的物质应该有水、大量元素、微量元素、蔗糖、琼脂、植物激素、有机物等。(2)过程②是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化,发生多次细胞分裂形成愈伤组织。(3)过程③是再分化,最后长成植株,由于起点是花药,因此最终长成的植株(不考虑核与核之间融合)是单倍体,其特点是植株弱小,高度不育,生产上无推广应用的价值,若要使其可育,可在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B秋水仙素,秋水仙素能够抑制纺锤体的形成,进而使染色体数目加倍。(4)过程②为脱分化形成愈伤组织,过程③为再分化形成根、芽,在脱分化和再分化过程中由于诱导方向不同,在培养基中加入的植物激素的含量、比例不同。
18.(1)次生 抗性 不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义
(2)①光质 蓝光 红光 ②红光 蓝光
③不合理,由图可知红光条件下愈伤组织最大,但有效成分的含量最少
(3)保证氧气供应充足,使培养液与细胞充分接触
[解析] (1)粗毛豚草素属于水母雪莲的次生代谢物,在植物的抗性(如抗病、抗虫)方面可发挥作用;植物细胞工厂化生产该有效成分不占用耕地,且几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义。(2)①本实验探究不同的光质对水母雪莲愈伤组织生长、转化有效成分的中间物质和粗毛豚草素的形成的影响,故自变量为光质;图中使用蓝光组愈伤组织中中间物质含量最高,红光组含量最低。②与黑暗条件下对比,在红光条件下最利于愈伤组织的生长,而蓝光条件对愈伤组织的生长无明显作用。③由图可知,红光组愈伤组织最大,但有效成分含量最低,所以,题述说法不合理。(3)植物细胞需进行有氧呼吸,植物细胞培养过程中需要不断通入无菌空气,并进行搅拌,其目的是保证氧气供应充足,使培养液与细胞充分接触。第2课时 植物细胞工程的应用
知识点一植物繁殖的新途径
1.人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产,这是利用了该项技术的哪些特点()
A.操作简单
B.使优良性状组合在一起
C.培育新的性状
D.高效性和保持种苗的优良遗传特性
2.病毒感染果蔬后,会借助胞间连丝等结构扩散,导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述正确的是()
A.茎尖细胞不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
B.形成愈伤组织过程中可能会发生基因重组
C.获取的植株茎尖切段可用酒精或高温消毒
D.脱毒苗培育过程不需要添加植物激素
3.[2024·河北唐山期末]培育甘蔗脱毒苗有两条途径,经②过程获得的脱毒苗效果更好。下列相关叙述错误的是()
A.②过程能使组织中的病毒减少或减弱其侵染增殖能力
B.不经过流程②能明显缩短育种年限且获得的脱毒苗都是纯合子
C.图中脱毒苗的培育过程体现了植物细胞的全能性
D.从过程③到④需要调整所用培养基中某些成分的含量和比例
4.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述错误的是()
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育脱毒苗的过程中涉及脱分化和再分化两个阶段
C.实验结果表明茎尖越小脱毒率越高,成苗率越低
D.根据本实验结果可知,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小约为0.27mm
5.[2024·浙江金华月考]超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料,采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是()
A.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒
B.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强
C.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性
D.超低温处理使大多数细胞都受到了损伤而死亡,存活下来的仅有生长点的分生组织细胞
知识点二作物新品种的培育
6.下列关于单倍体和单倍体育种的叙述,错误的是()
A.单倍体是体细胞中的染色体数目与本物种配子染色体数目相同的个体
B.利用单倍体育种方法培育新品种能明显缩短育种年限
C.用秋水仙素处理单倍体植株幼苗后得到的都是二倍体植株
D.与多倍体植株相比,单倍体植株茎细、叶小
7.某优良品种水稻的基因型为AaBb,利用其花药通过组织培养形成了试管苗。下列对这一培养过程的叙述,不正确的是()
A.花药形成试管苗要经过脱分化和再分化的过程
B.试管苗体细胞含有一个染色体组
C.通过该过程培育出的试管苗还不能直接用于生产
D.这些试管苗自交,后代性状不发生分离
8.[2024·福建漳州一中月考]下图为利用体细胞诱变获得抗除草剂白三叶草新品种的过程。下列有关叙述错误的是()
A.该培育过程的原理是细胞的全能性和基因突变
B.在①培养过程中需要给予适宜的光照,以诱导脱分化
C.愈伤组织细胞分裂旺盛,用γ射线处理有利于获得突变个体
D.过程③常采用的方法是向白三叶草幼苗喷洒一定浓度的除草剂
9.如图表示利用植株A(杂合子Aa)和植株B培育植株①②③④⑤的过程,下列说法正确的是()
A.培育植株①的过程为单倍体育种,获得的植株为纯合子
B.选择植物的愈伤组织进行诱变处理获得优质的突变体,未体现细胞的全能性
C.需要通过植物组织培养技术获得的植株只有①③④
D.植株①②④⑤与植株A基因型相同的概率分别是0、0、1、0(不考虑基因突变)
知识点三细胞产物的工厂化生产
10.[2024·山东师大附中月考]青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物,而茎及其他部位中的青蒿素含量极其微小,下列关于利用植物组织培养生产青蒿素的叙述中,正确的是()
A.在黄花蒿组织培养过程中不需要给予光照
B.加入大量植物激素可提高青蒿素的产量
C.可通过大量培养愈伤组织以直接获得青蒿素
D.可大规模栽培通过植物组织培养获得的试管苗以获取药用成分
11.紫草宁具有抗菌、消炎效果。在工厂化生产中,取紫草植株部分组织诱导形成紫草愈伤组织,再转入紫草宁形成培养基,然后再将细胞破碎后提取出紫草宁。下列相关叙述中,不正确的是()
A.紫草宁工厂化生产过程包括细胞的脱分化
B.在紫草宁工厂化生产过程中,不必将愈伤组织培养出根、芽等器官
C.愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破
D.紫草宁在细胞内合成后被分泌到细胞外
12.[2023·广东卷]人参皂苷是人参的主要活性成分。科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是()
A.细胞融合前应去除细胞壁
B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合
C.融合的细胞即为杂交细胞
D.杂交细胞可能具有生长快速的优势
13.[2024·辽宁大连月考]《本草纲目》记载,樱桃具有利脾、止泻的功效。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。下列叙述错误的是()
A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C.富含色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
14.[2024·浙江效实中学期中]为拯救珍稀植物红豆杉,并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇,科研小组设计了如图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是()
A.诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织
B.在红豆杉组织培养过程中,通常加入蔗糖作为碳源和氮源
C.用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时,通常要通入无菌空气
D.同一株植物不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同
15.[2024·陕西师大附中期末]铁皮石斛是我国名贵中药,生物碱是其有效成分之一。研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs,类似愈伤组织)生产生物碱,过程及结果如下图所示。下列相关叙述正确的是()
A.过程①获得的幼芽应先用无水乙醇灭菌30min,再用次氯酸钠溶液处理30s
B.过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性
C.过程②固体培养基中生长素与细胞分裂素比例高有利于拟原球茎的形成
D.结果表明,生物碱含量与PLBs重量呈正相关,光照条件有利于PLBs的生长
16.草莓是无性繁殖的作物,长期种植会使病毒积累在体内,产量降低,品质下降。下图是利用植物组织培养技术培育草莓脱毒苗的过程,请据图回答:
外植体愈伤组织胚状体→脱毒苗→草莓植株
(1)外植体能够形成幼苗所依据的原理是 。培育脱毒苗时,一般选取 作为外植体,其依据是 。
(2)研究表明,多倍体草莓产量高于二倍体,利用植物组织培养技术获得多倍体草莓的方法有两种:一是使用 (药剂)处理草莓的愈伤组织,再经植物组织培养获得多倍体植株;二是利用
(药剂)诱导草莓体细胞融合形成杂种细胞后,再经植物组织培养获得多倍体植株,这种育种技术被称为植物体细胞杂交技术。
17.如图表示花药离体培养及单倍体育种的大致过程,据图回答下列问题:
(1)过程①是把幼小的花药分离出来,在无菌条件下放在MS培养基上进行培养,配制该培养基时,需要的物质应该有 (至少答三种)。
(2)过程②是花药在MS培养基所提供的特定条件下脱分化,发生多次细胞分裂,形成 。
(3)过程③是诱导再分化出芽和根,最后长成植株,长成的植株(不考虑核与核之间融合)是 ,其特点是植株弱小,高度不育,生产上无推广应用的价值,若要使其可育,可在移栽后在幼苗茎尖滴加适宜浓度的B物质,通常用到的B物质是 。
(4)过程②与过程③所用培养基有差异,主要是 的含量、比例的差异。
18.水母雪莲属于我国传统中草药,其有效成分为粗毛豚草素。因临床上需求量大,但自然资源有限,难以满足。因此,利用水母雪莲细胞培养技术大量获得粗毛豚草素具有重要意义。请回答下列问题:
(1)粗毛豚草素属于水母雪莲的 代谢物,这类有机化合物在植物 方面发挥作用。利用植物细胞工厂化生产该有效成分,其优点是 。
(2)研究表明不同光质对水母雪莲愈伤组织生长、转化有效成分的中间物质和粗毛豚草素的形成有影响,研究结果如图:
①本实验的自变量是 。由图可知 对愈伤组织中中间物质合成的促进作用最强;而 条件下的中间物质含量最低。
②与黑暗条件下对比,在 条件下利于愈伤组织的生长,而 条件对愈伤组织的生长无明显作用。
③有人提出,“培养过程中愈伤组织越大,生产的有效成分越多”。请你据图判断这种说法是否合理,为什么 。
(3)植物细胞培养过程中需要不断通入无菌空气,并进行搅拌,其目的是 (写出两点即可)。
