高中生物专题2细胞工程第1节(第2课时)植物细胞工程的实际应用专题讲解解析选修3解析

液中进行液体培养，增加细胞数量。第三步，将发酵罐中培养的 细胞进行破碎，从中提取人参皂甙。
例3
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ห้องสมุดไป่ตู้织培养技术可以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。据此完成 (1)～(3)题。
►变式迁移 如图表示为人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙 述，不正确的是( )
A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得
B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组
织才能表现出全能性 C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型 D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的 作物新品种的培育
细胞所处的生长期
(3)保证氧气供应充足
使细胞与培养液充分接触
名师点睛：利用植物组织培养技术生产细胞产物无须培 养至植株，只要培养到能够产生所需产物的细胞即可。
本节小结
核心归纳 1．细胞的全能性是指构成生物体的每个细胞都具有 发育成一个新的生物个体的潜能。 2．植物细胞工程的技术基础是植物组织培养。
1．种类：蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。
2．技术：植物的组织培养。
3．工厂化生产人参皂甙的基本过程。 第一步，选择人参根作为外植体进行培养，产生愈伤组织，经过 培养选择找到增殖速度快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株， 其中一部分作为种子保存，以备下一次生产用，一部分进行发酵
生产。第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐中的适合培养
(1) 在生产前，需先加入紫草细胞作为反应器中的“种
子”。这些“种子”是应用组织培养技术，将紫草叶肉
细胞经过 __________________ 而获得的。这项技术的理 论基础是______________。 (2) 从图 中 可以看 出 ：反应 器 中紫草 细 胞的生 长 呈现 ____________ 规 律 ； 影 响 紫 草 素 产 量 的 因 素 是
)
)
4．植物细胞培养的目的是为了得到植物新个体。(
5．两种细胞的原生质体融合后形成的融合细胞只有一种。
(
)
6．单倍体育种即是通过花药的离体培养形成新品种的过程。 ( )
1．×
提示：因为种子中的胚已完成了早期发育，相当于新植 物体的幼体，没有体现细胞发育成完整植物体。 2．√ 3．×
提示：天然种子是有性繁殖，人工种子是无性繁殖。
还可以防止植物病毒的危害。下列关于这种技术的
叙述，正确的是( ) ②这种技术
①这种技术利用了植物细胞的全能性 叫做组织培养，可以克隆生物体 细胞工程的应用领域之一
③这种技术属于
④这种技术是一种无性
繁殖的方式
A．①
B．①②
C．①②③
D．①②③④
解析：脱毒植株是利用植物的根尖或茎尖等分生 组织为外植体，经植物组织培养而来，花药离体 培养属有性生殖，故①②③正确。 答案：C
茎尖等 ) 细胞中一般是不含病毒的。如果将未被病毒
感染的植株分生组织用植物组织培养的方法培育成幼 苗，用于生产过程，可以避免病毒对作物的影响，大 大提高作物的产量和质量。
3．制备人工种子。 (1)概念：人工种子是指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)人工种子的结构：由胚状体、作为保护外壳的人 工种皮和提供发育所需营养的人工胚乳三部分构成。 (如下图所示)
3．细胞全能性与分化程度有关，一般是受精卵＞生
殖细胞＞干细胞＞体细胞。 4．植物组织培养中植物激素是启动细胞分裂、分化 的关键因素。 5．植物组织培养中常用的植物激素是生长素和细胞
分裂素。
正误判断
1．植物的种子发育成完整植株体现了细胞的全能性。(
2．植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性。( 3．人工种子与天然种子繁殖的方式相同。( ) )
状态的培养细胞，容易受到培养条件和外界压力 (如射线、化学物质等)的影响而发生基因突变或 染色体变异，由此发育而成的个体称为突变体。 (3) 突变体的利用：人们从突变体中筛选出对人 们有用的个体，进而培育成新品种，这种育种方 式叫突变体育种。
例2 植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因 是( )
解析：胚状体是由愈伤组织分化而来，不是未分化的细胞。
答案：D
知识点2 作物新品种的培育
1．单倍体育种。
(2)原理：染色体(数目)变异。
(3) 优点：后代稳定遗传，都是纯合体；明显缩
短育种年限。 2．突变体育种。 (1) 突变：植物体细胞的突变分为基因突变和染 色体变异两种。
(2) 突变体：在植物组织培养过程中，处于分生
4．×
提示：植物细胞培养的目的是为了获得细胞的次 生代谢产物。 5 ．× 提示：只考虑两两融合的情况，会产生
AA、BB、AB三种类型的融合细胞。
6 ．×
提示：花药培养形成的植株是单倍体，
高度不育，需经秋水仙素处理形成二倍体或多倍 体才形成可育的新品种。
(3) 与天然种子相比较，其优越性有：①可使 在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁 殖。②固定杂种优势。③是一种快捷高效的繁 殖方式。④可人为控制植物的生长发育和抗逆
性等。
例1 用植物的茎尖或叶片、茎段、花药、花粉等， 在无菌条件下，培养在玻璃皿中人工配制的培养基 上，使其发育成完整的植株。这种技术可以用来培 育植物新品种，也可以在较短时间内大量繁殖植物，
生物选修3（人教版）
专题2
细胞工程
第 1节 植物细胞工程 第2课时 植物细胞工程的 实际应用
要点突破
知识点1 植物繁殖的新途径
1．微型繁殖。 (1)微型繁殖( 又叫快速繁殖 ) 技术就是用于快速繁殖 优良品种的植物组织培养技术。它实际上是一种无性
繁殖，繁殖过程中的分裂方式是有丝分裂，亲、子代
细胞内DNA 不变，所以能够保证亲、子代遗传特性不 变。 (2)优点：保持亲本的优良性状；可以快速大量培育 出新个体，有利于工厂化培育；选材少、培养周期短，
繁殖率高，便于自动化管理。
2．作物脱毒。 (1) 病毒的特点：病毒是寄生性生物，在用种子繁殖
或用植物根、茎的无性繁殖过程中，种子、根、茎的
细胞中可能携带着病毒并传给下一代，使其繁殖的子 代感染病毒。并传给下一代，病毒会在生物体内逐年 积累，就会导致作物产量降低，品质变差。 (2)材料的选取：据检测，植物的分生组织(如根尖，
__________和__________________。
(3)在培养过程中，要不断通入无菌空气并进行搅拌的目 的是____________和____________。
解析：题干信息：紫草素是紫草细胞的代谢产物。从图 中可以看出：随着培养天数的增加，细胞数目不断增加， 紫草素产量也在不断增加。细胞在代谢过程中需要氧气。 答案： (1)脱分化 ( 或脱分化形成愈伤组织 ) 能性 (2)S型增长 细胞数量 细胞的全
A．培养的细胞一直处于不断的分生状态 B．培养基营养丰富，易于植物生长
C．纺锤丝的形成容易受抑制
D．DNA复制容易受抑制 解析：在植物组织培养过程中，由于培养的细胞一直处 于不断的分生状态，容易受一些条件的影响而产生突变。 答案：A
名师点睛：花药离体培养属于一种特殊方式的有性生殖。
知识点3 细胞产物的工厂化生产