1．中药材怀菊含有多种活性物质，具有清热、明目等功效。植物组织培养技术可用于怀菊的脱毒和快速繁殖。下列叙述错误的是（ ）
A．利用怀菊任何部位的细胞进行植物细胞培养均可获得次生代谢物
B．怀菊快速繁殖过程中产生的体细胞突变可通过无性生殖遗传
C．利用微型繁殖技术可以高效、快速地实现怀菊的大量繁殖，同时保持优良遗传特性
D．生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值比生根培养基中的大
次生代谢物通常是由植物特定部位产生的，不是植物基本生命活动所必需的物质，利用怀菊任何部位的细胞进行植物细胞培养，不一定能够获得次生代谢物， $ \mathrm{A} $ 错误；怀菊快速繁殖是通过植物组织培养技术实现的，这一过程中产生的体细胞突变同样可以通过植物组织培养（无性生殖）遗传， $ \mathrm{B} $ 正确；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， $ \mathrm{C} $ 正确；生芽培养基中细胞分裂素与生长素的比值较大，而生根培养基中该比值较小， $ \mathrm{D} $ 正确。
2．铁皮石斛是一种名贵中药，野生资源十分稀少，其繁殖主要通过植物组织培养实现。下列叙述正确的是（ ）
A．为保持石斛的优良遗传性状，应选用花粉进行组织培养
B．为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可接种培养
C．利用组织培养技术培育脱毒苗，能获得抗病毒的新品种
D．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
产生花粉的过程属于减数分裂过程，该过程中会发生基因分离，选用花粉进行组织培养，不一定能保持铁皮石斛的优良遗传性状，应选用体细胞进行植物组织培养来保持石斛的优良遗传性状， $ \mathrm{A} $ 错误；为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后再进行接种培养，所用的培养基必须彻底灭菌， $ \mathrm{B} $ 正确；利用植物组织培养技术培育的脱毒苗可能不带病毒，但不是抗病毒的新品种， $ \mathrm{C} $ 错误；用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗可能出现变异，如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等， $ \mathrm{D} $ 错误。
3．如图为培育甘蔗脱毒苗的两条途径，经②过程脱毒的效果更好。下列相关叙述错误的是（ ）
A．②过程可能使组织中病毒减少或减弱病毒侵染增殖能力
B．图中过程③在培养基中加入的细胞分裂素的比例比生长素大
C．从过程③到④除了需要严格控制环境条件外，还需加入一定量葡萄糖
D．图示培育过程利用了植物组织培养技术，这种方法有利于保持亲本的性状
②过程用 $ 52℃ $ 热水处理 $ 30 \min $ 再 $ 38℃ $ 处理 $ 10\sim 15\mathrm{d} $ 可能使组织中病毒减少或减弱病毒侵染增殖能力，使得脱毒效果更好， $ \mathrm{A} $ 正确；过程③是诱导生芽，需要细胞分裂素的比例比生长素大， $ \mathrm{B} $ 正确；分析题图可知，过程③后已长出芽，能进行光合作用，所以不需要加入葡萄糖， $ \mathrm{C} $ 错误；图示培育过程利用了植物组织培养技术，该过程以带叶原基的芽为外植体，属于无性繁殖，有利于保持亲本的性状， $ \mathrm{D} $ 正确。
4．如图是对基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{b}\mathrm{b} $ 的玉米所作的处理，据图分析，下列叙述错误的是（ ）
A．过程 $ \mathrm{a} $ 所采取的技术手段是花药（或花粉）离体培养
B．过程 $ \mathrm{b} $ 用秋水仙素处理后可以得到2种基因型的玉米
C．图中过程 $ \mathrm{a} $ 或过程 $ \mathrm{c} $ 、 $ \mathrm{d} $ 能够说明植物细胞具有全能性
D． $ \mathrm{c} $ 和 $ \mathrm{d} $ 分别是再分化和脱分化过程，需要一定的植物激素诱导
过程 $ \mathrm{a} $ 由花粉得到单倍体幼苗，要经过花药（或花粉）离体培养， $ \mathrm{A} $ 正确。基因型为 $ \mathrm{A}\mathrm{a}\mathrm{b}\mathrm{b} $ 的玉米能产生2种基因型 $ (\mathrm{A}\mathrm{b} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{b}) $ 的花粉，经花药离体培养后可得到2种单倍体幼苗，幼苗再经秋水仙素处理后可得到 $ \mathrm{A}\mathrm{A}\mathrm{b}\mathrm{b} $ 和 $ \mathrm{a}\mathrm{a}\mathrm{b}\mathrm{b} $ 两种基因型的玉米， $ \mathrm{B} $ 正确。细胞具有全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。过程 $ \mathrm{a} $ 或过程 $ \mathrm{c} $ 、 $ \mathrm{d} $ 中植物细胞培育成了完整个体，能够说明植物细胞具有全能性， $ \mathrm{C} $ 正确。 $ \mathrm{c} $ 是叶肉细胞培养成为愈伤组织的过程，是脱分化过程； $ \mathrm{d} $ 是愈伤组织形成胚状体的过程，是再分化过程，两个过程均需要一定的植物激素诱导， $ \mathrm{D} $ 错误。
5．如图为利用体细胞诱变技术获得抗除草剂白三叶草的过程。下列叙述错误的是（ ）
A．该育种过程所依据的原理有基因突变和植物细胞的全能性
B．为了获取愈伤组织细胞，培养白三叶草组织细胞的培养基为固体培养基
C．白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 和 $ \mathrm{R}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 完全相同
D．过程③通常采用的筛选方法是向白三叶草幼苗喷洒适宜浓度的除草剂
$ \gamma $ 射线照射愈伤组织，可以诱发基因突变；白三叶草组织细胞的培养通过①脱分化和②再分化最终形成白三叶草幼苗依据的原理是植物细胞的全能性， $ \mathrm{A} $ 正确。通过脱分化形成愈伤组织细胞的培养基为固体培养基， $ \mathrm{B} $ 正确。白三叶草愈伤组织和胚状体的细胞中核 $ \mathrm{D}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 相同，但由于基因选择性表达，故细胞中 $ \mathrm{R}\mathrm{N}\mathrm{A} $ 不完全相同， $ \mathrm{C} $ 错误。由于基因突变具有随机性和不定向性，需要对获得的新植株进行筛选，过程③通常向白三叶草幼苗喷洒除草剂，获得抗除草剂的白三叶草， $ \mathrm{D} $ 正确。
6．次生代谢物 $ \mathrm{X} $ 是某植物细胞在微生物侵害等胁迫过程中产生的防御物质，可用于药物生产。其研发流程：筛选高产细胞 $ \to $ 确定细胞生长和产物 $ \mathrm{X} $ 合成的关系（如图）→大量生产 $ \mathrm{X} $ 。下列叙述错误的是（ ）
A．应先培养大量细胞，后改变条件使细胞停止生长来大量生产 $ \mathrm{X} $
B．将微生物菌体作为诱导因子加入培养基中，可能会提高 $ \mathrm{X} $ 产量
C． $ \mathrm{X} $ 的工厂化生产需要将高产植株的外植体培养成完整植株后提取
D．可以通过改造酵母菌等微生物的基因，利用发酵工程生产 $ \mathrm{X} $
据实验结果可知，细胞停止生长后才开始大量合成 $ \mathrm{X} $ ，故应先培养大量细胞，后改变条件使细胞停止生长来大量生产 $ \mathrm{X} $ ， $ \mathrm{A} $ 正确；由题干可知，微生物侵害等胁迫可诱导植物细胞产生 $ \mathrm{X} $ ，将微生物菌体作为诱导因子加入培养基，可能会提高 $ \mathrm{X} $ 产量， $ \mathrm{B} $ 正确； $ \mathrm{X} $ 的工厂化生产利用的是植物细胞培养技术，不需要将外植体培养成完整植株， $ \mathrm{C} $ 错误；可通过改造酵母菌等微生物的基因，再利用发酵工程生产 $ \mathrm{X} $ ， $ \mathrm{D} $ 正确。
7．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。辣椒素的获得途径如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控
B．实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
C．获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎，脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D．辣椒素是次生代谢物，通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要实现细胞的全能性
在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化，因此①脱分化和②再分化过程都受到外源激素的调控， $ \mathrm{A} $ 错误；①过程表示脱分化，实现脱分化的条件是外植体细胞的基因进行选择性表达，而不是发生基因突变， $ \mathrm{B} $ 错误；由于植物顶端分生区附近（如茎尖）病毒极少，甚至没有病毒，所以将该区细胞进行离体培养可以获得脱毒苗，而不能用成熟的根和茎来培养获得脱毒苗，并且脱毒苗通常并不具有更强的抗病毒能力， $ \mathrm{C} $ 错误；辣椒素是次生代谢物，通过细胞培养得到的高产细胞系就可产生，不需要培养成完整植株，所以不需要实现植物细胞的全能性， $ \mathrm{D} $ 正确。
8．药用植物麻花艽 $ (\mathrm{Q}\mathrm{J}) $ 和狭叶柴胡 $ (\mathrm{C}\mathrm{H}) $ 含有重要药物成分——齐墩果酸，因其在细胞中含量很低，从植物组织中直接提取会破坏大量植物资源。研究人员利用原生质体融合技术培育杂种细胞，以期实现细胞产物的工厂化生产。请回答下列问题：
（1） 先用 酶处理 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的细胞以获得原生质体，再用 （填化学法名称）诱导其融合得到杂种细胞 $ (\mathrm{Z}\mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{Z}\mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{Z}\mathrm{C}) $ 。上述过程需在与细胞液浓度相当的培养液中进行，避免原生质体吸水涨破或 。
（2） 合成酶基因 $ \beta -amyrin $ 是齐墩果酸合成的关键基因，实验测得 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 及杂种细胞 $ (\mathrm{Z}\mathrm{A} $ 、 $ \mathrm{Z}\mathrm{B} $ 、 $ \mathrm{Z}\mathrm{C}) $ 中齐墩果酸含量如图所示。
① $ \mathrm{Z}\mathrm{A} $ 中含有 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的正常合成酶基因 $ \beta -amyrin $ ，但齐墩果酸含量反而低于 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ ，可能的原因是 。
② 根据图中实验结果，为大量获取齐墩果酸，后续操作是在适宜条件下选择 细胞进行细胞产物的工厂化生产。
（3） 综合分析，利用原生质体融合技术开发药用植物细胞产物的工厂化生产的意义有 （答出2点即可）。
（1） 纤维素酶和果胶；聚乙二醇融合法（或高 $ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+}— $ 高 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 融合法）；失水皱缩
（2） ① $ \mathrm{Z}\mathrm{A} $ 细胞中的 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的遗传信息在表达时相互干扰，导致 $ \beta -amyrin $ 表达量降低
② $ \mathrm{Z}\mathrm{B} $
（3） 生产周期短；几乎不受季节、天气等因素限制；保护野生植物资源等（合理即可）
（1） 原生质体为植物细胞去除了细胞壁（主要成分为纤维素和果胶）后的结构，故需要用纤维素酶和果胶酶处理 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的细胞获得原生质体，再用聚乙二醇融合法（或高 $ {\mathrm{C}\mathrm{a}}^{2+}— $ 高 $ \mathrm{p}\mathrm{H} $ 融合法）诱导原生质体融合。上述过程需在与细胞液浓度相当的培养液中进行，避免原生质体吸水涨破或失水皱缩。
（2） ① $ \mathrm{Z}\mathrm{A} $ 中含有 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的正常合成酶基因 $ \beta -amyrin $ ，但齐墩果酸含量反而低于 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ ，可能的原因是 $ \mathrm{Z}\mathrm{A} $ 细胞中的 $ \mathrm{Q}\mathrm{J} $ 和 $ \mathrm{C}\mathrm{H} $ 的遗传信息在表达时相互干扰，导致 $ \beta -amyrin $ 表达量降低。
② 由题图可知， $ \mathrm{Z}\mathrm{B} $ 细胞中齐墩果酸含量最高，因此为大量获取齐墩果酸，可在适宜条件下选择 $ \mathrm{Z}\mathrm{B} $ 细胞进行细胞产物的工厂化生产。
（3） 利用原生质体融合技术开发药用植物细胞产物的工厂化生产的意义有生产周期短，几乎不受季节、天气等因素限制，保护野生植物资源，提高产量等。
1．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其产生的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场需求。因此，目前一般通过植物细胞工程进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。请回答下列相关问题：
（1） 图中经②③过程培养获得植株乙所利用技术的细胞学原理是 ，利用该技术的优点有 （答出一点）。图中形成植株丁的过程中， $ \mathrm{P}\mathrm{E}\mathrm{G} $ 的作用是 。
（2） 进行植物组织培养前要对狼爪瓦松植株甲幼嫩的叶进行消毒处理，所用的试剂为体积分数为 $ 70\% $ 的酒精和 。②③过程需要使用的植物激素主要为 ，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。②③过程中通常需要光照的是 （填序号）过程。
（3） 黄酮类化合物是广泛分布于植物体内的次生代谢物。某同学认为利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是利用促进细胞生长的培养条件，来提高单个细胞中黄酮类化合物的含量，你同意该同学的观点吗？并说明相应的理由： 。
（1） 植物细胞具有全能性；可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；保持优良品种的遗传特性；诱导原生质体融合
（2） （质量分数为 $ 5\% $ 左右的）次氯酸钠溶液；生长素和细胞分裂素；③
（3） 不同意。植物细胞中次生代谢物含量很低，利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要是通过增加细胞数量来增加黄酮类化合物的产量
（1） 植物组织培养所利用的原理是植物细胞具有全能性。植物组织培养技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖；植物组织培养属于无性生殖，可以保持优良品种的遗传特性。培育形成植株丁的过程中， $ \mathrm{P}\mathrm{E}\mathrm{G} $ 的作用是诱导原生质体融合。
（2） 对外植体进行消毒所用的试剂是体积分数为 $ 70\% $ 的酒精和质量分数为 $ 5\% $ 左右的次氯酸钠溶液。生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都会影响植物组织培养中细胞的发育方向。利用植物组织培养技术获得植株时，脱分化过程 $ (②) $ 一般不需要光照，再分化过程 $ (③) $ 需要光照。
（3） 图中①表示外植体接种，②表示脱分化，③表示再分化，④表示诱导愈伤组织产生突变体，⑤表示去除细胞壁获得原生质体，⑥表示植物细胞培养。
不同意该同学的观点。原因是黄酮类化合物属于植物的次生代谢物，在植物细胞中含量很低，利用细胞产物的工厂化生产黄酮类化合物主要通过增加细胞数量，从而增加黄酮类化合物的产量。
2．紫杉醇是目前常用的抗肿瘤药物之一，目前在临床上已经广泛用于乳腺癌等的治疗，但其药源植物红豆杉十分稀缺，植物细胞工程是生产紫杉醇的重要技术手段，是解决紫杉醇药源紧缺问题的有效途径之一。图1表示两条技术路线，其中①②③表示过程。请回答下列问题：
图1
（1） 过程①一般 （填“需要”或“不需要”）光照，过程②为 过程。
（2） ③需要 酶处理，欲利用植物细胞培养获得大量的紫杉醇，应将红豆杉的外植体培育到愈伤组织阶段，原因是 。
（3） 技术路线2为优化悬浮细胞培养体系，最重要的条件是适宜的蔗糖浓度，蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养，原因是 。
（4） 早期，人们普遍认为紫杉醇是通过抑制癌细胞的分裂来发挥抗癌作用的。为探究紫杉醇的作用机制，研究人员进行了一项临床试验，用标准剂量的紫杉醇对乳腺癌患者进行治疗，观测患者乳腺癌细胞的分裂情况，结果如图2。图示结果 （填“支持”或“不支持”）人们早期认知的紫杉醇抗癌机理，理由是 。
图2
（5） 实验还发现，紫杉醇能诱导细胞分裂中多极纺锤体（多极纺锤体会引起多极分裂，多极分裂容易导致子细胞死亡）的形成。为了进一步证实癌细胞对紫杉醇敏感性增强确实是由多极纺锤体的增加引起的，研究人员设计了三组实验：
甲组：乳腺癌细胞悬液 $ + $ 紫杉醇
乙组：乳腺癌细胞悬液 $ + $ 紫杉醇 $ +\mathrm{C}\mathrm{W}-069 $ （在有丝分裂后期能增加多极纺锤体）
丙组：乳腺癌细胞悬液 $ + $ 紫杉醇 $ + $ 逆转素（在有丝分裂后期能减少多极纺锤体）
适宜条件下培养一段时间，检测每组中多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率。预期实验结果是 。
（1） 不需要；再分化
（2） 纤维素酶和果胶；愈伤组织细胞既能大量增殖，又能产生紫杉醇
（3） 蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源，浓度过高可能会导致细胞失水死亡
（4） 不支持；紫杉醇处理组的患者细胞的有丝分裂指数高于对照组
（5） 与甲组相比，乙组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率增加，而丙组下降
（1） 图1中过程①为脱分化过程，脱分化一般不需要光照。过程②为再分化过程。
（2） 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性可知，分散植物细胞需要用纤维素酶和果胶酶处理。愈伤组织细胞分化程度低、分裂能力强，且红豆杉的愈伤组织细胞能产生紫杉醇，故为获得大量紫杉醇，应将红豆杉的外植体培育到愈伤组织阶段。
（3） 蔗糖浓度过低不能给细胞提供足够的碳源，浓度过高可能会造成细胞失水死亡，故蔗糖浓度过低和过高均不利于悬浮细胞的培养。
（4） 由图2可知，紫杉醇处理组的患者细胞有丝分裂指数高于对照组，说明紫杉醇并未抑制细胞的分裂，以上实验结果不支持紫杉醇通过抑制癌细胞分裂来发挥抗癌作用。
（5） 为了进一步证实癌细胞对紫杉醇敏感性增强确实是由多极纺锤体的增加引起的，设计了三组实验，实验的自变量为添加物质的种类，因变量为多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率，该实验为验证性实验，预期实验结果是与甲组相比，乙组多极纺锤体癌细胞比例及癌细胞的死亡率增加，而丙组下降。