【备考2024】人教生物专题复习课件：第11章 生物技术与工程 课时3 植物细胞工程(共74张PPT)

(共74张PPT)
第十一章 生物技术与工程
课时3 植物细胞工程
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程； 2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术； 植物细胞工程的基本技术 2022：浙江6月T23; 江苏T5、福建T1； 2020：天津T15、山东T13； 2019：北京T4、全国卷Ⅱ 、江苏T20 1.生命观念——深入理解植物组织培养的原理，理解生命的发生、发展。
2.科学思维——分析植物组织培养的原理及影响因素,养成科学思维的习惯。
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
3.举例说明植物细胞工程利 用快速繁殖、脱毒、次生代 谢产物生产、育种等方式有 效提高了生产效率 植物细胞 工程的应 用 2020：浙江7月T29 （二）（3）； 2019：全国卷Ⅱ ； 2018：江苏T8、浙江4 月T32（二）（3） 3.科学探究——通
过植物组织培养的
实际操作,培养科
学探究能力
续表
课标要求 核心考点 五年考情 核心素养对接
命题分析预 测 1.高考对本部分的考查主要有植物组织培养、植物体细胞杂交和植物 细胞工程的应用，常以试管苗的培养或科研实践为情境,综合考查相关 知识，既有选择题，也有非选择题。 2.预计2024年高考仍会注重情境创设和创新应用,结合生产或科研实践 进行考查 续表
考点1 植物细胞工程的基本技术
1.细胞工程的概念分析
2.植物组织培养技术
（1）植物组织培养
（2）植物激素对植物组织培养的影响
①生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。
②按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果。
使用顺序 实验结果
先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于 __________，但细胞不分化
先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既 ______也分化
同时使用 分化频率提高
细胞分裂
分裂
③同时使用这两种激素，两者用量比例的影响
适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根，适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈伤组织（如图所示）。
&4& 由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。
3.植物体细胞杂交技术
情境应用
“番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所想象的那样,地上长番茄、地下结马铃薯的原因是什么？
提示 生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,因此“番茄—马铃薯”杂交植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质,但这些遗传物质的表达相互干扰,不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。
深度思考
1.生物体内细胞不能表现全能性的原因是什么
提示 细胞中的基因会在特定的时间和空间条件下选择性表达。
2.与体细胞相比，生殖细胞的遗传物质减少了一半，为什么仍具有全能性？
提示 生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但仍具有控制生物体生长发育的全套基因，因此生殖细胞仍具有全能性。
3.决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是什么？
提示 激素的种类、浓度、比例。
4.从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？
提示 无性繁殖。植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有两性生殖细胞的参与，所以是无性繁殖。
1.植物组织培养的目的都是获得完整的植株。( )
×
2.高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。( )
×
3.植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。( )
×
4.在植物组织培养过程中,细胞的遗传物质会发生改变。( )
×
5.脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。( )
√
6.利用物理法或化学法,可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。( )
×
7.植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异。( )
√
8.植物体细胞杂交过程中,原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选。( )
√
命题点1 植物组织培养的过程分析
1.[2021江苏]植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为无菌培养物建立→
培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定,下列相关叙述错误的是( )
A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可以接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
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
D
[解析] 植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，胚状体若包裹上人工种皮，可制作成人工种子，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得再生苗的过程中可能会发生基因突变、染色体变异，D错误。
2.[2022浙江6月]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
D
[解析] 用自然生长的茎段进行组织培养，可取一茎段经流水冲洗后，用 的酒精
消毒 ，用无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理 ，最后再用无菌水冲洗，
A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入，但不能阻止瓶内外的气体
交换，B错误；蛭石不能为组培苗提供营养物质，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段
可以脱分化后再分化出根、叶等器官，最终形成完整的菊花植株，为器官发生途径，
D正确。
命题点2 植物体细胞杂交技术分析
3.[2021福建]科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如图。
下列叙述正确的是( )
A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
D
[解析] 愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；获得的杂种植株不一定都能表现出双亲的优良性状，B错误；聚乙二醇可诱导原生质体甲和乙的融合，细胞壁再生不需要诱导，C错误。
4.[2023重庆八中检测]青枯病是一种严重危害马铃薯的病害，茄子对青枯病具有一定
抗病性。研究者通过植物体细胞杂交技术培育抗青枯病的马铃薯新品种，在获得的9
0个杂种植株中，有6个具有明显的青枯病抗性。下列相关叙述错误的是( )
A.可以通过电融合法、高 —高 融合法等诱导马铃薯与茄子的原生质体融合
B.杂种细胞中来自茄子的染色体随机丢失可以用来解释并非所有杂种植株均抗病
C.植物体细胞杂交技术依赖细胞膜的流动性，不依赖细胞的全能性
D.茄子和马铃薯之间存在生殖隔离，不能采用杂交育种的方法来培育抗病马铃薯
C
[解析] 植物体细胞杂交技术依赖细胞膜的流动性和植物细胞的全能性，C错误。
考点2 植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
2.作物新品种的培育
项目 原理 优点 过程
单倍体育 种 植物细胞的全能性 和染色体变异 明显缩短育种年限；后代 一般是纯合子，能稳定遗 传 花药（或花粉）离体培
养→单倍体幼苗
纯合子植株
突变体的 利用 植物细胞的全能性 和基因突变 提高愈伤组织的突变率， 加快育种进程 ____________________________________________________
3.细胞产物的工厂化生产
深度思考
1.脱毒苗和抗毒苗是一回事吗？
提示 不是。脱毒苗是选择植物的顶端分生区如茎尖进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；抗毒苗是把某抗病毒基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培养形成的，属于基因工程的范畴。
2.作物脱毒时一般选取根尖或茎尖的分生区进行组织培养的原因是什么？
提示 植物分生区病毒极少，甚至无病毒，用分生区细胞进行组织培养，能得到大量脱毒苗。
1.葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条，繁殖方式都属于微型繁殖。( )
×
2.快速繁殖技术能保持亲本的优良特性。( )
√
3.脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。( )
×
4.工厂化生产的细胞次生代谢物的化学成分都是蛋白质。( )
×
5.初生代谢和次生代谢在整个的生命过程中始终进行。( )
×
命题点 结合实例考查植物细胞工程的应用
1.[2023浙江检测]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.铁皮石斛试管苗的快速繁殖属于无性繁殖
B.取马铃薯的茎段经酒精和次氯酸钠消毒可培养成脱毒作物
C.油菜经单倍体育种培育成的作物都能稳定遗传且表型一致
D.紫草细胞要经过脱分化和再分化培育才可进行工厂化生产提取药物和色素
A
[解析] 利用植物芽尖或茎尖进行植物组织培养可以培育脱毒苗，因为茎尖、芽尖等分生区病毒很少或无病毒，题述情况为消毒，B错误。杂种亲本通过单倍体育种获得的新品种表型不同，C错误。紫草细胞只要经过脱分化形成愈伤组织即可进行工厂化生产提取药物和色素，D错误。
2.[多选]花粉植株是体细胞遗传研究和突变育种的理想材料。
如图是培育四季柑橘 植株的过程示意图，下列有关
叙述错误的是( )
CD
A.花粉植株培育的原理是花粉粒细胞具有全能性，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的种类和比例相同
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
[解析] 图中四种培养基的差异主要表现在植物激素的含量上，C错误；分析题意，四季柑橘的染色体数目为 ，图示为花粉植株处理过程，则分裂中期的柑橘花粉植株根尖细胞，可观察到9条染色体，D错误。
1.[2020山东]两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体
在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的
染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦
与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图所示。下列说法错
误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
C
[解析] 由图可知，①为去除植物细胞的细胞壁获得原生质体的过程，该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；由题干信息可知，两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出，若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂，则形成的染色体片段在细胞融合后有的可能会存留在杂种细胞中，故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状，需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂，过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是断裂中间偃麦草的染色体，B正确；图中过程③为两种原生质体的融合，常用的融合手段为物理法和化学法，灭活的病毒通常用来融合动物细胞，C错误；中间偃麦草具有耐盐性强的性状，因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。
2.[2019江苏]为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究小组的实验过
程如图。下列叙述正确的是( )
A.过程①获得的原生质体需悬浮在 蔗糖溶液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性
D
[解析] 过程①获得的原生质体不能悬浮在 的蔗糖溶液中， 的蔗糖溶液可导致原生质体失水皱缩甚至死亡，A错误；过程②为再分化过程，需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化，B错误；愈伤组织细胞有细胞壁，过程③不需用秋水仙素处理，C错误；原生质体虽无细胞壁，但含有细胞核等结构，即含有全部的遗传信息，原生质体仍保持细胞的全能性，D正确。
3.[2020天津，10分]某植物有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比（如表）进行预实验。
据表回答：
（1）Ⅰ阶段时通常选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是______________________
________________。
细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织
[解析] 选择茎尖、幼叶等作为外植体是因为其细胞分化程度低，诱导其脱分化形成愈伤组织更容易。
（2）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是____________阶段。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
[解析] Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段分别涉及脱分化、再分化和再分化过程，细胞形态、结构和功能在这些阶段都发生了变化，都存在基因的选择性表达。
（3）为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比
，以 为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度
应设为_________ 。

[解析] 因为 为品种B在Ⅰ阶段的最佳激素配比中的细胞分裂素浓度，所以确定品种A在Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度时，若以 为梯度设计5个浓度水平，设置的浓度由低到高应依次为 、 、 、 、 （单位均为 ）。
（4）Ⅲ阶段时，科研人员分别选用浓度低于或高于 的生长素处理品种A
幼芽都能达到最佳生根效果，原因是处理幼芽时，选用低浓度生长素时的处理方法
为______________________,选用高浓度生长素时的处理方法为__________________
____。
浸泡法（长时间处理）
沾蘸法（短时间处理）
[解析] 诱导生根时，用浸泡法处理幼芽时使用的生长素浓度较低，处理时间较长，用沾蘸法处理幼芽的时间较短，使用的生长素浓度较高，二者均可以得到最佳生根效果。
（5）在____阶段用秋水仙素对材料进行处理，最易获得由单个细胞形成的多倍体。
Ⅰ
[解析] 秋水仙素通过抑制分裂期纺锤体的形成使染色体数目加倍；Ⅱ、Ⅲ阶段中部分细胞可能已发生分化，失去了分裂能力，故用秋水仙素处理这两个阶段的材料，并非所有细胞的染色体数目都会加倍；而Ⅰ阶段形成的愈伤组织细胞都由已分化细胞经过脱分化形成，分化程度较低，分裂能力较强，因此用秋水仙素处理该阶段的材料可使染色体数目加倍，更容易获得由单个细胞形成的多倍体。
一、选择题
1.[2023石嘴山检测]在下列过程中，需要用到植物组织培养技术的是( )
①培育转基因“向日葵豆”植株
②利用紫草细胞获得治疗烫伤的紫草宁
③利用秋水仙素处理萌发的四倍体小黑麦种子或幼苗获得八倍体植株
④利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植株
⑤利用茎尖大量繁殖三倍体无子西瓜
A.①②④⑤ B.③④⑤ C.②③④⑤ D.①②③
A
[解析] 培育转基因“向日葵豆”植株，需要采用植物组织培养技术，①正确；利用紫草细胞获得治疗烫伤的紫草宁，需要采用植物组织培养技术，②正确；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株，不需要采用植物组织培养技术，③错误；利用细胞工程培养“番茄—马铃薯”杂种植株，需要采用植物组织培养技术，④正确；利用茎尖大量繁殖三倍体无子西瓜，需要采用植物组织培养技术，⑤正确，综上，A符合题意。
2.[2022天津模拟]草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的，容易受到病毒侵
袭，使品种退化。培育草莓脱毒苗可解决该问题，如图是利用植物组织培养技术获
得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是( )
外植体 胚状体 脱毒苗
A.外植体往往选择草莓匍匐茎的茎尖
B. 是有特定结构和功能的薄壁组织团块
C.生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化
D.若要获得突变体，一般用诱变因素处理 而非外植体
B
[解析] 茎尖无毒或病毒很少，培育草莓脱毒苗往往选择草莓匍匐茎的茎尖作为外植体，A正确； 是外植体经脱分化形成的愈伤组织，其是无特定结构和功能的薄壁组织团块，B错误；脱分化和再分化对生长素和细胞分裂素的浓度、比例要求不同，生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化，C正确； 细胞分裂旺盛，易诱导产生突变，要获得突变体，一般用诱变因素处理 而非外植体，D正确。
3.[2023大同一调]如图表示利用棉花叶肉细胞进行遗传改良的过程，据图分析下列叙
述错误的是( )
B
A.①过程需用纤维素酶和果胶酶处理，以去除细胞壁
B.②过程紫外线照射使愈伤组织细胞发生基因重组
C.③过程表示原生质体脱分化形成愈伤组织
D.④过程中根、芽的形成是基因选择性表达的结果
[解析] ①表示去壁过程，需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶处理，A正确；②表示人工诱变过程，用紫外线照射使愈伤组织细胞发生基因突变，B错误；③表示脱分化过程，原生质体在一定的激素和营养等条件的诱导下经脱分化形成愈伤组织，C正确；④表示再分化过程，其中根、芽的形成是基因选择性表达的结果，D正确。
4.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。下列叙述正确的是( )
A.外植体消毒的过程为酒精消毒 次氯酸钠溶液处理 无菌水清洗2～3
次
B.愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，诱导产生愈伤组织时每日应给予适当时间和
强度的光照
C.诱导生芽培养基与诱导生根培养基相比，前者细胞分裂素用量所占的比例更高
D.打开封口膜后直接用流水冲洗掉幼苗根部培养基，再移植到消过毒的蛭石环境中
炼苗处理
C
[解析] 外植体消毒的过程为用流水充分冲洗外植体→酒精消毒 无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理 无菌水清洗2~3次，A错误。愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，诱导愈伤组织期间一般不需要光照，B错误。在诱导生根时，应提高培养基中生长素用量所占的比例；在诱导生芽时，应提高培养基中细胞分裂素用量所占的比例，C正确。打开封口膜后应让幼苗在培养箱内生长几日，再用流水清洗掉根部的培养基，将幼苗移入消过毒的蛭石、珍珠岩等环境中炼苗，D错误。
5.[2023宿迁学情检测，多选]如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列
叙述正确的是( )
BC
A.该途径依据的原理是植物细胞具有全能性
B.过程①需控制好培养基中植物激素的比例
C.经过程①细胞的形态和结构发生了变化
D.过程③需使用固体培养基，有利于细胞增殖
[解析] 植物细胞全能性的成功表达以植物细胞发育成个体为标志，题图所示获得紫杉醇的途径没有形成完整植物体，该途径依据的原理是细胞增殖，A错误；图中①是脱分化过程，植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞脱分化的关键激素，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，因此该过程需控制好培养基中植物激素的比例，已经分化的细胞经过脱分化，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成愈伤组织，B、C正确；过程③需使用液体培养基，有利于细胞增殖，D错误。
6.[2022武汉质检]植物细胞的悬浮培养是指将植物细胞或较小的细胞团悬浮在液体培
养基中进行培养，在培养过程中能够保持良好的分散状态。药用植物有效成分的工
业化生产多采用植物细胞悬浮培养技术。如图是利用愈伤组织获取植物细胞悬液的
一种方法。下列相关说法错误的是( )
A.愈伤组织是外植体经脱分化和再分化过程形成的
B.愈伤组织的细胞排列疏松，方便用镊子轻轻夹碎
C.图中所用到的镊子和培养液都需要经过灭菌处理
D.采用振荡培养的方式可以增加培养液中的溶解氧
A
[解析] 愈伤组织是外植体经脱分化过程形成的，A错误；愈伤组织的细胞排列疏松且无规则，方便用镊子轻轻夹碎，B正确；为防止微生物污染，图中所用到的镊子和培养液都需要经过灭菌处理，C正确；采用振荡培养的方式可以增加培养液中的溶解氧，也可以让植物细胞充分接触培养液，D正确。
7.[2022辽宁一模]以四倍体（基因型为 ）植
株的花药为外植体经植物组织培养获得植株的过
程如图所示，下列相关叙述正确的是( )
D
A.此过程为单倍体育种，④获得的植株都是纯合子
B.将花药换成植物的茎尖可获得能抗病毒的脱毒苗
C.取愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产，可提高单个细胞的次生代谢物的量
D.②③过程培养基中的激素比例以及光照条件均不同
[解析] 由题干信息可知，图中的操作是花药离体培养的过程，该植株的基因型为
，则产生的花粉有3种，即 、 和 ，因此获得的单倍体植株的基因型也
为这3种，其中 个体为杂合子，A错误；植物的茎尖含病毒极少，甚至不含病毒，
可以用来培养脱毒苗，而不能获得抗病毒的脱毒苗，若要获得抗病毒的植株，可以
利用基因工程技术，B错误；取愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产时，无法提高单
个细胞的次生代谢物的量，但可以通过培养得到更多的细胞，从而提高次生代谢物
的总量，C错误；分析可知，②是脱分化，③是再分化，②一般不需要光照，生长素
和细胞分裂素的含量比例适中，③需要在光照条件下诱导芽的形成，此时生长素用
量比细胞分裂素用量低，故②③过程培养基中的激素比例以及光照条件均不同，D
正确。
二、非选择题
8.[2023贵阳模拟，10分]甲、乙是两种药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。回答下列问题:
（1）为了培育同时含有A和B的新型药用植物，可取植物甲、乙的叶肉细胞，先用
________________酶去除细胞壁，获得原生质体，此过程需严格控制酶的_________
______________________（答出两点即可）。再利用 人工诱导原生质体融合，
融合完成的标志是再生出新的细胞壁，请写出一种判断新细胞壁再生的方法:______
______________________________________________________。最终将杂种细胞培
育成同时含有A和B的新型药用植物。
纤维素酶和果胶
使用浓度、温度、 、处理时间
进行质壁分离实验（或加清水后用显微镜观察细胞是否吸水涨破）
（2）上述获得新型药用植物的过程中，使用的基本技术遵循的细胞学原理有______
________________________________________。
植物细胞的全能性、细胞膜的流动性（答全给分）
（3）在将杂种细胞培育成新的植物体的过程中，诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织
分化形成试管苗所需的植物激素比例不同，所以从脱分化到再分化的过程中需要做
的是______________________________________________。
更换植物激素比例不同的新的培养基（合理即可）
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可以去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体。植物细胞的细胞壁具有支持和保护细胞的作用，且伸缩性比原生质体小，可通过加清水后用显微镜观察细胞是否吸水涨破或进行质壁分离实验来判断细胞是否再生出新的细胞壁。
9.[2023惠州调研，12分]我国科学家屠呦呦因发现黄花蒿中的青蒿素（可以有效降低疟疾患者的死亡率）而获得诺贝尔生理学或医学奖。回答下列问题：
（1）植物组织培养技术的基本原理是__________________。建立无菌体系非常重要，
其中培养基需要用____________________________法进行灭菌。用于植物组织培养
的培养基从物理性质上看，通常属于______培养基。
植物细胞的全能性
高压蒸汽灭菌（或湿热灭菌）
固体
[解析] 植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术，其基本原理是植物细胞具有全能性。建立无菌体系非常重要，其中培养基需要用高压蒸汽灭菌（湿热灭菌）法进行灭菌。用于植物组织培养的培养基需要加入琼脂，从物理性质上看,该培养基属于固体培养基。
（2）植物组织培养过程中,获得愈伤组织的过程称为________；研究人员在对黄花
蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，原因可能是_______________
_________________________________。
脱分化
（与青蒿素合成）相关的基因在愈伤组织中没有表达
[解析] 研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的愈伤组织中没有青蒿素，可能的原因是与青蒿素合成相关的基因在愈伤组织中没有表达。
（3）将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，诱导其形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。某兴趣小组设计了实验，探究在组织培养过程中不加任何激素、生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1、生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1以及生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1对胚状体、芽和根形成的影响，请帮助他们设计一个记录实验结果的表格。
[答案]
不加植 物激素 生长素用量与细胞 分裂素用量的比值 小于1 生长素用量与细胞 分裂素用量的比值 等于1 生长素用量与细胞
分裂素用量的比值
大于1
胚状体的 数量
芽的数量
根的数量
[解析] 该实验的目的是探究在组织培养过程中不加任何激素、生长素用量与细胞分裂素用量的比值为1、生长素用量与细胞分裂素用量的比值大于1以及生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1对胚状体、芽和根形成的影响，则设计记录实验结果的表格见答案。
10.[2023西安一调,12分]为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计了如下流程。
请回答下列问题：
（1）花药离体培养可用于单倍体育种，该育种方法的优点是__________________。
明显缩短育种年限
[解析] 图中①过程表示去除细胞壁，获得原生质体；②过程表示诱导原生质体融合；③过程表示采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。花药离体培养可用于单倍体育种，其原理是染色体变异，其优点是可以明显缩短育种年限。
（2）①过程常利用的酶是__________________。 形成的原生质体不能放在清水中，
原因是____________________________。
纤维素酶和果胶酶
原生质体在清水中会吸水涨破
[解析] 植物细胞的细胞壁会阻碍细胞的融合，因此在进行植物细胞杂交之前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。原生质体无细胞壁的保护，需要置于适宜浓度的溶液中，若放在清水中原生质体会吸水涨破。
（3）②过程常用的方法有物理法和化学法，物理法包括__________________（答出
2点即可），化学法一般是用_______________作为诱导剂来诱导细胞融合。
电融合法、离心法
聚乙二醇
[解析] 实现②过程原生质体的融合依赖膜的流动性，常用的方法有物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法，化学法一般是用聚乙二醇 作为诱导剂来诱导细胞融合。
（4）③过程通常包含脱分化和再分化的过程，脱分化是指______________________
_________________________________________________________________________
___________________________，诱导植物组织再分化时常用的“激素杠杆”体现在__
_________________________________________________________________________
___________________________________________________。
已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程（或者由高度分化的植物组织或细胞形成愈伤组织的过程）
生长素的效应高于细胞分裂素时，主要诱导根的分化、抑制芽的形成；细胞分裂素的效应高于生长素时，则主要诱导芽的分化、抑制根的形成
[解析] ③植物组织培养过程通常包含脱分化和再分化的过程，脱分化是指已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞的过程，即由高度分化的植物组织或细胞形成愈伤组织；在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素的协同调控作用非常重要，它们常作为“激素杠杆”，当生长素的效应高于细胞分裂素时，主要诱导根的分化、抑制芽的形成；当细胞分裂素的效应高于生长素时，则主要诱导芽的分化、抑制根的形成。
一、选择题
11.[2022宁波检测]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，下列说法错误的是( )
B
A.过程①②分别表示脱分化和再分化过程
B.获得辣椒素的两条途径都体现了植物细胞的全能性
C.脱毒苗的获得利用了芽尖组织病毒感染少的特点
D.两条途径分别利用了植物组织培养技术和植物细胞培养技术
[解析] 由图分析可知，过程①形成愈伤组织，是脱分化过程，过程②通过愈伤组织形成根、芽，是再分化过程，A正确；分析题图可知，利用细胞培养物获得辣椒素的途径并没有培养形成植株，故没有体现植物细胞的全能性，B错误；植物芽尖组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以脱毒苗的获得利用了芽尖组织病毒感染少的特点，C正确；由图分析可知，一条途径通过植物组织培养获得脱毒苗，再从果实中获取相应的产物，利用了植物组织培养技术，另一条途径通过细胞培养物实现工厂化生产获得大量的细胞产物，利用的是植物细胞培养技术，D正确。
12.芦笋为雌雄异株植物，其幼茎美味可
口，但雄株产量更高。芦笋雄株性染色
体组成为 ，雌株性染色体组成为 。
如图为培育雄株的两种方法。下列有关
叙述正确的是( )
B
A.雄株甲、丁的性染色体组成不同，甲为杂合子，丁为纯合子
B.培养基中的生长素和细胞分裂素的比例影响愈伤组织的形成
C.形成幼苗甲经过脱分化和再分化过程，而培育雄株丁没有经过这两个过程
D.在雄株甲、丁的培育过程中均发生了基因重组，所以它们的基因型相同
[解析] 由图示分析可知，雄株甲、丁的性染色体组成都是 ，A错误；培养基中的生长素和细胞分裂素的比例影响愈伤组织的形成，B正确；形成幼苗甲经过脱分化和再分化过程，而培育雄株丁也经过了这两个过程，C错误；雄株丁是通过植株乙和丙杂交而来的，所以培育过程中发生了基因重组，而雄株甲是利用植物组织培养技术得到的，该过程没有发生基因重组，D错误。
13.[2023重庆城口中学检测]利用山金柑愈伤组织细胞 和早花柠檬叶肉细胞
进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。如图是7组杂种植株核DNA
和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析正确的是( )
C
A.进行原生质体融合有多种手段，如电融合法、离心法、聚乙二醇诱导法、灭活病毒诱导法等
B.细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染
C.可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选
D.杂种植株是四倍体，其核DNA只来自早花柠檬，线粒体DNA只来自山金柑
[解析] 病毒可诱导动物细胞融合，但不能诱导原生质体融合，A错误；细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在等渗的无菌溶液中，不能放在无菌水中，否则原生质体会吸水涨破，B错误；由于愈伤组织细胞不含叶绿体，而叶肉细胞含有叶绿体，因此可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选，C正确；由图可知，杂种植株的线粒体DNA只来自山金柑，核DNA只来自早花柠檬，因此杂种植株仍是二倍体，D错误。
14.[2023重庆一中检测]紫花苜蓿 是应
用较为广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。
百脉根 富含单宁，单宁可与植物蛋白
质结合，不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉
根为材料培育抗鼓胀病的苜蓿新品种。研究流程如图（注： 可抑制植物细胞呼
吸第一阶段， 可阻止线粒体的呼吸作用，二者抑制不同植物细胞正常代谢的
临界浓度不同），下列说法正确的是( )
A.用纤维素酶和果胶酶处理实验材料获得的原生质体由细胞膜、液泡膜及两膜之间
的细胞质组成
B.①过程可以使用 、灭活病毒诱导及电融合法，形成的杂种细胞团因代谢互补
可恢复生长
C.②③过程需要在有光照、植物激素的作用下才能脱分化和再分化形成完整植株
D.②过程的细胞中染色体数目最多有88条，③过程产生的再生植株是可育的多倍体
√
[解析] 用纤维素酶和果胶酶处理实验材料获得的原生质体由细胞膜、细胞质、细胞核组成，由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成的是原生质层，A错误；①过程为诱导原生质体融合，不能使用灭活的病毒诱导，B错误；②过程为脱分化形成愈伤组织，一般不需要光照，C错误；②过程为脱分化形成愈伤组织，杂种细胞含有44条染色体，细胞有丝分裂后期染色体数目最多，含有88条染色体，③过程产生的再生植株是可育的多倍体，D正确。
二、非选择题
15.[2023重庆一中检测，10分]土豆是重要的食品加工原料，植物细胞工程在土豆的脱毒及育种等方面有重要应用。请回答下列问题：
（1）培育脱毒土豆时，外植体宜选用______（填“茎尖”或“叶片”），接种前注意外
植体酒精消毒后，还需要用__________溶液处理 。
茎尖
次氯酸钠
[解析] 由于茎尖含病毒很少或不含病毒，因此培育脱毒土豆时，外植体宜选用茎尖。接种前对外植体进行酒精消毒后，还需要用次氯酸钠溶液处理 。
（2）植物组织培养常用到愈伤组织培养基、发芽培养基和生根培养基。在设计这三
种培养基时最主要的区别是____________________________。
植物激素的种类、浓度和比例
[解析] 在设计愈伤组织培养基、发芽培养基和生根培养基时，最主要的区别是植物激素的种类、浓度和比例。
（3）植物组织培养过程中生长素起着关键作用。研究者获得一株DNA甲基转移酶（催化甲基化反应）失活的拟南芥突变体，发现其早期芽再生频率高于野生型。
①植物组织培养依据的原理是__________________。
植物细胞的全能性
[解析] 植物组织培养所依据的细胞学原理是植物细胞的全能性。
②为探究突变体早期芽再生频率高的原因，研究者测定了生长素响应
因子 的相对表达量，结果如图所示。已知 基因表达产物
可以诱导拟南芥芽再生，该基因中存在多个DNA甲基转移酶结合位
点。请解释突变体早期芽再生频率高的机理：____________________
____________________________________________________________
______________________________________________________。
突变体中DNA甲基转移酶失活，会导致基因的甲基化程度降低，进而导致 基因超量表达，对生长素的响应能力增强，从而诱导早期芽再生频率高
[解析] 由图可知，突变体的 相对表达量高于野生型。DNA甲基化是指DNA序
列上特定的碱基在DNA甲基转移酶的催化作用下添加上甲基，虽然不改变DNA序列，
但是会使相关基因转录沉默。突变体中DNA甲基转移酶失活，导致基因的甲基化程
度降低，进而导致 基因超量表达，对生长素的响应能力增强，从而诱导早期
芽再生频率高。