第51讲 植物细胞工程
课标要求 1.阐明植物组织培养是在一定条件下，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，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种细胞，继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种方式有效提高了生产效率。
考情分析 1.植物组织培养技术 2024·安徽卷，15；2024·北京卷，12、13；2024·浙江1月选考，8；2024·甘肃卷，15；2023·江苏卷，13；2023·重庆卷，15；2023·新课标卷，35；2022·辽宁卷，14
2.植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2024·山东卷，20；2024·湖北卷，11；2024·浙江6月选考，23；2023·河北卷，13；2023·山东卷，14；2023·广东卷，12；2023·江苏卷，13
考点一 植物组织培养技术
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1.细胞工程的概念
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2.植物细胞的全能性
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3.植物组织培养技术
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(1)操作实例——菊花的组织培养
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(2)植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
高 有利于 的分化、抑制 的形成
低 有利于 的分化，抑制 的形成
适中 促进 的生长
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①光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压。
INCLUDEPICTURE"考点速览.tif" INCLUDEPICTURE "../../考点速览.tif" \* MERGEFORMAT
(1)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。(2022·辽宁卷，14D改编)( )
(2)植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。(2022·浙江6月选考，23A)( )
(3)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。(2021·江苏卷，5C)( )
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考向 结合植物组织培养技术，考查科学探究
1.(2025·八省联考内蒙古卷，5)下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是( )
A.诱导愈伤组织形成和后续培养过程中均需提供适宜的温度和光照
B.诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例
C.获得的试管苗通常直接移栽大田
D.获得的脱毒苗具有抗病毒能力
2.(2025·八省联考河南卷，15)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。下列叙述正确的是( )
A.怀菊中含有的次生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的
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.利用怀菊的茎段作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗
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小
3.(2024·安徽卷，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
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A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
INCLUDEPICTURE"核心要点再研.tif" INCLUDEPICTURE "../../核心要点再研.tif" \* MERGEFORMAT
1.植物体细胞杂交技术 无性生殖
(1)概念与原理
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(2)过程
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(3)意义
在打破____________，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
2.植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
①快速繁殖
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②作物脱毒
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(2)作物新品种的培育
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(3)细胞产物的工厂化生产
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(1)用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体。(2024·山东卷，20A)( )
(2)原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡。(2023·江苏卷，13B)( )
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考向1 结合植物体细胞杂交技术，考查科学思维
1.(2024·北京卷，13)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是( )
A.制备时需用纤维素酶和果胶酶
B.膜具有选择透过性
C.可再生出细胞壁
D.失去细胞全能性
2.(2023·广东卷，12)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.融合的细胞即为杂种细胞
D.杂种细胞可能具有生长快速的优势
考向2 围绕植物细胞工程的应用，考查科学探究
3.(2024·甘肃卷，15)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
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A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
4.(2024·九省联考黑、吉卷，7)《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
INCLUDEPICTURE"关键真题必刷.tif" INCLUDEPICTURE "../../关键真题必刷.tif" \* MERGEFORMAT 1.(2024·北京卷，12)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
2.(2024·浙江1月选考，8)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是( )
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
3.(2024·湖北卷，11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
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A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
4.(2024·江苏卷，13)图示为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
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A.步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B.步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C.原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D.台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
5.(2023·江苏卷，13)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是( )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
第51讲 植物细胞工程
考点一
核心要点·再研
2.产生完整生物体 分化成其他各种细胞 全套基因 选择性地表达
3.植物器官、组织或细胞 全能性 结构和功能 未分化 (1)酒精 无菌水 次氯酸钠 愈伤组织 生芽 生根 (2)根 芽 芽 根 愈伤组织
考点速览
(1)× 提示 一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
(2)× 提示 外植体的消毒步骤为流水冲洗→70%酒精消毒30 s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
(3)√
典型例题·深研
1.B [诱导愈伤组织形成过程中不需要光照，A错误；生长素与细胞分裂素比值高时有利于促进分化形成根，细胞分裂素与生长素比值高时，有利于促进分化形成芽，生长素和细胞分裂素的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向，因此诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例，B正确；获得的幼苗需要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽到大田中，C错误；植物顶端分生区附近(如茎尖)等分裂旺盛部位病毒极少，甚至无病毒，利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗，脱毒苗不等于抗毒苗，即获得的脱毒苗不具备抗病毒能力，D错误。]
2.B [怀菊中含有的初生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的，而次生代谢物不是怀菊基本生命活动所必需的，A错误；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，该过程的原理是植物细胞的全能性，B正确；利用怀菊的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗，因为茎尖中几乎不带病毒，C错误；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，进而促进生芽，该比值偏低时有利于生根，D错误。]
3.B [植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，若要将愈伤组织分散成单个细胞来制备悬浮细胞，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A合理；细胞培养装置中细胞悬浮在培养液中生长，为使细胞获得充足的O2并及时排出多余气体，装置中的充气管要置于溶液中，排气管要置于液面上方，B不合理；培养细胞时要营造无菌环境，可在充气口增设无菌滤器，以防止杂菌污染，C合理；细胞培养必须有适宜的温度，所以该装置需增设温度监测和控制设备，D合理。]
考点二
核心要点·再研
1.(1)流动性 全能性 (2)电融合 离心 聚乙二醇(PEG)融合 高Ca2＋—高pH融合 (3)生殖隔离
2.(1)①全能性 ②分生区 (2)缩短育种年限 (3)小分子 植物细胞培养 离体 增殖
考点速览
(1)× 提示 用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体。
(2)× 提示 原生质体在低渗溶液中会吸水涨破。
典型例题·深研
1.D [大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确；生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以原生质体的膜具有选择透过性，B正确；原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确；分离出的原生质体具有全能性，D错误。]
2.C [在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，C错误；杂种细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。]
3.D [在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂，所以愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但不会发生基因重组，B错误；3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误。]
4.D [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外植体，B正确；生长素是由色氨酸经过一系列反应转变产生的，因此，用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次生代谢物槲皮素，D错误。]
关键·真题必刷
1.B [花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；花瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。]
2.D [植物的根尖、茎尖、芽尖部位几乎不含病毒，因此采用芽尖等进行组织培养，可减少病毒感染，A正确；抗生素具有杀菌作用，培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割后连续进行植物组织培养，可实现快速繁殖，C正确；降低生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽，D错误。]
3.B [酶解法是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；过程④(脱分化)和⑤(再分化)的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。]
4.C [步骤①添加纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，其原理是酶的专一性，A错误；步骤②吸取原生质体放入等渗溶液中清洗，若放入无菌水中清洗会导致原生质体吸水涨破，B错误；结合图示可知，原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间，因而可推测原生质体的密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间，C正确；台盼蓝检测后应选择无色的原生质体继续培养，被染成蓝色的原生质体已死亡，D错误。]
5.D [去除植物细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体置于低渗溶液中会吸水涨破，B错误；检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，死的原生质体被染色，C错误；聚乙二醇促进原生质体融合后，两个细胞的叶绿体颜色有差异，因此可以以叶绿体颜色等差异为标志识别两种细胞融合后的杂种细胞，D正确。](共48张PPT)
植物细胞工程
第 51 讲
课标要求 1.阐明植物组织培养是在一定条件下，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，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种细胞，继而培育成新植物体的技术。 3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种方式有效提高了生产效率。
考情分析 1.植物组织培养技术 2024·安徽卷，15；2024·北京卷，12、13；2024·浙江1月选考，8；2024·甘肃卷，15；2023·江苏卷，13；2023·重庆卷，15；2023·新课标卷，35；2022·辽宁卷，14
2.植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 2024·山东卷，20；2024·湖北卷，11；2024·浙江6月选考，23；2023·河北卷，13；2023·山东卷，14；2023·广东卷，12；2023·江苏卷，13
1
目 录
植物组织培养技术
2
植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
关键 · 真题必刷
3
考点一
植物组织培养技术
核心要点·再研
典型例题·深研
1.细胞工程的概念
2.植物细胞的全能性
产生完整生
物体
分化成其他各种细胞
全套基因
选
择性地表达
3.植物组织培养技术
植物器官、组织或细胞
全能性
结构和功能
未分化
(1)操作实例——菊花的组织培养
酒精
无菌水
次氯酸钠
愈伤
组织
生
芽
生根
(2)植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
高 有利于____的分化、抑制____的形成
低 有利于____的分化，抑制____的形成
适中 促进__________的生长
根
芽
芽
根
愈伤组织
①光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压。
(1)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。(2022·辽宁卷，14D改编)( )
提示 一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
(2)植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。(2022·浙江6月选考，23A)( )
提示 外植体的消毒步骤为流水冲洗→70%酒精消毒30 s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
(3)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。(2021·江苏卷，5C)( )
×
×
√
考向 结合植物组织培养技术，考查科学探究
1.(2025·八省联考内蒙古卷，5)下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是( )
A.诱导愈伤组织形成和后续培养过程中均需提供适宜的温度和光照
B.诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例
C.获得的试管苗通常直接移栽大田
D.获得的脱毒苗具有抗病毒能力
B
解析 诱导愈伤组织形成过程中不需要光照，A错误；
生长素与细胞分裂素比值高时有利于促进分化形成根，细胞分裂素与生长素比值高时，有利于促进分化形成芽，生长素和细胞分裂素的浓度、比例都会影响植物细胞的发育方向，因此诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例，B正确；
获得的幼苗需要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽到大田中，C错误；
植物顶端分生区附近(如茎尖)等分裂旺盛部位病毒极少，甚至无病毒，利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗，脱毒苗不等于抗毒苗，即获得的脱毒苗不具备抗病毒能力，D错误。
2.(2025·八省联考河南卷，15)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。下列叙述正确的是( )
A.怀菊中含有的次生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的
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.利用怀菊的茎段作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗
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小
B
解析 怀菊中含有的初生代谢物通常是怀菊基本生命活动所必需的，而次生代谢物不是怀菊基本生命活动所必需的，A错误；
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，该过程的原理是植物细胞的全能性，B正确；
利用怀菊的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可获得脱毒苗，因为茎尖中几乎不带病毒，C错误；
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，进而促进生芽，该比值偏低时有利于生根，D错误。
3.(2024·安徽卷，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了以下实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
B
A.实验流程中应该用果胶酶等
处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面
上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤
器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
解析 植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，若要将愈伤组织分散成单个细胞来制备悬浮细胞，常采用纤维素酶和果胶酶处理，A合理；
细胞培养装置中细胞悬浮在培养液中生长，为使细胞获得充足的O2并及时排出多余气体，装置中的充气管要置于溶液中，排气管要置于液面上方，B不合理；
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
培养细胞时要营造无菌环境，可在充气口增设无菌滤器，以防止杂菌污染，C合理；
细胞培养必须有适宜的温度，所以该装置需增设温度监测和控制设备，D合理。
A.实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞
B.装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管
C.装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液
D.细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备
考点二 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
核心要点·再研
典型例题·深研
1.植物体细胞杂交技术 无性生殖
(1)概念与原理
流动性
全能性
(2)过程
电融合
离心
聚乙二醇(PEG)融合
高Ca2＋—高pH融合
(3)意义
在打破__________，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
生殖隔离
2.植物细胞工程的应用
(1)植物繁殖的新途径
①快速繁殖
全能性
②作物脱毒
分生区
(2)作物新品种的培育
缩短育种年限
(3)细胞产物的工厂化生产
小分子
植物细胞培养
离体
增殖
(1)用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体。(2024·山东卷，20A)( )
提示 用果胶酶和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体。
(2)原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡。(2023·江苏卷，13B)( )
提示 原生质体在低渗溶液中会吸水涨破。
×
×
考向1 结合植物体细胞杂交技术，考查科学思维
1.(2024·北京卷，13)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是( )
A.制备时需用纤维素酶和果胶酶 B.膜具有选择透过性
C.可再生出细胞壁 D.失去细胞全能性
D
解析 大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确；
生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以原生质体的膜具有选择透过性，B正确；
原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确；
分离出的原生质体具有全能性，D错误。
2.(2023·广东卷，12)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.融合的细胞即为杂种细胞
D.杂种细胞可能具有生长快速的优势
C
解析 在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；
人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；
融合的细胞中有人参根－人参根细胞、人参根－胡萝卜根细胞、胡萝卜根－胡萝卜根细胞，只有人参根－胡萝卜根细胞才是杂种细胞，C错误；
杂种细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。
考向2 围绕植物细胞工程的应用，考查科学探究
3.(2024·甘肃卷，15)兰州百合栽培过程中易受病毒侵染，造成品质退化。某研究小组尝试通过组织培养技术获得脱毒苗，操作流程如下图。下列叙述正确的是( )
D
A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
解析 在脱分化过程中，1号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；
基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化过程是有丝分裂，所以愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但不会发生基因重组，B错误；
3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值应该小于1，C错误。
A.①为脱分化过程，1号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块
B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组
C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1
D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体
4.(2024·九省联考黑、吉卷，7)《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
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外植体，B正确；
生长素是由色氨酸经过一系列反应转变产生的，因此，用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次生代谢物槲皮素，D错误。
关键 · 真题必刷
1.(2024·北京卷，12)五彩缤纷的月季装点着美丽的京城，其中变色月季“光谱”备受青睐。“光谱”月季变色的主要原因是光照引起花瓣细胞液泡中花青素的变化。下列利用“光谱”月季进行的实验，难以达成目的的是( )
A.用花瓣细胞观察质壁分离现象
B.用花瓣大量提取叶绿素
C.探索生长素促进其插条生根的最适浓度
D.利用幼嫩茎段进行植物组织培养
B
解析 花瓣细胞含有中央大液泡，液泡中含有花青素，因此可用花瓣细胞观察质壁分离现象，A不符合题意；
花瓣含花青素，而不含叶绿素，因此不能用花瓣提取叶绿素， B符合题意；
生长素能促进月季的茎段生根，可利用月季的茎段为材料来探索生长素促进其插条生根的最适浓度，C不符合题意；
月季的幼嫩茎段能分裂，能利用幼嫩茎段的外植体进行植物组织培养，D不符合题意。
2.(2024·浙江1月选考，8)山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是( )
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A.选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B.培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C.将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D.提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
D
解析 植物的根尖、茎尖、芽尖部位几乎不含病毒，因此采用芽尖等进行组织培养，可减少病毒感染，A正确；
抗生素具有杀菌作用，培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；
将丛生芽切割后连续进行植物组织培养，可实现快速繁殖，C正确；
降低生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽，D错误。
3.(2024·湖北卷，11)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
B
A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是
两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱
导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
解析 酶解法是为了去除植物细胞的细胞壁，过程①中酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构有差异，A正确；
过程②为原生质体的融合，常用PEG诱导原生质体融合，灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于植物，B错误；
A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
过程④(脱分化)和⑤(再分化)的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，但在两个过程中比例不同，C正确；
植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体，应具备两者的遗传物质，因此可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
A.过程①中酶处理的时间差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异
B.过程②中常采用灭活的仙台病毒或PEG诱导原生质体融合
C.过程④和⑤的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素
D.可通过分析植物丙的染色体，来鉴定其是否为杂种植株
4.(2024·江苏卷，13)图示为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是( )
C
A.步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B.步骤②吸取原生质体放入无菌
水中清洗
C.原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D.台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
解析 步骤①添加纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，其原理是酶的专一性，A错误；
步骤②吸取原生质体放入等渗溶液中清洗，若放入无菌水中清洗会导致原生质体吸水涨破，B错误；
结合图示可知，原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间，因而可推测原生质体的密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间，C正确；
台盼蓝检测后应选择无色的原生质体继续培养，被染成蓝色的原生质体已死亡，D错误。
A.步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B.步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C.原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D.台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
5.(2023·江苏卷，13)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是( )
A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁
B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡
C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，活的原生质体被染色
D.聚乙二醇促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
D
解析 去除植物细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；
原生质体置于低渗溶液中会吸水涨破，B错误；
检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，死的原生质体被染色，C错误；
聚乙二醇促进原生质体融合后，两个细胞的叶绿体颜色有差异，因此可以以叶绿体颜色等差异为标志识别两种细胞融合后的杂种细胞，D正确。限时练51 植物细胞工程
(时间：30分钟 分值：40分)
选择题1～7小题，每小题2分，共14分。
【对点强化】
考点一 植物组织培养技术
1.(2025·江苏镇江考试)植物组织培养是植物细胞工程的基本技术。下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A.培养前需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液对外植体进行消毒
B.培养基中需添加一定量的葡萄糖以利于调节渗透压和提供营养物质
C.脱分化过程中需在培养基中添加特定的激素以诱导形成胚状体
D.组培苗移植前需用流水清洗掉根部的培养基，经炼苗后再移栽大田
2.(2022·辽宁卷，14)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是( )
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
3.(2025·辽宁鞍山一中质检)如图是植物组织培养过程简图，下列相关说法错误的是( )
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A.经常选择分生区、茎的形成层等分裂能力强、分化程度低的部位作为外植体
B.固体培养基可提供营养，其中蔗糖的作用就是提供能量
C.若用菊花茎切段作为外植体应将形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中
D.再分化是重新分化成芽、根等器官的过程，实质是基因的选择性表达
4.(2025·江苏苏州开学考)研究发现，生长素能够维持拟南芥bZIP59蛋白的稳定性，并增强其与LBD形成复合物的能力，bZIP59－LBD复合体直接靶向FAD－BD基因，并促进其转录，这有助于愈伤组织的形成。下列相关叙述错误的是( )
A.生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达
B.生长素在愈伤组织的形成及再分化过程中都发挥着重要的调控作用
C.杂菌污染会影响植物组织培养，因此需要对培养基和离体的植物组织进行灭菌处理
D.植物组织培养的培养基中需要加入有机物
考点二 植物体细胞杂交技术
5.(2024·九省联考贵州卷，15)植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄－马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D.“番茄－马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
6.(2025·河北衡水金卷)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株的过程，相关说法正确的是( )
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A.原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光说明是融合的番茄—马铃薯原生质体
B.①②过程必须在低渗溶液中进行
C.若番茄—马铃薯植株为四倍体，则其花粉离体培养得到的植株为二倍体
D.③④过程中都需要光照条件，但培养基中植物激素的比例不同
7.(2025·辽宁实验中学模拟)利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到品质高、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( )
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A.获得的融合原生质体需放在无菌水中以防止杂菌污染
B.用灭活病毒诱导两种细胞原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性
C.可通过观察融合后细胞的颜色对杂种细胞进行初步筛选
D.杂种植株是二倍体，其核基因来自山金柑，线粒体基因来自早花柠檬
【综合提升】
8.(12分)(2025·广东惠州模拟)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的花椰菜根原生质体和黑芥叶肉原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株。对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表所示。请回答下列问题：
植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株A 杂合新植株B 杂合新植株C
染色体数/条 18 16 34 30 58
(1)(3分)原生质体融合的理论依据是____________________________。诱导原生质体融合常用的化学物质是____________。
(2)(4分)将花椰菜和黑芥体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，继而培养成新植物体的技术称为________，该技术的优势在于______________________。
(3)(3分)已知用一定剂量的UV处理黑芥原生质体可破坏其染色体。根据表中数据，尝试推测已获得的花椰菜黑芥杂合新植株B染色体数目少于34(双亲染色体数之和)、杂合新植株C染色体数目大于34，可能的原因是
____________________________________________________________________________________________________________________________________。
若要分析杂合新植株的染色体变异类型，应剪取杂合新植株与________植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
(4)(2分)简要写出从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植株的思路：_________________________________________________________________________________________________________________________________。
9.(14分)(2023·新课标卷，35)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗(生根试管苗)；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题：
(1)(2分)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是___________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)(6分)取豆科植物的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是：外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是________，②表示的过程是________。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指
________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)(4分)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入________的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明___________________________________________
____________________________________________________。
(4)(2分)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是__________________________________________________
______________________________________________________(答出2点即可)。
限时练51 植物细胞工程
1.D [自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用体积分数为70%的乙醇消毒30 s，再用无菌水清洗2～3次，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理30 min后，用无菌水清洗2～3次，而不能用混合液处理，A错误；植物培养过程中添加的糖类是蔗糖，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养物质和调节渗透压，B错误；脱分化形成的是愈伤组织，再分化过程中需在培养基中添加特定的激素以诱导形成胚状体，C错误；用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D正确。]
2.D [花青素是水溶性色素，主要存在于蓝莓细胞的液泡中，A正确；适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率，以及时清除多酚类化合物被氧化成的褐色醌类化合物，以减少褐变，B正确；接种外植体时，在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；宜选用蓝莓幼嫩叶片为材料制备外植体，因为幼嫩叶片细胞分裂旺盛、易培养，D错误。]
3.B [植物组织培养中选取分化程度低、分裂能力强的分生区、茎的形成层部位进行培养效果更好，A正确；固体培养基可提供营养，其中蔗糖除作为碳源外，还具有维持溶液一定的渗透压的作用，B错误；接种菊花茎切段时，外植体的形态学下端插入培养基中，形态学上端暴露于空气中，C正确；外植体培养成完整植株的过程中需先后经历脱分化和再分化，再分化是重新分化成芽、根等器官的过程，实质是基因的选择性表达，D正确。]
4.C [生长素通过促进bZIP59－LBD复合体的形成促进FAD－BD基因的转录，这有助于愈伤组织的形成，说明生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达，A正确；生长素有助于愈伤组织的形成，在再分化过程中，生长素浓度大于细胞分裂素浓度时有利于生根，B正确；灭菌会杀死组织细胞，离体的植物组织不能进行灭菌处理，而是进行消毒，C错误；离体的植物组织不能利用无机物合成有机物，因此植物组织培养的培养基中需要加入有机物，D正确。]
5.D [植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，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，获得具有活力的原生质体，A错误；愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化，转变成未分化的细胞，进而形成的不定形的薄壁组织团块，B错误；杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍，C错误；生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状，D正确。]
6.A [题图为番茄—马铃薯杂种植株的培育过程，①表示去除细胞壁的过程，常用酶解法；②表示融合的原生质体再生出细胞壁的过程；③表示脱分化过程；④表示再分化过程。原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光说明是融合的番茄—马铃薯原生质体，该过程依赖细胞膜的流动性，A正确；①②过程一般在较高渗透压溶液中进行，这样可以避免原生质体因吸水而涨破，B错误；通过花粉离体培养得到的植株为单倍体，因为其是由配子发育成的个体，C错误；③为脱分化过程，该过程培养基中的生长素和细胞分裂素比例相当，而④过程为再分化过程，在诱导生根时生长素的比例较高，诱导生芽时细胞分裂素的比例较高，③过程不需要光照，④过程中诱导芽生成时需要光照，D错误。]
7.C [获得的融合原生质体不可放置在无菌水中，否则会导致吸水涨破，A错误；灭活病毒可诱导动物细胞融合，但不能诱导原生质体融合，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；由题图可知，杂种植株是二倍体，杂种植株的线粒体基因来自山金柑，核基因来自早花柠檬，D错误。]
8.(1)细胞膜具有流动性 聚乙二醇(PEG) (2)植物体细胞杂交 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 (3)融合过程中染色体可能会丢失；融合是随机的，可能存在多个细胞的融合 双亲(或花椰菜和黑芥) (4)将不同的杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较它们的生长情况，生长最好的即高抗性杂合新植株
解析 (1)根据细胞膜具有流动性的特点，经过一定的处理可实现原生质体的融合。诱导原生质体融合的手段有物理法和化学法，常用的化学物质是聚乙二醇(PEG)。(2)将黑芥叶肉细胞和花椰菜的根部细胞，利用植物体细胞杂交技术在一定条件下融合成杂种细胞，继而利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成新植物体，该技术能打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，这是该技术典型的优势。(3)由于用一定剂量的UV处理黑芥原生质体可破坏其染色体，同时在融合过程中染色体可能会丢失；而且融合是随机的，可能存在多个细胞融合的情形，因此会出现杂合新植株B染色体数目小于34、杂合新植株C染色体数目大于34的情况。若要分析杂合新植株的染色体变异类型，应剪取杂合新植株与双亲(花椰菜和黑芥)植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目，从而进行合理的分析。(4)根据表中数据可知，杂合新植株可能会有多种类型，为了从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植株，需要进行个体生物学鉴定，即将不同的杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较它们的生长情况，生长最好的即高抗性杂合新植株。
9.(1)由一个根瘤菌繁殖所获得的根瘤菌群体 (2)脱分化 再分化 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 (3)不含氮源 接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力 (4)增进土壤肥力、改良土壤结构
解析 (1)在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。对于本实验来说就是单个根瘤菌繁殖得到的根瘤菌群体。(2)植物组织培养的过程先是脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成试管苗。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。(3)甲组和乙组的区别是有无固氮菌，因为探究的是接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，所以要保证培养液其他营养成分齐全但没有氮源，如果甲的生长状况好于乙组，说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。(4)根瘤菌肥料作为一种微生物肥料(利用有益微生物直接改善植物营养和减少植物病害的活菌制剂)已在实际生产中广泛应用，除根瘤菌肥料外，还有固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等。使用微生物肥料可改良土壤结构、增进土壤肥力、促进植株生长、提高农作物产量、改进农作物品质、增强抗逆性等。(共26张PPT)
植物细胞工程
限时练51
(时间：30分钟 分值：40分)
考点一 植物组织培养技术
1.(2025·江苏镇江考试)植物组织培养是植物细胞工程的基本技术。下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是( )
A.培养前需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液对外植体进行消毒
B.培养基中需添加一定量的葡萄糖以利于调节渗透压和提供营养物质
C.脱分化过程中需在培养基中添加特定的激素以诱导形成胚状体
D.组培苗移植前需用流水清洗掉根部的培养基，经炼苗后再移栽大田
D
解析 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用体积分数为70%的乙醇消毒30 s，再用无菌水清洗2～3次，再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理30 min后，用无菌水清洗2～3次，而不能用混合液处理，A错误；
植物培养过程中添加的糖类是蔗糖，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养物质和调节渗透压，B错误；
脱分化形成的是愈伤组织，再分化过程中需在培养基中添加特定的激素以诱导形成胚状体，C错误；
用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D正确。
2.(2022·辽宁卷，14)蓝莓细胞富含花青素等多酚类化合物。在蓝莓组织培养过程中，外植体切口处细胞被破坏，多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物，这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡，导致蓝莓组织培养失败。下列叙述错误的是( )
A.花青素通常存在于蓝莓细胞的液泡中
B.适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率以减少褐变
C.在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变
D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体
D
解析 花青素是水溶性色素，主要存在于蓝莓细胞的液泡中，A正确；
适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率，以及时清除多酚类化合物被氧化成的褐色醌类化合物，以减少褐变，B正确；
接种外植体时，在培养基中添加合适的抗氧化剂以减少褐变，C正确；
宜选用蓝莓幼嫩叶片为材料制备外植体，因为幼嫩叶片细胞分裂旺盛、易培养，D错误。
3.(2025·辽宁鞍山一中质检)如图是植物组织培养过程简图，下列相关说法错误的是( )
B
A.经常选择分生区、茎的形成层等分裂能力
强、分化程度低的部位作为外植体
B.固体培养基可提供营养，其中蔗糖的作用
就是提供能量
C.若用菊花茎切段作为外植体应将形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中
D.再分化是重新分化成芽、根等器官的过程，实质是基因的选择性表达
解析 植物组织培养中选取分化程度低、分裂能力强的分生区、茎的形成层部位进行培养效果更好，A正确；
固体培养基可提供营养，其中蔗糖除作为碳源外，还具有维持溶液一定的渗透压的作用，B错误；
接种菊花茎切段时，外植体的形态学下端插入培养基中，形态学上端暴露于空气中，C正确；
外植体培养成完整植株的过程中需先后经历脱分化和再分化，再分化是重新分化成芽、根等器官的过程，实质是基因的选择性表达，D正确。
A.经常选择分生区、茎的形成层等分裂能力强、分化程度低的部位作为外植体
B.固体培养基可提供营养，其中蔗糖的作用就是提供能量
C.若用菊花茎切段作为外植体应将形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中
D.再分化是重新分化成芽、根等器官的过程，实质是基因的选择性表达
4.(2025·江苏苏州开学考)研究发现，生长素能够维持拟南芥bZIP59蛋白的稳定性，并增强其与LBD形成复合物的能力，bZIP59－LBD复合体直接靶向FAD－BD基因，并促进其转录，这有助于愈伤组织的形成。下列相关叙述错误的是( )
A.生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达
B.生长素在愈伤组织的形成及再分化过程中都发挥着重要的调控作用
C.杂菌污染会影响植物组织培养，因此需要对培养基和离体的植物组织进行灭菌处理
D.植物组织培养的培养基中需要加入有机物
C
解析 生长素通过促进bZIP59－LBD复合体的形成促进FAD－BD基因的转录，这有助于愈伤组织的形成，说明生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达，A正确；
生长素有助于愈伤组织的形成，在再分化过程中，生长素浓度大于细胞分裂素浓度时有利于生根，B正确；
灭菌会杀死组织细胞，离体的植物组织不能进行灭菌处理，而是进行消毒，C错误；
离体的植物组织不能利用无机物合成有机物，因此植物组织培养的培养基中需要加入有机物，D正确。
考点二 植物体细胞杂交技术
5.(2024·九省联考贵州卷，15)植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄－马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是( )
A.植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B.愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C.杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D.“番茄－马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
D
解析 植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，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，获得具有活力的原生质体，A错误；
愈伤组织是由已分化的细胞经过脱分化，转变成未分化的细胞，进而形成的不定形的薄壁组织团块，B错误；
杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍，C错误；
生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄—马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状，D正确。
6.(2025·河北衡水金卷)如图表示利用植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”杂种植株的过程，相关说法正确的是( )
A
A.原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光
说明是融合的番茄—马铃薯原生质体
B.①②过程必须在低渗溶液中进行
C.若番茄—马铃薯植株为四倍体，则其花粉
离体培养得到的植株为二倍体
D.③④过程中都需要光照条件，但培养基中植物激素的比例不同
解析 题图为番茄—马铃薯杂种植株的培育过程，①表示去除细胞壁的过程，常用酶解法；②表示融合的原生质体再生出细胞壁的过程；③表示脱分化过程；④表示再分化过程。原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光说明是融合的番茄—马铃薯原生质体，该过程依赖细胞膜的流动性，A正确；
①②过程一般在较高渗透压溶液中进行，这样可以避免原生质体因吸水而涨破，B错误；
A.原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光说明是融合的番茄—马铃薯原生质体
B.①②过程必须在低渗溶液中进行
C.若番茄—马铃薯植株为四倍体，则其花粉离体培养得到的植株为二倍体
D.③④过程中都需要光照条件，但培养基中植物激素的比例不同
通过花粉离体培养得到的植株为单倍体，因为其是由配子发育成的个体，C错误；
③为脱分化过程，该过程培养基中的生长素和细胞分裂素比例相当，而④过程为再分化过程，在诱导生根时生长素的比例较高，诱导生芽时细胞分裂素的比例较高，③过程不需要光照，④过程中诱导芽生成时需要光照，D错误。
A.原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光说明是融合的番茄—马铃薯原生质体
B.①②过程必须在低渗溶液中进行
C.若番茄—马铃薯植株为四倍体，则其花粉离体培养得到的植株为二倍体
D.③④过程中都需要光照条件，但培养基中植物激素的比例不同
7.(2025·辽宁实验中学模拟)利用山金柑愈伤组织细胞(2n)和早花柠檬叶肉细胞(2n)进行体细胞杂交可以得到品质高、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.获得的融合原生质体需放在无菌水
中以防止杂菌污染
B.用灭活病毒诱导两种细胞原生质体
的融合依赖于细胞膜的流动性
C.可通过观察融合后细胞的颜色对杂种细胞进行初步筛选
D.杂种植株是二倍体，其核基因来自山金柑，线粒体基因来自早花柠檬
解析 获得的融合原生质体不可放置在无菌水中，否则会导致吸水涨破，A错误；
灭活病毒可诱导动物细胞融合，但不能诱导原生质体融合，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；
由题图可知，杂种植株是二倍体，杂种植株的线粒体基因来自山金柑，核基因来自早花柠檬，D错误。
A.获得的融合原生质体需放在无菌水中以防止杂菌污染
B.用灭活病毒诱导两种细胞原生质体的融合依赖于细胞膜的流动性
C.可通过观察融合后细胞的颜色对杂种细胞进行初步筛选
D.杂种植株是二倍体，其核基因来自山金柑，线粒体基因来自早花柠檬
8.(2025·广东惠州模拟)花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的花椰菜根原生质体和黑芥叶肉原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株。对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表所示。请回答下列问题：
植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株A 杂合新植株B 杂合新植株C
染色体数/条 18 16 34 30 58
(1)原生质体融合的理论依据是____________________________。诱导原生质体融合常用的化学物质是________________________。
(2)将花椰菜和黑芥体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，继而培养成新植物体的技术称为_________________________，该技术的优势在于_______________________________________。
细胞膜具有流动性
聚乙二醇(PEG)
植物体细胞杂交
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
(3)已知用一定剂量的UV处理黑芥原生质体可破坏其染色体。根据表中数据，尝试推测已获得的花椰菜黑芥杂合新植株B染色体数目少于34(双亲染色体数之和)、杂合新植株C染色体数目大于34，可能的原因是___________________________
____________________________________________________________________。
若要分析杂合新植株的染色体变异类型，应剪取杂合新植株与___________________________________植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。
融合过程中染色体可能会丢失；融合是随机的，可能存在多个细胞的融合
双亲(或花椰菜和黑芥)
(4)简要写出从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植株的思路：___________________________________________________________________________________________________________。
将不同的杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较它们的生长情况，生长最好的即高抗性杂合新植株
解析 (1)根据细胞膜具有流动性的特点，经过一定的处理可实现原生质体的融合。诱导原生质体融合的手段有物理法和化学法，常用的化学物质是聚乙二醇(PEG)。
(2)将黑芥叶肉细胞和花椰菜的根部细胞，利用植物体细胞杂交技术在一定条件下融合成杂种细胞，继而利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成新植物体，该技术能打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，这是该技术典型的优势。
(3)由于用一定剂量的UV处理黑芥原生质体可破坏其染色体，同时在融合过程中染色体可能会丢失；而且融合是随机的，可能存在多个细胞融合的情形，因此会出现杂合新植株B染色体数目小于34、杂合新植株C染色体数目大于34的情况。若要分析杂合新植株的染色体变异类型，应剪取杂合新植株与双亲(花椰菜和黑芥)植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目，从而进行合理的分析。
(4)根据表中数据可知，杂合新植株可能会有多种类型，为了从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植株，需要进行个体生物学鉴定，即将不同的杂合新植株分别进行黑腐病菌接种实验，观察比较它们的生长情况，生长最好的即高抗性杂合新植株。
9.(2023·新课标卷，35)根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗(生根试管苗)；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题：
(1)从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是______________________________________________________。
由一个根瘤菌繁殖所获得的根瘤菌群体
其中①表示的过程是________，②表示的过程是______。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指______________________________________________________________________________________________________________________________________。
脱分化
再分化
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
(3)研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入________的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明____________________________________。
(4)若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是__________________________________________ (答出2点即可)。
不含氮源
接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力
增进土壤肥力、改良土壤结构
解析 (1)在微生物学中，将接种于培养基内，在合适条件下形成的含特定种类微生物的群体称为培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体称为纯培养物。对于本实验来说就是单个根瘤菌繁殖得到的根瘤菌群体。
(2)植物组织培养的过程先是脱分化形成愈伤组织，然后再分化形成试管苗。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
(3)甲组和乙组的区别是有无固氮菌，因为探究的是接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，所以要保证培养液其他营养成分齐全但没有氮源，如果甲的生长状况好于乙组，说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。
(4)根瘤菌肥料作为一种微生物肥料(利用有益微生物直接改善植物营养和减少植物病害的活菌制剂)已在实际生产中广泛应用，除根瘤菌肥料外，还有固氮菌肥料、磷细菌肥料、钾细菌肥料等。使用微生物肥料可改良土壤结构、增进土壤肥力、促进植株生长、提高农作物产量、改进农作物品质、增强抗逆性等。
