第35讲 植物细胞工程
考点一
● 必备知识
1.(1)发育生物学 (2)组织 (3)细胞 个体 (4)植物细胞工程 动物细胞工程
2.产生完整生物体 分化成其他各种细胞 所有的细胞都表现出全能性 选择性地表达
3.(1)形态 结构 生理功能 稳定性
(2)外植体 脱分化 再分化 ②高度分化 愈伤组织 ③愈伤组织 芽、根
(3)离体 营养 激素 外植体
4.无菌水 次氯酸钠 无菌水 0.5~1 cm 1/3~1/2 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜
【考点易错】
(1)× (2)× (3)× (4)× (5)×
[解析] (1)在植物组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖(DNA不断复制)的状态,因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变,容易获得突变体。(2)植物离体的器官、组织或细胞在适宜条件下培育成完整植株体现了植物细胞的全能性,而植物种子属于个体发育的早期阶段,其萌发形成幼苗未体现植物细胞的全能性。(3)一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体。(4)脱分化过程不需要提供光照。(5)自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,不能进行灭菌处理,否则茎段细胞会死亡,而用到的培养瓶等均需灭菌。
【长句拓展】
1.生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
2.不需要 在愈伤组织诱导阶段不存在光合作用,无须光照;当愈伤组织再分化出芽和叶时,每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用
3.避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长
● 典型例题
1.C [解析] 同一植株不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型不一定相同,如花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是植物正常体细胞的一半,A错误;选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且携带的病毒少,但其不能抗病毒,B错误;由于植物不同发育时期,对营养和激素的需求不同,形成的丛芽需要转移到新的培养基中才能诱导生根,D错误。
2.B [解析] 琼脂是凝固剂,不提供营养,A错误;外植体脱分化可以形成愈伤组织,愈伤组织再分化形成胚状体,C错误;植物组织培养是在无菌条件下进行的,经过间歇浸没培养获得的植株不需要消毒处理,D错误。
考点二
● 必备知识
1.不同来源 新植物体
2.纤维素酶和果胶 原生质体 离心法 聚乙二醇(PEG) 原生质体 再生出细胞壁 愈伤组织
3.生殖隔离 远缘
【考点易错】
(1)× (2)× (3)√ (4)√ (5)× (6)×
[解析] (1)植株细胞用纤维素酶和果胶酶处理后得到原生质体,由于失去了细胞壁的保护作用,需将原生质体放在等渗或略高渗溶液中,若置于低渗溶液中,原生质体会大量吸水而涨破。(2)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株。(5)只考虑细胞的两两融合,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。(6)体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自两个亲本的遗传物质,但只有1个细胞核。
【长句拓展】
1.没有 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
2.能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
● 典型例题
1.B [解析] 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并将杂种细胞培育成新植物体的技术,A错误;融合后的杂种细胞需要经过植物组织培养过程培育成杂种植株,其中脱分化诱导形成愈伤组织的过程中一般不需要光照,后期再分化过程中需要适当光照,B正确;需要在不同的培养基上诱导生芽和生根,C错误;融合形成的杂种植株是异源四倍体,D错误。
2.B [解析] 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,不能用于诱导植物原生质体融合,B错误。
考点三
● 必备知识
1.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 植物顶端分生区附近(如茎尖)
2.染色体变异 单倍体 纯合二倍体 稳定遗传 育种的年限 体细胞诱变 遗传突变 基因突变
3.必需 植物细胞培养 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
【考点易错】
(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
[解析] (2)利用植物组织培养技术培育的脱毒苗,含有病毒极少或者不含有病毒,但不具有抗病毒能力。(4)紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然次生代谢物,具有高抗癌活性。(5)切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株有可能不带病毒,从而获得脱毒苗。
【长句拓展】
1.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现
2.由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求
● 典型例题
1.B [解析] 诱导愈伤组织时需加入NAA和细胞分裂素,B错误。
2.C [解析] 过程①②分别为脱分化和再分化过程,细胞发育的方向受激素调控和环境条件的影响,C错误。
经典真题·明考向
1.D [解析] 芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少,甚至无病毒,取材时常选用其作为外植体,A正确;培养基中有大量的营养物质,容易被细菌污染,加入抗生素可降低杂菌的污染,B正确;将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养,培养物可以不断继代培养,可实现快速繁殖,C正确;提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽,D错误。
2.C [解析] 细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,步骤①应添加纤维素酶、果胶酶去除细胞壁,A错误;步骤②应将吸取的原生质体放入等渗溶液中清洗,否则会导致原生质体吸水涨破,B错误;结合图示可知,密度梯度离心后原生质体处于甘露醇溶液和蔗糖溶液之间,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活性差或已死亡,D错误。
3.D [解析] ①为脱分化过程,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;愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变,基因重组发生在减数分裂过程中,而愈伤组织细胞只进行有丝分裂,所以不会发生基因重组,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;百合分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此可以作为该研究中的外植体,D正确。
4.B [解析] 植物细胞的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。第35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 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 4.教学活动:利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培
考点一植物细胞的全能性及组织培养技术(固本·识记类)
1.细胞工程的概念分析
(1)原理和方法的来源:细胞生物学、分子生物学和 等。
(2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或 水平。
(3)目的:获得特定的 、组织、器官、 或其产品。
(4)分类: 和 。
2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性
定义 细胞经分裂和分化后,仍然具有 或 的潜能
原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
大小 比较 ①受精卵>生殖细胞>体细胞;②分化程度低的细胞>分化程度高的细胞;③植物细胞>动物细胞
体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉,甚至一个细胞,都可以繁殖出新的植株
未表 现及 原因 在生物的生长发育过程中,并不是 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会
表现 条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH
3.植物组织培养的基本过程
(1)细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、 和 上发生 差异的过程。
(2)植物组织培养的基本过程
①愈伤组织的形态:不定形的薄壁组织团块。
②脱分化:由 的植物组织或细胞产生 的过程。
③再分化: 重新分化成 等器官的过程。
(3)条件: 的植物器官、组织或细胞等,在一定的 、 和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性,发育成完整植株。这些离体培养的植物器官、组织或细胞叫作 。
4.探究实践——菊花的组织培养
考点易错·明辨析
(1)在植物组织培养过程中,容易获得突变体的主要原因是DNA复制容易受到抑制。()
(2)植物种子萌发形成幼苗体现了植物细胞的全能性。()
(3)[2022·辽宁卷]宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体进行植物组织培养。()
(4)无论脱分化还是再分化过程中均需提供光照。()
(5)菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要,所用到的材料、仪器均需灭菌处理。()
长句拓展·练思维
1.植物细胞具有全能性的原因是
。
2.菊花外植体在培养过程中需要始终见光培养吗 ,原因是 。
3.在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作,原因是 。
1.[2025·湖北武汉月考]薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王”“芳香药草之后”等,但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如图是利用植物组织培养技术克隆薰衣草的流程。下列叙述正确的是()
A.取自同一株薰衣草的细胞经组织培养获得的植株基因型相同
B.选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且抗病毒
C.在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养,不需要遮光
D.为了充分利用营养物质,形成的丛芽在原培养基中继续培养并诱导生根
2.[2024·山东烟台三模]细胞摇摆式间歇浸没生物反应器是通过摆动架的倾斜摆动,使培养液周期性间歇浸没组培苗,实现组培苗的快速生长。下列叙述正确的是()
A.获得组培苗的培养基含有水、无机盐、蔗糖、琼脂等多种营养物质
B.间歇摆动提高培养液溶氧量,有利于组培苗进行有氧呼吸
C.获得组培苗的步骤:外植体→脱分化形成胚状体→再分化形成试管苗
D.经过间歇浸没培养获得的植株需要消毒后炼苗再移栽到土壤中
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 有利于根的分化、抑制芽的形成
低 有利于芽的分化,抑制根的形成
适中 促进愈伤组织的生长
考点二植物体细胞杂交技术(固本·识记类)
1.概念
植物体细胞杂交是指将 的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成 的技术。
2.过程
3.意义
植物体细胞杂交技术在打破 ,实现 杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
4.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株等。
5.局限性:目前有许多理论和技术未解决,还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。
考点易错·明辨析
(1)植物体细胞杂交过程中原生质体融合过程最好置于低渗溶液中进行。()
(2)植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。()
(3)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。()
(4)从杂种植株的染色体组成上看,植物体细胞杂交的变异类型属于染色体数目变异。()
(5)[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。融合的细胞即为杂种细胞。()
(6)[2024·山东卷]体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核。()
长句拓展·练思维
1.“番茄—马铃薯”是否如预期那样实现地上结番茄,地下长马铃薯 ,原因是 。
2.平菇具有味道鲜美、抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮、生长旺盛的优势。为获得同时具有二者优良性状的新菌株,研究者利用原生质体融合技术培育杂种新菌株,该技术的典型优势是 。
1.[2024·河北衡水模拟]科研人员利用植物体细胞杂交技术,将二倍体粉蓝烟草和二倍体朗氏烟草的体细胞进行融合来获得杂种植株。下列叙述正确的是()
A.植物体细胞杂交技术指将不同种的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞的技术
B.融合后的杂种细胞诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照,后续培养过程需要适当光照
C.可在同一培养基上将生长良好的愈伤组织先诱导生芽,再诱导生根形成试管苗
D.融合形成的异源二倍体烟草细胞中,同时含有粉蓝烟草和朗氏烟草的遗传物质
2.[2024·湖北卷]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,过程如图所示。下列叙述错误的是()
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
植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
考点三植物细胞工程的应用(固本·识记类)
1.植物繁殖的新途径
2.作物新品种的培育
3.细胞产物的工厂化生产
考点易错·明辨析
(1)获得细胞产物只需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可。()
(2)利用植物组织培养技术培育脱毒苗,获得抗病毒的新物种。()
(3)植物微型繁殖运用了植物组织培养技术,可快速繁殖良种植物。()
(4)紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然初生代谢物,有抗肿瘤作用。()
(5)切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株一定不带病毒。()
(6)突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞。()
长句拓展·练思维
1.单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料的原因是 。
2.用物理或化学因素处理愈伤组织,诱发突变,产生的变异一定符合需要吗 为什么 。
1.[2024·黑吉辽卷]迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时,先诱导外植体形成愈伤组织,再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸,加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是()
A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入NAA和脱落酸
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
2.[2024·江西上饶模拟]研究人员利用离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇(易溶于丙酮等有机溶剂,是一种抗癌药)的流程如下图所示。下列相关叙述错误的是()
外植体愈伤组织液体培养基中悬浮振荡培养
细胞悬浮培养与继代提取、检测紫杉醇
A.生产紫杉醇利用了植物细胞培养,该技术几乎不受季节、天气限制
B.用诱变的方法处理愈伤组织,再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞
C.过程①②中植物细胞发育的方向受激素调控,与环境条件无关
D.可用双层磷脂分子构建的脂质体运送紫杉醇至靶细胞,治疗某些癌症
经典真题·明考向
1.[2024·浙江1月选考]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
2.[2024·江苏卷]图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是()
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
3.[2024·甘肃卷]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()
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·安徽卷]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()
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(共123张PPT)
第35讲
植物细胞工程
考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术（固本·识记类）
考点二 植物体细胞杂交技术（固本·识记类）
考点三 植物细胞工程的应用（固本·识记类）
经典真题·明考向
作业手册
备用习题
答案速查【听】
答案速查【作】
课标要求 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
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
4.教学活动:利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培
考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术
（固本·识记类）
1.细胞工程的概念分析
（1）原理和方法的来源:细胞生物学、分子生物学和____________等。
（2）操作水平:细胞器水平、细胞水平或______水平。
（3）目的:获得特定的______、组织、器官、______或其产品。
（4）分类:______________和______________。
发育生物学
组织
细胞
个体
植物细胞工程
动物细胞工程
2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性
定义 细胞经分裂和分化后，仍然具有________________或______ _______________的潜能
原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
大小 比较 ①受精卵 生殖细胞 体细胞；②分化程度低的细胞 分 化程度高的细胞；③植物细胞 动物细胞
体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁 殖出新的植株
产生完整生物体
分化成其他各种细胞
未表现 及原因 在生物的生长发育过程中，并不是______________________ _____ 在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 ______________
表现条 件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和
所有的细胞都表现出全能性
选择性地表达
（续表）
3.植物组织培养的基本过程
（1）细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，
在______、______和__________上发生________差异的过程。
（2）植物组织培养的基本过程
形态
结构
生理功能
稳定性
①愈伤组织的形态：不定形的薄壁组织团块。
②脱分化：由__________________的植物组织或细胞产生__________
________的过程。
③再分化：__________________重新分化成__________等器官的过程。
外植体
脱分化
再分化
高度分化
愈伤组织
愈伤组织
芽、根
（3）条件：______的植物器官、组织或细胞等，在一定的______、
______和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性，发育成完整植
株。这些离体培养的植物器官、组织或细胞叫作________。
离体
营养
激素
外植体
4.探究实践——菊花的组织培养
无菌水
次氯酸钠
无菌水
愈伤组织
封口膜
生芽
生根
封口膜
【考点易错】（明辨析）
（1）在植物组织培养过程中，容易获得突变体的主要原因是 复
制容易受到抑制。( )
×
[解析] 在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖
不断复制 的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的
影响而产生突变，容易获得突变体。
（2）植物种子萌发形成幼苗体现了植物细胞的全能性。( )
×
[解析] 植物离体的器官、组织或细胞在适宜条件下培育成完整植株
体现了植物细胞的全能性，而植物种子属于个体发育的早期阶段，
其萌发形成幼苗未体现植物细胞的全能性。
（3）[2022·辽宁卷] 宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体进行植物
组织培养。( )
×
[解析] 一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外
植体。
（4）无论脱分化还是再分化过程中均需提供光照。( )
×
[解析] 脱分化过程不需要提供光照。
（5）菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要，所用到的材料、仪
器均需灭菌处理。( )
×
[解析] 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，不能进行灭菌处理，
否则茎段细胞会死亡，而用到的培养瓶等均需灭菌。
【长句拓展】（练思维）
1.植物细胞具有全能性的原因是_________________________________
______________________。
生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因
2.菊花外植体在培养过程中需要始终见光培养吗？________，原因是_
____________________________________________________________
___________________________________________________________。
不需要
在愈伤组织诱导阶段不存在光合作用，无须光照；当愈伤组织再分化出芽和叶时，每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用
3.在植物组织培养过程中，要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无
菌操作，原因是______________________________________________
_____________________。
避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长
1.[2025·湖北武汉月考] 薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王”
“芳香药草之后”等，但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如
图是利用植物组织培养技术克隆薰衣草的流程。下列叙述正确的是
( )
A.取自同一株薰衣草的细胞经组织培养获得的植株基因型相同
B.选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是因其分裂旺盛且抗病毒
C.在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养，不需要遮光
D.为了充分利用营养物质，形成的丛芽在原培养基中继续培养并诱导
生根
√
[解析] 同一植株不同部位的细胞
经组织培养获得的植株基因型不
一定相同，如花粉粒培养获得的
愈伤组织细胞内染色体数目是植
物正常体细胞的一半，A错误；选择薰衣草植株的茎尖进行诱导，是
因其分裂旺盛且携带的病毒少，但其不能抗病毒，B错误；由于植物
不同发育时期，对营养和激素的需求不同，形成的丛芽需要转移到
新的培养基中才能诱导生根，D错误。
2.[2024·山东烟台三模] 细胞摇摆式间歇浸没生物反应器是通过摆动架
的倾斜摆动，使培养液周期性间歇浸没组培苗，实现组培苗的快速生
长。下列叙述正确的是( )
A.获得组培苗的培养基含有水、无机盐、蔗糖、琼脂等多种营养物质
B.间歇摆动提高培养液溶氧量，有利于组培苗进行有氧呼吸
C.获得组培苗的步骤：外植体 脱分化形成胚状体 再分化形成试
管苗
D.经过间歇浸没培养获得的植株需要消毒后炼苗再移栽到土壤中
√
[解析] 琼脂是凝固剂，不提供营养，A错误；外植体脱分化可以形
成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，C错误；植物组织培养是
在无菌条件下进行的，经过间歇浸没培养获得的植株不需要消毒处
理，D错误。
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 有利于根的分化、抑制芽的形成
低 有利于芽的分化，抑制根的形成
适中 促进愈伤组织的生长
[题后归纳]
考点二 植物体细胞杂交技术（固本·识记类）
1.概念
植物体细胞杂交是指将__________的植物体细胞，在一定条件下融合
成杂种细胞，并把杂种细胞培育成__________的技术。
不同来源
新植物体
2.过程
纤维素酶和果胶
原生质体
离心法
聚乙二醇
原生质体
再生出细胞壁
愈伤组织
3.意义
植物体细胞杂交技术在打破__________，实现______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
远缘
4.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间
的杂种植株等。
5.局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人
们的需要表现出双亲的性状。
【考点易错】（明辨析）
（1）植物体细胞杂交过程中原生质体融合过程最好置于低渗溶液中
进行。( )
×
[解析] 植株细胞用纤维素酶和果胶酶处理后得到原生质体，由于失
去了细胞壁的保护作用，需将原生质体放在等渗或略高渗溶液中，
若置于低渗溶液中，原生质体会大量吸水而涨破。
（2）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。( )
×
[解析] 植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株。
（3）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术。( )
√
（4）从杂种植株的染色体组成上看，植物体细胞杂交的变异类型属
于染色体数目变异。( )
√
（5）[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。融合的细胞即为杂种细胞。( )
×
[解析] 只考虑细胞的两两融合，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。
（6）[2024·山东卷] 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本
的2个细胞核。( )
×
[解析] 体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自两个亲本的遗传物质，但只有1个细胞核。
【长句拓展】（练思维）
1.“番茄—马铃薯”是否如预期那样实现地上结番茄，地下长马铃薯？
______，原因是______________________________________________
__________。
没有
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
2.平菇具有味道鲜美、抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮、生长
旺盛的优势。为获得同时具有二者优良性状的新菌株,研究者利用原生
质体融合技术培育杂种新菌株，该技术的典型优势是______________
____________________。
能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
1.[2024·河北衡水模拟] 科研人员利用植物体细胞杂交技术，将二倍体
粉蓝烟草和二倍体朗氏烟草的体细胞进行融合来获得杂种植株。下列
叙述正确的是( )
A.植物体细胞杂交技术指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合
成杂种细胞的技术
B.融合后的杂种细胞诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照，后续培
养过程需要适当光照
C.可在同一培养基上将生长良好的愈伤组织先诱导生芽，再诱导生根
形成试管苗
D.融合形成的异源二倍体烟草细胞中，同时含有粉蓝烟草和朗氏烟草
的遗传物质
√
[解析] 植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件
下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新植物体的技术，A错误；
融合后的杂种细胞需要经过植物组织培养过程培育成杂种植株，其
中脱分化诱导形成愈伤组织的过程中一般不需要光照，后期再分化
过程中需要适当光照，B正确；需要在不同的培养基上诱导生芽和生
根，C错误；融合形成的杂种植株是异源四倍体，D错误。
2.[2024·湖北卷] 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，过程如图所示。下列叙述错误的是( )
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 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] 过程②为原生质体的融合，常用 诱导原生质体融合，灭
活的仙台病毒可诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融
合，B错误。
植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
[题后归纳]
考点三 植物细胞工程的应用（固本·识记类）
1.植物繁殖的新途径
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
植物顶端分生区附近（如茎尖）
2.作物新品种的培育
染色体变异
单倍体
纯合二倍体
稳定遗传
育种的年限
体细胞诱变
遗传突变
基因突变
3.细胞产物的工厂化生产
必需
植物细胞培养
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
【考点易错】（明辨析）
（1）获得细胞产物只需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可。( )
√
（2）利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种。( )
×
[解析] 利用植物组织培养技术培育的脱毒苗，含有病毒极少或者不
含有病毒，但不具有抗病毒能力。
（3）植物微型繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。
( )
√
（4）紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然初
生代谢物，有抗肿瘤作用。( )
×
[解析] 紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然
次生代谢物，具有高抗癌活性。
（5）切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株一定不带病毒。
( )
×
[解析] 切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株有可能不带
病毒，从而获得脱毒苗。
（6）突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理，而工厂化生
产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞。( )
√
【长句拓展】（练思维）
1.单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料的原因是_
____________________________________________________________
______________________。
大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现
2.用物理或化学因素处理愈伤组织，诱发突变,产生的变异一定符合需
要吗？为什么？______________________________________________
___。
由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求
1.[2024· 黑吉辽卷] 迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，
先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养获得迷迭香酸，加
入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是( )
A.迷迭香顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B.诱导愈伤组织时需加入 和脱落酸
C.悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团
D.茉莉酸甲酯改变了迷迭香次生代谢产物的合成速率
[解析] 诱导愈伤组织时需加入 和细胞分裂素，B错误。
√
2.[2024·江西上饶模拟] 研究人员利用离体培养的红豆杉细胞生产紫杉
醇（易溶于丙酮等有机溶剂，是一种抗癌药）的流程如下图所示。下
列相关叙述错误的是( )
外植体愈伤组织液体培养基中悬浮振荡培养
细胞悬浮培养与继代 提取、检测紫杉醇
A.生产紫杉醇利用了植物细胞培养，该技术几乎不受季节、天气限制
B.用诱变的方法处理愈伤组织，再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞
C.过程①②中植物细胞发育的方向受激素调控，与环境条件无关
D.可用双层磷脂分子构建的脂质体运送紫杉醇至靶细胞，治疗某些癌症
√
[解析] 过程①②分别为脱分化和再分化过程，细胞发育的方向受激
素调控和环境条件的影响，C错误。
经典真题·明考向
1.[2024·浙江1月选考] 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
√
[解析] 芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，甚至无病毒，取材
时常选用其作为外植体，A正确；培养基中有大量的营养物质，容易
被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B正确；将丛生芽切割
后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，培养物可
以不断继代培养，可实现快速繁殖，C正确；提高生长素和细胞分裂
素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D错误。
2.[2024·江苏卷] 图示植物原生质体制备、
分离和检测的流程。下列相关叙述正确的
是( )
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] 细胞壁的主要成分为纤维素和果
胶，步骤①应添加纤维素酶、果胶酶去
除细胞壁，A错误；步骤②应将吸取的
原生质体放入等渗溶液中清洗，否则会
导致原生质体吸水涨破，B错误；结合图示可知，密度梯度离心后原
生质体处于甘露醇溶液和蔗糖溶液之间，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活性差或已死
亡，D错误。
3.[2024·甘肃卷] 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( )
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] ①为脱分化过程，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；愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，基
因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞只进行有丝分裂，所
以不会发生基因重组，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；百合分生区附近的病
毒极少，甚至无病毒，因此可以作为该研究中的外植体，D正确。
4.[2024·安徽卷] 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
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
同学们进行评议。下列评议不合理的是( )
√
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要
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 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。
备用习题
1.某科研人员以杜仲茎尖为实验材料,利用植物组织培养技术培育出了脱毒杜仲,并进一步研究了培养基中不同琼脂浓度对诱导杜仲茎尖形成愈伤组织的影响,结果如下表所示。下列有关分析错误的是 ( )
琼脂浓度/(g/L) 接种数/个 杜仲的茎尖诱导率/%
6 20 40
7 20 70
8 20 50
A.杜仲的茎尖能在离体状态下培养成完整植株是因为植物细胞具有全能性
B.培育脱毒杜仲时利用茎尖作为实验材料的原因是茎尖的病毒极少,甚至无病毒
C.诱导杜仲茎尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中不需要光照
D.诱导杜仲茎尖形成愈伤组织时培养基中的最适琼脂浓度为7 g/L
琼脂浓度/(g/L) 接种数/个 杜仲的茎尖诱导率/%
6 20 40
7 20 70
8 20 50
√
[解析]已分化的植物细胞依然具有全能性,在离体,具有适宜激素、营养及无菌等条件下可表达出全能性,故茎尖能在离体状态下培养成完整植株,A正确;植物顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,可利用茎尖培育脱毒苗提高产量,B正确;诱导杜仲茎尖细胞脱分化形成愈伤组织的过程中不需要光照,C正确;表格中诱导杜仲茎尖形成愈伤组织时培养基中的琼脂浓度为7 g/L时诱导率最高,但不能说明此时为最适浓度,需要再缩小浓度梯度进一步研究,D错误。
2. 下图表示用两种不同技术将草莓①培育得到草莓②和③。若不考虑突变,下列叙述正确的是 ( )
A.两种技术培育得到子代草莓均体现了植物细胞的全能性
B.①→③的过程需要严格无菌操作,①→②不需要
C.愈伤组织的形成过程需要适宜的营养、光照和激素
D.两种技术培育得到的草莓遗传信息相同
√
[解析] 植物细胞表现出全能性的条件是细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等),一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素等),草莓①的匍匐茎最终形成草莓②的过程中没有离体,不能体现植物细胞的全能性,A错误。①→③的过程属于植物组织培养,需要严格无菌操作;①→②是茎的无性繁殖过程,不需要严格的无菌操作,B正确。在愈伤组织形成的过程中,需要适宜的温度、一定的营养物质和植物激素的诱导,但不需要光照,C错误。草莓③是花药(花粉)离体培养获得的,以生殖细胞作为原材料,染色体加倍后,遗传信息一般与草莓①不相同,而草莓②是直接取茎部进行无性生殖获得的,遗传信息与草莓①相同,因此两种技术培育得到的草莓遗传信息一般不相同,D错误。
A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免
消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B.图示①过程采用酶解法获取原生质体时,
可用聚乙二醇调节渗透压
C.图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙,提高酶解效率
D.经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培,获得的幼苗即可用于生产实践
3. 某杂种植株的获取过程如图所示,下列有关分析正确的是 ( )
√
[解析]叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,A错误;聚乙二醇是诱导细胞融合的物质,不是调节渗透压的物质,通常加入甘露醇来调节渗透压,B错误;为了提高酶解效率,图示②过程可通过抽真空处理,利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙,通过处理,酶解效率会提高,C正确;经组培获得的杂种幼苗,一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践,D错误。
4. 紫草宁是从紫草愈伤组织细胞中提取的一种药物和色素,具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。利用植物细胞培养生产的紫草宁是世界上首例药用植物细胞工程产品。下列关于植物细胞工程的说法,正确的是 ( )
A.植物细胞培养的目的主要是获得植物生长和生存所必需的次生代谢物
B.植物组织培养时,应对外植体进行灭菌处理以防止培养基及愈伤组织污染
C.在培养愈伤组织时加入细胞融合诱导剂,可直接获得染色体加倍的细胞
D.叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低,故培育脱毒植物适宜选茎尖而不选叶片
√
[解析]植物细胞培养的主要目的是通过大规模的细胞培养,以获得人类所需的细胞次生代谢物,细胞次生代谢物不是植物细胞生长所必需的,A错误;植物组织培养时,应对外植体进行消毒处理,培养基需要进行灭菌处理,这样可以防止杂菌污染,B错误;在培养愈伤组织时加入细胞融合诱导剂不能直接获得染色体加倍的细胞,因为植物细胞具有细胞壁,阻碍了原生质体的融合,C错误;叶肉细胞往往带病毒且细胞的全能性较低,而茎尖不仅几乎不带病毒,而且全能性较高,故培育脱毒植物适宜选茎尖而不选叶片,D正确。
作业手册
（限时：30分钟）
题组一 植物细胞的全能性及组织培养技术
1.[2025·重庆沙坪坝区月考] 下列关于植物愈伤组织及植物体细胞杂交
的说法正确的是( )
A.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
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
√
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故用果胶酶
和纤维素酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体，A错误；用纤维素
酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理方
法或化学方法诱导融合，融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形
成愈伤组织，B正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲
本双方的遗传物质，但只有1个细胞核，C错误；通过愈伤组织再生
出多个完整植株的过程属于植物组织培养，从繁殖类型看属于无性
繁殖，D错误。
2.广东盛产的粉葛是国家农业部和卫健委共同认定的药食两用植物，
素有“北参南葛”“亚洲人参”之美誉。实验小组欲利用植物组织培养技
术大量培养粉葛，下列操作不恰当的是( )
选项 步骤 具体操作
A 材料选择 选择粉葛幼嫩的芽叶作为外植体
B 外植体消毒 酒精消毒冲洗后，用次氯酸钠溶液再次消毒
C 获得愈伤组织 遮光处理并提供适宜的营养物质
D 诱导生根 降低培养基中生长素/细胞分裂素的值
√
[解析] 利用植物组织培养技术大量繁殖植物体的过程中可选择幼嫩
的芽叶作为外植体，因为其分化程度低，全能性高，容易诱导成功，
A正确；植物组织培养过程中，对外植体进行消毒时要在酒精消毒后，
用次氯酸钠溶液再次消毒，B正确；获得愈伤组织过程中需要遮光，
因为光照会促进细胞分化，不利于形成愈伤组织，C正确；生长素能
促进植物生根，因此降低培养基中生长素/细胞分裂素的值不利于生
根，应当提高该比值，D错误。
3.[2024·安徽芜湖模拟] 金菊花是多年生草本植物，是经长期人工选择
培育出的名贵观赏花卉。如图表示某生物兴趣小组利用金菊花未开花
的幼嫩枝条进行组织培养的过程。下列叙述正确的是( )
A.过程①是获取离体的未开花的幼嫩枝条，用适宜浓度的酒精和次氯
酸钠溶液的混合液消毒
B.过程③表示再分化，需要先诱导生根，再诱导生芽
C.过程④是培育形成的试管苗直接移栽入土进一步培养成金菊花植物体
D.整个组织培养过程中可能发生细胞分化、基因突变或染色体变异，
但不会发生基因重组
√
[解析] 过程①是获取离体的
未开花的幼嫩枝条，先用体
积分数为的酒精消毒，然后立即用无菌水冲洗 次，再
用质量分数为左右的次氯酸钠溶液处理 ，然后立即用无菌
水清洗 次，A错误；过程③表示再分化，一般先诱导生芽，再
诱导生根，B错误；培育形成的试管苗要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，C错误；整个组织培养过程中
可能发生细胞分化、基因突变或染色体变异，但不会发生基因重组，
因为此过程中细胞进行的是有丝分裂，D正确。
4.[2024·湖南永州一模] 植物细胞悬浮
培养是将单个细胞或细胞团进行液体
培养增殖的技术，通过对愈伤组织悬
浮培养可获得植物次生代谢物。某愈
伤组织悬浮培养时细胞干重、蔗糖浓
度和培养液 的变化过程如下图所示，
下列有关叙述错误的是( )
A.次生代谢物并不是植物基本的生命
活动所必需的物质
B.外植体再分化形成愈伤组织的过程
需要植物激素的诱导作用
C. 后细胞干重开始下降可能与培
养液中蔗糖浓度和 下降有关
D.培养液中添加蔗糖除了能为细胞生
长提供能源外，还能调节渗透压
√
[解析] 次生代谢物是植物次生代谢
产生的一些不是基本的生命活动所
必需的产物，A正确；外植体脱分化
形成愈伤组织的过程中需要植物激
素（生长素和细胞分裂素）的诱导
作用，B错误；据题图可知， 后蔗糖浓度和 较低，不利于细胞的增殖、生长，所以细胞干重在 后开始下降，C正确；在植物细胞培养时，培养液中添加的蔗糖除了能提供能源外，还能够调节培养液的渗透压，D正确。
题组二 植物体细胞杂交
5.[2024·广东深圳一模] 三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效
应常被中医用作“药对”，在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生
质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到
个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，操作如下图。
下列叙述正确的是( )
A.①过程除了使用酶解法外，还可以利用盐酸和酒精 混合配制的
解离液来完成
B.②过程通常在等渗的培养液中，采用化学法或物理法诱导原生质体
融合
C.④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例，诱导生芽和
生根
D.图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
√
[解析] 植物细胞的细胞壁
的主要成分是纤维素和果
胶，因此①过程中要利用
纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精 混合配
制的解离液会杀死细胞，A错误；④过程是利用植物组织培养技术获
得愈伤组织后，从中直接提取次生代谢物，不需要诱导生芽和生根，
C错误；②过程原生质体融合体现了细胞膜的流动性，题图所示过程
没有体现植物细胞的全能性，将杂种细胞培育成一个完整植物体的
过程才能体现植物细胞的全能性，D错误。
6.[2025·河北张家口月考] 小麦 基因组庞大，拟南芥
是遗传背景相对清晰的模式植物。以普通小麦胚性愈伤组织
来源的原生质体为供体，用紫外线照射后，再与拟南芥原生质体进行
融合，希望将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组，从而借助其清晰
的遗传背景对小麦基因组进行研究。下列相关说法正确的是( )
A.可用聚乙二醇诱导拟南芥和小麦原生质体的融合和细胞壁再生
B.原生质体融合后，应进一步筛选染色体数为52的细胞来对小麦进行
研究
C.利用杂种细胞获得试管苗的步骤：杂种细胞 脱分化形成胚状体
再分化形成试管苗
D.外植体经诱导形成愈伤组织的培养基中需要添加生长素与细胞分裂素
√
[解析] 能用聚乙二醇诱导拟南芥和小麦原生质体的融合，但不能用
聚乙二醇促进细胞壁的再生，A错误；细胞融合的目的是将小麦染色
体小片段插入拟南芥基因组，从而借助后者清晰的遗传背景对小麦
基因组进行研究，而不是单纯得到两细胞核融合的细胞，B错误；利
用杂种细胞获得试管苗的步骤：杂种细胞 脱分化形成愈伤组织
再分化形成胚状体 试管苗，C错误；植物激素中生长素和细胞分
裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，所以外植体经
诱导形成愈伤组织的培养基中需要添加生长素与细胞分裂素，D正确。
7.[2024·湖北武汉模拟] 某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株，利用
甲植物细胞（细胞核基因具有耐盐碱效应）和乙植物细胞（细胞质基
因具有高产效应）进行体细胞杂交，在原生质体融合前，对原生质体
进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活，
融合的原生质体分散固定在平板中，独立生长、分裂形成愈伤组织。
下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是( )
①甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂；②同种融合
的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂；③培养基含有
抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂；④杂种细胞由于结构
和功能完整可以生长、分裂
A.①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
√
[解析] 未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生
长、分裂，①正确；同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质
或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂，②正确；培养基不含
有抑制物质，③错误；只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞
核，具备完整的结构和功能，可以生长、分裂，④正确。综上所述，
①②④正确，故选B。
8.[2024·辽宁大连模拟] “不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染
色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内，获得不对称杂
种植株。大剂量的 射线能随机破坏染色体结构，使染色体发生断裂，
细胞不再持续分裂。碘乙酰胺使细胞质中某些酶失活，抑制细胞分裂。
现欲利用“不对称植物体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状
（耐盐基因位于细胞核中）。下列叙述正确的是( )
A.该技术需要用纤维素酶、蛋白酶处理小麦和偃麦草的体细胞
B.融合前用 射线照射小麦的原生质体、碘乙酰胺处理偃麦草的原生
质体
C.融合后能在植物组织培养的培养基上正常生长、分裂的即为融合成
功的杂种细胞
D.与小麦染色体数目相同的杂种植株不可能获得偃麦草的耐盐性状
√
[解析] “不对称体细胞杂交”也属于植物体细胞杂交技术，需要用纤
维素酶和果胶酶处理小麦和偃麦草的体细胞，获得原生质体，A错误；
要使小麦获得偃麦草的耐盐性状，应用 射线照射偃麦草的原生质体，
使其染色体发生断裂，用碘乙酰胺处理小麦的原生质体，使其细胞
不能分裂，B错误；只有融合成功的杂种细胞中才有正常活性的酶和
正常染色体，才能在植物组织培养的培养基上正常生长、分裂，C正
确；若偃麦草耐盐基因的某个片段移接到小麦的染色体上，则小麦
在不改变染色体数目的情况下也可以获得偃麦草的耐盐性状，D错误。
题组三 植物细胞工程的应用
9.长春花合成的生物碱等次生代谢物具有抗癌、镇静、安神等功效。
研究人员以长春花的新生嫩叶为外植体，利用植物组织培养技术快速
培养出愈伤组织，短时间内获得了大量的生物碱等多种次生代谢物。
下列说法错误的是( )
A.外植体需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒
B.次生代谢物是长春花基本生命活动所必需的物质
C.生长素与细胞分裂素用量的比值适中时，有利于促进愈伤组织的形成
D.由愈伤组织培养到长春花幼苗的过程需要光照，以诱导叶绿素的形成
√
[解析] 次生代谢物是指植物代谢产生的一些不是植物基本的生命活
动所必需的产物，因此，次生代谢物不是长春花基本生命活动所必
需的物质，B错误。植物激素中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；生长素用量与细胞分裂素用量比值高
时，有利于根的分化、抑制芽的形成；生长素用量与细胞分裂素用
量比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；生长素用量与细胞
分裂素用量比值适中时，促进愈伤组织的形成，C正确。由愈伤组织
培养到长春花幼苗的过程需要光照，利用光诱导叶绿素合成，使试
管苗能够进行光合作用，D正确。
10.[2025·江苏苏州模拟] 为获得大量次生代谢物，科学家发明了用于
植物细胞悬浮培养的生物反应器。其中搅拌式生物反应器通过机械搅
拌使细胞悬浮，并能调控反应器中的温度和 ，培养多种植物细胞。
下列说法正确的是( )
A.次生代谢物在植物的整个生命过程中一直在合成
B.实验中可以利用胰蛋白酶等处理愈伤组织，获得悬浮细胞
C.植物细胞的培养方式几乎不受季节、天气等因素的限制
D.通过搅拌增加了溶解氧含量，提高了单个细胞中次生代谢物含量
√
[解析] 初生代谢是生物生长和生存 所必需的代谢活动，因此在整个
生命过程中它一直进行着；而次生代谢不是生物生长所必需的，一
般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行，A
错误。植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，实验中可以
利用纤维素酶和果胶酶等处理愈伤组织，获得悬浮细胞，B错误。搅
拌可以增加溶解氧含量，但这并不直接意味着会提高单个细胞中次
生代谢物的含量，次生代谢物的合成受多种因素影响；由题干信息
可知搅拌促进了细胞增殖，从而提高了次生代谢物总量，D错误。
11.[2024·山东潍坊二模] 植物细胞中的叶绿体和细胞核是两个相对独
立的遗传体系，控制着许多优良性状，胞质杂交是植物体细胞杂交应
用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙
的实验流程。下列说法错误的是( )
A.过程①可用纤维素酶和果胶酶处理，该过程不能在低渗溶液中进行
B.过程②通常用聚乙二醇 诱导融合，可通过稀释培养液来终止
融合
C.过程③筛选同时具备叶绿体和细胞核的融合细胞诱导再生细胞壁
D.通过④获得的抗病品种丁，能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状
√
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要成
分是纤维素和果胶，因此过程①可用
纤维素酶和果胶酶处理，所获得的原
生质体在低渗溶液中会吸水涨破，因
此需在等渗（或略高渗）溶液中进行，A正确；过程②即原生质体融
合，可以使用聚乙二醇 诱导，终止融合可采用稀释培养液的方
法，B正确；品种甲的原生质体含有叶绿体但细胞核失活，品种乙的
根尖细胞含细胞核不含叶绿体，因此过程③筛选同时具备叶绿体和
细胞核的融合细胞诱导再生细胞壁，C正确；品种丁不具备甲的细胞
核基因，因此不能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状，D错误。
综合应用练
12.[2024·四川成都三模] 野生稻（A）具有耐盐碱特性，栽培稻（B）
具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生稻
和栽培稻特性的优良植株，实验流程如图。回答下列问题：
（1）在进行“处理1”时，有时会使用到蜗牛消化道提取液，据图分析，
蜗牛消化道提取液中可能含有的成分有__________________。通过高
高 诱导形成的甲能够在一定条件下培育出完整植株，说明植
物细胞具有________。
果胶酶和纤维素酶
全能性
[解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，处理1是利用
纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。在进行处理1时，有时会使用到
蜗牛消化道提取液，说明蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶和果
胶酶。甲在一定条件下能培育出完整植株，说明植物细胞具有全能性。
（2）流程图中的甲、乙分别是____________________。从“甲 乙”
的过程到“乙 试管苗”的过程需要更换培养基，原因是____________
____________________________________________________________
_________。
杂种细胞、愈伤组织
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生长素和细胞分裂素的比例不同
[解析] 由图可知，甲为杂种细胞，乙为愈伤组织。“甲 乙”的过程
是脱分化，“乙 试管苗”的过程是再分化，由于诱导愈伤组织的形成
和诱导愈伤组织再分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例
不同，所以“甲 乙”的过程到“乙 试管苗”的过程需要更换培养基。
（3）“乙 试管苗”的培养过程中需要给予适宜光照，目的是_______
______________________________________。“乙 目的植株”的培养
过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行，目的是________________
_______。
诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用
淘汰掉不耐盐碱的植株
[解析] 试管苗形成后，需要通过光合作用合成有机物才能维持自身
的生长发育，叶绿体是光合作用的场所，叶绿素的形成需要光。目
的植株应该兼具野生稻耐盐碱特性和栽培稻产量高的优势，“乙
目的植株”的培养过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行，其目的
是淘汰掉不耐盐碱的植株，以便筛选出具有耐盐碱特性的杂交植株。
13.[2024·湖南邵阳三模] 辣椒素是辣椒中具有刺激性和辣味的活性成
分之一，可对食草动物形成威慑。辣椒素具有强抗氧化活性，可帮助
清除体内自由基，减少氧化损伤和 损伤，从而减少癌症发生的风
险。获得辣椒素的一般途径如下：
（1）植物组织培养过程常用______（填“蔗糖”或“葡萄糖”）做碳源，
①过程被称为________，当培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值
较高时，更有利于____________。
蔗糖
再分化
分化形成芽
[解析] 植物组织培养过程中蔗糖作为碳源也能提供能量，同时蔗糖
形成的渗透压可较长时间保持植物细胞相对坚挺。①过程是愈伤组
织的再分化，诱导其生芽、生根，当培养基中细胞分裂素与生长素
含量的比值较高时，更有利于芽的分化。
（2）在脱毒苗的培养过程中，一般选择分生区组织细胞作为外植体，
原因是__________________________________。
分生区附近的病毒极少，甚至无病毒
[解析] 分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，因此在脱毒苗的培养
过程中，一般选择分生区的组织细胞作为外植体。
（3）通过基因工程可以制造转基因大肠杆菌，进行大规模发酵生产
辣椒素，对扩大培养后的转基因大肠杆菌用显微镜直接计数，样品稀
释 倍，观察到的计数室中细胞分布如下图，则培养液中细胞的密
度是_________个/ 。运用这种方法统计的结果往往比实际值______。
偏大
[解析] 对计数室四角及最中间中方格进行计数，
分别为5、4、4、4、3，则平均每个中方格的细胞
数为 ，计数室的体积
为 ，则每毫升培
养液中的细胞个数为
。运用这种方法统计的结果往往比
实际值大，因为该计数方法不能区分死菌和活菌。
（4）某实验小组用提取到的辣椒素对小鼠进行相关实验，将若干生
理状态相同的小鼠肺癌细胞随机均分成甲、乙两组，甲组培养基中加
入适量辣椒素，乙组培养基中不做处理，分别接种细胞后，在相同且
适宜的环境中培养，一段时间后统计甲、乙两组小鼠肺癌细胞数目。
①小鼠肺癌细胞培养过程中，需要定期更换培养基的原因是________
____________________________________________________________
______。
细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素会抑制细胞分裂
②若实验结果为甲组比乙组小鼠癌细胞数目明显减少，说明辣椒素具
有抑癌效果。
[解析] 小鼠肺癌细胞培养过程中，需要定期更换培养基的原因是细
胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素会抑
制细胞分裂。
快速核答案
考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术（固本·识记类）
必备知识 精梳理
1.（1）发育生物学 （2）组织 （3）细胞 个体 （4）植物细胞工程 动物细胞工程
2.产生完整生物体 分化成其他各种细胞 所有的细胞都表现出全能性 选择性地表达
3.（1）形态 结构 生理功能 稳定性 （2）外植体 脱分化 再分化 高度分化 愈伤组织, 愈伤组织 芽、根 （3）离体 营养 激素 外植体
4.无菌水 次氯酸钠 无菌水 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜
考点易错·明辨析
（1）× （2）× （3）× （4）× （5）×
长句拓展·练思维
1.生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因 2.不需要 在愈伤组织诱导阶段不存在光合作用，无须光照；当愈伤组织再分化出芽和叶时，每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用 3.避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长
典型例题 提能力
1.C 2.B
考点二 植物体细胞杂交技术（固本·识记类）
必备知识 精梳理
1.不同来源 新植物体
2.纤维素酶和果胶 原生质体 离心法 聚乙二醇 原生质体
再生出细胞壁 愈伤组织
3.生殖隔离 远缘
考点易错·明辨析
（1）× （2）× （3）√ （4）√ （5）× （6）×
长句拓展·练思维
1.没有,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
2.能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
典型例题 提能力
1.B 2.B
考点三 植物细胞工程的应用（固本·识记类）
必备知识 精梳理
1.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,植物
顶端分生区附近（如茎尖）
2.染色体变异 单倍体 纯合二倍体 稳定遗传 育种的年限 体细
胞诱变 遗传突变,基因突变
3.必需 植物细胞培养 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
考点易错·明辨析
（1）√ （2）× （3）√ （4）× （5）× （6）√
长句拓展·练思维
1.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的
植株的隐性性状容易显现
2.由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求
典型例题 提能力
1.B 2.C
经典真题·明考向
1.D 2.C 3.D 4.B
题组一 植物细胞的全能性及组织培养技术
1.B 2.D 3.D 4.B
题组二 植物体细胞杂交
5.B 6.D 7.B 8.C
题组三 植物细胞工程的应用
9.B 10.C 11.D
综合应用练
12.（1）果胶酶和纤维素酶 全能性 （2）杂种细胞、愈伤组织 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生长素和细胞分裂素的比例不同 （3）诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 淘汰掉不耐盐碱的植株
13.（1）蔗糖 再分化 分化形成芽 （2）分生区附近的病毒极少，甚至无病毒 （3） 偏大 （4）细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素会抑制细胞分裂课时作业(五十一) 植物细胞工程
1.B [解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故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,A错误;用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞,得到原生质体,运用物理方法或化学方法诱导融合,融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织,B正确;体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本双方的遗传物质,但只有1个细胞核,C错误;通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物组织培养,从繁殖类型看属于无性繁殖,D错误。
2.D [解析] 利用植物组织培养技术大量繁殖植物体的过程中可选择幼嫩的芽叶作为外植体,因为其分化程度低,全能性高,容易诱导成功,A正确;植物组织培养过程中,对外植体进行消毒时要在酒精消毒后,用次氯酸钠溶液再次消毒,B正确;获得愈伤组织过程中需要遮光,因为光照会促进细胞分化,不利于形成愈伤组织,C正确;生长素能促进植物生根,因此降低培养基中生长素/细胞分裂素的值不利于生根,应当提高该比值,D错误。
3.D [解析] 过程①是获取离体的未开花的幼嫩枝条,先用体积分数为70%的酒精消毒30 s,然后立即用无菌水冲洗2~3次,再用质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液处理30 min,然后立即用无菌水清洗2~3次,A错误;过程③表示再分化,一般先诱导生芽,再诱导生根,B错误;培育形成的试管苗要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,C错误;整个组织培养过程中可能发生细胞分化、基因突变或染色体变异,但不会发生基因重组,因为此过程中细胞进行的是有丝分裂,D正确。
4.B [解析] 次生代谢物是植物次生代谢产生的一些不是基本的生命活动所必需的产物,A正确;外植体脱分化形成愈伤组织的过程中需要植物激素(生长素和细胞分裂素)的诱导作用,B错误;据题图可知,12 d后蔗糖浓度和pH较低,不利于细胞的增殖、生长,所以细胞干重在12 d后开始下降,C正确;在植物细胞培养时,培养液中添加的蔗糖除了能提供能源外,还能够调节培养液的渗透压,D正确。
5.B [解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此①过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体,盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液会杀死细胞,A错误;④过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织后,从中直接提取次生代谢物,不需要诱导生芽和生根,C错误;②过程原生质体融合体现了细胞膜的流动性,题图所示过程没有体现植物细胞的全能性,将杂种细胞培育成一个完整植物体的过程才能体现植物细胞的全能性,D错误。
6.D [解析] 能用聚乙二醇诱导拟南芥和小麦原生质体的融合,但不能用聚乙二醇促进细胞壁的再生,A错误;细胞融合的目的是将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组,从而借助后者清晰的遗传背景对小麦基因组进行研究,而不是单纯得到两细胞核融合的细胞,B错误;利用杂种细胞获得试管苗的步骤:杂种细胞→脱分化形成愈伤组织→再分化形成胚状体→试管苗,C错误;植物激素中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,所以外植体经诱导形成愈伤组织的培养基中需要添加生长素与细胞分裂素,D正确。
7.B [解析] 未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活,无法正常生长、分裂,①正确;同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂,②正确;培养基不含有抑制物质,③错误;只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核,具备完整的结构和功能,可以生长、分裂,④正确。综上所述,①②④正确,故选B。
8.C [解析] “不对称体细胞杂交”也属于植物体细胞杂交技术,需要用纤维素酶和果胶酶处理小麦和偃麦草的体细胞,获得原生质体,A错误;要使小麦获得偃麦草的耐盐性状,应用X射线照射偃麦草的原生质体,使其染色体发生断裂,用碘乙酰胺处理小麦的原生质体,使其细胞不能分裂,B错误;只有融合成功的杂种细胞中才有正常活性的酶和正常染色体,才能在植物组织培养的培养基上正常生长、分裂,C正确;若偃麦草耐盐基因的某个片段移接到小麦的染色体上,则小麦在不改变染色体数目的情况下也可以获得偃麦草的耐盐性状,D错误。
9.B [解析] 次生代谢物是指植物代谢产生的一些不是植物基本的生命活动所必需的产物,因此,次生代谢物不是长春花基本生命活动所必需的物质,B错误。植物激素中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;生长素用量与细胞分裂素用量比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;生长素用量与细胞分裂素用量比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;生长素用量与细胞分裂素用量比值适中时,促进愈伤组织的形成,C正确。由愈伤组织培养到长春花幼苗的过程需要光照,利用光诱导叶绿素合成,使试管苗能够进行光合作用,D正确。
10.C [解析] 初生代谢是生物生长和生存 所必需的代谢活动,因此在整个生命过程中它一直进行着;而次生代谢不是生物生长所必需的,一般在特定的组织或器官中,并在一定的环境和时间条件下才进行,A错误。植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,实验中可以利用纤维素酶和果胶酶等处理愈伤组织,获得悬浮细胞,B错误。搅拌可以增加溶解氧含量,但这并不直接意味着会提高单个细胞中次生代谢物的含量,次生代谢物的合成受多种因素影响;由题干信息可知搅拌促进了细胞增殖,从而提高了次生代谢物总量,D错误。
11.D [解析] 植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此过程①可用纤维素酶和果胶酶处理,所获得的原生质体在低渗溶液中会吸水涨破,因此需在等渗(或略高渗)溶液中进行,A正确;过程②即原生质体融合,可以使用聚乙二醇(PEG)诱导,终止融合可采用稀释培养液的方法,B正确;品种甲的原生质体含有叶绿体但细胞核失活,品种乙的根尖细胞含细胞核不含叶绿体,因此过程③筛选同时具备叶绿体和细胞核的融合细胞诱导再生细胞壁,C正确;品种丁不具备甲的细胞核基因,因此不能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状,D错误。
12.(1)果胶酶和纤维素酶 全能性
(2)杂种细胞、愈伤组织 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生长素和细胞分裂素的比例不同
(3)诱导叶绿素的形成,使试管苗能够进行光合作用 淘汰掉不耐盐碱的植株
[解析] (1)植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,处理1是利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁。在进行处理1时,有时会使用到蜗牛消化道提取液,说明蜗牛消化道提取液中可能含有纤维素酶和果胶酶。甲在一定条件下能培育出完整植株,说明植物细胞具有全能性。(2)由图可知,甲为杂种细胞,乙为愈伤组织。“甲→乙”的过程是脱分化,“乙→试管苗”的过程是再分化,由于诱导愈伤组织的形成和诱导愈伤组织再分化形成试管苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同,所以“甲→乙”的过程到“乙→试管苗”的过程需要更换培养基。(3)试管苗形成后,需要通过光合作用合成有机物才能维持自身的生长发育,叶绿体是光合作用的场所,叶绿素的形成需要光。目的植株应该兼具野生稻耐盐碱特性和栽培稻产量高的优势,“乙→目的植株”的培养过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行,其目的是淘汰掉不耐盐碱的植株,以便筛选出具有耐盐碱特性的杂交植株。
13.(1)蔗糖 再分化 分化形成芽
(2)分生区附近的病毒极少,甚至无病毒
(3)1×1010 偏大
(4)细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素会抑制细胞分裂
[解析] (1)植物组织培养过程中蔗糖作为碳源也能提供能量,同时蔗糖形成的渗透压可较长时间保持植物细胞相对坚挺。①过程是愈伤组织的再分化,诱导其生芽、生根,当培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值较高时,更有利于芽的分化。(2)分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生区的组织细胞作为外植体。(3)对计数室四角及最中间中方格进行计数,分别为5、4、4、4、3,则平均每个中方格的细胞数为(5+4+4+4+3)÷5=4,计数室的体积为1×1×0.1=0.1 mm3=10-4 mL,则每毫升培养液中的细胞个数为4×25÷10-4×104=1×1010。运用这种方法统计的结果往往比实际值大,因为该计数方法不能区分死菌和活菌。(4)小鼠肺癌细胞培养过程中,需要定期更换培养基的原因是细胞密度过大、有害代谢物积累和培养液中营养物质缺乏等因素会抑制细胞分裂。课时作业(五十一) 植物细胞工程
题组一 植物细胞的全能性及组织培养技术
1.[2025·重庆沙坪坝区月考] 下列关于植物愈伤组织及植物体细胞杂交的说法正确的是 ( )
A.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
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
2.广东盛产的粉葛是国家农业部和卫健委共同认定的药食两用植物,素有“北参南葛”“亚洲人参”之美誉。实验小组欲利用植物组织培养技术大量培养粉葛,下列操作不恰当的是 ( )
选项 步骤 具体操作
A 材料选择 选择粉葛幼嫩的芽叶作为外植体
B 外植体消毒 酒精消毒冲洗后,用次氯酸钠溶液再次消毒
C 获得愈伤组织 遮光处理并提供适宜的营养物质
D 诱导生根 降低培养基中生长素/细胞分裂素的值
3.[2024·安徽芜湖模拟] 金菊花是多年生草本植物,是经长期人工选择培育出的名贵观赏花卉。如图表示某生物兴趣小组利用金菊花未开花的幼嫩枝条进行组织培养的过程。下列叙述正确的是 ( )
A.过程①是获取离体的未开花的幼嫩枝条,用适宜浓度的酒精和次氯酸钠溶液的混合液消毒
B.过程③表示再分化,需要先诱导生根,再诱导生芽
C.过程④是培育形成的试管苗直接移栽入土进一步培养成金菊花植物体
D.整个组织培养过程中可能发生细胞分化、基因突变或染色体变异,但不会发生基因重组
4.[2024·湖南永州一模] 植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术,通过对愈伤组织悬浮培养可获得植物次生代谢物。某愈伤组织悬浮培养时细胞干重、蔗糖浓度和培养液pH的变化过程如下图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.次生代谢物并不是植物基本的生命活动所必需的物质
B.外植体再分化形成愈伤组织的过程需要植物激素的诱导作用
C.12 d后细胞干重开始下降可能与培养液中蔗糖浓度和pH下降有关
D.培养液中添加蔗糖除了能为细胞生长提供能源外,还能调节渗透压
题组二 植物体细胞杂交
5.[2024·广东深圳一模] 三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”,在我国全年可采收两次。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,操作如下图。下列叙述正确的是 ( )
A.①过程除了使用酶解法外,还可以利用盐酸和酒精1∶1混合配制的解离液来完成
B.②过程通常在等渗的培养液中,采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C.④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例,诱导生芽和生根
D.图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
6.[2025·河北张家口月考] 小麦(6n=42)基因组庞大,拟南芥(2n=10)是遗传背景相对清晰的模式植物。以普通小麦胚性愈伤组织来源的原生质体为供体,用紫外线照射后,再与拟南芥原生质体进行融合,希望将小麦染色体小片段插入拟南芥基因组,从而借助其清晰的遗传背景对小麦基因组进行研究。下列相关说法正确的是 ( )
A.可用聚乙二醇诱导拟南芥和小麦原生质体的融合和细胞壁再生
B.原生质体融合后,应进一步筛选染色体数为52的细胞来对小麦进行研究
C.利用杂种细胞获得试管苗的步骤:杂种细胞→脱分化形成胚状体→再分化形成试管苗
D.外植体经诱导形成愈伤组织的培养基中需要添加生长素与细胞分裂素
7.[2024·湖北武汉模拟] 某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株,利用甲植物细胞(细胞核基因具有耐盐碱效应)和乙植物细胞(细胞质基因具有高产效应)进行体细胞杂交,在原生质体融合前,对原生质体进行处理,分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活,融合的原生质体分散固定在平板中,独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是 ( )
①甲、乙原生质体经处理后失活,无法正常生长、分裂;②同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂;③培养基含有抑制物质,只有杂种细胞才能正常生长、分裂;④杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂
A.①②③ B.①②④
C.①③④ D.②③④
8.[2024·辽宁大连模拟] “不对称体细胞杂交”是指将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。大剂量的X射线能随机破坏染色体结构,使染色体发生断裂,细胞不再持续分裂。碘乙酰胺使细胞质中某些酶失活,抑制细胞分裂。现欲利用“不对称植物体细胞杂交技术”使小麦获得偃麦草的耐盐性状(耐盐基因位于细胞核中)。下列叙述正确的是 ( )
A.该技术需要用纤维素酶、蛋白酶处理小麦和偃麦草的体细胞
B.融合前用X射线照射小麦的原生质体、碘乙酰胺处理偃麦草的原生质体
C.融合后能在植物组织培养的培养基上正常生长、分裂的即为融合成功的杂种细胞
D.与小麦染色体数目相同的杂种植株不可能获得偃麦草的耐盐性状
题组三 植物细胞工程的应用
9.长春花合成的生物碱等次生代谢物具有抗癌、镇静、安神等功效。研究人员以长春花的新生嫩叶为外植体,利用植物组织培养技术快速培养出愈伤组织,短时间内获得了大量的生物碱等多种次生代谢物。下列说法错误的是 ( )
A.外植体需先后用酒精和次氯酸钠溶液进行消毒
B.次生代谢物是长春花基本生命活动所必需的物质
C.生长素与细胞分裂素用量的比值适中时,有利于促进愈伤组织的形成
D.由愈伤组织培养到长春花幼苗的过程需要光照,以诱导叶绿素的形成
10.[2025·江苏苏州模拟] 为获得大量次生代谢物,科学家发明了用于植物细胞悬浮培养的生物反应器。其中搅拌式生物反应器通过机械搅拌使细胞悬浮,并能调控反应器中的温度和 pH,培养多种植物细胞。下列说法正确的是 ( )
A.次生代谢物在植物的整个生命过程中一直在合成
B.实验中可以利用胰蛋白酶等处理愈伤组织,获得悬浮细胞
C.植物细胞的培养方式几乎不受季节、天气等因素的限制
D.通过搅拌增加了溶解氧含量,提高了单个细胞中次生代谢物含量
11.[2024·山东潍坊二模] 植物细胞中的叶绿体和细胞核是两个相对独立的遗传体系,控制着许多优良性状,胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面。下图为将品种甲叶绿体中的优良基因导入品种乙的实验流程。下列说法错误的是 ( )
A.过程①可用纤维素酶和果胶酶处理,该过程不能在低渗溶液中进行
B.过程②通常用聚乙二醇(PEG)诱导融合,可通过稀释培养液来终止融合
C.过程③筛选同时具备叶绿体和细胞核的融合细胞诱导再生细胞壁
D.通过④获得的抗病品种丁,能稳定遗传品种甲、乙的所有优良性状
综合应用练
12.[2024·四川成都三模] 野生稻(A)具有耐盐碱特性,栽培稻(B)具有产量高的优势。研究人员通过植物细胞工程技术培育兼具野生稻和栽培稻特性的优良植株,实验流程如图。回答下列问题:
(1)在进行“处理1”时,有时会使用到蜗牛消化道提取液,据图分析,蜗牛消化道提取液中可能含有的成分有 。通过高Ca2+—高pH诱导形成的甲能够在一定条件下培育出完整植株,说明植物细胞具有 。
(2)流程图中的甲、乙分别是 。从“甲→乙”的过程到“乙→试管苗”的过程需要更换培养基,原因是
。
(3)“乙→试管苗”的培养过程中需要给予适宜光照,目的是 。“乙→目的植株”的培养过程应该在一定浓度的高盐碱环境下进行,目的是 。
13.[2024·湖南邵阳三模] 辣椒素是辣椒中具有刺激性和辣味的活性成分之一,可对食草动物形成威慑。辣椒素具有强抗氧化活性,可帮助清除体内自由基,减少氧化损伤和DNA损伤,从而减少癌症发生的风险。获得辣椒素的一般途径如下:
(1)植物组织培养过程常用 (填“蔗糖”或“葡萄糖”)做碳源,①过程被称为 ,当培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值较高时,更有利于 。
(2)在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生区组织细胞作为外植体,原因是 。
(3)通过基因工程可以制造转基因大肠杆菌,进行大规模发酵生产辣椒素,对扩大培养后的转基因大肠杆菌用显微镜直接计数,样品稀释104倍,观察到的计数室中细胞分布如下图,则培养液中细胞的密度是 个/mL。运用这种方法统计的结果往往比实际值 。
(4)某实验小组用提取到的辣椒素对小鼠进行相关实验,将若干生理状态相同的小鼠肺癌细胞随机均分成甲、乙两组,甲组培养基中加入适量辣椒素,乙组培养基中不做处理,分别接种细胞后,在相同且适宜的环境中培养,一段时间后统计甲、乙两组小鼠肺癌细胞数目。
①小鼠肺癌细胞培养过程中,需要定期更换培养基的原因是
。
②若实验结果为甲组比乙组小鼠癌细胞数目明显减少,说明辣椒素具有抑癌效果。
