专题02 植物细胞工程（广东专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高二生物下学期期中真题分类汇编

专题2 植物细胞工程 考点概览 考点01 植物细胞工程的基本技术 考点02 植物细胞工程的应用 植物细胞工程的基本技术考点01 一、单选题 1．（23-24高二下·广东深圳·期中）黑腐病是花椰菜的主要病害，研究人员将花椰菜与抗黑腐病的黑芥进行体细胞杂交，获得了多种性状介于花椰菜和黑芥之间的杂种植株，并进一步筛选出抗病的优良品种。下列有关叙述错误的是（    ） A．在体细胞杂交之前，需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．花椰菜细胞与黑芥细胞的细胞核融合标志着体细胞杂交成功 C．杂种植株出现多种性状并能抗病的原因源于其获得了双亲的遗传物质 D．某些杂种植株不抗病可能是因为基因之间相互影响，导致抗病基因无法表达 【答案】B 【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。 诱导原生质体融合的方法：物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等) 。 植物体细胞杂交的意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围，培育作物新品种。 【详解】A、植物细胞外面有一层细胞壁，这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交。因此，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这层细胞壁，获得原生质体，A正确； B、杂种细胞细胞壁的再生，标志体细胞杂交成功，B错误； C、通过植物体细胞杂交获得的杂种植株含有两个物种的遗传物质，获得了多种性状并能抗病，C正确； D、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，导致某些杂种植株的抗病基因没有表达而不抗病，D正确。 故选B。 2．（23-24高二下·广东深圳·期中）植物细胞工程技术广泛应用于生产中，以下选项没有应用植物细胞工程技术的是（    ） A．用多倍体育种技术培育无子西瓜 B．用单倍体育种培育优良性状的水稻 C．利用转基因技术培育抗软化番茄 D．利用体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝 【答案】A 【分析】植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。 【详解】A、植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术，用多倍体育种技术培育无子西瓜，其原理是染色体畸变，没有使用植物细胞工程技术，A正确； B、用单倍体育种培育优良性状的水稻的过程中用到了植物组织培养技术，植物组织培养技术属于植物细胞工程技术，不符合题意，B错误； C、利用转基因技术培育抗软化番茄，需要用到植物组织培养技术将含有目的基因的细胞再生成完整的植株，不符合题意，C错误； D、利用体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝，该过程中用到了植物组织培养技术，同时植物体细胞杂交也属于植物细胞工程，不符合题意，D错误。 故选A。 3．（23-24高二下·广东惠州·期中）花椰菜易受黑腐病致病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的株体与完整的花椰菜原生质体融合，可获得抗黑腐病杂种植株。流程如图，据图分析下列叙述错误的是（    ） A．过程②中常用的方法是物理法、化学法和灭活的病毒诱导 B．将通过酶解法制备的原生质体置于灭过菌的等渗溶液中可以保持其活性 C．融合的活细胞中有无叶绿体存在，可作为初步筛选杂种细胞的依据 D．对杂种植株进行黑腐病致病菌接种实验，可筛选出具有抗性的杂种植株 【答案】A 【分析】分析题图可知，过程①表示原生质体的制备，用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞的细胞壁，过程②表示诱导原生质体融合，体现了细胞膜的流动性。 【详解】A、过程②表示两个原生质体的融合的过程，通常采用的方法是是物理法、化学法（聚乙二醇）等，灭活的病毒可用于诱导动物细胞融合，A错误； B、将通过酶解法制备的原生质体置于灭过菌的等渗溶液中，可避免其吸水或失水，有利于保持原生质体完整，可以保持其活性，B正确； C、用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根部细胞，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，因此可通过光学显微镜观察叶绿体的有无，作为初步筛选杂种细胞的标志，C正确； D、对杂种植株接种黑腐病菌，属于个体生物学水平的检测，能正常生长的即为具有高抗性的杂种植株，D正确。 故选A。 4．（23-24高二下·广东佛山·期中）黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过下图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述正确的是（    ） A．最终获得的抗病植株具有完整的甘蓝型油菜和黑芥的遗传信息 B．过程①可使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶，过程②可利用PEG进行诱导 C．过程③只发生脱分化，过程④体现出植物细胞具有全能性 D．该技术打破了黑芥与甘蓝型油菜之间的生殖隔离，实现远缘杂交育种 【答案】D 【分析】据图分析可知，图示为采用植物体细胞杂交技术和植物组织培养技术获得抗黑胫病杂种植株的流程图，图中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程；②表示诱导原生质体融合的过程。原生质体融合后利用植物组织培养技术得到杂种植株。 【详解】A、黑芥的叶肉细胞原生质体经X射线照射后发生部分染色体结构破坏，因而最终获得的抗病植株不具有完整的黑芥的遗传信息，A错误； B、过程①表示去除细胞壁的过程，根据酶的专一性可知，可以用纤维素酶和果胶酶处理；过程②表示诱导原生质体融合的过程，可利用PEG进行诱导，B错误； C、过程③是融合的原生质体经筛选后获得致病毒素，有脱分化和细胞分裂过程，C错误； D、根据题意可知，黑芥与甘蓝型油菜不能直接杂交，说明两者存在生殖隔离，该技术打破了黑芥与甘蓝型油菜之间的生殖隔离，实现远缘杂交育种，D正确。 故选D。 5．（23-24高二下·广东佛山·期中）下列关于植物细胞工程的应用叙述正确的是（    ） A．以植物的茎尖和根尖为材料通过植物组织培养可获得抗病毒新品种 B．通过花药离体培养得到单倍体植株即为单倍体育种 C．细胞产物的工厂化生产的培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞 D．愈伤组织的分裂能力强，更容易受到诱变因素的影响而产生定向突变 【答案】C 【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、以茎尖、根尖分生区为材料通过组织培养可以获得的脱毒苗，但不是新品种也不具有抗毒特性，A错误； B、单倍体育种包括花药离体培养和秋水仙素加倍两个步骤，B错误； C、细胞产物的工厂化生产，可以通过培养更多的愈伤组织从而提高次生代谢物的产量，C正确； D、愈伤组织的分裂能力强，处于分裂状态，容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变，但突变具有不定向性，D错误。 故选C。 6．（23-24高二下·广东深圳·期中）某科学小组探究外植体的处理条件和时间对长寿花组织培养过程的影响，其结果如下表，下列分析正确的是（    ） 2% 次氯酸钠处理时间（min） 8 10 12 75%酒精处理时间（min） 20 30 40 20 30 40 20 30 40 污染率（%） 25.6 21.1 13.3 22.2 16.7 12.2 20 17.8 8.9 褐化率（%） 0 0 8.9 0 5.6 14.4 7.8 16.7 16.7 注：褐化是指培养材料在组培过程中向培养基中释放褐色物质，并变褐死亡的现象 A．2%次氯酸钠的作用是灭菌，75%酒精的作用是消毒 B．诱导培养外植体形成愈伤组织的过程中需要光照 C．由上表可知，处理时间越长，外植体的污染率越低 D．由上表可知，处理时间越长，组织培养成功率越高 【答案】C 【分析】表格分析：本实验的自变量为次氯酸钠处理时间和酒精处理时间，因变量为污染率和褐化率。 【详解】A、2%次氯酸钠的作用是消毒，75%酒精的作用是消毒，A错误； B、诱导愈伤组织形成过程中一般不需要光照，因为光可以诱导产生维管组织，不利于愈伤组织形成，B错误； C、表中数据显示消毒处理时间越长，污染率越低，C正确； D、由表格信息可知，消毒处理时间越长褐化率越高，死亡率越高，组织培养成功率越低，D错误。 故选C。 7．（23-24高二下·广东梅州·期中）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（    ） A．过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙 B．为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中 C．融合后的两两融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选 D．过程②体现了细胞膜的选择透过性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁 【答案】C 【分析】在进行细菌细胞融合之前，先去除细菌细胞的细胞壁，获得原生质体，再借助一定的技术手段实现原生质体间的融合，如聚乙二醇融合法等。 【详解】A、细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，由于酶具有专一性，故不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A错误； B、失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，B错误； C、形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确； D、过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，D错误。 故选C。 8．（23-24高二下·广东·期中）科研工作者分别用 4 种浓度的 PEG 对花椰菜和黑芥两种原生质体进行了融合实验（由两个原生质体进行的融合称为二源融合，多于两个原生质体进行的融合称为多源融合），结果如图所示。下列有关说法不正确的是（    ） A．该实验的自变量是 PEG 浓度 B．图中二源融合的原生质体有 3 种 C．为提高花椰菜-黑芥二源融合的成功率，选用的最佳 PEG 浓度是 50% D．想确定二源融合是否为花椰菜-黑芥融合而成，可用显微镜观察染色体的形态和数目 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交过程，首先去壁获得原生质体，其次诱导原生质体融合形成杂种细胞，最后才有植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。分析题图可知，PEG浓度为40%时，二源融合率最高。 【详解】A、根据柱形图中的横坐标可知，该实验的自变量是PEG浓度，A正确； B、图中二源融合的原生质体有 3 种：紫罗兰原生质体自身融合、油菜原生质体自身融合、紫罗兰原生质体和油菜原生质体融合，B正确； C、结合题图可知，为提高花椰菜-黑芥二源融合的成功率，选用的最佳 PEG 浓度是 40%，C错误； D、想确定二源融合是否为花椰菜-黑芥融合而成，可用显微镜观察染色体的形态和数目，若数目为二者体细胞数目之和且具有二者各自的染色体形态，则说明融合成功，D正确。 故选C。 9．（23-24高二下·广东肇庆·期中）研究者应用原生质体融合技术，利用光合细菌与嗜热菌选育出耐高温的光合细菌。下列叙述正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理可获得原生质体 B．两种细菌细胞核的融合是完成细胞融合的标志 C．细菌原生质体融合的原理是细胞具有全能性 D．选育的细菌能在一定的高温环境中进行光合作用 【答案】D 【分析】1、光合细菌与嗜热菌都是原核生物，它们含有细胞壁，因此融合前要先去除细胞壁，去除细胞壁后，采用一定的方法诱导细胞融合，其原理细胞融合的原理是细胞膜的流动性，诱导细胞融合的方法包括物理方法（如电激、振荡、离心）和化学方法（如聚乙二醇）。 2、去壁的细菌缺失细胞壁，在低渗溶液中会吸水膨胀甚至涨破，而未去壁细菌有细胞壁的保护，在低渗溶液中不会吸水涨破。 【详解】A、光合细菌与嗜热菌都是原核生物，它们含有细胞壁，因此融合前要先去除细胞壁，但原核生物细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能用纤维素酶和果胶酶去除，A错误； B、植物细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，而且光合细菌与嗜热菌都是原核生物，没有细胞核，B错误； C、细菌原生质体融合的原理是细胞膜具有一定的流动性，C错误； D、选育的细菌具有光合细菌与嗜热菌双方的特点，因此能在较高温度下进行光合作用，D正确。 故选D。 10．（23-24高二下·广东肇庆·期中）下列关于植物组织培养和植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是（　　） A．植物组织培养的外植体可以是植物器官、组织或细胞 B．花药离体培养获得的单倍体可用于单倍体育种 C．植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状 D．两者的培育过程通常要使用生长素和细胞分裂素 【答案】C 【分析】植物组织培养的基本步骤：获得外植体-脱分化-再分化；植物体细胞杂交需要先去除细胞壁，原理是植物细胞的全能性。 【详解】A、外植体可以是植物体的一部分，如植物器官、组织或细胞，A正确； B、花药离体培养可得到单倍体，经秋水仙素加倍后一般可得到纯合子，全过程为单倍体育种，B正确； C、由于基因间的相互作用，利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株，不一定能同时表现出两个亲本的全部性状，C错误； D、两者的培育过程都需经历脱分化和再分化，需使用生长素和细胞分裂素，D正确。 故选C。 11．（23-24高二下·广东肇庆·期中）黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过如图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述正确的是（    ）    A．X射线处理过程中不会破坏抗黑胫病基因 B．图中两个过程①所用的酶一样，都用到了胰蛋白酶 C．过程③处理后，不能在培养基中存活的细胞也可能含抗黑胫病基因 D．过程④得到的抗病植株都可通过有性生殖得到抗病的子代植株 【答案】C 【分析】分析题图： ①表示去壁过程，常用酶解法；②诱导原生质体融合；③表示形成杂种细胞，并用含有黑胫病菌的致病毒素进行筛选得到抗黑胫病的杂种细胞；④表示植物组织培养。 【详解】A、黑芥的叶肉细胞原生质体经X射线照射后部分染色体结构被破坏，这种变化具有不定向性，故抗黑胫病基因可能会被破坏，A错误； B、图中的两个过程①都表示去除细胞壁的过程，用的酶都是纤维素酶和果胶酶，B错误； C、过程③处理后，不能在培养基中存活的细胞也可能含抗黑胫病基因，只是相关基因未表达，故无法存活，C正确； D、根据题干信息可知，抗病植株中来自黑芥的染色体被破坏，该抗病植株可能无法产生正常的配子，故不能通过有性生殖得到子代，D错误。 故选C。 12．（23-24高二下·广东佛山·期中）如图为利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种实验流程图。下列相关叙述错误的是（　　） A．进行①处理时使用纤维素酶和果胶酶 B．②过程用PEG处理能获得杂种细胞 C．融合后杂种细胞可直接发育成完整植株 D．进行新品种选择时要将植株接种病原菌 【答案】C 【分析】题图分析：图示为植物体细胞杂交技术的流程，①表示去壁过程，常用酶解法；②表示融合的原生质体再生出细胞壁的过程；此后经过脱分化、再分化过程获得杂种植株。 【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，因此过程①去壁过程常使用纤维素酶和果胶酶，A正确； B、②过程可用PEG处理能获得杂种细胞，该过程的原理是细胞膜的流动性，B正确； C、融合后杂种细胞可通过脱分化、再分化过程发育成完整植株，C错误； D、进行新品种选择时要将植株接种病原菌，用于检测杂种植株是否具有抗病性状，D正确。 故选C。 13．（23-24高二下·广东·期中）藿香是一种重要的中草药，《本草纲目》记载“豆叶曰藿，其叶似之，而草味芳香，故名藿香”。科研人员利用藿香的叶片为外植体进行培养，过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．诱导生芽和生根的培养基中植物激素的比例相同 B．用射线处理愈伤组织细胞可以获得优良突变体 C．①过程用酒精消毒后再立即用次氯酸钠溶液处理 D．过程②③每天都需要在光照条件下进行 【答案】B 【分析】在植物组织培养时，需要添加植物激素，其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性激素。植物激素的浓度、使用的先后顺序及用量的比例等，都会影响实验的结果。生长素与细胞分裂素的用量比值高时，有利于根的分化，抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成，比值适中时，促进愈伤组织的形成。植物组织培养的流程为：制备MS培养基-外植体消毒-接种-培养-移栽-栽培。 【详解】A、植物组织培养中培养基生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，诱导生根，比值低时，诱导生芽，A错误； B、愈伤组织细胞一直处于不断的分生状态，容易受射线或环境（某些试剂）影响而产生突变，故可用射线处理愈伤组织细胞以获得优良突变体，B正确； C、植物组织培养时外植体用流水充分清洗后用体积分数为70%的酒精消毒30s，用无菌水清洗2-3次，再用次氯酸钠溶液处理30分钟，立即用无菌水清洗2-3次，C错误； D、②过程为脱分化，不需要光照处理，D错误。 故选B。 14．（23-24高二下·广东汕头·期中）植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列叙述错误的是（　　） A．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现可遗传变异 B．同一株植物不同部位细胞经诱导培养获得的植株基因型可能不同 C．试管苗移栽前应在消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行适当培养 D．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 【答案】A 【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。 【详解】A、再生苗培育过程中细胞进行旺盛的有丝分裂过程，而有丝分裂过程中容易发生基因突变，因此，用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗也可能会出现变异，A错误； B、以同一株植物的任何细胞经组织培养获得的愈伤组织的基因型可能不同，如花粉细胞和体细胞培养形成的植株愈伤组织的基因型不同，B正确； C、幼苗在培养间培养一段时间后，最好用无菌水清洗根部培养基，再移入消过毒的蛭石或珍珠岩等环境炼苗，C正确； D、若外植体是不定芽，则组织培养过程中可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，D正确。 故选A。 15．（23-24高二下·广东东莞·期中）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高品质、抗逆性强的杂种植株。下图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析错误的是（　　） A．山金柑愈伤组织细胞没有细胞壁，早花柠檬叶肉细胞用酶解法去除细胞壁后才能与前者融合 B．据图分析，杂种植株应为二倍体 C．可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选 D．杂种植株的核基因只来自早花柠檬，线粒体基因只来自山金柑 【答案】A 【分析】图题是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果，观察结果可知，杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同，而杂种植株的线粒体DNA与山金柑细胞的线粒体DNA完全相同，说明杂种植株的核DNA来自于早花柠檬，而线粒体DNA来自于山金柑。 【详解】A、山金柑愈伤组织细胞的细胞壁薄，具有很强的分裂和再生能力，也需要用酶解法去除细胞壁，A错误； B、杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同，而早花柠檬属于二倍体生物，故杂种植株应该是二倍体，B正确； C、愈伤组织无色，叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色，其中供体细胞特有的结构是叶绿体，可通过观察叶绿体的有无，即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志，C正确； D、杂种植株核DNA与早花柠檬细胞核DNA完全相同，杂种植株线粒体DNA与山金柑线粒体DNA完全相同，因此杂种植株的核基因只来自早花柠檬，线粒体基因只来自山金柑，D正确。 故选A。 二、非选择题 16．（23-24高二下·广东梅州·期中）不对称体细胞杂交是指利用射线破坏染色质的供体细胞，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。科研人员用大剂量的X射线处理拟南芥（2n=10）的原生质体，然后诱导其与柴胡（2n=12）的原生质体融合，最终获得不对称杂种植株。回答下列问题： (1)为获得拟南芥和柴胡的原生质体，可将消毒后的外植体用小刀切碎，放入含有 酶的缓冲液中，以获得原生质体。 (2)可采用二乙酸荧光素（FAD）法测定原生质体活力，已知FAD本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过细胞膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择 的原生质体用于融合。 (3)获得的原生质体可使用 等化学方法（写出一种）诱导融合，在杂种细胞形成杂种植株的过程中，需要避光培养的是 阶段，诱导生根的过程中，细胞分裂素和生长素的比值 （“=1”、“>1”、“<1”） (4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定，统计结果如下表所示： 后代植株类型 染色体数目形态 DNA分子标记鉴定 甲 12，与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段 乙 12，与柴胡染色体相似 无拟南芥DNA片段 丙 12，与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段 由表可知，后代植株中 类型一定不是杂种植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成，拟南芥亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中，而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组，作出以上推测的依据是 。 【答案】(1)纤维素酶和果胶酶 (2)发出荧光 (3) 聚乙二醇（PEG）（高Ca2+-高PH） 脱分化 <1 (4) 乙 甲、丙类型植株细胞的染色体与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似，且含有双亲的DNA片段 【分析】植物原生质体培养技术：首先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体，然后向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的染色体片段，转移至合适的环境中，在高尔基体的作用下再生细胞壁、形成愈伤组织、再分化生根生芽，最终发育成完整的植株。 【详解】（1）消毒后的外植体用小刀切碎，加入含有纤维素酶和果胶酶的酶溶液，水浴加热一段时间后，过滤、离心即可获得原生质体。 （2）根据题干信息可知，绿色荧光的强度与原生质体的活力呈正相关，因此应选择发出荧光的原生质体用于融合。 （3）诱导原生质体融合的化学方法有聚乙二醇融合法和高Ca2+-高pH融合法。在杂种细胞形成杂种植株的过程中，需要避光培养的是脱分化阶段，细胞分裂素和生长素的比值<1，诱导生根。 （4）根据表格信息可知，植株后代乙无拟南芥DNA片段，说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似，且含有双亲的DNA片段，说明甲、丙植株属于杂种植株，它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成，拟南芥亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中，而是以遗传物质重组的方式整合进柴胡的基因组。 17．（23-24高二下·广东梅州·期中）随着草莓产业的迅速发展，市场对草莓的需求越来越大，传统的育苗方法不能满足生产需要，且种苗带毒现象普遍，造成优良品种逐年退化。研究人员利用草莓的茎尖作为外植体进行组织培养，实现了无病毒苗的快速繁殖，其培育过程如图所示。回答下列问题： (1)从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，其原因是 。步骤②要进行照光培养，照光的作用是 。 (2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12d后下降的原因可能是 ，培养液中蔗糖的作用是 。 (3)研究人员以草莓幼苗茎形成层为外植体进行相关研究，得到如图所示实验结果。下列相关叙述正确的是_____。 A．愈伤组织细胞和胚状体细胞都已经出现了脱分化 B．暗处理时间的长短对脱分化率的影响小于再分化率的 C．暗处理时间的延长，不利于草莓胚状体的形成 D．草莓茎形成层诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1周 【答案】(1) 脱分化和再分化所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 (2) 蔗糖浓度下降 提供能源、提供碳源、调节渗透压 (3)BC 【分析】1、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 2、细胞分化是指在个体发育中，相同细胞的后代，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异的过程，细胞分化过程遗传物质不变，只是基因选择性表达的结果。 【详解】（1）步骤①的培养基是为了形成愈伤组织，步骤②的培养基为了形成生根并形成试管苗，从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，其原因是脱分化和再分化所需的生长素和细胞分裂素的比例不同； 步骤②要进行照光培养，照光的作用是诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。 （2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示，细胞干重在12d后下降的原因可能是蔗糖浓度下降； 培养液中蔗糖的作用是提供能源、调节渗透压。 （3）A、愈伤组织是由已分化的细胞变为未分化的细胞，胚状体是由愈伤组织分化而来，因此愈伤组织没有出现脱分化，胚状体出现了脱分化，A错误； B、愈伤组织的变化属于脱分化，胚状体的变化属于再分化。从图中可以看出，随着时间的变化愈伤组织的诱导率虽然有一个突变，但随着时间的增加，后期变化较小，而胚状体的诱导率随时间的增加，呈现先增加后逐渐减少且明显的趋势，B正确; C、胚状体的诱导率随暗处理时间的增加，呈现出先增加后逐渐减少的明显趋势，因此暗处理时间的延长，不利于草莓胚状体的形成，C正确； D、由胚状体诱导率的变化趋势来看，在1-2周，诱导率数据较大，暗处理1~2周左右是诱导胚状体的最佳时间，D错误。 故选BC。 18．（23-24高二下·广东·期中）紫罗兰（2n=14）花色丰富、抗虫性强、种子油富含 X-3-亚麻酸。为了让油菜（2n=38）具有紫罗兰的诸多优良性状，科研工作者进行了如图所示实验，请分析回答下列问题： (1)为了培养紫罗兰-油菜，科研工作者选取二者的下胚轴细胞，并用 （酶）处理去除细胞壁，从而获得原生质体。再用 PEG 诱导二者融合，所依据的生物学原理是 。 (2)筛选出所需的杂种细胞后，还要采用 技术才能获得杂种植株，该过程需要在培养基中加入植物激素，使其 形成愈伤组织，继而再分化，并生长发育成完整植株。理论上获得的杂种植株染色体组成为 （用字母 M 和 N 分别表示紫罗兰和油菜的一个染色体组）。 (3)运用传统有性杂交方法不能得到紫罗兰-油菜的杂种后代，原因是 。 (4)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表： 植株 紫罗兰 油菜 杂合新植株 H1 杂合新植株 H2 杂合新植株 H3 染色体数/条 14 38 66 50 47 表中数据显示，杂合新植株 H2、H3 染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株 H1 染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因： 。 (5)若有一株杂合子紫罗兰（AaBb），要快速获得与该植株基因型和表现型都相同的后代， （填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，直接进行培养得到后代，原因是 。 【答案】(1) 纤维酶和果胶酶 细胞膜的流动性 (2) 植物组织培养 脱分化 MMNN (3)紫罗兰、油菜是两个不同的物种，两者之间存在生殖隔离 (4)①融合是随机的，可能存在多个细胞的融合；②融合后部分染色体可能会丢失 (5) 不能 杂合子的花粉粒是减数分裂得到，细胞核的遗传物质减半，基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株 【分析】植物体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体；用物理法（离心、振动、电刺激）或者化学法（聚乙二醇）诱导细胞融合，获得融合的原生质体；原生质体再生出细胞壁，获得杂种细胞；杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。 【详解】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此要去除植物细胞壁应该采用纤维素酶和果胶酶。细胞融合原理是细胞膜具有一定的流动性。 （2）筛选出所需的杂种细胞后，还要采用植物组织培养技术才能获得杂种植株，该过程需要在培养基中加入一定浓度的生长素和细胞分裂素，使其脱分化形成愈伤组织，继而再分化，并生长发育成完整植株。理论上获得的杂种植株含有两个亲本所有的遗传物质，因此杂种植株的染色体组成为MMNN。 （3）由于紫罗兰、油菜是两个不同的物种，两者之间存在生殖隔离，所以运用传统有性杂交方法不能得到紫罗兰-油菜的杂种后代。 （4）表中数据显示，杂合新植株H2、H3染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株H1染色体数目大于双亲染色体数之和，其原因是融合是随机的，可能存在多个细胞的融合，融合过程中染色体可能会丢失。 （5）若有一株杂合子紫罗兰（AaBb），要快速获得与该植株基因型和表现型都相同的后代，可用组织培养方法繁殖，在培养时，不能采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是对杂合子的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，用花粉粒进行组织培养得到的花卉基因型不同于原植株。 19．（23-24高二下·广东惠州·期中）猕猴桃是一种原产于我国的、品质鲜嫩、营养丰富的美味水果，在市场上销售价格也较高。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：    (1)图示获得B、D所选用的酶为纤维素酶和 。因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在 ，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，用该项技术培育新品种的优势是 。 (2)过程③为原生质体融合，诱导融合的物理方法有： ，植物细胞融合的标志是 。 (3)步骤⑥通常诱导芽后再诱导根，这个过程需要更换新的培养基，其原因是 。 (4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是 。 【答案】(1) 果胶酶 生殖隔离 打破生殖隔离 ，实现远缘杂交育种 (2) 电融合、离心法 杂种细胞再生出细胞壁 (3)诱导芽形成和诱导根形成所需的生长素和细胞分裂素的比例不同 (再分化受激素的种类、浓度和比例的影响) (4)诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用 【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。 【详解】（1）植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。先用纤维素酶和果胶酶酶解，获得原生质体。 “中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”是两个不同种，它们之间存在生殖隔离；通过①~⑥培育优良品种H杂种植株的过程所应的技术是植物体细胞杂交技术，该技术打破生殖隔离 ，实现远缘杂交育种。 （2）过程③为诱导植物细胞融合的过程，常使用的物理法包括：电融合、离心法等， 植物细胞融合的标志是再生出细胞壁。 （3） 因为诱导芽形成和诱导根形成所需的生长素和细胞分裂素的比例不同，故诱导芽后再诱导根，这个过程需要更换新的培养基。 （4）步骤⑥要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成，使试管苗能够进行光合作用。 20．（23-24高二下·广东惠州·期中）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 。 (2)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①→愈伤组织②→试管苗。其中①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)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 ，则说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。 (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)。 【答案】(1)由根瘤菌繁殖形成的单菌落 (2) 脱分化 细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能 (3) 无氮源 甲组的试管苗生长状况好于乙组 (4)促进植物生长，增加作物产量；改良土壤，能够减少化肥使用，减少污染，保护生态环境(增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。) 【分析】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。获得纯培养物的过程称纯培养，包括配制培养基、灭菌、接种、分离和培养等步骤。 植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用人工培养基对离体的植物器官、组织、细胞及原生质体等进行培养，使其再生细胞或完整植株的技术。 【详解】（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成为纯培养物。由单一个体繁殖所获得的微生物群体。对于本实验来说就是根瘤菌繁殖得到的单菌落。 （2）植物组织培养的过程先是①脱分化形成愈伤组织，②再分化形成试管苗。细胞全能性是指细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性。 （3）因为甲组和乙组的区别是固氮菌，所以要保证培养液中没有氮源，探究的是接种到试管菌上的根瘤菌是否具有固氮能力，如果甲组的试管苗生长状况好于乙组，说明接种到试管菌上的根瘤能具有固氮能力。 （4）微生物肥料除了能够促进植物生长，起到肥料的作用之外，能够减少化肥的使用，改良土壤，保护环境。 21．（23-24高二下·广东广州·期中）同源四倍体的紫花苜被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。（注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同） (1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是 。 (2)步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有 法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是 。融合后的原生质体经过 再生形成杂种细胞，进而经过②脱分化形成愈伤组织。 (3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根培养基上，最终得到杂种植株。请判断：得到的杂种植株，理论上是否可育？并简要阐述理由： 。 (4)利用此技术路线培育植物新品种具有独特的优势，这是由于 。 【答案】(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 (2) 高Ca2+-高pH融合 保持原生质体完整性 细胞壁 (3)可育，杂种植株细胞中含有成对的同源染色体 (4)打破了生殖隔离，实现了远缘杂交 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】（1）由图可知，新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术，该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 （2）步骤①可采用化学法进行诱导，其中化学方法除了聚乙二醇（PEG）融合法，还有高Ca2+-高pH融合法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，保持原生质体完整性，防止原生质体吸水涨破。融合后的原生质体再生出新的细胞壁说明形成杂种细胞，即杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁，进而经过②脱分化形成愈伤组织。 （3）图示过程培育的杂种植株在理论上是可育的；其原因是紫花苜蓿是同源四倍体，体细胞含有4个染色体组，百脉根是二倍体，体细胞含有2个染色体组，融合后得到的杂种细胞含有4+2=6个染色体组，杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，因而能进行正常的减数分裂过程，因而表现为可育。 （4）植物体细胞杂交技术可以促进不同物种的体细胞发生融合，和与传统杂交育种相比，其独特优势在于打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【点睛】本题考查植物体细胞杂交的相关知识，考生识记植物体细胞杂交的概念、原理及具体过程等基础知识，能结合题中信息准确答题是解答本题的关键。 22．（23-24高二下·广东揭阳·期中）花椰菜常因感染真菌而患黑腐病，导致产量和品质受到严重影响。为解决菜农困扰，研究者用一定剂量紫外线照射含黑腐病抗性基因的某植物叶肉细胞，使其染色体片段化从而失去细胞分裂能力，再与花椰菜幼根细胞进行体细胞杂交，进而培育抗黑腐病杂种花椰菜。操作过程如图所示。 请回答问题: (1)过程①是用果胶酶和 酶处理植物组织获得原生质体，过程②常用PEG诱导原生质体融合，融合的原理是 。 (2)融合较好的原生质体呈哑铃型。研究者用不同浓度PEG诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，获得结果如表。 PEG质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，原因是 。该实验结果说明质量分数为 的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好。若需要进一步确定最适PEG浓度，需要配制质量分数在 之间的PEG溶液重复上述实验。 (3)PEG诱导后需要筛选。筛选时用光学显微镜挑选出含叶绿体且形态为 的原生质体，在 (选填“光照”或“黑暗”)的环境中进一步培养获得愈伤组织。 【答案】(1) 纤维素 细胞膜具有一定的流动性 (2) PEG浓度过高导致原生质体失水皱缩 30% 25%-35% (3) 哑铃型 黑暗 【分析】植物体细胞杂交是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁，未脱壁的两个细胞是很难融合的，植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合，所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。 【详解】（1） 植物细胞壁由纤维素和果胶组成，过程①是用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，获得原生质体；由于细胞膜具有一定的流动性，因此可以用一定的促融合剂促进其融合 。 （2） 原生质层具有选择透性，PEG浓度过高导致原生质体失水皱缩，因此当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象；30%时形态正常，说明原生质体既不吸水也不失水，有助于维持其正常形态，该浓度诱导原生质体融合效果最好；25%时有破碎现象，说明25%浓度较小，原生质体有的吸水涨破，35%时原生质体出现缩小现象，说明35%浓度较大，原生质体失水皱缩，因此需要在质量分数为25%-35%之间的PEG溶液重复上述实验。 （3）叶肉细胞原生质体含有叶绿体，光学显微镜下可见，可挑选出含叶绿体且形态为哑铃型（融合较好的原生质体呈哑铃型）的原生质体即为融合的原生质体；愈伤组织是脱分化形成的一群未分化的细胞，获得愈伤组织的过程中需要黑暗条件。　 23．（23-24高二下·广东汕头·期中）现有甲、乙两种不同的二倍体植物（各含有一种不同的优良性状），为培育得到高产耐盐植株，科学家采用如下图所示技术进行。请回答下列问题：    (1)自然状态下，甲、乙植物不能进行杂交的原因是两者存在 。上述通过植物细胞工程培育高产耐盐植株技术的独特优势体现在 ，培育植物新品种等方面。 (2)培育高产耐盐植株时，②过程常用 作为诱导剂，由获得的细胞B培养获得愈伤组织的过程叫做 ，由细胞B发育成幼苗C利用的生物学原理是 。 C长成的幼苗还需要进行选择的原因是 。 (3)若愈伤组织在诱导生芽的培养基上未形成芽，但分化出了根，最可能的原因是 。 (4)在该技术中，为保证原生质体在制备过程中的完整性，经常需要将原生质体放入适宜浓度的甘露醇中以维持原生质体形态。为探究甲种植物原生质体制备中甘露醇溶液的适宜浓度，进行了如下实验。 实验材料及用具：甲种植物单细胞悬液、浓度为2mol/L的甘露醇溶液、纤维素酶溶液、蒸馏水、培养瓶、血细胞计数板、显微镜（具有测距功能）等。 实验过程及结果结论：选择合适数量的培养瓶并编号， ，然后将等量等浓度梯度的甘露醇溶液分别加入各个培养瓶中，处理相同且适宜时间后，用血细胞计数板和显微镜对各个培养瓶中的原生质体计数，测量原生质体的体积并记录。其中原生质体数目最多，且原生质体体积最接近植物细胞体积对应的浓度即是最适宜的甘露醇溶液浓度。 【答案】(1) 生殖隔离 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 (2) 聚乙二醇（PEG） 脱分化 植物细胞的全能性 可能出现由甲与甲、乙与乙自身融合的细胞发育成的幼苗，不同时具备二者的优良性状 (3)培养基中生长素和细胞分裂素用量的比例偏高 (4)用蒸馏水将浓度为2 mol/L的甘露醇溶液稀释为等浓度梯度的溶液，向各培养瓶中分别加入（等量且适量的）甲种植物单细胞悬液和纤维素酶溶液 【分析】植物体细胞杂交技术：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。 【详解】（1）自然状态下，由于甲、乙之间存在生殖隔离，甲、乙植物不能进行杂交。植物体细胞杂交技术培育高产耐盐植株技术的独特优势体现在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 （2）培育高产耐盐植株时，②过程诱导原生质体融合的方法常用化学方法，又到试剂为聚乙二醇（PEG），由获得的细胞B培养获得愈伤组织的过程叫做脱分化，由细胞B发育成幼苗C利用的生物学原理是植物细胞具有全能性。由于在原生质体融合的过程中具有随机性，可能出现由甲与甲、乙与乙自身融合的细胞发育成的幼苗，不同时具备二者的优良性状，故C长成的幼苗还需要进行选择。 （3）培养基中生长素和细胞分裂素的比例会影响分裂和分化，若愈伤组织在诱导生芽的培养基上未形成芽，但分化出了根，最可能的原因是培养基中生长素和细胞分裂素用量的比例偏高。 （4）为保证原生质体在制备过程中的完整性，经常需要将原生质体放入适宜浓度的甘露醇中以维持原生质体形态。为探究甲种植物原生质体制备中甘露醇溶液的适宜浓度，实验的自变量为甘露醇溶液的浓度，故实验的过程为选择合适数量的培养瓶并编号，用蒸馏水将浓度为2 mol/L的甘露醇溶液稀释为等浓度梯度的溶液，向各培养瓶中分别加入（等量且适量的）甲种植物单细胞悬液和纤维素酶溶液然后将等量等浓度梯度的甘露醇溶液分别加入各个培养瓶中，处理相同且适宜时间后，用血细胞计数板和显微镜对各个培养瓶中的原生质体计数，测量原生质体的体积并记录。 24．（23-24高二下·广东清远·期中）狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。 (1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了 技术，三种植株中核遗传物质与甲相同的是 。 (2)①选择幼嫩的叶用于接种的原因是 ，启动②③的关键激素是 。⑤原生质体的培养液需要维持一定浓度，原因是 。 (3)正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是 。 【答案】(1) 植物组织培养 乙、丁 (2) 分裂能力强，分化程度低 生长素和细胞分裂素 保持原生质体渗透压，维持细胞形态稳定 (3)茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物 【分析】据图分析，①表示将植株甲幼嫩的叶接种到培养基中，使其生长；②表示经过脱分化过程培养出愈伤组织；③表示再分化形成芽、根；④表示对植物的愈伤组织进行诱变处理，促使其发生突变；⑤表示植物体细胞杂交获得原生质体；⑥表示植物体细胞培养。 【详解】（1）狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都是经过在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株的过程，都利用了植物组织培养技术；植株丙经历了诱变处理，基因发生了突变，遗传物质与甲植株不同，植株乙、丁形成过程未作诱变处理，遗传物质与甲植株相同。 （2）幼嫩的叶有丝分裂旺盛，细胞分裂能力强，分化程度低，有利于植物组织培养，因此①选择幼嫩的叶用于接种；在组织培养中，生长素用于诱导细胞的分裂和根的分化，细胞分裂素的主要作用是促进组织细胞的分裂或从愈伤组织和器官上分化出不定芽，所以启动②脱分化和③再分化的关键激素是生长素和细胞分裂素；⑤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；此外为保持原生质体渗透压，维持细胞形态稳定，原生质体的培养液需要维持一定浓度。 （3）由题意可知，加入茉莉酸甲酯和水杨酸后，愈伤组织细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，说明茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物。 植物细胞工程的应用考点02 一、单选题 1．（23-24高二下·广东佛山·期中）广东盛产香蕉，束顶病毒感染会引起香蕉的严重病害。某农科所用感病植株的茎尖作为外植体培养获得脱毒苗，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）   A．感病植株的茎尖一定无病毒，因此作为外植体 B．超低温保存能够提高脱毒率，从而提高成活率 C．生长素与细胞分裂素的用量比例影响愈伤组织的分化 D．获得的脱毒苗移栽后会提高对束顶病毒的抵抗能力 【答案】C 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 【详解】A、感病植株的茎尖感染病毒极少甚至无病毒，A错误； B、据图可知，经过超低温处理后，感病植株的脱毒率增加，但成活率由93.75%下降至55%，B错误； C、培养基中生长素与细胞分裂素的浓度、用量比例影响愈伤组织的分化，C正确； D、获得的脱毒苗不含病毒，但抗病毒能力没有提高，D错误。 故选C。 2．（23-24高二下·广东·期中）中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题，研究者对植物组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理（如图），以期获得性状优良的突变株。下列叙述不正确的是（    ）    A．植物组织培养过程中细胞分裂旺盛，辐射处理易发生不定向突变 B．过程①在接种前，外植体常用酒精和次氯酸钠溶液消毒，然后用蒸馏水消洗 C．②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同 D．筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分 【答案】B 【分析】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，主要包括脱分化和再分化两个步骤。 【详解】A、植物组织培养过程中细胞分裂旺盛，辐射处理易发生突变，且突变是不定向的，A正确； B、过程①在接种前，外植体常用酒精和次氯酸钠溶液消毒，然后用无菌水冲洗，B错误； C、②③④过程添加的植物激素种类相同（都主要是生长素和细胞分裂素），但浓度和比例不同，C正确； D、筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术进行细胞产物的工厂化生产，培养生产药用成分，D正确。 故选B。 3．（23-24高二下·广东·期中）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些代谢物。下列说法正确的是（    ） A．该技术利用了植物细胞的全能性 B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C．植物的次生代谢物含量少，故不适合用该技术来生产 D．该技术不是为了提高单个细胞中次生代谢物的含量 【答案】D 【分析】由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、该技术只要将细胞培养至愈伤组织即可，无需到完整植株，故该技术并未利用植物细胞的全能性，A错误； B、利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些次生代谢物，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误； C、次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢产物的产量，即适合用该技术来生产，C错误； D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D正确。 故选D。 4．（23-24高二下·广东惠州·期中）植物原生质体培养技术是以细胞全能性为理论基础建立的一种离体培养技术，首先去除植物细胞的细胞壁得到原生质体，再向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的DNA 片段，将其转移至合适的环境中，再生细胞壁、形成愈伤组织、得到胚状体，最终发育成完整的植株。下列说法正确的是（    ） A．一般用纤维素酶和胶原蛋白酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体 B．诱导形成愈伤组织的过程属于再分化 C．可将抗病基因直接导入原生质体内 D．植物原生质体培养技术可以定向改造植物的性状 【答案】D 【分析】愈伤组织的形成 （1）在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中，需要的条件：①消毒灭菌；②一定浓度的植物激素；③适宜的温度；④充足的养料。 （2）植物组织培养中植物激素使用：植物组织培养中关键性激素是生长素和细胞分裂素。同时使用生长素和细胞分裂素时，两者用量的比例影响植物细胞的发育方向；先使用细胞分裂素，后使用生长素，细胞既分裂也分化。 （3）消毒和灭菌：外植体可以用酒精消毒；操作前手需用酒精消毒；培养基需用高压蒸汽灭菌。 【详解】A、一般用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体，A错误； B、诱导形成愈伤组织的过程属于脱分化，B错误； C、将抗病基因直接导入原生质体前，需要将抗病基因与运载体结合，C错误； D、植物原生质体培养技术可以定向改造植物的性状，D正确。 故选D。 5．（23-24高二下·广东惠州·期中）如图所示为学校生物社成员使用植物细胞工程技术培养多倍体。下列叙述错误的是（    ）    A．用PEG代替秋水仙素处理幼苗甲，也可获得四倍体幼苗乙 B．植物组织培养常用植物的顶端分生区组织培养获得脱毒作物 C．从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中涉及基因的选择性表达 D．植物组织培养时，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向 【答案】A 【分析】分析题图：基因型为Aa的某植物幼苗甲经秋水仙素处理后得到的四倍体幼苗乙的基因型为AAaa，四倍体幼苗经植物组织培养得到大量幼苗丙的过程为无性繁殖，故丙的基因型为AAaa。 【详解】A、PEG可诱导植物细胞融合，但需要先去除植物细胞的细胞壁，幼苗甲的细胞含有细胞壁，不能融合形成四倍体，A错误； B、植物组织培养常用植物的顶端分生区组织培养获得脱毒作物，B正确； C、从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中存在细胞分化，涉及基因的选择性表达，C正确； D、植物组织培养时，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向，生长素和细胞分裂素的比例为1，促进愈伤组织的形成，比例大于1时，愈伤组织分化成根，比例小于1时，愈伤组织分化成芽，D正确。 故选A。 6．（23-24高二下·广东汕头·期中）束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 茎尖预处理 茎尖数量 成活茎尖数 茎尖成活率（%） 脱毒茎尖数 脱毒率（%） 未低温保存 32 30 93.75 8 26.67 超低温保存 60 33 55.00 20 60.61 A．可使用光学显微镜观察病毒颗粒来检测茎尖脱毒率 B．超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率 C．感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育 D．茎尖经植物组织培养获得的脱毒苗同时具有抗病毒的特点 【答案】B 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 【详解】A、光学显微镜无法观察到病毒颗粒，A错误； B、从图中可以看出，经过超低温处理后，感病植株的脱毒率增加，但成活率由93.75%下降至55%，B正确； C、灭菌会将植株的茎尖杀死，只能需要对感病植株的茎尖消毒处理，细胞保持活性，C错误； D、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此用茎尖进行组织培养能够获得脱毒苗，但是不抗病毒，D错误。 故选B。 7．（23-24高二下·广东清远·期中）《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．利用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗，也能保持优良品种的遗传特性，培育无毒樱桃时常选取樱桃植株的茎尖或根尖分生区作为外植体 B．过程①与过程②的培养基中生长素和细胞分裂素的比例一般不相同，且①必须避光处理 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 【答案】D 【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、应用微型繁殖技术采用茎尖或根尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗，由于茎尖或根尖病毒少，甚至无病毒，且茎尖或根尖分裂能力旺盛，因而可以选用作外植体。微型繁殖技术其本质是无性繁殖，因而可以保持优良品种的遗传特性，A正确； B、图中过程①为脱分化过程，过程②为再分化过程，由于培养基中生长素和细胞分裂素的比例会影响细胞分化的方向，因此这两个过程的培养基中生长素和细胞分裂素的比例一般不同，①是脱分化不需要光，B正确； C、生长素是由色氨酸经过一系列转变产生的，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； D、应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮素，D错误。 故选D。 8．（23-24高二下·广东·期中）育种工作者运用相关工程技术，快速培育出抗除草剂的水稻（2N=24），育种流程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①代表花药离体培养，利用了植物细胞具有全能性的原理 B．过程②的目的是使单倍体幼苗定向突变产生抗除草剂基因 C．过程③需要用除草剂处理，进而筛选出抗除草剂的叶片 D．过程⑤可以用秋水仙素处理使其染色体数目加倍，形成二倍体 【答案】B 【分析】分析图解可知，该育种方式中综合运用了单倍体育种和诱变育种，其中γ射线照射是为了诱导基因发生突变，而除草剂是起了选择的作用。 【详解】A、过程①是花药离体培养，目的是获得单倍体幼苗，利用了植物细胞具有全能性的原理，A正确； B、过程②用γ射线照射单倍体幼苗，目的是提高幼苗的突变率，基因突变是不定向的，B错误； C、用③除草剂喷洒单倍体幼苗，目的是要筛选出抗除草剂的植株，该过程中除草剂起选择作用，C正确； D、过程⑤可以用秋水仙素处理使其染色体数目加倍，形成二倍体，从而培育出抗除草剂的水稻（2N=24），D正确。 故选B。 9．（23-24高二下·广东·期中）我国科学家发现的青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率，青蒿素是黄花蒿的次生代谢物，黄花蒿的芽和苗中均有青蒿素，但是愈伤组织中没有。研究人员欲运用植物细胞工程技术获得大量的青蒿素，并进行了思考与分析。下列相关叙述正确的是（    ） ①黄花蒿植株中青蒿素含量很低，直接提取的成本较高②愈伤组织中没有青蒿素，可能是愈伤组织细胞中缺乏控制合成青蒿素的基因③可取黄花蒿植物的茎尖等分生区组织进行脱分化和再分化培养④诱导愈伤组织生根和生芽时，生长素/细胞分裂素的值是相同的⑤利用植物细胞工程技术时，不需要大量培养黄花蒿成熟植株 A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 【答案】A 【分析】植物组织培养技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】①黄花蒿植株中青蒿素是次生代谢物，含量很低，直接提取的成本较高，①正确； ②由同一个受精卵发育而来的个体所含基因都相同，愈伤组织中没有青蒿素，可能是愈伤组织细胞中控制合成青蒿素的基因没有表达，②错误； ③茎尖等分生区组织分裂旺盛，可取黄花蒿植物的茎尖等分生区组织进行脱分化和再分化培养，即进行植物组织培养，③正确； ④诱导愈伤组织生根和生芽时，生长素/细胞分裂素的值不同，其中诱导生根时生长素/细胞分裂素较高，而诱导生芽时生长素/细胞分裂素较低，④错误； ⑤利用植物细胞工程技术时，不需要大量培养黄花蒿成熟植株，培养到愈伤组织阶段即可，⑤正确。 故选A。 10．（23-24高二下·广东茂名·期中）研究发现，骆驼蓬体内有多种具有抗肿瘤作用的生物碱。科研人员为了快速繁殖骆驼蓬及获取生物碱，进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述正确的是（    ） A．若培育出的骆驼蓬为脱毒苗，则所用外植体不可能是茎尖 B．外植体需要进行灭菌处理，以免杂菌污染 C．进行①和③过程的外界培养条件相同，但激素比例不同 D．利用该操作流程获取生物碱可减少人类对自然资源的破坏 【答案】D 【分析】植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖、作物脱毒等)、作物新品种的培育(单倍体育种突变体的利用)、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、由于植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒很少，甚至无病毒，所以利用茎尖可以培育出脱毒苗，A错误； B、进行植物组织培养时，外植体需要进行消毒处理，B错误； C、进行①和③过程的外界培养条件不同，①过程不需要光照，③过程需要光照，C错误； D、由工厂化细胞培养提取生物碱的过程不需要考虑土地资源的消耗，同时也不需要考虑季节、时间的限制，因而可减少对自然资源的破坏，D正确。 故选D。 二、非选择题 11．（23-24高二下·广东广州·期中）甲植物（2n=18）具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙（4n=32）的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯（IOA）处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂。回答下列问题： (1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体，利用的生物学原理是 。取植物的顶芽细胞进行培育，有利于获得脱毒苗，原因是 。 (2)过程①常用酶解法去除细胞壁，利用的酶是 。过程②可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有 法等。 (3)过程④中，会在培养基中加入蔗糖，蔗糖的作用是 。过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，此时生长素与细胞分裂素的比值 （填“＞1”、“＜1”或“=1”）。 (4)与其他育种方式相比，植物体细胞杂交的突出优点是 。 (5)在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是 。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染，原因是 。 【答案】(1) 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒 (2) 纤维素酶和果胶酶 高Ca2+-高pH融合 (3) 提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压 ＜1 (4)克服远缘杂交不亲和的障碍，打破生殖隔离，实现远缘杂交 (5) 甲细胞用IOA处理后线粒体失活，细胞生命活动受限；乙细胞经X射线处理后失去分裂能力 抗除草剂基因位于细胞质中，受精时，只有精子头部（即细胞核）进入卵母细胞 【分析】该图为植物体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，制备原生质体，可用酶解法；②为诱导融合过程，可以用聚乙二醇处理；③为杂种细胞再生细胞壁的过程；④为脱分化；⑤为再分化形成杂种植株。 【详解】（1）植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性，杂种细胞形成新植物体利用植物细胞的全能性。植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗。 （2）植物细胞的主要成分是纤维素和果胶，去壁是用纤维素酶和果胶酶。步骤②是促进原生质体融合，可以采用化学法进行诱导，其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法，还有高Ca2+-高pH融合法等。 （3）过程④为脱分化，蔗糖的作用是提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压。植物组织培养时，细胞分裂素用量较高，即生长素与细胞分裂素的比值＜1，有利于芽的分化，抑制根的形成。 （4）植物体细胞杂交的突出优点是克服远缘杂交不亲和的障碍，打破生殖隔离，实现远缘杂交。 （5）X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体的功能，IOA处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂，因此未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂，都不能形成愈伤组织，只有杂种细胞由于生理互补能形成愈伤组织。丙的抗除草剂基因位于细胞质中，精子的头部几乎只有细胞核，线粒体主要集中在尾部。受精时，精子的头部进入卵母细胞而尾部留在外面，因此质基因一般不会通过花粉遗传给后代，避免了基因污染。 12．（23-24高二下·广东深圳·阶段练习）植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有 （答出2点即可）。这种繁殖方式属于 繁殖。 (2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示）,这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植 物激素、 和 等几类物质。 (3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。 【答案】(1) 能保持植物原有的遗传特性，繁殖速度快 无性 (2) 有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖 (3)茎尖 【分析】植物组织培养的流程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，经再分化形成芽、根或胚状体，进而形成完整植株。植物组织培养技术在微型繁殖、制造人工种子、作物脱毒等方面具有广泛的应用。微型繁殖属于无性生殖的范畴，能够保持亲本的优良特性，实现种苗的快速大量繁殖。人工种子是以通过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，其中的如果胚乳可为“种子”的萌发提所需的供营养物质。以无病毒或病毒极少的茎尖为材料进行组织培养可获得高产优质的无病毒植株。 【详解】（1）植物微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有：保持优良品种的遗传特性；高效快速地实现种苗的大量繁殖。植物的微型繁殖方式属于无性繁殖，其特点是不经过两性细胞受精过程即可产生后代。‌ （2）人工种子的胚状体在进行细胞呼吸时，需要从外界环境吸收O2，并将产生的CO2释放到外界环境中，因此人工种皮具备透气性的作用是：有利于胚状体进行呼吸作用，以保持胚状体的活力。人工胚乳的作用是为胚状体的发育提供营养，因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。 （3）植物分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此为了获得脱毒苗，可以选取植物的茎尖进行组织培养。 13．（23-24高二下·广东佛山·期中）花椰菜常因感染真菌而患黑腐病，导致产量和品质受到严重影响。为解决菜农困扰，研究人员用一定剂量紫外线照射含黑腐病抗性基因的某植物叶肉细胞，使其染色体片段化从而失去细胞分裂能力，再与花椰菜幼根细胞进行体细胞杂交，进而培育抗黑腐病杂种花椰菜。操作过程如图所示。回答下列问题：   (1)图中叶肉细胞原生质体与根细胞原生质体融合的原理是 。除图中②所示的方法外，通常诱导原生质体融合的化学方法是 。 (2)融合较好的原生质体呈哑铃型。研究人员用不同浓度PEG诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，获得结果如表。 PEG质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，原因是 。若想确定PEG溶液诱导原生质体融合的最适浓度，需在 范围内缩小浓度梯度继续实验。 (3)PEG诱导后需要筛选。筛选时用光学显微镜挑选出含 （填细胞器）且形态为哑铃型的原生质体，在黑暗的环境中进一步培养获得愈伤组织。愈伤组织先诱导生芽还是生根取决于 。 【答案】(1) 细胞膜具有一定的流动性 高Ca2+-高pH融合法 (2) PEG浓度过高导致原生质体失水皱缩 25%-35% (3) 叶绿体 生长素和细胞分裂素的浓度和比例 【分析】植物体细胞杂交是指将植物不同种、属，甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合，然后进行离体培养，使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁，未脱壁的两个细胞是很难融合的，植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合，所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。 【详解】（1）由于细胞膜具有一定的流动性，因此可以用一定的促融合剂促进其融合；图中所示的诱导融合的化学方法是用PEG诱导，除此之外还可用高Ca2+-高pH融合法诱导原生质体融合； （2）原生质层具有选择透性，PEG浓度过高导致原生质体失水皱缩，因此当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象；30%时形态正常，说明原生质体既不吸水也不失水，有助于维持其正常形态，该浓度诱导原生质体融合效果最好；25%时有破碎现象，说明25%浓度较小，原生质体有的吸水涨破，35%时原生质体出现缩小现象，说明35%浓度较大，原生质体失水皱缩，因此需要在质量分数为25%-35%之间的PEG溶液重复上述实验； （3） 叶肉细胞原生质体含有叶绿体，光学显微镜下可见，可挑选出含叶绿体且形态为哑铃型（融合较好的原生质体呈哑铃型）的原生质体即为融合的原生质体；愈伤组织是脱分化形成的一群未分化的细胞，获得愈伤组织的过程中需要黑暗条件，愈伤组织先诱导生芽还是生根取决于生长素与细胞分裂素的浓度配比。 14．（23-24高二下·广东惠州·期中）资料一：狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，下图为简略过程，其中的数字序号代表处理或生理过程。 资料二：细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程，其中的字母代表原生质体或细胞。 (1)①过程选用植株甲幼嫩的叶进行培养的原因是 ，③过程诱导生根时，细胞分裂素与生长素的含量比值 1（填“大于”或“小于”），获得植株丙依据的生物学原理为 。 (2)若要获得体细胞杂交植株，诱导融合形成c的化学法有 。 (3)黄酮类化合物是狼爪瓦松代谢产生的 。正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是 。 【答案】(1) 幼嫩的叶分化程度低、分裂能力强 小于 （植物）细胞的全能性、基因突变 (2)聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法 (3) 次生代谢物 茉莉酸甲酯和水杨酸促进了细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的基因的表达，导致了相关酶的含量显著升高，相关酶进而催化生成更多的黄酮类化合物 【分析】图中①表示将植株甲幼嫩的叶接种到培养基中，使其生长；②表示经过脱分化过程培养出愈伤组织；③表示再分化形成芽、根；④表示对植物的愈伤组织进行诱变处理，促使其发生突变；⑤表示植物体细胞杂交获得原生质体；⑥表示植物体细胞培养。 【详解】（1）幼嫩的叶有丝分裂旺盛，细胞分裂能力强，分化程度低，有利于植物组织培养，因此①选择幼嫩的叶用于接种；细胞分裂素与生长素的含量比值小于1时，有利于分化形成根。④表示对植物的愈伤组织进行诱变处理，促使其发生突变，并形成植株丙，因此获得植株丙依据的生物学原理为（植物）细胞的全能性和基因突变。 （2）植物体细胞杂交过程中，诱导原生质体融合的化学方法有聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法。 （3）黄酮类化合物是狼爪瓦松代谢产生的次生代谢物。由题意可知，加入茉莉酸甲酯和水杨酸后，愈伤组织细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，说明茉莉酸甲酯和水杨酸诱导了细胞内与黄酮类化合物合成相关酶基因的表达，酶含量升高，催化生成更多的黄酮类化合物。 15．（23-24高二下·广东肇庆·期中）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，请据图回答： (1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的 和 过程。通过③可产生大量细胞，此过程的细胞分裂方式是 。 (2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 （填“高”或“低”）时，有利于芽的分化。 (3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 。 【答案】(1) 脱分化 再分化 有丝分裂 (2) 琼脂 低 (3)70% 【分析】植物组织培养是在无菌和人工控制条件下进行的，属于无性生殖的范畴，其过程是：离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织，经再分化形成芽、根或胚状体，进而形成完整植株。生长素与细胞分裂素的比例能调控脱分化与再分化。 【详解】（1）由图可知，①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的脱分化（或去分化）和再分化过程。通过③可产生大量细胞，此过程的细胞分裂方式是有丝分裂，细胞的形态结构没有发生改变。 （2）培养基中常用的凝固剂是琼脂。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，比值高时，有利于根的分化。 （3）外植体的消毒用体积分数为70%的酒精。 16．（23-24高二下·广东清远·期中）根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答下列相关问题：    (1)若运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）能不能得到杂种植株？为什么？ 。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段有植物组织培养技术和细胞融合技术，依据的原理是 ，其中过程②称为原生质体融合，细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁，常用的化学融合方法是 （写一个即可）。 (3)过程④相当于 ，⑤过程涉及的分裂方式为 。 (4)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于 倍体植株。 (5)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到 过程即可（填字母编号）。 【答案】(1)不能，不同种的植物存在生殖隔离 (2) 植物细胞的全能性和细胞膜流动性 聚乙二醇（PEG）、高Ca2+——高pH (3) 脱分化 有丝分裂 (4)六 (5)e 【分析】分析题图可知：①表示去壁获取原生质体的过程；②表示人工诱导原生质体融合；③表示再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化过程；⑤表示再分化过程。 【详解】（1）番茄和马铃薯属于不同种的植物，存在生殖隔离，不能通过有性杂交产生后代。 （2）杂种细胞培育成杂种植株的过程，利用的是植物组织培养技术，依据的原理是细胞的全能性；其中过程②是把a、b两个原生质体融合在一起，所以称为原生质体融合，常用的化学融合方法是聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+——高pH融合法。 （3）过程④相当于脱分化，⑤是再分化，涉及的分裂方式为有丝分裂。 （4）由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体。 （5）柴油是植物细胞的代谢产物，将柴油树细胞培养进行到愈伤组织即可提取，愈伤组织为图中的e时期。 试卷第1页，共3页 1 / 4 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 植物细胞工程 考点概览 考点01 植物细胞工程的基本技术 考点02 植物细胞工程的应用 植物细胞工程的基本技术 考点01 一、单选题 1．（23-24高二下·广东深圳·期中）黑腐病是花椰菜的主要病害，研究人员将花椰菜与抗黑腐病的黑芥进行体细胞杂交，获得了多种性状介于花椰菜和黑芥之间的杂种植株，并进一步筛选出抗病的优良品种。下列有关叙述错误的是（    ） A．在体细胞杂交之前，需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B．花椰菜细胞与黑芥细胞的细胞核融合标志着体细胞杂交成功 C．杂种植株出现多种性状并能抗病的原因源于其获得了双亲的遗传物质 D．某些杂种植株不抗病可能是因为基因之间相互影响，导致抗病基因无法表达 2．（23-24高二下·广东深圳·期中）植物细胞工程技术广泛应用于生产中，以下选项没有应用植物细胞工程技术的是（    ） A．用多倍体育种技术培育无子西瓜 B．用单倍体育种培育优良性状的水稻 C．利用转基因技术培育抗软化番茄 D．利用体细胞杂交技术培育白菜-甘蓝 3．（23-24高二下·广东惠州·期中）花椰菜易受黑腐病致病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体片段化并丧失再生能力，再利用此原生质体作为部分遗传物质的株体与完整的花椰菜原生质体融合，可获得抗黑腐病杂种植株。流程如图，据图分析下列叙述错误的是（    ） A．过程②中常用的方法是物理法、化学法和灭活的病毒诱导 B．将通过酶解法制备的原生质体置于灭过菌的等渗溶液中可以保持其活性 C．融合的活细胞中有无叶绿体存在，可作为初步筛选杂种细胞的依据 D．对杂种植株进行黑腐病致病菌接种实验，可筛选出具有抗性的杂种植株 4．（23-24高二下·广东佛山·期中）黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过下图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述正确的是（    ） A．最终获得的抗病植株具有完整的甘蓝型油菜和黑芥的遗传信息 B．过程①可使用胰蛋白酶和胶原蛋白酶，过程②可利用PEG进行诱导 C．过程③只发生脱分化，过程④体现出植物细胞具有全能性 D．该技术打破了黑芥与甘蓝型油菜之间的生殖隔离，实现远缘杂交育种 5．（23-24高二下·广东佛山·期中）下列关于植物细胞工程的应用叙述正确的是（    ） A．以植物的茎尖和根尖为材料通过植物组织培养可获得抗病毒新品种 B．通过花药离体培养得到单倍体植株即为单倍体育种 C．细胞产物的工厂化生产的培养过程中需要脱分化形成愈伤组织，然后悬浮培养愈伤组织细胞 D．愈伤组织的分裂能力强，更容易受到诱变因素的影响而产生定向突变 6．（23-24高二下·广东深圳·期中）某科学小组探究外植体的处理条件和时间对长寿花组织培养过程的影响，其结果如下表，下列分析正确的是（    ） 2% 次氯酸钠处理时间（min） 8 10 12 75%酒精处理时间（min） 20 30 40 20 30 40 20 30 40 污染率（%） 25.6 21.1 13.3 22.2 16.7 12.2 20 17.8 8.9 褐化率（%） 0 0 8.9 0 5.6 14.4 7.8 16.7 16.7 注：褐化是指培养材料在组培过程中向培养基中释放褐色物质，并变褐死亡的现象 A．2%次氯酸钠的作用是灭菌，75%酒精的作用是消毒 B．诱导培养外植体形成愈伤组织的过程中需要光照 C．由上表可知，处理时间越长，外植体的污染率越低 D．由上表可知，处理时间越长，组织培养成功率越高 7．（23-24高二下·广东梅州·期中）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（    ） A．过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙 B．为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中 C．融合后的两两融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选 D．过程②体现了细胞膜的选择透过性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁 8．（23-24高二下·广东·期中）科研工作者分别用 4 种浓度的 PEG 对花椰菜和黑芥两种原生质体进行了融合实验（由两个原生质体进行的融合称为二源融合，多于两个原生质体进行的融合称为多源融合），结果如图所示。下列有关说法不正确的是（    ） A．该实验的自变量是 PEG 浓度 B．图中二源融合的原生质体有 3 种 C．为提高花椰菜-黑芥二源融合的成功率，选用的最佳 PEG 浓度是 50% D．想确定二源融合是否为花椰菜-黑芥融合而成，可用显微镜观察染色体的形态和数目 9．（23-24高二下·广东肇庆·期中）研究者应用原生质体融合技术，利用光合细菌与嗜热菌选育出耐高温的光合细菌。下列叙述正确的是（　　） A．用纤维素酶和果胶酶处理可获得原生质体 B．两种细菌细胞核的融合是完成细胞融合的标志 C．细菌原生质体融合的原理是细胞具有全能性 D．选育的细菌能在一定的高温环境中进行光合作用 10．（23-24高二下·广东肇庆·期中）下列关于植物组织培养和植物体细胞杂交技术的叙述，错误的是（　　） A．植物组织培养的外植体可以是植物器官、组织或细胞 B．花药离体培养获得的单倍体可用于单倍体育种 C．植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状 D．两者的培育过程通常要使用生长素和细胞分裂素 11．（23-24高二下·广东肇庆·期中）黑胫病对甘蓝型油菜的危害十分严重，黑芥能抗黑胫病，两者不能直接杂交。为解决该问题，科研人员通过如图所示过程获得抗病品系。据图分析，下列相关叙述正确的是（    ）    A．X射线处理过程中不会破坏抗黑胫病基因 B．图中两个过程①所用的酶一样，都用到了胰蛋白酶 C．过程③处理后，不能在培养基中存活的细胞也可能含抗黑胫病基因 D．过程④得到的抗病植株都可通过有性生殖得到抗病的子代植株 12．（23-24高二下·广东佛山·期中）如图为利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种实验流程图。下列相关叙述错误的是（　　） A．进行①处理时使用纤维素酶和果胶酶 B．②过程用PEG处理能获得杂种细胞 C．融合后杂种细胞可直接发育成完整植株 D．进行新品种选择时要将植株接种病原菌 13．（23-24高二下·广东·期中）藿香是一种重要的中草药，《本草纲目》记载“豆叶曰藿，其叶似之，而草味芳香，故名藿香”。科研人员利用藿香的叶片为外植体进行培养，过程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．诱导生芽和生根的培养基中植物激素的比例相同 B．用射线处理愈伤组织细胞可以获得优良突变体 C．①过程用酒精消毒后再立即用次氯酸钠溶液处理 D．过程②③每天都需要在光照条件下进行 14．（23-24高二下·广东汕头·期中）植物组织培养技术常用于商业化生产：其过程一般为：无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列叙述错误的是（　　） A．用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现可遗传变异 B．同一株植物不同部位细胞经诱导培养获得的植株基因型可能不同 C．试管苗移栽前应在消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中进行适当培养 D．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 15．（23-24高二下·广东东莞·期中）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高品质、抗逆性强的杂种植株。下图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源鉴定的结果。下列分析错误的是（　　） A．山金柑愈伤组织细胞没有细胞壁，早花柠檬叶肉细胞用酶解法去除细胞壁后才能与前者融合 B．据图分析，杂种植株应为二倍体 C．可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选 D．杂种植株的核基因只来自早花柠檬，线粒体基因只来自山金柑 二、非选择题 16．（23-24高二下·广东梅州·期中）不对称体细胞杂交是指利用射线破坏染色质的供体细胞，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。科研人员用大剂量的X射线处理拟南芥（2n=10）的原生质体，然后诱导其与柴胡（2n=12）的原生质体融合，最终获得不对称杂种植株。回答下列问题： (1)为获得拟南芥和柴胡的原生质体，可将消毒后的外植体用小刀切碎，放入含有 酶的缓冲液中，以获得原生质体。 (2)可采用二乙酸荧光素（FAD）法测定原生质体活力，已知FAD本身无荧光，当其进入细胞后可被酯酶分解为无毒、具有荧光的物质，该荧光物质不能透过细胞膜，会留在细胞内发出荧光。据此应选择 的原生质体用于融合。 (3)获得的原生质体可使用 等化学方法（写出一种）诱导融合，在杂种细胞形成杂种植株的过程中，需要避光培养的是 阶段，诱导生根的过程中，细胞分裂素和生长素的比值 （“=1”、“>1”、“<1”） (4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定，统计结果如下表所示： 后代植株类型 染色体数目形态 DNA分子标记鉴定 甲 12，与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段 乙 12，与柴胡染色体相似 无拟南芥DNA片段 丙 12，与柴胡染色体相似 含双亲DNA片段和新的DNA片段 由表可知，后代植株中 类型一定不是杂种植株。科研人员推测杂种植株的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成，拟南芥亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中，而是以DNA片段的方式整合进柴胡的基因组，作出以上推测的依据是 。 17．（23-24高二下·广东梅州·期中）随着草莓产业的迅速发展，市场对草莓的需求越来越大，传统的育苗方法不能满足生产需要，且种苗带毒现象普遍，造成优良品种逐年退化。研究人员利用草莓的茎尖作为外植体进行组织培养，实现了无病毒苗的快速繁殖，其培育过程如图所示。回答下列问题： (1)从步骤①到步骤②需要更换新的培养基，其原因是 。步骤②要进行照光培养，照光的作用是 。 (2)在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如图所示。细胞干重在12d后下降的原因可能是 ，培养液中蔗糖的作用是 。 (3)研究人员以草莓幼苗茎形成层为外植体进行相关研究，得到如图所示实验结果。下列相关叙述正确的是_____。 A．愈伤组织细胞和胚状体细胞都已经出现了脱分化 B．暗处理时间的长短对脱分化率的影响小于再分化率的 C．暗处理时间的延长，不利于草莓胚状体的形成 D．草莓茎形成层诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1周 18．（23-24高二下·广东·期中）紫罗兰（2n=14）花色丰富、抗虫性强、种子油富含 X-3-亚麻酸。为了让油菜（2n=38）具有紫罗兰的诸多优良性状，科研工作者进行了如图所示实验，请分析回答下列问题： (1)为了培养紫罗兰-油菜，科研工作者选取二者的下胚轴细胞，并用 （酶）处理去除细胞壁，从而获得原生质体。再用 PEG 诱导二者融合，所依据的生物学原理是 。 (2)筛选出所需的杂种细胞后，还要采用 技术才能获得杂种植株，该过程需要在培养基中加入植物激素，使其 形成愈伤组织，继而再分化，并生长发育成完整植株。理论上获得的杂种植株染色体组成为 （用字母 M 和 N 分别表示紫罗兰和油菜的一个染色体组）。 (3)运用传统有性杂交方法不能得到紫罗兰-油菜的杂种后代，原因是 。 (4)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表： 植株 紫罗兰 油菜 杂合新植株 H1 杂合新植株 H2 杂合新植株 H3 染色体数/条 14 38 66 50 47 表中数据显示，杂合新植株 H2、H3 染色体数目少于双亲染色体数之和，而杂合新植株 H1 染色体数目大于双亲染色体数之和，推测可能的原因： 。 (5)若有一株杂合子紫罗兰（AaBb），要快速获得与该植株基因型和表现型都相同的后代， （填“能”或“不能”）采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，直接进行培养得到后代，原因是 。 19．（23-24高二下·广东惠州·期中）猕猴桃是一种原产于我国的、品质鲜嫩、营养丰富的美味水果，在市场上销售价格也较高。我国研究人员利用“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”两个不同种培育出了更加优良的品种，其过程如下图所示。请分析并回答下列问题：    (1)图示获得B、D所选用的酶为纤维素酶和 。因“中华猕猴桃”和“美味猕猴桃”之间存在 ，所以用有性杂交方法很难得到可育后代，用该项技术培育新品种的优势是 。 (2)过程③为原生质体融合，诱导融合的物理方法有： ，植物细胞融合的标志是 。 (3)步骤⑥通常诱导芽后再诱导根，这个过程需要更换新的培养基，其原因是 。 (4)步骤⑥要进行照光培养，其作用是 。 20．（23-24高二下·广东惠州·期中）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 。 (2)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①→愈伤组织②→试管苗。其中①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)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 ，则说明接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮能力。 (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)。 21．（23-24高二下·广东广州·期中）同源四倍体的紫花苜被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。（注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同） (1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是 。 (2)步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有 法等。原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是 。融合后的原生质体经过 再生形成杂种细胞，进而经过②脱分化形成愈伤组织。 (3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根培养基上，最终得到杂种植株。请判断：得到的杂种植株，理论上是否可育？并简要阐述理由： 。 (4)利用此技术路线培育植物新品种具有独特的优势，这是由于 。 22．（23-24高二下·广东揭阳·期中）花椰菜常因感染真菌而患黑腐病，导致产量和品质受到严重影响。为解决菜农困扰，研究者用一定剂量紫外线照射含黑腐病抗性基因的某植物叶肉细胞，使其染色体片段化从而失去细胞分裂能力，再与花椰菜幼根细胞进行体细胞杂交，进而培育抗黑腐病杂种花椰菜。操作过程如图所示。 请回答问题: (1)过程①是用果胶酶和 酶处理植物组织获得原生质体，过程②常用PEG诱导原生质体融合，融合的原理是 。 (2)融合较好的原生质体呈哑铃型。研究者用不同浓度PEG诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，获得结果如表。 PEG质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，原因是 。该实验结果说明质量分数为 的PEG溶液诱导原生质体融合效果最好。若需要进一步确定最适PEG浓度，需要配制质量分数在 之间的PEG溶液重复上述实验。 (3)PEG诱导后需要筛选。筛选时用光学显微镜挑选出含叶绿体且形态为 的原生质体，在 (选填“光照”或“黑暗”)的环境中进一步培养获得愈伤组织。 23．（23-24高二下·广东汕头·期中）现有甲、乙两种不同的二倍体植物（各含有一种不同的优良性状），为培育得到高产耐盐植株，科学家采用如下图所示技术进行。请回答下列问题：    (1)自然状态下，甲、乙植物不能进行杂交的原因是两者存在 。上述通过植物细胞工程培育高产耐盐植株技术的独特优势体现在 ，培育植物新品种等方面。 (2)培育高产耐盐植株时，②过程常用 作为诱导剂，由获得的细胞B培养获得愈伤组织的过程叫做 ，由细胞B发育成幼苗C利用的生物学原理是 。 C长成的幼苗还需要进行选择的原因是 。 (3)若愈伤组织在诱导生芽的培养基上未形成芽，但分化出了根，最可能的原因是 。 (4)在该技术中，为保证原生质体在制备过程中的完整性，经常需要将原生质体放入适宜浓度的甘露醇中以维持原生质体形态。为探究甲种植物原生质体制备中甘露醇溶液的适宜浓度，进行了如下实验。 实验材料及用具：甲种植物单细胞悬液、浓度为2mol/L的甘露醇溶液、纤维素酶溶液、蒸馏水、培养瓶、血细胞计数板、显微镜（具有测距功能）等。 实验过程及结果结论：选择合适数量的培养瓶并编号， ，然后将等量等浓度梯度的甘露醇溶液分别加入各个培养瓶中，处理相同且适宜时间后，用血细胞计数板和显微镜对各个培养瓶中的原生质体计数，测量原生质体的体积并记录。其中原生质体数目最多，且原生质体体积最接近植物细胞体积对应的浓度即是最适宜的甘露醇溶液浓度。 24．（23-24高二下·广东清远·期中）狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，具体过程如图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。 (1)狼爪瓦松植株乙、丙、丁的获得都利用了 技术，三种植株中核遗传物质与甲相同的是 。 (2)①选择幼嫩的叶用于接种的原因是 ，启动②③的关键激素是 。⑤原生质体的培养液需要维持一定浓度，原因是 。 (3)正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是 。 试卷第1页，共3页 第1页，共12页 学科网（北京）股份有限公司 植物细胞工程的应用考点02 一、单选题 1．（23-24高二下·广东佛山·期中）广东盛产香蕉，束顶病毒感染会引起香蕉的严重病害。某农科所用感病植株的茎尖作为外植体培养获得脱毒苗，实验结果如图所示。下列相关叙述正确的是（　　）   A．感病植株的茎尖一定无病毒，因此作为外植体 B．超低温保存能够提高脱毒率，从而提高成活率 C．生长素与细胞分裂素的用量比例影响愈伤组织的分化 D．获得的脱毒苗移栽后会提高对束顶病毒的抵抗能力 2．（23-24高二下·广东·期中）中药藿香长期种植会出现种质退化、易感染病虫害等问题。为解决这些问题，研究者对植物组织培养过程中不同阶段的藿香进行了辐射处理（如图），以期获得性状优良的突变株。下列叙述不正确的是（    ）    A．植物组织培养过程中细胞分裂旺盛，辐射处理易发生不定向突变 B．过程①在接种前，外植体常用酒精和次氯酸钠溶液消毒，然后用蒸馏水消洗 C．②③④过程添加的植物激素浓度和比例不相同 D．筛选出目标突变株后可利用植物组织培养技术生产药用成分 3．（23-24高二下·广东·期中）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获得植物细胞的某些代谢物。下列说法正确的是（    ） A．该技术利用了植物细胞的全能性 B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产 C．植物的次生代谢物含量少，故不适合用该技术来生产 D．该技术不是为了提高单个细胞中次生代谢物的含量 4．（23-24高二下·广东惠州·期中）植物原生质体培养技术是以细胞全能性为理论基础建立的一种离体培养技术，首先去除植物细胞的细胞壁得到原生质体，再向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的DNA 片段，将其转移至合适的环境中，再生细胞壁、形成愈伤组织、得到胚状体，最终发育成完整的植株。下列说法正确的是（    ） A．一般用纤维素酶和胶原蛋白酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体 B．诱导形成愈伤组织的过程属于再分化 C．可将抗病基因直接导入原生质体内 D．植物原生质体培养技术可以定向改造植物的性状 5．（23-24高二下·广东惠州·期中）如图所示为学校生物社成员使用植物细胞工程技术培养多倍体。下列叙述错误的是（    ）    A．用PEG代替秋水仙素处理幼苗甲，也可获得四倍体幼苗乙 B．植物组织培养常用植物的顶端分生区组织培养获得脱毒作物 C．从幼苗乙到幼苗丙的培育过程中涉及基因的选择性表达 D．植物组织培养时，生长素和细胞分裂素的比例会影响愈伤组织的分化方向 6．（23-24高二下·广东汕头·期中）束顶病毒能够引起香蕉的严重病害，科研人员用感病植株的茎尖作为外植体进行培养获得脱毒苗，实验结果如下表所示。下列叙述正确的是（　　） 茎尖预处理 茎尖数量 成活茎尖数 茎尖成活率（%） 脱毒茎尖数 脱毒率（%） 未低温保存 32 30 93.75 8 26.67 超低温保存 60 33 55.00 20 60.61 A．可使用光学显微镜观察病毒颗粒来检测茎尖脱毒率 B．超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率 C．感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育 D．茎尖经植物组织培养获得的脱毒苗同时具有抗病毒的特点 7．（23-24高二下·广东清远·期中）《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．利用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗，也能保持优良品种的遗传特性，培育无毒樱桃时常选取樱桃植株的茎尖或根尖分生区作为外植体 B．过程①与过程②的培养基中生长素和细胞分裂素的比例一般不相同，且①必须避光处理 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 8．（23-24高二下·广东·期中）育种工作者运用相关工程技术，快速培育出抗除草剂的水稻（2N=24），育种流程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①代表花药离体培养，利用了植物细胞具有全能性的原理 B．过程②的目的是使单倍体幼苗定向突变产生抗除草剂基因 C．过程③需要用除草剂处理，进而筛选出抗除草剂的叶片 D．过程⑤可以用秋水仙素处理使其染色体数目加倍，形成二倍体 9．（23-24高二下·广东·期中）我国科学家发现的青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率，青蒿素是黄花蒿的次生代谢物，黄花蒿的芽和苗中均有青蒿素，但是愈伤组织中没有。研究人员欲运用植物细胞工程技术获得大量的青蒿素，并进行了思考与分析。下列相关叙述正确的是（    ） ①黄花蒿植株中青蒿素含量很低，直接提取的成本较高②愈伤组织中没有青蒿素，可能是愈伤组织细胞中缺乏控制合成青蒿素的基因③可取黄花蒿植物的茎尖等分生区组织进行脱分化和再分化培养④诱导愈伤组织生根和生芽时，生长素/细胞分裂素的值是相同的⑤利用植物细胞工程技术时，不需要大量培养黄花蒿成熟植株 A．①③⑤ B．①②③ C．②④⑤ D．①②③④⑤ 10．（23-24高二下·广东茂名·期中）研究发现，骆驼蓬体内有多种具有抗肿瘤作用的生物碱。科研人员为了快速繁殖骆驼蓬及获取生物碱，进行了如图所示的操作流程。下列相关叙述正确的是（    ） A．若培育出的骆驼蓬为脱毒苗，则所用外植体不可能是茎尖 B．外植体需要进行灭菌处理，以免杂菌污染 C．进行①和③过程的外界培养条件相同，但激素比例不同 D．利用该操作流程获取生物碱可减少人类对自然资源的破坏 二、非选择题 11．（23-24高二下·广东广州·期中）甲植物（2n=18）具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙（4n=32）的细胞质中存在抗除草剂基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯（IOA）处理会使线粒体失活，但不影响细胞分裂。回答下列问题： (1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体，利用的生物学原理是 。取植物的顶芽细胞进行培育，有利于获得脱毒苗，原因是 。 (2)过程①常用酶解法去除细胞壁，利用的酶是 。过程②可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有 法等。 (3)过程④中，会在培养基中加入蔗糖，蔗糖的作用是 。过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，此时生长素与细胞分裂素的比值 （填“＞1”、“＜1”或“=1”）。 (4)与其他育种方式相比，植物体细胞杂交的突出优点是 。 (5)在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是 。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通过花粉造成基因污染，原因是 。 12．（23-24高二下·广东深圳·阶段练习）植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。 (1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比，这种微型繁殖技术的特点有 （答出2点即可）。这种繁殖方式属于 繁殖。 (2)通过组织培养技术，可把植物组织细胞培养成胚状体，再通过人工种皮（人工薄膜）包装得到人工种子（如图所示）,这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质，因此应含有植 物激素、 和 等几类物质。 (3)用脱毒苗进行繁殖，可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗，可以选取植物的 进行组织培养。 13．（23-24高二下·广东佛山·期中）花椰菜常因感染真菌而患黑腐病，导致产量和品质受到严重影响。为解决菜农困扰，研究人员用一定剂量紫外线照射含黑腐病抗性基因的某植物叶肉细胞，使其染色体片段化从而失去细胞分裂能力，再与花椰菜幼根细胞进行体细胞杂交，进而培育抗黑腐病杂种花椰菜。操作过程如图所示。回答下列问题：   (1)图中叶肉细胞原生质体与根细胞原生质体融合的原理是 。除图中②所示的方法外，通常诱导原生质体融合的化学方法是 。 (2)融合较好的原生质体呈哑铃型。研究人员用不同浓度PEG诱导，然后用光学显微镜观察融合原生质体，获得结果如表。 PEG质量分数 原生质体状态 25% 有破碎现象，哑铃型原生质体比例<0.01% 30% 形态正常，哑铃型原生质体比例0.03% 35% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 40% 原生质体出现缩小现象，哑铃型原生质体比例0.01~0.02% 当PEG质量分数为35%和40%时原生质体出现缩小现象，原因是 。若想确定PEG溶液诱导原生质体融合的最适浓度，需在 范围内缩小浓度梯度继续实验。 (3)PEG诱导后需要筛选。筛选时用光学显微镜挑选出含 （填细胞器）且形态为哑铃型的原生质体，在黑暗的环境中进一步培养获得愈伤组织。愈伤组织先诱导生芽还是生根取决于 。 14．（23-24高二下·广东惠州·期中）资料一：狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉，其生产的黄酮类化合物可入药。狼爪瓦松野生资源有限，难以满足市场化需求。因此，目前一般通过植物细胞工程手段进行培养，下图为简略过程，其中的数字序号代表处理或生理过程。 资料二：细胞融合技术有着广泛应用。下图为细胞融合的简略过程，其中的字母代表原生质体或细胞。 (1)①过程选用植株甲幼嫩的叶进行培养的原因是 ，③过程诱导生根时，细胞分裂素与生长素的含量比值 1（填“大于”或“小于”），获得植株丙依据的生物学原理为 。 (2)若要获得体细胞杂交植株，诱导融合形成c的化学法有 。 (3)黄酮类化合物是狼爪瓦松代谢产生的 。正常愈伤组织中几乎没有黄酮类化合物，加入茉莉酸甲酯和水杨酸会明显促进愈伤组织中黄酮类化合物的积累，且细胞中与黄酮类化合物合成相关酶的含量显著升高，从基因控制生物性状的角度推测，茉莉酸甲酯和水杨酸的作用途径是 。 15．（23-24高二下·广东肇庆·期中）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，请据图回答： (1)图中①和②分别表示辣椒组织培养中细胞的 和 过程。通过③可产生大量细胞，此过程的细胞分裂方式是 。 (2)图中培养外植体的培养基中常用的凝固剂是 。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 （填“高”或“低”）时，有利于芽的分化。 (3)图中外植体的消毒所需酒精的体积分数是 。 16．（23-24高二下·广东清远·期中）根据下面植物体细胞杂交技术流程图，回答下列相关问题：    (1)若运用传统有性杂交（即用番茄、马铃薯杂交）能不能得到杂种植株？为什么？ 。 (2)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中，运用的技术手段有植物组织培养技术和细胞融合技术，依据的原理是 ，其中过程②称为原生质体融合，细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁，常用的化学融合方法是 （写一个即可）。 (3)过程④相当于 ，⑤过程涉及的分裂方式为 。 (4)已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于 倍体植株。 (5)随“神六”太空旅行的种苗中，最受关注的是柴油树试管苗。柴油树种子含有的柴油是植物细胞的代谢产物，可用植物组织培养来实现柴油的工业化生产。若利用此技术，将柴油树细胞培养进行到 过程即可（填字母编号）. 试卷第1页，共3页 19 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$