第10单元 3 第45讲 植物细胞工程（课件PPT）-【金版新学案】2026年高考生物高三总复习大一轮复习讲义（人教版 不定项）

该高中生物学高考复习课件聚焦“植物细胞工程”专题，覆盖植物组织培养技术、植物体细胞杂交技术及应用三大核心考点，依据新课标要求明确“阐明过程、概述技术、举例应用”考查维度，结合2024年甘肃卷、湖北卷等近五年真题分析，梳理出植物组织培养（占比约45%）、体细胞杂交（占比约35%）等高频考点，归纳出原理分析、过程图解、应用评价等常考题型。 课件亮点在于“真题情境+素养导向”的备考设计，如以2024年甘肃卷脱毒苗培育题为例，通过分析愈伤组织特点培养科学思维，结合2023年山东卷细胞产物工厂化生产题渗透探究实践素养。特设易错点警示（如原生质体融合标志、激素配比作用）和答题模板，帮助学生掌握“原理-过程-应用”逻辑链，教师可据此精准定位学生薄弱环节，提升复习效率。

第45讲　植物细胞工程 第十单元 生物技术与工程 高三一轮复习讲义 人教版　(不定项) 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、次生代谢产物生 产、育种等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·甘肃卷T15；2024·北京卷T12；2022·辽宁卷T14；2021·江苏卷T5；2020·天津卷T15) 2.植物体细胞杂交技术 (2024·湖北卷T11；2024·山东卷T20；2024·北京卷T13；2024·江苏卷T13；2023·广东卷T12；2023·江苏卷T13；2023·浙江1月选考T24；2021·福建卷T11) 3.植物细胞工程的应用 (2024·吉林卷T6；2024·安徽卷T10；2024·安徽卷T15；2024·江苏卷T16；2023·山东卷T14) 考点一　植物组织培养技术 考点二　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 知识小结 真题体验 课时测评 情境命题 内容索引 植物组织培养技术 考点一 返回 必备知识 整合 1.植物细胞的全能性 分化成其他各种细胞 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.植物组织培养技术 (1)概念：将离体的______________________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__________的技术。 (2)理论基础：植物细胞的________。 (3)基本过程 植物器官、组织或细胞 完整植株 全能性 3.菊花的组织培养过程 愈伤组 织 生芽 生根 无菌水 次氯酸钠 无菌水 1.正误判断 (1)(2022·辽宁卷)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。 (　　) (2)(2022·浙江6月选考)植物组织培养时，外植体用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。 (　　) (3)(2021·江苏卷)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。 (　　) 考教衔接 × × √ 2.情境分析 如图是科研人员利用兰花的叶柄或嫩叶作为外植体得到再生植株的方法，回答下列问题。 (1)选用叶柄或嫩叶作为外植体，其原因是什么？ 提示：叶柄或嫩叶分化程度低，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，进而培养成完整植株。 (2)愈伤组织形成植株的培养过程中，每日需要给予适当强度的光照的原因是什么？ 提示：光照能诱导叶绿素形成，使植株进行光合作用。 (3)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？ 提示：植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，所以是无性繁殖。 考向1 植物组织培养技术分析 1.(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 关键能力 提升 √ 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；愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的再分化过程是有丝分裂，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。 考向2 植物组织培养的实例分析 2.(2024·南通期末)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是 植物细胞(二倍体) 新细胞 愈伤组织 胚状体 → 新品种 A.①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞 B.②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成 C.③表示再分化过程，无需严格的无菌操作 D.该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性 √ ①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②表示脱分化过程，不需要在光照条件下进行，B错误；②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，C错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，D正确。 返回 植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 考点二 返回 一、植物体细胞杂交 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新植物体的技术。 必备知识 整合 不同来源 2.过程 (1)过程①为去除________获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。 (2)过程②为__________的融合，人工诱导的物理法包括电融合法、离心法等，化学法包括________________________、高Ca2＋－高pH融合法等。 (3)过程③为融合的原生质体再生出__________，这是原生质体融合成功的 标志。 (4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。 细胞壁 原生质体 聚乙二醇(PEG)融合法 细胞壁 3.意义：植物体细胞杂交技术在打破__________，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 二、植物细胞工程的应用 1.植物繁殖的新途径 植物顶端分生区附近（如茎尖） 2.作物新品种的培育 项目 单倍体育种 突变体的利用 原理 染色体变异 __________ 优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状 过程 花药离体培养→________植株纯合二倍体植株 诱变处理 ↓ 外植体愈伤组织 →突变体新品种 ↑ 诱导分化 基因突变 单倍体 3.细胞产物的工厂化生产 (1)次生代谢物 ①概念：不是植物基本的生命活动所______的产物，是一类小分子有机化合物。 ②种类：酚类、萜类和含氮化合物等。 (2)生产的技术手段：______________技术。 (3)优点：生产速度快，不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。 必需 植物细胞培养 1.正误判断 (1)形成杂种细胞就完成了植物体细胞杂交过程。 (　　) (2)用纤维素酶和果胶酶酶解法获得的植物原生质体失去了细胞全能性。 (　　) (3)二倍体植株的花粉经脱分化与再分化后得到稳定遗传的植株。 (　　) 考教衔接 × × × 2.情境分析 下图示为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。 (1)植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？ 提示：分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 (2)将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？ 提示：可以形成3种融合细胞：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。 (3)“番茄－马铃薯”杂种植株为什么没有地上结番茄，地下长马铃薯？ 提示：生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，因此“番茄－马铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯或番茄植株中的遗传物质一样有序表达。 单倍体育种、突变体的利用和细胞产物的工厂化生产的比较 核心归纳 项目 单倍体育种 突变体的利用 细胞产物的工厂化生产 过程       原理 生殖细胞的全能性、染色体数目变异 基因突变和植物细胞的全能性 植物细胞的增殖及全能性 考向1 植物体细胞杂交过程分析 1．(不定项)(2024·湖北卷，改编) 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。下列叙述正确 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 关键能力 提升 √ √ √ 酶解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。 考向2 植物细胞工程的应用实例分析 2.(2023·山东卷)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。下列说法正确 的是 A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物 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.次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养 D.该技术主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量 √ 有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可利用该技术获得，A正确；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；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，C错误；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，产生更多的细胞，从而提高次生代谢物的含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。 返回 知 识 小 结 返回 返回 真 题 体 验 返回 1.(2024·山东卷，改编)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是 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 √ 植物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，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故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的遗传物质，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的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，D错误。 2.(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 √ 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，其又可分为第二代培养、第三代培养等。大多数植物每隔4～6周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3～4倍。正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，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。 3.(2021·福建卷)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。下列叙述正确的是 A.愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的 B.获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状 C.可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生 D.用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体 √ 愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现双亲的优良性状，B错误；可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生，C错误；由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故可以用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体，D 正确。 4.(经典高考)下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 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 √ 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，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活性差或死亡，D错误。 5.(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 √ 植物细胞壁的主要成分 是纤维素和果胶，欲利 用愈伤组织制备悬浮细 胞，可用纤维素酶和果 胶酶处理愈伤组织，A 正确；装置中的充气管 应置于液面下方，以利 于培养液中的溶氧量的 增加，该管不能同时作为排气管，B错误；为了防止杂菌污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤器，C正确；细胞培养时需要保证适宜的温度，因此装置需增设温度监测和控制设备，D正确。 返回 从细胞核的起源角度辨清真核细胞、原核细胞与病毒 情境 命题45 返回 情境素材 　　两种远缘植物的 细胞融合后会导致一 方的染色体被排出。 若其中一个细胞的染 色体在融合前由于某 种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图所示。 角度一　结合教材知识，解答相关问题 依据以上材料，回答下列问题。 (1)过程①需要用__________________去除细胞壁，有人说该过程体现了酶的专一性，依据是______________________________________。 命题角度 纤维素酶和果胶酶 该过程中酶只破坏细胞壁，不破坏细胞膜 (2)过程②紫外线的作用是__________________________；过程③采用的化学法有________________________________________(答出2种方法即可)。 (3)过程④利用的原理是__________________，过程④培养得到的试管苗要先洗去培养基，移植到消毒过的珍珠岩或蛭石等环境中，其目的是______ __________________________。 使中间偃麦草的染色体断裂 聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法 植物细胞的全能性 试管苗对外界环境的适应性 提高 角度二　利用PCR技术，筛选杂种植株 (4)下图是采用特异性引物对双亲及再生植株1～4进行PCR扩增后电泳的结果。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有__________，这些植物电泳图谱不同的原因有__________________________________________ ______(答出2种原因即可)。 返回 1、2、4 染色体断裂的位置不同；未排出的染色体片段 不同 课 时 测 评 返回 1.病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致果蔬产量和品质退化。利用组织培养技术可以快速生产出脱毒苗。下列叙述错误的是 A.获取的植株茎尖切段需用70％的酒精和5％的次氯酸钠进行消毒处理 B.脱毒苗培育过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化 C.形成愈伤组织的过程中，可能会发生染色体变异、基因突变及细胞分化 D.植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 在植物组织培养过程中，常用70％的酒精和5％的次氯酸钠进行消毒处理，A正确；植物组织培养过程中，需要更换培养基，提高生长素的比例有利于生根，提高细胞分裂素的比例有利于芽的生长，B正确；形成愈伤组织过程是脱分化，不会发生细胞分化，C错误；根据题干信息“病毒感染果蔬后，会借助胞间连丝等结构扩散”，所以植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 2.(2024·东北师大附中)植物组织培养的常见流程为：外植体的消毒处理、接种→诱导愈伤组织→分化长芽与生根→试管苗过渡等。下列相关叙述正确的是 A.外植体和培养基需消毒后再接种，接种时需注意外植体的方向，不要 倒插 B.愈伤组织的诱导受激素组合的影响，不受营养、光照等因素的影响 C.获得原生质体后需在无菌水中用纤维素酶和果胶酶混合处理悬浮组织 D.试管苗移栽到室外前需用自来水洗掉根部的琼脂，以免琼脂发霉引起 烂根 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 培养基需灭菌，外植体需消毒，之后再接种，接种外植体时要注意方向，应使其形态学下端接触培养基，故接种时要注意外植体的方向，不要倒插，A错误；愈伤组织的诱导受激素组合的影响，也受营养、光照等因素的影响，B错误；在获得植物原生质体时，应在0.5～0.6 mol·L－1的甘露醇溶液环境下用纤维素酶和果胶酶混合液处理实验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体，C错误；经过炼苗的幼苗移栽到实验室外前需要洗苗，目的是洗掉根部的琼脂，以免琼脂发霉引起烂根，此时试管苗出瓶后需要一定时间适应外界环境，故洗苗时通常用自来水，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 3.(2022·浙江6月选考)下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是 A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒 B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换 C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富 D.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70％酒精，再用无菌水清洗，再用5％次氯酸钠消毒处理，最后再用无菌水清洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，C错误；不带叶片的菊花幼茎的切段可通过植物组织培养分化出芽和根的这种器官发生的途径形成完整的菊花植株，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 4.(2022·重庆卷)植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(如下表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是 A.WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性 B.WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累 C.ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性 D.体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制 √ 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5＋PLT 诱导出根 ③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、较大的全能性，若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A正确；由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5＋PLT可以诱导出根，可推测WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B正确； 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5＋PLT 诱导出根 ③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C错误；由题干信息可知，出芽或出根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D正确。 条件 基因表达产物和相互作用 效应 ① WOX5 维持未分化状态 ② WOX5＋PLT 诱导出根 ③ WOX5＋ARR2，抑制ARR5 诱导出芽 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 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。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.融合的细胞即为杂交细胞 D.杂交细胞可能具有生长快速的优势 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 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。人工诱导原生质体融合的方法基本分为两大类——物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法等；化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋－高pH融合法等，B正确。融合的细胞可能由一种细胞融合而成，也可能由两种细胞融合而成(即杂交细胞)，C错误。杂交细胞可能具有生长快速的优势，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 6.(2025·山东枣庄模拟)科学家利用马铃薯和番茄叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如下图所示。有关分析正确 的是 A.过程①应将叶片下表皮 置于含纤维素酶和果胶酶 的等渗或略高渗溶液中 B.过程②中的原生质体由 细胞膜、液泡膜及两层膜 之间的细胞质构成 C.过程④可用高Ca2＋－低pH融合法，目的是促进原生质体融合 D.⑤进行脱分化和再分化过程，杂种植株一定具有马铃薯和番茄的优良 性状 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 应将叶片下表皮的一面 朝下(能与溶液接触)， 原生质体没有细胞壁， 为避免原生质体吸水涨 破，将叶片置于等渗或 略高渗溶液中，A正确； 原生质层的结构是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成，而原生质体包括细胞膜、细胞质和细胞核，B错误； 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 诱导原生质体融合的化 学法包括聚乙二醇(PEG) 融合法、高Ca2＋－高pH 融合法等，过程④可用 高Ca2＋－高pH融合法， 目的是促进原生质体融 合，C错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，如番茄－马铃薯杂种植株，地上没有结番茄，地下也没有长马铃薯，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 7.花椰菜(2n＝18)易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥(2n＝16)对黑腐病等多种常见病害具有抗性。科研人员用射线照射处理黑芥叶肉原生质体后与花椰菜根原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株甲、乙、丙，它们均含有花椰菜的全部染色体。下列叙述错误的是 A.可以利用是否含有叶绿体作为初步筛选融合原生质体的依据 B.杂合新植株甲的单倍体的细胞中有2个染色体组，因而可育 C.杂合新植株丙可能是由多个原生质体经PEG诱导融合而成 D.获得的杂种细胞需要经过脱分化和再分化才能培育成新植株 √ 植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株甲 杂合新植株乙 杂合新植株丙 染色体数目 18 16 34 24 58 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 融合成功的杂种细胞含有叶绿体，所以可以利用是否含有叶绿体作为初步筛选融合原生质体的依据，A正确；杂合新植株甲的单倍体的细胞中有2个染色体组，但来源不同，因而不可育，B错误；由于细胞融合具有随机性，所以杂合新植株丙可能是由多个原生质体经PEG诱导融合而成，C正确；获得的杂种细胞需要经过脱分化形成愈伤组织，然后再分化生芽、生根，才能培育成新植株，D正确。 植株 花椰菜 黑芥 杂合新植株甲 杂合新植株乙 杂合新植株丙 染色体数目 18 16 34 24 58 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 8.(2025·江苏南京模拟)紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，实验结果如下表： 下列叙述正确的是 A.愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性 B.愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行 C.光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量 D.培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量 √ 光照条件 接种干重/(g·L－1) 收获干重/(g·L－1) 紫杉醇含量/％(干重) 光照 4.33 9.13 0.007 0 黑暗 4.38 12.10 0.016 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 植物组织培养过程中，愈伤组织主要进行细胞生长和分裂，不能体现植物细胞的全能性，A错误；愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，以避免微生物的污染，B正确；根据题干信息和表格信息分析，该实验研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，自变量是光照的有无，因变量是愈伤组织生长情况和紫杉醇含量，表格数据显示，两组接种干重相似，但光照条件下收获的愈伤组织干重和紫杉醇含量均低于黑暗条件，C错误；植物组织培养过程中，有机物可以为植物细胞提供必需的营养物质和能量，此外还可以调节渗透压，D错误。 光照条件 接种干重/(g·L－1) 收获干重/(g·L－1) 紫杉醇含量/％(干重) 光照 4.33 9.13 0.007 0 黑暗 4.38 12.10 0.016 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 9.(2022·辽宁卷)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 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 液泡中含有的色素是指水溶性色素，如花青素，A正确；适当增加培养物转移至新鲜培养基的频率可减少代谢积累的氧化剂的浓度，从而减少褐变，B正确；根据题干信息：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，可知在培养基中添加合适的抗氧化剂能减少褐变，C正确；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，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 √ 10．(不定项)(2025·济宁模拟)多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体，为了获得植物次生代谢产物，先用某植物外植体(2n)获得愈伤组织，然后在培养液中悬浮培养，再经秋水仙素处理，产生染色体加倍的细胞。下列叙述错误的是 A．培养液中添加的蔗糖具有提供能源和调节渗透压的作用 B．需要用胰蛋白酶将愈伤组织分散成单个细胞进行悬浮培养 C．诱导加倍处理后，可以观察到染色体数为8n的细胞 D．细胞干重在培养12 d后会下降，原因可能是营养物质减少、有害代谢产物积累 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 蔗糖是碳源，同时可作为溶质，因此培养液中添加的蔗糖具有提供能源和调节渗透压的作用，A正确；植物细胞壁富含纤维素和果胶，不用胰蛋白酶处理愈伤组织，B错误；愈伤组织为2n，经秋水仙素诱导一次后变成4n，4n细胞在有丝分裂后期染色体数为8n，或者愈伤组织经秋水仙素诱导两次变为染色体数为8n的细胞，C正确；细胞干重在培养12 d后会下降，原因可能是营养物质减少，细胞生长所需要的营养供应不足，也可能是有害代谢产物积累，抑制了细胞的生长，从而使细胞干重下降，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 √ √ √ 11．(不定项)紫罗兰(2n＝14)花 色丰富、抗虫性强、种子富含亚 麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有 紫罗兰的诸多优良性状，科研人 员进行了下图所示实验。下列有 关叙述正确的是 A．制备原生质体时，可使植物细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理 B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂 C．紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株 D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 用酶解法制备原生质体时，需 先用略高渗透压的溶液处理植 物细胞，使细胞处于微弱的质 壁分离状态，然后用酶消化去 除细胞壁，获得原生质体，A 正确；原生质体融合依赖细胞 膜的流动性，融合的原生质体只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂，B正确；紫罗兰和油菜之间存在生殖隔离，不能杂交得到所需植株，C错误；融合原生质体后，两两融合的细胞类型有三种，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 √ √ √ 12．(不定项)(2025·辽宁沈 阳模拟)自然条件下兰花杂 交后代不易萌发。科研人员 用四倍体品种绿宝石和二倍 体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析正确的是 A．调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化 B．从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数 C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数为120 D．通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 原球茎经脱分化和再分化 发育成试管苗，此过程需 要不断调整培养基中生长 素和细胞分裂素的比例， A正确；有丝分裂中期，染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期，B正确；春剑配子的染色体数为20，绿宝石配子的染色体数为40，春剑和绿宝石杂交，获得的杂种胚染色体数为60，杂种胚增殖分化过程中，遗传物质不变，所得杂交兰植株的体细胞染色体数为60，C错误；通过植物组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是植物组织培养过程中遗传物质不变，通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 13.(10分)(2025·河北保定模拟)二倍体玉米是主要的经济作物。如图为科研人员以杂合亲本植株为材料进行的A、B、C、D四种人工繁殖过程。回答下列问题。 (1)四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是_____________，该技术除用于植物的微型繁殖外，还能用于______________(答出一点即可)。 植物组织培养 培育脱毒植株 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 图中的四种人工繁殖过程都用到了植物组织培养技术。该技术用途很广，包括微型繁殖、培育脱毒植株、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (2)某同学取图中A过程所示的薄壁细胞制成临时装片进行观察，可观察到后期细胞中染色体组数为____。B过程中①需经过的生理过程有_________ _______。C过程为诱导植物生根，所用的激素及比例为________________ ___________。 2 脱分化和 再分化 生长素∶细胞分 裂素＞1∶1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 A过程得到的是单倍体植株，在有丝分裂后期细胞中具有2个染色体组。B过程中①为植物组织培养过程，外植体需经过脱分化和再分化过程才能形成胚状体。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，C过程为诱导生根，培养基中细胞分裂素含量应低于生长素含量。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (3)D过程中②表示原生质体融合，其原理是__________________。科学家利用D过程培育出了白菜－甘蓝，此技术与杂交育种相比具有的优点是___ _____________________________。 细胞膜的流动性 打 破生殖隔离，实现远缘杂交育种 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 D过程中②表示原生质体融合，其原理是细胞膜的流动性。D过程为植物体细胞杂交技术，与杂交育种相比，其优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (4)图中__________过程获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。 B、C B、C过程获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 14.(10分)(2025·徽州模拟)育种工作者利用番茄(2N)和马铃薯(4N)进行体细胞杂交，获得了“番茄－马铃薯”杂种植株，实验过程如图所示，遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上结番茄、地下长马铃薯的“超级作物”。 (1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术应用到原生质体融合和__________ _____技术，该技术的理论基础是__________________。 植物组织 培养 植物细胞的全能性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 植物体细胞杂交最终得到杂种植株，要应用到原生质体融合技术和植物组织培养技术，植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (2)图中①步骤所示植物细胞用酶解法除去细胞壁，分离出有活力的______ _____。 原生 质体 细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此图中①步骤用酶解法除去细胞壁，可分离出有活力的原生质体，即利用酶的专一性，用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (3)图中②过程可用化学诱导剂有_________；愈伤组织分化的方向与培养基中__________________________有关，细胞两两融合时，可出现______种融合细胞。 聚乙二醇 植物激素的种类和比例 3 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 ②表示人工诱导原生质体融合的 过程，化学诱导剂是聚乙二醇； ⑤过程中愈伤组织分化的方向与 培养基中植物激素的种类和比例 有关，如生长素和细胞分裂素等 关键激素。图中②过程细胞两两 融合时，可出现3种融合细胞，番茄－番茄细胞融合的、马铃薯－马铃薯细胞融合的、番茄－马铃薯细胞融合的。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (4)由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④________和⑤________过程。其中____(填“④”或“⑤”)过程必须给予光照，光的作用是_______ ____________。 脱分化 再分化 ⑤ 绿素的形成 由杂种细胞培育成试管苗，需要经过细胞的④脱分化和⑤再分化过程。其中⑤过程必须给予光照，其原因是叶绿素的形成需要光照。 诱导叶 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (5)利用马铃薯和番茄的__________进行离体培养得到单倍体植株，然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交，得到的杂种细胞含_____个染色体组，杂种细胞培育的杂种植株__________(填“可育”或“不可育”)。 花药 3 不可育 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 番茄为二倍体，马铃薯为四倍体，分别利用马铃薯和番茄的花药离体培养，得到两种植物的单倍体植株，然后取这两种单倍体植株的细胞进行体细胞杂交，得到的杂种细胞含3个染色体组，由于该杂种细胞会发生联会紊乱，杂种细胞培育的杂种植株不可育。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 15.(10分)(2025·扬州模拟)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，可将流水冲洗后的外植体用________ 消毒，然后立即用无菌水冲洗，一般再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水冲洗。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。 70％酒精 纤维素酶和果胶 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 外植体先用体积分数为70％的酒精消毒30 s，无菌水冲洗后，再用质量分数为5％左右的次氯酸钠溶液处理30 min。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 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (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。 发出荧光 根据题干信息可知，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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (3)获得的原生质体可使用_________________________________等化学方法(写出一种)诱导融合，融合完成的标志是______________，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______(填“＝1”“＞1”或“＜1”)。 PEG 融合法/高Ca2＋－高pH融合法 再生出细胞壁 ＜1 脱分化 诱导原生质体融合的化学方法有聚乙二醇(PEG)融合法和高Ca2＋－高pH融合法。原生质体融合完成的标志是融合细胞再生出新的细胞壁。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。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 (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： 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___________________________________________ ________________________________________________。 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 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 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。 返回 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 11 12 13 14 15 谢 谢 观 看 植物细胞工程 $