第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术-【金版新学案】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，多选）

该高中生物学课件聚焦植物细胞工程基本技术，系统阐述植物组织培养（细胞全能性、脱分化与再分化）和植物体细胞杂交（去壁、原生质体融合、杂种细胞培养）核心内容，通过“微思考”“探究导思”等活动连接理论与实践，构建从基础概念到技术应用的学习支架。 其亮点在于融合生命观念（如细胞全能性体现结构与功能观）、科学思维（对比组织培养与有性杂交差异）和探究实践（如菊花组织培养的消毒接种步骤），通过“自我诊断”“针对练”等环节强化理解。例如“针对练1”以多肉组织培养分析灭菌与光照需求，助力学生深化概念，教师可借助系统资源提升教学效率。

第1节　植物细胞工程 第1课时　植物细胞工程的基本技术 　 第2章　细胞工程 学习目标 1.阐明细胞全能性的概念。 2.概述植物组织培养的基本过程。 3.描述植物体细胞杂交技术的基本过程。 任务一　植物组织培养技术 1 任务二　植物体细胞杂交技术 2 课时测评 5 课堂小结 3 内容索引 课堂评价 4 植物组织培养技术 任务一 返回 1.细胞工程的概念 新知导学 原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学等 操作水平 细胞器、细胞或组织水平 目的 获得特定的________________________或其产品 分类 植物细胞工程和动物细胞工程 细胞、组织、器官、个体 2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性 完整 生物体 其他各种细胞 会选择 性地表达 3.植物组织培养技术 离体 完整植株 根 微提醒 　　再分化属于细胞的分化过程，脱分化不属于细胞分化的过程，而是摆脱分化恢复未分化状态。 4.菊花的组织培养 次氯酸钠 外植体 1/3～1/2 培养箱 生芽 蛭石或珍珠岩 微思考　　 (源于教材P35“探究·实践”)接种3～4 d后，统计有多少外植体被污染，并分析它们被污染的原因可能有：______________________________ _______________________________________________。 培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；操作过程不符合无菌操作要求等 1.由于植物所有的体细胞都来源于受精卵的有丝分裂，所以在植物个体发育的过程中，所有的细胞都能表现出全能性。 (　　) 2.外植体经脱分化可形成愈伤组织，愈伤组织经再分化可诱导生根或生芽。 (　　) 3.高度分化的细胞，只有发育成一个完整的生物个体，才能体现出细胞的全能性。 (　　) 4.植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。 (　　) 5.试管苗在诱导形成后，就可以直接移栽到土壤中，不过还需要适时浇水、施肥。 (　　) 自我诊断 × √ × √ × 活动1　深入理解组织培养技术 材料：人工栽培的植物，无论是绚丽多姿的花草，还是碧绿参天的大树，大多是通过播种或扦插实现繁殖的。其实在一定的条件下，利用它们的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，同样可以繁殖出新的植株。 观察胡萝卜植物组织培养的流程图，回答相关问题： (1)在植物组织培养过程中，启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素是________和_____________。 探究导思 生长素　 细胞分裂素 (2)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性，为什么植物细胞具有全能性？ 提示：一般来说，生物体的细胞中都含有该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息。 (3)在生物体内，细胞并不表现出全能性，而是分化为不同的组织、器官，其原因是什么？ 提示：细胞全能性表达的基本条件之一是离体状态。 (4)在植物组织培养的过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？ 提示：培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。 归纳总结 1.体现植物细胞全能性的条件 材料 离体的细胞、组织或器官 培养基 种类齐全、比例合适的营养物质及一定比例的植物激素 外界 条件 (1)无菌操作； (2)光照：诱导愈伤组织时一般不需要光照，再分化时需要光照 归纳总结 2.生长素和细胞分裂素用量的比例对植物细胞发育方向的影响 生长素/细胞分裂素用量的比值 结果 比值高 有利于根的分化，抑制芽的形成 比值低 有利于芽的分化，抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 归纳总结 3.植物组织培养过程中应注意的问题 (1)接种时应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。 (2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。若先诱导生根，则不易诱导生芽。 (3)植物组织培养中，愈伤组织的形成不需要光照，再分化过程中，需要一定量的光照。 (4)试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照炼苗，促进幼苗向自养苗转化。 针对练1.(2025·云南楚雄期末)为实现多肉植物的规模化生产，科研人员开展了如图所示的研究。下列叙述正确的是 A.该实验所需要的多肉组织和培养基都需要经过高温灭菌 B.过程②中愈伤组织形成期间一般不需要光照 C.过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是相同的培养基 D.过程④中添加的珍珠岩基质主要为幼苗生长提供碳源 √ 该实验所需要的多肉组织属于活体生物组织，不能使用高温进行灭菌，培养基可使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A错误；光照会影响愈伤组织的形成，过程②中愈伤组织形成期间一般不需要光照，B正确；过程③中，诱导生芽和诱导生根使用的培养基中的生长素用量和细胞分裂素用量的比例不同，即过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是不同的培养基，C错误；过程④中添加的珍珠岩基质起到了改良基质物理性质、保持水分、支持和稳定等多重作用，不提供碳源，D错误。 针对练2．(多选)(2025·江西南昌模拟)下列关于菊花组织培养的说法，错误的是 A．实验所用器皿、培养基使用干热灭菌法进行灭菌 B．依次用无菌水、酒精、次氯酸钠溶液处理外植体 C．外植体经过脱分化、诱导生芽、诱导生根形成试管苗 D．为保证试管苗的成活率，应尽快转移至大田种植 √ √ √ 植物组织培养需要无菌操作，防止杂菌污染，所用器械需灼烧灭菌，实验人员和外植体需消毒操作，实验所用器皿使用干热灭菌法进行灭菌，培养基使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌，A错误；外植体先用流水充分洗净，用酒精消毒30 s后，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，B错误；外植体经过脱分化形成愈伤组织，通过调节培养基中生长素和细胞分裂素用量的比例，诱导生芽、诱导生根形成试管苗，C正确；大田环境和实验室环境不同，为保证试管苗的成活率，应进行炼苗后再转移至大田种植，D错误。 特别提醒 　　植物组织培养过程中的无菌技术包括培养环境、培养基、培养器械的消毒灭菌和植物材料(外植体)的消毒，对培养材料进行表面消毒时，一方面要考虑药剂的消毒效果；另一方面要考虑植物材料的耐受能力。不同药剂、不同植物材料，甚至不同器官要区别对待。 返回 植物体细胞杂交技术 任务二 返回 1.概念：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。 2.过程 (1)去壁：用__________________去除植物细胞壁，获得原生质体。 新知导学 不同来源 原生质体融合 细胞壁 愈伤组织 再分化 纤维素酶和果胶酶 脱分化 微提醒 　　原生质体融合成功的标志是再生出细胞壁。植物体细胞杂交完成的标志是培育出杂种植株。　 (2)诱导原生质体融合的方法 ①物理法：________法、离心法等。 ②化学法：__________________融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。 电融合 聚乙二醇(PEG) 3.意义：打破生殖隔离，实现__________育种，培育植物新品种。 远缘杂交 微思考 (源于教材P38“拓展应用”)“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结番茄，地下长马铃薯，原因是__________________ ______________________________________________。 达不是独立的，它们之间是相互调控、相互影响的 生物体内基因的表 1.植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程。 (　　) 2.杂种细胞培育成一个完整新植物体的过程，体现了植物细胞的全能性。 (　　) 3.经植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程，发生了染色体数目变异。 (　　) 4.植物体细胞杂交技术打破了不同物种之间的生殖隔离，实现了远缘杂交。 (　　) 5.利用物理法或化学法可以直接诱导两个植物细胞融合。 (　　) 自我诊断 × √ √ √ × 活动2　详解植物体细胞杂交技术 材料：如图为植物体细胞杂交技术流程图，其中A和B分别表示两种二倍体植物细胞。 请据图分析回答下列问题： (1)图中过程：①为__________，③为________________，④为________，⑤为________。 探究导思 去除细胞壁 再生出新的细胞壁 脱分化 再分化 (2)获得原生质体时，应在______(填“低渗”或“等渗”)溶液中进行，理由是______________________________。 等渗 低渗溶液中原生质体易吸水涨破 (3)将若干a和b等量混合后，经过程②得到的细胞类型有几种？若只考虑两两融合，则融合细胞有哪几种？我们需要筛选出哪一种？ 提示：细胞类型有3种，即未融合的细胞、两两融合的细胞和多细胞融合体。其中两两融合的细胞为aa、bb和ab。需筛选出ab。 (4)从结果上看，杂种植株最终为几倍体？杂种植株一定能表现出两种亲本的优良性状吗？为什么？ 提示：异源四倍体。不一定。杂种植株具有两种亲本的遗传物质，但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，故其不一定能表现出两种亲本的优良性状。 (5)从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术的最大优点是什么？ 提示：能够打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 1.植物体细胞杂交过程中的要点剖析 (1)细胞融合体现细胞膜的流动性；杂种细胞发育成杂种植株体现植物细胞的全能性。 (2)与传统有性杂交相比，植物体细胞杂交具有的优势： ①克服植物远缘杂交不亲和的障碍； ②打破物种之间的生殖隔离； ③扩大遗传重组的范围。 归纳总结 (3)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖且浓度略大于植物细胞质浓度，原因是蔗糖溶液不仅为原生质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。 (4)体细胞融合后，培养基中的细胞有三类：①未融合的细胞(A和B)；②两两融合的细胞(AA、BB和AB)；③多细胞融合体。只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞，因此还应有一个筛选过程。 归纳总结 2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 归纳总结 针对练3.(2025·湖南娄底阶段练习)不对称体细胞杂交是指融合前钝化一方亲本原生质体的细胞核，使大部分染色体被破坏，再与另一方亲本的原生质体融合，这一融合方式只允许钝化细胞的部分遗传物质进入杂种细胞。科研人员将钝化欧芹(2n＝22)原生质体和烟草(2n＝48)原生质体融合得到了首例不对称杂交种。下列叙述错误的是 A.不对称体细胞杂交技术可用于细胞质基因的转移 B.可用高Ca2＋—高pH融合法诱导原生质体间的相互融合 C.获得的不对称杂交种含4个染色体组，属于四倍体 D.细胞融合时，可将原生质体置于等渗溶液中进行 √ 不对称体细胞杂交技术能钝化一方亲本的细胞核，使大部分染色体被破坏，而不影响该亲本的细胞质，因此可以转移细胞质基因，A正确；高Ca2＋—高pH融合法是诱导原生质体间融合的化学方法之一，B正确；不对称杂交种的染色体，一部分来自细胞核被钝化的欧芹亲本原生质体(可能含2个异常染色体组，染色体数目少于22)，一部分来自正常亲本烟草的原生质体(含2个正常染色体组，染色体数目为48)，因此不对称杂交种的染色体数目少于四倍体(4个染色体组)的染色体数目，所以不属于四倍体，C错误；原生质体没有细胞壁的支持和保护，为防止其吸水涨破，在细胞融合时可将原生质体置于等渗溶液中进行，D 正确。 知识拓展 植物体细胞杂交后代的遗传变化 项目 体细胞杂交　P1：2n(Aabb)与P2：2m(ccDd) 生殖类型 无性生殖、育种过程中不遵循孟德尔定律 变异类型 染色体数目变异 染色体数 两亲本染色体数之和，即2n＋2m 染色体组数 两亲本染色体组数之和，即2＋2 基因组成 两亲本基因型之和，即AabbccDd 针对练4.(2025·河南洛阳模拟)优良品种的培育是提高作物产量和品质的重要手段，也是保障粮食安全、端牢中国饭碗的关键。下图是利用植物体细胞杂交技术，以甲、乙两种具有不同优良性状的作物为基础，培育高产、耐盐杂种植株的流程图。下列相关叙述错误的是 A.用纤维素酶和果胶酶对甲、乙植物细胞进行a处理可以获得甲、乙原生质体 B.诱导原生质体的融合，除了PEG融合法外，还有电融合法和高Ca2＋—低pH融合法 C.通过对b的培养获得的耐盐植株是杂种植物，克服了远缘杂交不亲和的障碍 D.将c种植在高盐土壤中，判断所获植株是否符合要求的依据是植株产量的高低 √ a表示酶解法去除细胞壁，用纤维素酶和果胶酶可以获得甲、乙原生质体，A正确；诱导原生质体融合的物理法包括离心法、电融合法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，B错误；b表示杂种细胞，通过对b的培养获得的耐盐植株是杂种植物，克服了远缘杂交不亲和的障碍，C正确；判断所获植株是否符合要求的依据是植株产量的高低，要将植株种植在高盐环境中，筛选获得的耐高盐植株，D正确。 返回 课堂小结 返回 思维导图 要语必背 返回 1.脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 2.植物体细胞杂交的过程包括：制备原生质体、诱导原生质体融合、杂种细胞再生出细胞壁、植物组织培养等。 3.去除细胞壁制备原生质体用到的酶是纤维素酶和果胶酶。 4.人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——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。 课堂评价 返回 1.(2025·新疆乌鲁木齐模拟)下图为植物组织培养流程图。下列叙述错误的是 A.离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体 B.①过程中已分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞 C.②过程中生长素、细胞分裂素的用量的比例会影响愈伤组织发育方向 D.③过程需在无菌条件下进行，防止杂菌污染 √ 外植体是指离体培养的植物器官、组织或细胞，可利用外植体进行植物组织培养，A正确；①过程是指外植体脱分化形成愈伤组织的过程，已分化的细胞经过脱分化，会失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织，B正确；②过程是愈伤组织形成芽、根的过程，其中生长素、细胞分裂素的用量的比例会影响愈伤组织发育方向，当细胞分裂素与生长素的用量的比例低时，有利于根的分化、抑制芽的形成，C正确；③过程为移栽过程，不需要在无菌条件下进行，D错误。 2.(2025·江苏卷)图示一种植物组织培养周期，①～③表示相应过程。下列相关叙述错误的是 A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂 B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞 C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同 D.培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关 √ 过程①形成了愈伤组织，发生了细胞的脱分化，此时细胞还进行有丝分裂，A正确；过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体的过程，故经过再分化形成不同种类的细胞，B正确；过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同，如细胞分裂素和生长素的浓度不同，C错误；培养基中常加入蔗糖，既能作为碳源，又与维持渗透压有关，D正确。 3.(2024·贵州遵义模拟)下图是培育“番茄—马铃薯”杂种植株过程图，下列说法错误的是 A.过程②诱导原生质体融合，依据的生物学原理是细胞膜具有流动性 B.过程②诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法 C.与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是高尔基体 D.上述得到的杂种植株是不可育的 √ 过程②是把a、b两个原生质体融合在一起，所以称为诱导原生质体融合，体现了细胞膜的流动性，A正确；诱导原生质体融合常用的化学法是PEG(聚乙二醇)融合法、高Ca2＋—高pH融合法，B正确；过程③是在融合的原生质体外再生出细胞壁，而细胞壁的形成与高尔基体有关，C正确；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(4＋2＝6)，减数分裂可以正常联会，则植株可能是可育的，D错误。 4.(2025·贵州黔东南阶段练习)中医治疗疾病多用复方，植物甲和植物乙是两种药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究者欲将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)运用到生产过程并实现有效成分的工厂化生产，操作流程如图所示，序号代表过程。下列叙述正确的是 A.①用酶解法处理细胞，常用果胶酶、纤维素酶和蛋白酶 B.②在低渗的培养液中，常用PEG融合法、电融合法等 C.⑤可以利用促进细胞生长的培养条件来提高代谢物的总含量 D.该过程运用的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 √ 过程①是制备原生质体，由于植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故过程①用酶解法处理细胞，常用果胶酶、纤维素酶，A错误；过程②是诱导原生质体融合，一般在等渗或略高渗的培养液中，常用PEG融合法、电融合法等，B错误；过程⑤利用植物组织培养技术获得愈伤组织，从中直接提取代谢物，实现工厂化生产，故可以利用促进细胞生长的培养条件来提高代谢物的总含量，C正确；该过程运用的生物学原理是细胞膜的流动性、细胞增殖，但未体现植物细胞的全能性(形成各种细胞或完整植株)，D错误。 5．(多选)甲品种番茄(2N)的染色 体上有多种控制优良性状的核基 因，但细胞质中存在雄性不育基 因。科研工作者试用植物体细胞 杂交的办法，获得具有多种优良 性状的雄性可育新品种。如图是培育过程示意图，分析图示，下列说法错误的是 A．杂交所得到的杂种植物属于多倍体 B．细胞融合成功的标志是新细胞核的生成 C．组织培养过程中需要添加生长素和赤霉素来调节发育 D．培育的杂种植株不仅含有多种优良性状，而且可以解决雄性不育的问题 √ √ √ 该图杂交所得到的杂种植物，只 具备甲的细胞核，不是多倍体， A错误；细胞融合成功的标志是 杂种细胞再生出细胞壁，B错误； 组织培养过程中需要添加生长素 和细胞分裂素来调节发育，C错误；甲品种番茄的染色体上有多种控制优良性状的核基因，但细胞质中存在雄性不育基因，看图可知，融合的原生质体具备甲的细胞核、乙的细胞质，故融合的杂种细胞不仅含有多种优良性状的基因，而且还具有雄性可育基因，故通过植物体细胞杂交而获得的杂种植株不仅含有多种优良性状，并且可以解决雄性不育问题，D正确。 6.(创新情境)白菜、甘蓝均为二倍体，体细胞染色体数目分别为20、18。白菜—甘蓝是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强、易储存等优点，如图为“白菜—甘蓝”的培育过程，请回答下列问题： (1)为了得到原生质体，需先用____________________处理白菜和甘蓝的细胞。诱导原生质体融合的方法有多种，常用的化学法是________________ _________________________(写出两种即可)，融合完成的标志是________ ___________________。由杂种细胞得到白菜—甘蓝植株还需经过植物组织培养，其中不需要光照的培养过程为________。 纤维素酶和果胶酶 聚乙二醇(PEG)融 合法、高Ca2＋—高pH融合法 种细胞再生出细胞壁 形成的杂 脱分化 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到原生质体。诱导原生质体融合的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。融合完成的标志是形成的杂种细胞再生出细胞壁。将杂种细胞培育成杂种植株还需要使用植物组织培养技术，包括脱分化和再分化两个阶段，其中脱分化过程一般不需要光照，再分化过程要给予适当光照。 (2)经花粉直接培育的白菜—甘蓝植株，体细胞的染色体数为_____。这种植株通常不育，为使其可育，需进行人工诱导，通过对幼苗使用________进行处理，这种变异属于___________。 19 秋水仙素 染色体变异 经花粉直接培育的白菜—甘蓝植株，体细胞的染色体数为(20＋18)÷2＝19，不含同源染色体，这种植株通常不育，为使其可育，可通过使用秋水仙素处理幼苗使其染色体加倍，这种变异属于染色体变异。 (3)植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是__________________ _____________________________。 远缘杂交育种，培育植物新品种 打破生殖隔离，实现 植物体细胞杂交技术和传统杂交技术相比的优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 返回 课时测评 返回 知识点一　植物组织培养技术 1.下列有关植物细胞全能性的说法，错误的是 A.体细胞具有发育成完整个体所必需的全部基因 B.高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C.植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础之一 D.从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物的体细胞具有发育成完整个体所必需的全部基因，具有全能性，是植物组织培养的理论基础之一，A、C正确；高度分化的细胞只有处于离体状态且有适宜的条件时才有可能表现出全能性，B正确；从一粒玉米种子中的胚长成一棵植株是自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 2.(2025·北京海淀期末)某校学生小组利用植物组织培养技术培育“手指植物”，下列说法错误的是 A.对健壮的外植体进行消毒后接种 B.诱导愈伤组织时需要遮光处理 C.再分化时培养基无需添加有机物 D.诱导过程需调整植物激素比例 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 对健壮的外植体进行消毒后，接种到培养基上，A正确；诱导愈伤组织时需要经过脱分化过程，需要遮光处理，B正确；在具有叶片之前植物细胞不能进行光合作用，所以植物组织培养再分化过程中需要加入有机营养物质，C错误；诱导过程需调整植物激素比例，这与植物正常生长过程中不同阶段体内激素种类和含量不同有关，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 3.(2025·浙江1月选考)某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究，结果如下表所示。 注：丛生苗为丛状生长的幼苗，IBA(吲哚丁酸)为生长素类物质 下列叙述正确的是 A.流程①的效果取决于消毒剂浓度 B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段 C.与流程②相比，流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更大 D.与流程③相比，提高流程④培养基的盐浓度有利于丛生苗的生根 √ 流程 最佳措施或最适培养基 ①外植体腋芽消毒 75％乙醇浸泡30 s＋5％ NaClO浸泡6 min ②诱导出丛生苗 MS＋3.0 mg·L－16-BA＋0.05 mg·L－1NAA ③丛生苗的扩增 MS＋2.0 mg·L－16-BA＋0.1 mg·L－1NAA ④丛生苗的生根 1/2MS＋0.25 mg·L－1IBA＋0.25 mg·L－1NAA 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 流程①中，消毒效果不仅取决于消毒剂浓度，还取决于消毒时间和消毒剂种类，A错误；流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段，经腋芽直接分化为丛生苗，B正确；与流程②相比，流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值小，C错误；与流程③相比，提高流程④培养基的IBA浓度有利于丛生苗的生根，D错误。 流程 最佳措施或最适培养基 ①外植体腋芽消毒 75％乙醇浸泡30 s＋5％ NaClO浸泡6 min ②诱导出丛生苗 MS＋3.0 mg·L－16-BA＋0.05 mg·L－1NAA ③丛生苗的扩增 MS＋2.0 mg·L－16-BA＋0.1 mg·L－1NAA ④丛生苗的生根 1/2MS＋0.25 mg·L－1IBA＋0.25 mg·L－1NAA 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 4.(2025·黑龙江大庆专题练习)黑枸杞富含花青素，下图为工厂化生产黑枸杞花青素的主要流程，下列叙述正确的是 A.外植体经酒精和次氯酸钠溶液处理后应立即用自来水冲洗 B.诱导外植体形成愈伤组织的过程体现了植物细胞的全能性 C.图中固体培养基和液体培养基所含激素的种类和比例相同 D.液体培养基中营养物质的含量会影响花青素的产量 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 外植体需要用70％的酒精消毒30 s，立即用无菌水清洗2～3次；再用5％的次氯酸钠溶液处理30 min后，立即用无菌水清洗2～3次，A错误。诱导外植体形成愈伤组织的过程不能体现植物细胞的全能性，因为没有形成完整的植株或分化成其他各种细胞，B错误。图中固体培养基用于愈伤组织的形成，而液体培养基用于悬浮细胞的培养，其目的是扩大培养能产生花青素的细胞，其中所含激素的种类和比例有差别，C错误。液体培养基中营养物质用于产生花青素的细胞的培养，其中营养物质的含量会影响花青素的产量，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 知识点二　植物体细胞杂交技术 5.(2025·河北沧州阶段练习)萝卜和甘蓝是十字花科中不同属的植物，它们的染色体都是18条(2n＝18)，但是二者的染色体间没有对应关系。培育萝卜—甘蓝的过程如图所示，下列有关叙述错误的是 A.过程Ⅰ需要用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁 B.过程Ⅱ可使用电融合法、PEG融合法、高Ca2＋—低pH融合法等 C.过程Ⅲ生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例影响着杂种细胞发育的方向 D.植物体细胞杂交技术打破了不同物种间的生殖隔离，实现了远缘杂交育种 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程Ⅰ需要用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁，A正确；过程Ⅱ可使用电融合法、PEG融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，B错误；过程Ⅲ生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例影响着杂种细胞发育的方向，二者比例相当时发育为愈伤组织，生长素含量较高时诱导根的分化，细胞分裂素含量较高时诱导芽的分化，C正确；植物体细胞杂交技术的意义在于打破了不同物种间的生殖隔离，实现了远缘杂交育种，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 6.(2024·浙江温州二模)科学家用植物体细胞杂交方法，将白菜(2n＝20)的原生质体和紫甘蓝(2n＝18)的原生质体进行融合时，得到多种原生质体的混合物(包括不同融合的和未融合的)，采用特定的方法筛选出杂种细胞，再培育出“白菜—紫甘蓝”杂种植株。下列叙述错误的是 A.该培育过程利用了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 B.在制备原生质体时，通常使细胞处于微弱的质壁分离状态 C.为便于筛选杂种细胞，可选择两者叶肉细胞进行细胞杂交 D.“白菜—紫甘蓝”体细胞杂种植株的染色体组成为2n＝38 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 培育过程中诱导原生质体融合利用了细胞膜的流动性，将杂种细胞培育为完整植株的过程利用了植物细胞的全能性，A正确；用酶解法制备原生质体时，需先用较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，防止原生质体吸水涨破，B正确；紫甘蓝叶肉细胞呈紫红色，白菜叶肉细胞呈绿色，诱导原生质体融合后可通过杂种细胞的颜色进行筛选，C正确；白菜为二倍体，紫甘蓝为二倍体，两者通过植物杂交技术培育的“白菜—紫甘蓝”杂种植株应为异源四倍体，体细胞的染色体组成为4n＝38，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 7.(2025·湖南湘西期末)花椰菜(2n＝18)种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰(2n＝14)具有一定的抗病性。科研人员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如图所示。下列有关叙述错误的是 A.图中培育杂种植株时①过程使用了纤维素酶和果胶酶 B.杂种细胞培育成的愈伤组织的代谢类型是异养需氧型 C.培育出的抗病花椰菜是四倍体，将病菌悬浮液均匀喷施于叶片上可筛选抗病性强的杂种植株 D.上述过程中包含着有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，①过程是去除细胞壁的过程，使用了纤维素酶和果胶酶，A正确；杂种细胞脱分化形成的愈伤组织中，细胞没有分化，不能进行光合作用，其代谢类型是异养需氧型，B正确；培育出的具有抗病性状的花椰菜新品种同时含有花椰菜和紫罗兰的遗传物质，是四倍体植物，可通过将病菌悬浮液均匀喷施于杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，来筛选出抗病性强的杂种植株，C正确；上述过程中包含有丝分裂和细胞分化等过程，但没有减数分裂过程，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 8.(2025·河北邯郸三模)科研人员研究了不同浓度 的聚乙二醇(PEG)对沙打旺和紫花苜蓿原生质体 融合率的影响，实验结果如图，虚线代表最高融 合率，异源融合率是指不同种的原生质体发生融 合的概率，已知PEG浓度较高时对细胞有毒害作用。下列叙述错误的是 A.除了用PEG诱导融合之外，还可用电融合法、离心法、高Ca2＋—高pH融合法 B.不同种的原生质体的融合依赖于细胞膜具有一定的流动性 C.据图可知，不同PEG浓度下同源融合率均大于异源融合率 D.据图可知，PEG浓度为35％时诱导紫花苜蓿与沙打旺原生质体融合的效果最好 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 人工诱导原生质体融合的方法有电融合法、离心 法、聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合 法等，A正确；如果没有细胞膜的流动性，原生 质体的融合就不能实现，B正确；柱形图没有体 现出同源融合率与PEG浓度的关系，因此，不能表明不同PEG浓度下同源融合率均大于异源融合率，C错误；PEG浓度为35％和40％时异源融合率相同，且均高于其他浓度下的异源融合率，但较低浓度的PEG对细胞的毒害作用较小，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 9.(2025·湖北一模)我国研究团队用龙眼与荔枝体细胞杂交得到新品种“脆蜜”，该新品种既有龙眼的清甜风味，也有荔枝的嫩脆口感。下列叙述错误的是 A.使用等渗溶液和酶解法可获得龙眼和荔枝细胞的原生质体 B.调整培养基中激素的比值，不影响“脆蜜”细胞的形态变化 C.用PEG诱导龙眼与荔枝原生质体融合利用了细胞膜的流动性 D.龙眼与荔枝体细胞杂交克服了二者远缘杂交不亲和的障碍 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 酶解法选用纤维素酶和果胶酶可破坏植物细胞细胞壁，等渗溶液有利于维持细胞的正常形态，因此使用等渗溶液和酶解法可获得龙眼和荔枝细胞的原生质体，A正确。植物组织培养中，生长素用量比细胞分裂素用量的比值高时，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，因此调整培养基中激素的比值，会影响“脆蜜”细胞的形态变化，B错误。用PEG诱导龙眼与荔枝原生质体融合利用了细胞膜具有一定的流动性的结构特点，C正确。自然状态下，龙眼与荔枝存在生殖隔离，因此通过植物体细胞杂交技术培育得到的新品种“脆蜜”克服了远缘杂交不亲和的障碍，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 10.(2025·四川卷)研究人员用花椰菜(BB，2n＝18)根与黑芥(CC，2n＝16)叶片分别制备原生质体，经PEG诱导融合形成杂种细胞，进一步培养获得再生植株，其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是 A.两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞 B.再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性 C.花椰菜和黑芥的原生质体能融合，证明两种植物间不存在生殖隔离 D.植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对，无法产生可育配子 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 两个原生质体融合形成的细胞不一定是杂种细胞，有可能是两个花椰菜原生质体融合或两个黑芥原生质体融合，A 错误；全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，杂种细胞经过培养形成再生植株N，这证明了杂种细胞仍具有全能性，B正确；花椰菜和黑芥是不同物种，它们之间存在生殖隔离，原生质体能融合并不能证明不存在生殖隔离，因为生殖隔离是指不同物种之间一般是不能相互交配的，即使交配成功，也不能产生可育的后代，C错误；植株 N 是花椰菜(BB，2n＝18)和黑芥(CC，2n＝16)的原生质体经 PEG 诱导融合形成杂种细胞后培养获得的再生植株，为异源四倍体，存在同源染色体，在减数分裂时能正常联会配对，能产生可育配子，D错误。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 11.(2024·江苏常州高三期末)下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行植物体细胞杂交的叙述，错误的是 A.中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，不宜使用杂交育种方法培育新品种 B.常采用酶解法制备原生质体，且原生质体的产量和活力与酶解时间呈正相关 C.发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，以形成新的细胞壁 D.利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异 √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，通过杂交不能产生可育的后代，因此，不宜使用杂交育种方法培育新品种，A正确；获得原生质体的方法是酶解法，但原生质体的产量和活力与酶解时间未必呈正相关，随着酶解时间的延长，原生质体的活力会下降，B错误；与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体，因此，发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，C正确；利用这种方法，即植物体细胞杂交技术培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 83 12．(多选)(2025·山东临沂期末)研究人员对花药离体培养技术的操作进行了大量的摸索，才使该技术得以广泛应用。花药离体培养分为三步：首先用酶解法处理花粉一段时间，去除细胞壁，分离出原生质体；第二步去除与原生质体混在一起的花粉壁(比细胞的体积小)等残渣；最后对原生质体进行培养，诱导其形成类似胚的结构进而形成植株。下列说法正确的是 A．纤维素酶和果胶酶可应用到第一步的酶解中 B．第二步可利用离心的方法分离出原生质体 C．第三步能获得的植株中核遗传物质的含量与亲本相同 D．第三步中的诱导顺序可以是：花粉原生质体→愈伤组织→生芽→生根 √ √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，纤维素酶和果胶酶可应用到第一步的酶解中，A正确；植物去除细胞壁后，获得原生质体，由于花粉壁等残渣比细胞的体积小，第二步可利用离心的方法分离出原生质体，B正确；第三步能获得的植株中核遗传物质来自花粉，与亲本的含量不同，C错误；第三步中的主要过程是植物组织培养，先脱分化形成愈伤组织，后再分化形成胚状体，继而生芽、生根，其诱导顺序可以是：花粉原生质体→愈伤组织→生芽→生根，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 13．(多选)研究者探索了利用清水紫花苜 蓿和里奥百脉根进行植物体细胞杂交过程 中，酶解时间对原生质体产量和活力的影 响，结果如图。下列说法正确的是 A．不能用能否发生质壁分离来判断原生 质体活力 B．可用清水稀释，然后在血细胞计数板 中统计原生质体数量 C．可用胰蛋白酶或胶原蛋白酶酶解获得 原生质体 D．随酶解时间延长，两种原生质体产量均先增加后减少 √ √ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 原生质体没有细胞壁，不能用能否发生质 壁分离来判断原生质体活力，A正确；血 细胞计数板适用于较大细胞或颗粒，对原 生质体进行显微计数，必须将原生质体制 成的悬浮液滴加在血细胞计数板上，原生 质体制成的悬浮液不可用清水稀释，否则 会吸水涨破，B错误；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 和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，C错误；据图分析，随酶解时间延长，两种原生质体产量均先增加后减少，D正确。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 14．(12分)(2025·山西太原开学考试)空心泡属于覆盆子的一种，其枝条、叶和根长期以来一直被用于止咳、祛风、清热等。成熟的空心泡果实含有生物活性成分三萜类化合物，具有抗炎、镇痛、增强人体免疫系统的功效，研究人员利用如图所示过程获取三萜类化合物。回答下列问题： (1)接种外植体前应该对其做　　　　处理；过程②表示　　　　过程，需要在培养基中加入一定比例的　　　　　　　　　　　(激素)才能获得愈伤组织。 消毒 脱分化 生长素和细胞分裂素 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物组织培养过程中，接种的外植体需要用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液进行消毒处理。过程②为外植体脱分化变成愈伤组织，该过程需要添加一定比例的生长素和细胞分裂素。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物细胞壁的组成成分主要为纤维素和果胶，将植物组织分散成单个细胞需要使用纤维素酶和果胶酶。将植物组织分散成单个细胞培养目的是使细胞与培养液充分接触，更好得到营养供应和排出代谢废物。 (2)图中过程③将愈伤组织分散成单个细胞，需使用　　　　　　　　酶。植物细胞培养时将组织分散成单个细胞进行培养是为了________________ __________________________________________。 纤维素酶和果胶 使细胞与培养液充分接触，更好得到营养供应和排出代谢废物 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 愈伤组织分裂旺盛，使用一定的诱变因素处理更容易获得高产突变体。 (3)为了筛选出高产三萜类化合物的细胞群，常用诱变的方法处理愈伤组织，选择愈伤组织作为处理材料的原因是____________________________ ______________________。 愈伤组织细胞分裂旺盛，在诱 变因素下容易产生突变 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 上述技术得到的空心泡植株属于植物组织培养，为无性繁殖，与有性生殖相比，该技术能获得具有优良性状的个体，培养周期短，繁殖效率高，能培养无病毒植株。 (4)进一步诱导高产细胞群分裂和分化可得到空心泡植株，从育种的角度看，通过上述技术得到的空心泡植株与有性生殖相比，优势主要是______ _____________________________________________________________(答2点)。 具有优良性状的个体，培养周期短，繁殖效率高，能培养无病毒植株 可获得 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 15.(12分)如图为某实验室通过植物细胞杂交获得杂种植株的实验。请据图回答问题： (1)植物细胞杂交前要去除细胞壁，以获得具有活力的__________。利用植物组织培养技术获得植物体C、D过程中，所用培养基要调控好_________ ___________两类激素的比例。该技术的理论基础是_________________。 原生质体 生长素、 细胞分裂素 植物细胞的全能性 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 植物细胞杂交前要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，以获得具有活力的原生质体。利用植物组织培养技术获得植物体C、D过程中，所用培养基要调控好生长素、细胞分裂素两类激素的比例。该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 11 12 13 14 15 1 (2)在图2过程中，经过鉴别和筛选后，通常植物体D能表现出两个亲本的遗传性状，根本原因是____________________________________。该技术的最大优点表现在__________________________________。 杂种植株同时具有两个亲本的遗传物质 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 图2中，植物体D同时具有两个亲本的遗传物质，能表现出两个亲本的遗传性状。该技术属于植物体细胞杂交技术，最大优点是能打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (3)番茄的红果(A)对黄果(a)为显性，圆果(B)对长果(b)是显性，两对基因独立遗传。用一黄色圆果植株的花粉进行图1有关实验，则细胞A相关基因型可能为__________________(细胞A为两两融合细胞)。 aaBB或aabb或aaBb 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 黄色圆果植株的基因型为aaBB或aaBb，其花粉的基因型为aB或ab、aB。进行图1有关实验，则细胞A(两两融合细胞)相关基因型可能为aaBB或aabb或aaBb。 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 (4)将携带抗M基因、不带抗N基因的番茄细胞去除细胞核后，与携带抗N基因、不带抗M基因的马铃薯韧皮部细胞融合，经过筛选获得的杂种细胞具有M、N两种抗性，该实验证明了抗M基因位于________中。 细胞质 该实验可证明抗M基因位于细胞质中，抗N基因位于细胞质或细胞核中。 返回 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 谢 谢 观 看 第2章　细胞工程 $