第2章 第1节 第1课时 植物细胞工程的基本技术(教用Word)-【优学精讲】2025-2026学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版）

本讲义聚焦植物细胞工程基本技术，系统梳理植物组织培养（基于细胞全能性，涵盖脱分化、再分化及菊花培养操作）和植物体细胞杂交（涉及去壁、原生质体融合、杂种细胞培养）核心知识点，构建从理论到实践的学习支架。 资料通过微思考、探究活动培养科学思维，如分析植物激素配比对分化的影响，结合菊花组织培养实验强化探究实践，练习题与课堂小结助力课后查漏补缺，体现生命观念与严谨科学态度，提升教学效果与学生知识巩固。

第1课时　植物细胞工程的基本技术 学习目标 1.基于对植物组织培养原理的理解，阐明植物生命发生、发展的过程。 2.运用模型与建模、归纳与概括的方法，掌握植物组织培养和植物体细胞杂交的流程。 3.能依据实验步骤，制订实验方案，完成菊花的组织培养操作。 知识点一　植物组织培养技术 1.细胞工程的定义 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　水平上 目的 获得特定的　细胞、组织、器官、个体　或其产品 分类 植物细胞工程和动物细胞工程 2.植物细胞工程的理论基础——细胞具有全能性 （1）概念：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，即细胞具有全能性。 （2）原因：一般来说，生物体的每个细胞中都含有发育成为完整个体所需的　全部遗传信息　。 （3）体内细胞不能表现全能性 ①实例：芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。 ②原因：在特定的　时间和空间　条件下，细胞中的基因会　选择性地表达　。 3.植物组织培养技术 （1）概念：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。 （2）理论基础：植物细胞的　全能性　。 （3）基本过程 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，进而形成愈伤组织的过程。 ②愈伤组织：脱分化形成的　不定形的薄壁组织　团块。 ③再分化：愈伤组织重新分化成　芽、根　等器官的过程。 4.菊花的组织培养 （1）原理 ①在一定的　激素　和　营养　等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过　脱分化　形成愈伤组织；将愈伤组织接种到含有　特定激素　的培养基上，就可以诱导其　再分化　成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。 ②激素的作用：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，它们的　浓度　、　比例　等都会影响植物细胞的发育方向。 （2）步骤 【微思考】　为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无菌操作？ 提示：避免杂菌与培养物竞争营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。 （1）植物体的任何细胞都具有全能性，也都能表现出全能性。（　×　） 提示：植物细胞在遗传上具备全能性，但其表现需要特定的内外条件。 （2）脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（　√　） （3）在植物组织培养时，对外植体要进行灭菌处理。（　×　） （4）诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基完全一样。（　×　） 探究｜分析植物组织培养的过程和条件 1.某兴趣小组植物组织培养流程如图所示，请思考并回答下列问题。 （1）观察植物组织培养流程图，将①～④序号填写在图中A～D所指的空格处。 ①诱导生根　　　　②接种外植体　 ③诱导愈伤组织　 ④诱导生芽 （2）图中的愈伤组织细胞与叶肉细胞相比，不含有的细胞器是　叶绿体　，原因是　外植体经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化的细胞　。 2.观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题： （1）选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？ 提示：形成层细胞分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，不易培养成小植株。 （2）菊花组织培养过程中，诱导外植体脱分化形成愈伤组织的培养基，其成分中是否应含有蔗糖等有机物？为什么？ 提示：应含有；因为此时外植体不能进行光合作用制造有机物，需要依赖于环境中的有机物才能生存。 （3）菊花组织培养中，前后三次用到的培养基，其功能分别是什么？ 提示：第一次：诱导外植体脱分化形成愈伤组织；第二次：诱导愈伤组织生芽；第三次：诱导愈伤组织生根。 （4）诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？ 提示：后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。 1.植物激素在植物组织培养中的作用 （1）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。 （2）生长素和细胞分裂素的浓度、比例等都影响植物细胞的发育方向。 生长素/细胞分裂素 作用效果 比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成 比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成 比值适中 促进愈伤组织的形成 2.植物组织培养过程中应注意的问题 （1）接种时注意外植体的方向，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。如果顺序颠倒，先诱导生根，就不容易诱导生芽了。 （3）菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。 （4）试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。 （5）试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。 1.（教材P35“探究·实践”）植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，下列有关植物组织培养的叙述，错误的是（　　） A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性 B.培养基中含有营养物，故诱导愈伤组织生芽、生根期间都不需要光照 C.需用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理 D.菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素 解析：B　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，然后再分化生成芽、根，最终形成植物体，植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性，A正确；诱导生芽、生根期间需要一定强度的光照，B错误；进行植物组织培养时，需用酒精（体积分数70％）和次氯酸钠（质量分数5％左右）溶液对外植体进行消毒处理，C正确；培养基中生长素和细胞分裂素的浓度及比例影响愈伤组织的生长和分化，因此菊花组织培养中的关键激素是生长素和细胞分裂素，D正确。 2.（2025·河南中牟高一月考）大丽花为菊科大丽花属，是多年生草本植物。大丽花为世界名花之一，除具观赏价值外，还具有药用价值。大丽花在栽培过程中易受病毒感染，造成品质退化。研究小组尝试通过植物组织培养技术获得脱毒苗（无毒苗），操作流程如图所示。下列相关叙述正确的是（　　） A.应选取大丽花植株无病毒的茎尖作为外植体，并用酒精溶液浸泡30 min B.过程①为再分化，目的是使细胞失去原特有的结构和功能，该过程无须光照 C.过程②的实质是基因选择性表达，该过程只进行有丝分裂，不进行细胞分化 D.2号和3号培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值分别为等于1和大于1 解析：D　茎尖病毒很少或几乎不含病毒，作为外植体培养脱毒苗（无毒苗），外植体需要在酒精中浸泡30 s，A错误；过程①为外植体经过脱分化过程形成愈伤组织，目的是使细胞失去原特有的结构和功能，该过程不需要光照，B错误；过程②为再分化过程，实质是基因选择性表达，该过程既进行有丝分裂，也进行细胞分化，C错误；脱分化过程所用的培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值等于1，发芽培养基中细胞分裂素与生长素用量的比值大于1，D正确。 知识点二　植物体细胞杂交技术 1.概念：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　新植物体　的技术。 2.过程 （1）去壁：用　纤维素酶和果胶酶　去除植物细胞壁，获得原生质体。 （2）人工诱导原生质体融合的方法 ①物理法：　电融合　法、　离心　法等。 ②化学法：　聚乙二醇（PEG）　融合法、　高Ca2＋—高pH　融合法等。 3.原理：原生质体融合的过程利用了细胞膜的　流动性　，杂种细胞发育成杂种植株利用了植物细胞的　全能性　。 4.意义：打破　生殖隔离　，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 （1）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，获得原生质体。（　√　） （2）植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种细胞。（　×　） 提示：植物体细胞杂交技术的最终目的是得到杂种植株。 （3）利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。（　×　） 提示：植物细胞去除细胞壁后才能诱导融合。 （4）杂种细胞再生出细胞壁说明植物体细胞诱导融合成功。（　√　） 探究｜植物体细胞杂交技术 如图为植物体细胞杂交部分过程示意图，请思考回答： （1）植物体细胞杂交实现的基础和杂种细胞实现组织培养的理论基础分别是　细胞膜的流动性和植物细胞的全能性　。 （2）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。 （3）A种原生质体与B种原生质体融合后，有　3　种类型（只考虑两两融合），分别是　AA、BB、AB　，其中我们需要的是　AB　，所以原生质体融合后，我们要对融合后的原生质体进行　筛选　。 （4）细胞融合完成的标志和植物体细胞杂交完成的标志分别是什么？ 提示：杂种细胞再生出细胞壁；培育出杂种植株。 （5）若植物细胞A具有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb；植物细胞B含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则通过植物体细胞杂交技术获得的新植株的染色体条数为　2x＋2y　条，染色体组数为　4　个，基因型为AabbccDd，属于可遗传变异类型中的　染色体数目变异　。 1.植物体细胞融合成功的标志：再生出新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。 2.植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于植物细胞质的浓度，不仅能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。 3.植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。 1.如图是植物体细胞杂交的流程示意图，下列叙述正确的是（　　） A.可用电激、聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质体A和B融合 B.原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是两细胞核融合 C.细胞D再生出细胞壁后转移到培养基中培养，获得愈伤组织 D.D→E为脱分化，影响该过程的主要植物激素是生长素和赤霉素 解析：C　可用电激、聚乙二醇诱导原生质体融合，不能用灭活的病毒诱导原生质体融合，A错误；原生质体A和B融合形成杂种细胞D的标志是再生出细胞壁，B错误；D为杂种细胞，再生出细胞壁后转移到培养基中培养，获得愈伤组织，C正确；D是杂种细胞，E是愈伤组织，所以D→E为脱分化，影响整个植物组织培养过程的植物激素主要是生长素和细胞分裂素，D错误。 2.（教材P38“概念检测”T1变式）如图是利用甲、乙两种植物各自的优势，通过植物细胞工程培育高产、耐盐的杂种植株的流程图。下列叙述错误的是（　　） A.图中所示过程的原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有一定的流动性 B.甲、乙原生质体由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成 C.通过诱导融合过程形成b，该过程中细胞壁的形成与高尔基体有关 D.d过程应是将植株种在高盐环境中进行筛选，可以筛选出耐盐植株 解析：B　植物体细胞杂交技术（包括细胞融合以及杂种细胞发育成一个完整植株）的原理是细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性，A正确；原生质层由细胞膜、液泡膜和两层膜之间的细胞质构成，原生质体是植物细胞细胞壁以内的所有结构，B错误；b（杂种细胞）的形成需要形成新的细胞壁，细胞壁的形成与高尔基体有关，C正确；目的植株是高产、耐盐的杂种植株，所以进行d选择时要将植株种在高盐环境中才能筛选出耐盐植株，D正确。 课堂小结 1.下列关于植物组织培养的叙述，正确的是（　　） A.以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同 B.培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用 C.适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽 D.适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成根 解析：C　以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型不相同，原因是花药中花粉是经过减数分裂形成的，其所含核基因只有体细胞的一半，A错误；脱分化形成的愈伤组织细胞不含叶绿体，不能进行光合作用，再分化培养过程中需要给予光照，B错误；适当提高培养基中细胞分裂素的比例有利于愈伤组织分化成芽，培养基中生长素的比例高，有利于分化为根，C正确，D错误。 2.通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关叙述错误的是（　　） A.在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体 B.人工诱导原生质体融合，可以采取物理法和化学法 C.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种 D.利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程中不发生同源染色体联会现象 解析：C　在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确；人工诱导原生质体融合，可以采取物理法（离心、振动、电激）和化学法（聚乙二醇），B正确；植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色体数目不一致的两个物种，C错误；利用植物体细胞杂交技术培育白菜—甘蓝的过程包括植物原生质体融合和植物组织培养技术，不进行减数分裂，不会发生同源染色体联会现象，D正确。 3.（教材P35“探究·实践”）下列有关菊花组织培养的叙述，正确的是（　　） A.整个培养过程应在密闭条件下进行，以免造成杂菌的污染 B.为了充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种16～18块外植体 C.培养形成的愈伤组织可直接移栽到大田再分化形成植株 D.外植体消毒常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施 解析：D　在植物组织培养长出芽、根等器官后，植物可以进行光合作用，自己制造有机物，此后的阶段不需要严格的密闭条件，A错误；为了充分利用培养条件，每个锥形瓶可接种6～8块外植体，B错误；愈伤组织是未分化的细胞团，不能直接移栽。必须先诱导愈伤组织再分化成完整的植株，才能移栽到大田，C错误；外植体消毒常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施，以防止杂菌污染，D正确。 4.（2025·湖南宁乡一中月考）下图表示科学家通过植物细胞工程，培育“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的过程。根据所学知识完成下列问题： （1）矮牵牛—粉蓝烟草植株的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术。该技术依据的生物学原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。 （2）人工诱导原生质体融合的方法基本可分为两大类——物理法和化学法，其中化学法包括PEG（或聚乙二醇）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等；植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。融合后的“矮牵牛—粉蓝烟草”细胞，在有丝分裂后期含有76条染色体。 （3）融合后得到的杂种细胞再经脱分化、再分化等过程发育成完整植株，其中启动脱分化和再分化的关键植物激素是生长素、细胞分裂素。学习了植物组培技术后，同学们尝试进行了以菊花枝条为外植体的组织培养，结果有同学在首次对菊花继代培养配制MS生根培养基时，忘记添加NAA（NAA：萘乙酸），结果与添加NAA的生根培养基中的菊花幼苗相比，无添加NAA培养基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物体内可以产生内源生长素。 解析：（1）矮牵牛—粉蓝烟草植株的培育过程采用的是植物体细胞杂交过程，植物体细胞杂交技术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，故依据的生物学原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。（2）人工诱导原生质体融合的方法很多，基本可分为两大类——物理法和化学法，其中化学法包括PEG（或聚乙二醇）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，杂种细胞再生出细胞壁是植物体细胞融合完成的标志。“矮牵牛—粉蓝烟草”杂种植株的体细胞内含有的染色体数目是矮牵牛和粉蓝烟草的体细胞中染色体数目之和，为14＋24＝38，有丝分裂后期，染色体数目加倍，故染色体数目为76。（3）启动脱分化和再分化的关键植物激素是生长素、细胞分裂素，与添加NAA的生根培养基中的菊花幼苗相比，无添加NAA培养基中的菊花幼苗也有生根，其原因可能是植物体内可以产生内源生长素。 一、概念梳理必记 1.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，即细胞具有全能性。 2.植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，主要过程包括脱分化和再分化。 3.植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。 4.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。 5.植物细胞融合依据的生物学原理是细胞膜的流动性，融合成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 二、长句表达必明 1.在生长发育过程中，细胞不能表现出全能性的原因是在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。 2.植物组织培养中的脱分化阶段，培养的组织细胞是自养型还是异养型？为什么？ 脱分化过程中细胞营异养生活，因为此时细胞没有叶绿体，并且该阶段一般要避光培养，细胞无法进行光合作用制造有机物。 知识点一　植物组织培养技术 1.（2025·河南南阳开学考试）如图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程，下列相关叙述正确的是（　　） 四倍体兰花叶片愈伤组织胚状体植株 A.此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 B.①阶段体现了细胞的全能性，②阶段需要细胞分裂素 C.①阶段有细胞增殖，但无细胞分化 D.②阶段为脱分化，③阶段为再分化 解析：C　此兰花的花药离体培养所得植株为单倍体，A错误；①阶段表示脱分化，该阶段能形成愈伤组织，没有形成植物个体，故不能体现细胞的全能性；②阶段表示再分化过程，需要细胞分裂素，B错误；①阶段表示脱分化，该阶段能形成愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，故该阶段有细胞增殖，但无细胞分化，C正确；①阶段表示脱分化，②阶段表示再分化过程，D错误。 2.（2025·四川成都新津中学月考）下列关于植物组织培养的叙述，错误的是（　　） A.培养基中添加蔗糖可以提供营养和调节渗透压 B.过程甲、乙中生长素与细胞分裂素含量的比值相同 C.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织细胞核基因数目可能不同 D.过程乙的实质是基因的选择性表达 解析：B　培养基中添加蔗糖可以作为碳源提供营养、同时作为溶质可调节渗透压，A正确。过程甲为脱分化、乙为再分化，生长素和细胞分裂素的比值高时，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，B错误。同一植株不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织核基因数目不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤组织细胞的基因只有体细胞的一半，C正确。过程乙为再分化，其实质是基因的选择性表达，D正确。 3.（2025·辽宁凤城二中月考）下列关于植物组织培养的叙述，正确的是（　　） A.只有植物体分生组织的细胞才能通过植物组织培养获得完整的植株 B.愈伤组织属于未分化的薄壁组织，没有特定的结构和功能，全能性强 C.培养前需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液对外植体进行消毒 D.为防止杂菌污染，从接种外植体到生成试管苗尽量在同一个锥形瓶内完成 解析：B　植物体分生组织的细胞全能性较高，通过植物组织培养获得完整的植株的能力较强，但其他的植物细胞也能通过植物组织培养获得完整的植株，A错误；愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，没有特定的结构和功能，B正确；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，C错误；植物组织培养包括脱分化和再分化两个过程，这两个过程的条件不同，从接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶内完成，D错误。 4.（2025·甘肃白银期中）下列关于植物组织培养的叙述，不正确的是（　　） A.组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化 B.组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值适中时，促进愈伤组织的生长 C.植物组织培养脱分化和再分化过程中都不需要进行光照 D.植物组培常用培养基中含蔗糖，蔗糖是植物细胞吸收的碳源之一 解析：C　组织培养所用培养基中生长素与细胞分裂素的比值较高时利于根的分化，比值适中时，促进愈伤组织的生长，A正确，B正确；植物组织培养过程中，脱分化不需要光照，再分化需要光照，C错误；植物组织培养过程中，蔗糖可作为碳源并有助于维持渗透压，蔗糖并非唯一碳源，后期长出叶片，二氧化碳可以作为碳源，D正确。 5.（2025·贵州贵阳博雅学校月考）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培育薰衣草的流程。下列叙述正确的是（　　） A.取自同一株薰衣草的花药经组织培养获得的植株基因型相同 B.薰衣草植株的茎尖的组织细胞全能性较低，不易诱导形成愈伤组织 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 解析：C　取自同一株薰衣草的花药经组织培养获得的植株基因型不一定相同，因为同一株薰衣草的花药中的花粉的基因型不一定相同，A错误；薰衣草植株的茎尖的组织细胞具有较高的全能性，是比较容易诱导形成愈伤组织的，B错误；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但再分化过程将形成根和芽等营养器官，芽的形成需要一定的光照，同时叶绿素的形成过程也离不开光照，所以再分化过程需要光照，C正确；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再分化形成植株，D错误。 知识点二　植物体细胞杂交技术 6.（2025·湖南雅礼教育集团月考）为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组的实验过程如图所示。下列叙述正确的是（　　） A.步骤①要对切取的叶片组织块进行消毒或灭菌处理 B.悬浮原生质体要用等渗溶液，以维持原生质体正常形态 C.过程④需提高生长素的比例以促进芽的分化 D.原生质体已去细胞壁不具有细胞全能性 解析：B　对于叶片组织块，不能进行灭菌处理，因为灭菌可能会破坏叶片组织块本身的细胞结构和活性，使其无法用于后续实验，通常进行消毒处理，A错误；当原生质体处于等渗溶液中时，细胞内外的水分进出达到平衡，能维持原生质体的正常形态，防止因渗透压差异导致原生质体吸水涨破或失水皱缩，B正确；当生长素比例高时，有利于根的分化；当细胞分裂素比例高时，有利于芽的分化。所以过程④若要促进芽的分化，应提高细胞分裂素的比例，而不是生长素的比例，C错误；原生质体虽然去除了细胞壁，但它仍然含有该植物细胞的全套遗传物质，具有发育成完整植株的潜能，即具有细胞全能性，D错误。 7.（2025·江苏盐城七校联考）图示为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列叙述错误的是（　　） A.步骤①可添加相关酶以去除细胞壁 B.原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间 C.步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗 D.台盼蓝检测后应选择未被染成蓝色的原生质体继续培养 解析：C　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，在制备原生质体时，步骤①可添加纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A正确；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，B正确；步骤②吸取原生质体放入含有相同渗透压的溶液中清洗，若放入无菌水中，由于原生质体没有细胞壁的保护，且细胞内溶液浓度高于无菌水，根据渗透作用原理，水会进入原生质体，原生质体因吸水过多而涨破，所以不能将原生质体放入无菌水中清洗，C错误；台盼蓝检测后应选择未被染成蓝色的原生质体继续培养，染成蓝色的原生质体已死亡，D正确。 8.（2025·山西吕梁开学考试）非对称细胞融合技术通过外界因素（如γ射线）处理某一细胞原生质体，选择性地破坏其细胞核，然后用碘乙酰胺碱性蕊香红6G处理含有优良基因的第二种原生质体，使其细胞质失活，最后将这两个原生质体进行融合。某公司利用该技术成功地向甘蓝细胞中导入了白菜的细胞质雄性不育基因，获得雄性不育甘蓝。下列叙述错误的是（　　） A.获得原生质体需要利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 B.可以利用灭活的病毒让两个原生质体融合 C.融合成功的甘蓝细胞中仅有一个细胞核 D.培育成功的甘蓝含有白菜和甘蓝两者的遗传物质 解析：B　植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性可用纤维素酶和果胶酶进行处理，得到原生质体，A正确；用灭活的病毒促融是动物细胞融合特有的方法，B错误；向甘蓝细胞中导入白菜的细胞质雄性不育基因，融合成功的甘蓝细胞中仅有一个细胞核，C正确；培育成功的甘蓝含有白菜质基因和甘蓝核基因，D正确。 9.（2025·四川遂宁中学月考）春秋姜黄是集观赏和食用等价值为一体的新型花卉，传统的根茎繁殖方式存在着速度慢、易染病等问题，植物组织培养技术为其提供了高效的繁殖途径。下列叙述错误的是（　　） A.在接种前对外植体进行消毒，并在火焰旁进行接种可减少污染 B.从接种外植体到形成试管苗的过程中，需将其转接到不同的培养基 C.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 D.移栽幼苗前通常先将其移植到消过毒的环境中，待其长壮后再移栽入土 解析：C　植物组织培养时，在接种前对外植体进行消毒，并在火焰旁进行接种可减少污染，A正确；外植体一般先诱导生芽，再诱导生根，外植体首先在诱导愈伤组织的培养基上生长，一段时间后转接到诱导生芽的培养基上，长出芽后再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步形成试管苗，因此，从接种外植体到形成试管苗的过程中，需将其转接到不同的培养基，B正确；封口膜封口可防止外界杂菌侵入，不能阻止瓶内外的气体交换，C错误；幼苗移栽到大田前要进行“炼苗”，即将幼苗先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D正确。 10.科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图所示。有关分析正确的是（　　） A.过程①应将叶片上表皮向上，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.④过程可用高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，该过程均需提供无菌、光照等培养条件 解析：A　①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，而原生质体是植物细胞去除细胞壁的结构，B错误；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，④过程可用高Ca2＋—高pH融合法，目的是促进原生质体融合，C错误；脱分化一般不需要光照，D错误。 11.（2025·黑龙江大庆期末）科研人员利用品种A与品种B通过植物体细胞杂交技术获得了“华柚2号”，制备过程如图所示，下列说法错误的是（　　） A.品种A的愈伤组织和品种B的叶肉细胞杂交获得华柚2号属于有性生殖 B.原生质体A和B的融合利用了细胞膜的流动性 C.“华柚2号”的获得说明植物细胞具有全能性 D.杂种细胞再生出细胞壁的过程，主要与高尔基体的活动有关 解析：A　植物体细胞杂交属于无性生殖，A错误；利用细胞膜的流动性，可诱导原生质体A和B融合，B正确；“华柚2号”是由杂种细胞发育而成的完整的植物体，说明植物细胞具有全能性，C正确；高尔基体与细胞壁的形成有关，因此杂种细胞再生出细胞壁的过程，与高尔基体活动密切相关，D正确。 12.（2025·河北邯郸涉县一中月考）菊花的组织培养的大致过程如图所示。根据下图回答以下问题。 （1）通过B过程产生的愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞的形态结构不同（填“相同”或“不同”），其根本原因是基因的选择性表达。 （2）实验中要注意无菌操作，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对培养基和器械等灭菌，接种操作必须在酒精灯火焰旁进行。 （3）外植体一般选择未开花的幼嫩枝条，原因是幼嫩枝条生理状况好，容易诱导脱分化和再分化。接种时将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，然后将接种后的培养瓶置于18～22 ℃（温度）的培养箱中培养。接种时要注意外植体的方向，不要倒插。 （4）C过程要进行照光培养，其作用是诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。 解析：（1）结构决定功能，愈伤组织细胞与枝条韧皮部细胞功能不同，故其形态不同，愈伤组织的形态结构与枝条韧皮部细胞不同，其根本原因是基因的选择性表达。（2）该实验操作成功的关键是无菌操作，所以要对外植体、超净工作台等消毒，对培养基和器械等灭菌，实验操作过程都要在酒精灯火焰旁进行。（3）幼嫩枝条生理状况好，容易诱导脱分化和再分化，故外植体一般选择未开花的幼嫩枝条，接种时将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，然后将接种后的培养瓶置于18～22 ℃的培养箱中培养。接种时要注意外植体的方向，不要倒插，因为生根的一侧在形态学下端。（4）C过程为再分化，再分化过程要进行照光培养，其作用是诱导叶绿素的合成，使试管苗能够进行光合作用。 13.（2025·山东菏泽期末）如图为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程，回答下列问题。 （1）培育番茄—马铃薯杂种植株依据的生物学原理包括细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。此过程用到的植物细胞工程的基本技术是植物体细胞杂交技术。 （2）过程①使用酶解法（填方法）去除细胞壁，从而获得原生质体。过程②可以使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（写出2个即可）等，原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁。 （3）从过程④到过程⑤需要更换新的培养基，原因是　脱分化诱导形成愈伤组织和愈伤组织再分化形成幼苗所需的生长素和细胞分裂素的比例不同　。 与过程④相比，过程⑤需要提供光照，原因是再分化产生幼苗的过程需要长芽，叶绿素的合成需要光照。 （4）上述过程能打破不同物种间生殖隔离的原因是植物体细胞杂交技术能够将不同物种的遗传物质组合到同一个体中，实现不同物种间的基因交流。 解析：（1）培育番茄—马铃薯杂种植株要采用植物体细胞杂交技术将两种植物细胞融合成杂种细胞，还要采用植物的组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株，依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。（2）①为去壁过程，该过程需要采用酶解法，即使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁以便获得植物原生质体。人工诱导植物细胞原生质体融合的物理法有电融合法、离心法等，化学法有聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。当杂种细胞再生出细胞壁时，意味着细胞融合已经完成。（3）过程④为脱分化，表示杂种细胞培育成愈伤组织的过程，过程⑤为再分化，表示将愈伤组织培育成胚状体进而培育成幼苗的过程，从脱分化到再分化需要更换新的培养基，因为脱分化诱导形成愈伤组织和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。与过程④脱分化相比，过程⑤再分化需要提供光照，这是因为脱分化培育愈伤组织时光照不利于愈伤组织的形成，再分化产生幼苗的过程需要长芽，幼芽叶绿素的合成需要光照。（4）植物体细胞杂交技术能够通过细胞融合技术将不同物种的遗传物质组合到一起，实现不同物种的基因交流，故能打破不同物种间生殖隔离，实现远缘杂交。 14.（2025·江苏南京、镇江六校联合体月考）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杂种植株，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，回答以下问题： （1）为了得到原生质体需先用纤维素酶和果胶酶来处理白菜细胞和甘蓝细胞。 （2）诱导原生质体融合的方法有多种，常用的物理方法有（列举一种即可）离心法（或电融合法），常用的化学方法有（列举一种即可）聚乙二醇融合法（或高Ca2＋—高pH融合法），形成杂交细胞的标志是再生出细胞壁，再经过诱导可形成愈伤组织并可进一步发育成完整植株。由杂种细胞得到白菜—甘蓝杂种植株所用到的技术手段称为植物组织培养技术。 （3）如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜—甘蓝”杂种细胞染色体数为38；通常情况下，白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的，原因是存在生殖隔离。 （4）科学家采用植物体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，但这种植株并没有在地上结番茄、地下长马铃薯，写出可能的原因有生物体内基因的表达是相互调控相互影响的。 解析：（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，可采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，即图中需要用纤维素酶和果胶酶处理白菜细胞和甘蓝细胞以便获得原生质体。（2）诱导原生质体融合的方法包括：物理方法（离心、振动、电刺激）和化学方法（聚乙二醇、高Ca2＋—高pH）；融合后的原生质体还需要再生出细胞壁才意味着融合完成；而后通过植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株，该过程包括脱分化和再分化两个阶段，该技术的原理为植物细胞全能性。（3）如图通过植物体细胞杂交技术获得的“白菜—甘蓝”体细胞染色体数为20＋18＝38；通常情况下，由于白菜和甘蓝之间存在生殖隔离，因此白菜和甘蓝有性杂交是不能成功的。（4）科学家采用植物体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株，但这种植株并没有在地上结番茄、地下长马铃薯，这是因为生物体内基因的表达是相互调控、相互影响的，而不是完全独立的。 13 / 15 学科网（北京）股份有限公司 $