专题02 植物细胞工程（期中真题汇编，安徽专用）高二生物下学期

专题02 植物细胞工程 2大高频考点概览 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 一、单选题地 城 考点01 植物细胞工程的基本技术 1．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)下列关于细胞工程的叙述中，正确的是  （    ） A．应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 B．只在细胞水平上操作，不涉及细胞器 C．细胞工程以获得细胞产品为唯一目的 D．克隆动物技术不属于细胞工程的范畴 【答案】A 【分析】细胞工程是生物工程的一个重要方面。总的来说，它是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。当前细胞工程所涉及的主要技术领域有细胞培养、细胞融合、细胞拆合、染色体操作及基因转移等方面。通过细胞工程可以生产有用的生物产品或培养有价值的植株，并可以产生新的物种或品。 【详解】A、细胞工程是应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养，A正确； B、细胞工程通过在细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人的意愿来获得细胞产品，如动物细胞培养，B错误； C、获得细胞产品是细胞工程的目的之一，C错误； D、克隆动物，如“多利羊”的诞生涉及细胞核移植、动物细胞融合等多种细胞工程技术，D错误。 故选A。 2．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)研究发现，生长素能够维持拟南芥bZIP59蛋白的稳定性，并增强其与LBD形成复合物的能力，bZIP59－LBD复合体直接靶向FAD－BD基因，并促进其转录，这有助于愈伤组织的形成。下列相关叙述错误的是（　　） A．生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达 B．植物是自养型生物，培养基中不需要添加有机碳源 C．培养基中添加激素的种类和含量会影响植物细胞发育的方向 D．脱分化期间一般不需要光照，再分化时需要适当光照诱导叶绿素产生 【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（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），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、生长素通过促进bZlP59-LBD复合体的形成促进FAD-BD基因的转录，这有助于愈伤组织形成。愈伤组织是一团未分化的细胞，全能性较强，说明生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达，A正确； B、植物组织培养过程中需要加入蔗糖作为有机碳源，这是因为未形成叶绿素的培养物（如愈伤组织）不能进行光合作用，B错误； C、生长素与细胞分裂素比例适中有助于愈伤组织的形成，再分化过程中生长素与细胞分裂素比例较高时有利于生根，较低时有利于芽的发育，故培养基中添加激素的种类和含量会影响植物细胞发育的方向，C正确； D、脱分化期间一般不需要光照，再分化时需要适当光照，以诱导叶绿素产生，D正确。 故选B。 3．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株，利用甲植物细胞（细胞核基因具有耐盐碱效应）和乙植物细胞（细胞质基因具有高产效应）进行体细胞杂交，在原生质体融合前，对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活，融合的原生质体分散固定在平板中，独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是（    ） ①甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 ②同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 ③培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 ④杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 【答案】B 【分析】植物体细胞杂交技术：（1）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。（2）过程：①诱导融合的方法：物理法；化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂；②细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成；③植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；④杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。（3）意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】① 未融合的原生质体因为细胞质或细胞核的失活，无法正常生长、分裂，因此甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞，①正确； ②同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙原生质体细胞核失活而不能生长、分裂，因此同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞，②正确； ③培养基不含有抑制物质，③错误； ④只有杂种细胞才具备有活性的细胞质和细胞核，具备有完整的结构和功能，可以生长、分裂，因此杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞，④正确。 综上所述，①②④正确。 故选B。 4．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)如图为某研究小组利用菊花叶片获得菊花幼苗的实验流程。下列相关叙述错误的是（　　） A．①过程用酒精对菊花叶片进行消毒时，持续时间不能太长 B．②为再分化，该过程培养基中细胞分裂素的比例较低 C．③过程将丛生芽转接到诱导生根培养基上形成幼苗 D．①②③过程体现了植物细胞具有发育的全能性 【答案】B 【分析】植物组织培养的过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化（避光）形成愈伤组织；愈伤组织经过再分化（需光）过程形成胚状体，进一步发育形成植株。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。 【详解】A、①过程需要对菊花叶片进行消毒时，不能长时间浸泡在酒精中，A正确； B、②为再分化，培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低，有利于芽的分化，该过程形成丛芽，因此该过程培养基中细胞分裂素的比例较高，B错误； C、③过程将丛生芽转接到诱导生根培养基上形成幼苗，C正确； D、①②③过程表示植物组织培养过程，从植物组织到种苗形成的过程体现了植物细胞具有发育的全能性，D正确。 故选B。 5．(24-25高二下·安徽省六安第二中学·期中)利用两个不同品种的矮牵牛（2n=14），通过植物体细胞杂交技术，可得到具有优良性状的杂种植株。下列相关叙述正确的是（    ） A．植物体细胞杂交过程中会发生基因重组 B．新品种杂种植株的体细胞中最多含有28条染色体 C．植物体细胞杂交过程利用了染色体变异和植物细胞全能性等原理 D．诱导杂种植株形成过程中要用到秋水仙素、生长素和细胞分裂素等试剂 【答案】C 【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。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。 【详解】A、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的过程中未发生减数分裂，所以不存在基因重组，A错误； B、新品种杂种植株的体细胞中正常状态含有28条染色体，但在有丝分裂后期时含的染色体最多，有56条染色体，B错误； C、植物体细胞杂交过程利用了染色体变异，将杂交细胞利用植物组织培养技术培育成杂种植株的过程才体现了细胞全能性原理，C正确； D、在诱导杂种细胞发育成完整植株时，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，它们的浓度和比例等都会影响植物细胞的发育方向，但是不会用到秋水仙素，D错误。 故选C。 6．(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)下图表示取水稻的花药进行离体培养得到愈伤组织，再在一定条件下诱导形成试管苗的过程。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．愈伤组织在形成过程中，须从培养基中获得水、无机盐、小分子有机物等营养物质 B．愈伤组织是花粉细胞通过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块 C．该过程为单倍体育种，极大的缩短了育种的年限 D．b试管中所含组织的全能性高于a试管和c试管 【答案】C 【分析】单倍体育种原理：染色体变异，方法与优点：花药离体培养获得单倍体植株，再人工诱导染色体数目加倍，所获得的植株一般是纯合子，优点是可以明显缩短育种年限。 【详解】A、愈伤组织在形成过程中，须从培养基中获得水、无机盐、小分子有机物等营养物质，该过程为植物组织培养过程中的脱分化过程，A正确； B、花粉细胞通过脱分化形成愈伤组织，愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，B正确； C、该过程为植物组织培养技术，获得的是单倍体幼苗，没有经过秋水仙素处理，因而不是单倍体育种过程，C错误； D、b试管中所含组织是愈伤组织，是未分化的细胞，c试管中所含组织的全能性低于b试管的愈伤组织，a试管中花药是分化之后的，全能性较愈伤组织低，D正确。 故选C。 7．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)某科研机构以菊花为材料进行组织培养，步骤如下图。下列说法错误的是（　　） A．X常选用幼嫩的菊花茎段，并需对其进行消毒处理 B．配制培养基时，可不加入琼脂，便于X与培养基充分接触 C．A过程需要避光处理，促进愈伤组织的形成 D．B过程培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向 【答案】B 【分析】图中X为外植体，A为脱分化，B为再分化，Y是胚状体。 【详解】A、X为外植体，常选用幼嫩的菊花茎段，并对其进行消毒处理，A正确； B、诱导愈伤组织需用固体培养基，配置培养基时，必须加入琼脂，待培养基灭菌凝固后在接种外植体X，B错误； C、A为脱分化，需避光处理，促进愈伤组织的形成，C正确； D、B为再分化，培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，细胞分裂素浓度高可促进芽的分化，生长素浓度高可促进根的分化，D正确。 故选B。 8．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)与传统育种相比，植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在（    ） A．克服远缘杂交不亲和的障碍 B．能在短时间内快速得到纯合子植株 C．缩短育种周期，减少盲目性 D．快速培育无病毒植株，保留杂种优势 【答案】A 【分析】植物体细胞杂交技术是指将来源不同的植物体细胞，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。 【详解】A、传统杂交育种只限于进行有性生殖的同种生物之间，而植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍培育出作物新品种，A正确； B、植物体细胞杂交技术不一定能得到纯合子植株，B错误； C、植物体细胞杂交能缩短育种周期，但这不是其突出特点，C错误； D、植物体细胞杂交不能快速培育无病毒植株，快速培育无病毒植株应该采用植物组织培养技术，D错误。 故选A。 9．(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·期中)甘草是中医使用最多的药材之一，其提取物中的甘草西定具有抗癌作用。通过植物细胞工程对甘草进行相关处理，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①为接种外植体，过程②应避光处理从而获得愈伤组织 B．过程③④培养基中含有植物激素和多种无机盐，还需要添加蔗糖等能源物质 C．过程⑤获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶 D．过程⑥获得大量的甘草西定体现了愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点 【答案】D 【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、过程①为接种外植体，过程②获得愈伤组织的过程是植物组织培养中的脱分化过程，需要避光进行，A正确； B、③④的培养过程均为植物组织培养的再分化过程。植物组织培养的培养基中除了含有植物激素（如生长素、细胞分裂素等）和多种无机盐外，还需要添加蔗糖等能源物质，蔗糖可以为植物细胞提供碳源和能量，C正确； C、过程⑤获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，C正确； D、过程⑥获得大量的甘草西定体现了愈伤组织分裂能力强的特点，但由于未发育成完整植株，未体现全能性，D错误。 故选D。 10．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异，可能与两亲本细胞壁结构差异有关 B．过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生，杂种细胞含有亲本的2个细胞核 C．过程④一般不需要光照，脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块 D．过程④和⑤中细胞容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变 【答案】B 【分析】分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过程；②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。 【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。不同植物的细胞壁结构和成分可能存在差异，因此酶处理时间可能不同，A正确； B、过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生，杂种细胞只含有1个细胞核，B错误； C、过程④是脱分化过程，该过程一般不需要光照，脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，C正确； D、据图可知，过程④表示脱分化形成愈伤组织，过程⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。两个过程都伴随有细胞的分裂，细胞容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变，D正确。 故选B。 二、非选择题 11．(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)鹤甫碱茅（2n=28）是禾本科的一种植物，能在低湿盐碱地中生长。科研 工作者尝试将其体细胞和水稻（2n=24）体细胞进行融合，用于制备耐盐、高产的杂种植株，实验流程如下图所示。请回答下列相关问题： (1)①处理过程用到的酶主要是_______，如果只考虑细胞两两融合，则融合细胞在不分裂的情况下，染色体数目为________。 (2)理论上，所有植物体细胞之间都能进行相互融合，原因是________。再生出细胞壁是植物体细胞融合成功的标志之一，从细胞结构和功能统一的角度分析，推断理由是________。 (3)②过程一般________（填“需要”或“不需要”）光照，③过程一般要使用高钠的固体培养基，获得的植株最终还要检测其________，才能判断所得植株是否符合预设要求。 (4)这一新技术在农作物育种方面的应用，相较于传统杂交育种，优点在于________。 【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 56、48、52 (2) 细胞膜的主要成分都是蛋白质和脂质，都具有流动性 细胞壁对细胞具有支持和保护作用，杂种细胞再生出细胞壁才能维持细胞正常形态和功能，体现细胞结构和功能的统一 (3) 不需要 耐盐、高产相关性状 (4)植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，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 【分析】植物组织培养：在无菌和人工控制的条件下，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。 【详解】（1）①去除植物细胞的细胞壁，主要用纤维素酶和果胶酶去除；如果只考虑细胞两两融合，存在鹤甫碱茅细胞-鹤甫碱茅细胞，不分裂时染色体数56；同理水稻细胞-水稻细胞，不分裂时染色体数48；水稻细胞-鹤甫碱茅细胞，不分裂时染色体数52。 （2）植物细胞细胞膜的主要成分都是蛋白质和脂质，都具有流动性，所以理论上，所有植物体细胞之间都能进行相互融合；再生出细胞壁是植物体细胞融合成功的标志之一，细胞壁对细胞具有支持和保护作用，杂种细胞再生出细胞壁才能维持细胞正常形态和功能，体现细胞结构和功能的统一 。 （3）②脱分化形成愈伤组织，该过程一般不需要光照；题干信息“科研 工作者尝试将其体细胞和水稻（2n=24）体细胞进行融合，用于制备耐盐、高产的杂种植株”可知，③过程一般要使用高钠的固体培养基，获得的植株最终还要检测其耐盐、高产相关性状，才能判断所得植株是否符合预设要求。 （4）植物细胞杂交技术相较于传统杂交育种，优点在于：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，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。 12．(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)长穗偃麦草（2n=14）是普通小麦（6n=42）的一个重要野生近缘种，具有蛋白质含量高、抗多种真菌和病毒病害、耐旱、耐寒等优良性状，科学家利用植物体细胞杂交技术培育了普通小麦——长穗偃麦草杂种植株，流程如图所示。请回答下列问题。 (1)长穗偃麦草和普通小麦_____（填能或不能）通过杂交育种得到籽粒蛋白质含量高的新品种，原因是_____。 (2)过程③可用_____试剂诱导，融合后的细胞染色体数目存在多种情况，有丝分裂中期染色体数目为_____条的细胞是所需杂种细胞。 (3)过程④包括_____两个过程，启动细胞分裂和这两个过程的关键激素是_____。 (4)小麦从矮病由从矮病病毒引起，病株叶片细短，叶脉间失绿，植株矮化，对小麦产量影响很大。欲知得到的杂种植株中是否含有同时拥有籽粒蛋白质含量高并且抗从矮病的类型，请设计一个筛选方案：_____ 。 【答案】(1) 不能 长穗偃麦草和普通小麦是不同物种（或答具有生殖隔离） (2) 聚乙二醇/PEG 56 (3) 脱分化和再分化 生长素和细胞分裂素 (4)种植杂种植株，并接种小麦从矮病病毒，从生长良好的抗病植株上收获籽粒，检测其蛋白质含量 【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）长穗偃麦草和普通小麦是不同物种，存在生殖隔离，不能杂交或杂交后不能产生可育后代。 （2）植物原生质体融合时可以使用聚乙二醇试剂进行诱导，物理方法不属于试剂，融合后会出现多种类型的细胞，杂种细胞的染色体数目为14+42=56。 （3）过程④为植物组织培养，包括脱分化和再分化两个过程，启动细胞分裂和脱分化、再分化的关键激素是生长素和细胞分裂素 （4）种植杂种植株，并接种小麦从矮病病毒，从生长良好的抗病植株上收获籽粒，检测其蛋白质含量即可筛选是否含有同时拥有籽粒蛋白质含量高并且抗从矮病的类型。 13．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“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）    (1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是_________。 (2)常用酶解法获得紫花苜蓿与百脉根原生质体，优点是_________；诱导原生质体融合的方法除了使用聚乙二醇外，还可以利用的化学方法是________。 (3)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________。 (4)步骤②到步骤③需要更换新的培养基，原因之一是培养基中_________是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。 (5)上述过程中需要提供光照的是________（填序号），光照的作用是_______。得到的杂种植株是________倍体，理论上是否可育?请回答并阐述理由：_________。 【答案】(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 (2) 不破坏细胞膜（水解细胞壁，不破坏其他细胞结构） 高Ca2+-高pH融合 (3)保持原生质体完整性 (4)生长素和细胞分裂素的比例和浓度 (5) ③ 促进叶绿素的合成 六 可育。杂种植株细胞中含有成对的同源染色体 【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）从图中可以看到进行了原生质体的融合以及融合后的原生质体发育成完整植株的过程。原生质体融合依赖细胞膜的流动性，而由融合原生质体发育成完整植株体现了植物细胞的全能性，所以本研究利用的生物技术原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 （2）用酶解法获得紫花苜蓿与百脉根原生质体，优点是不破坏细胞膜（水解细胞壁，不破坏其他细胞结构），因为酶具有专一性，纤维素酶和果胶酶只作用于细胞壁成分。 诱导原生质体融合的化学方法除聚乙二醇外，还可以利用高Ca²⁺ - 高pH融合。 （3）原生质体没有细胞壁的保护，在培养时加入适宜浓度的甘露醇保持一定渗透压，是为了保持原生质体完整性，防止原生质体吸水涨破或失水皱缩。 （4）植物组织培养过程中，培养基中生长素和细胞分裂素的比例和浓度是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素，所以步骤②到步骤③需要更换新的培养基来调整其比例和浓度。 （5）③过程需要光照，③是再分化形成幼苗阶段，需要光照促进叶绿素的合成，以利于幼苗进行光合作用。 得到的杂种植株是六倍体，因为紫花苜蓿是四倍体，百脉根是二倍体，融合后染色体组加倍，得到六倍体。理论上可育，因为杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，在减数分裂时染色体能够正常联会，产生可育配子。 14．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)清水紫花苜蓿适应性强、产草量高、营养丰富，但作为饲料易造成家畜膨胀病，而里奥百脉根因富含缩合单宁，能防止家畜膨胀病的发生。为获得抗膨胀病的新型苜蓿品种，科研人员进行了如下研究。请回答下列问题： (1)剪取清水紫花苜蓿、里奥百脉根无菌苗的下胚轴及子叶作为外植体，接种到培养基中，形成愈伤组织的过程需要添加________进行调节。将两种材料的愈伤组织用_______酶处理，获得原生质体。 (2)为了提高原生质体的产量，保证实验的成功率，还需考虑酶液的渗透压、酶解时间等因素。分别检测上述两个因素对原生质体产量的影响，结果如图。 甘露醇能维持稳定的渗透压，由图1可知，酶解时宜选用的甘露醇浓度为_______，由图2可知，最适宜的酶解时间为_______。 (3)为了方便在荧光倒置显微镜下观察是否发生了异源原生质体的融合，可将获得的原生质体_______标记，然后用化学试剂________诱导融合。 (4)利用选择培养基筛选出异源融合的原生质体，再经植物组织培养获得杂种植株。植物体细胞杂交技术克服了________，使杂种植株具有双亲的遗传特性，培育出抗膨胀病的苜蓿新品种。 【答案】(1) 植物激素（生长素、细胞分裂素） 纤维素酶和果胶 (2) 0.55mol·L-1 清水紫花苜蓿酶解为10h，里奥百脉根酶解为12h (3) 分别用两种不同的荧光 PEG/聚乙二醇 (4)远缘杂交不亲和的障碍 【来源】安徽省滁州市2024-2025学年高二下学期期中生物试题 【分析】题图分析：图1中随着甘露醇浓度的升高，清水紫花苜蓿、里奥百脉根原生质体产量越高，在甘露醇浓度为0.55mol/L，清水紫花苜蓿和里奥百脉根原生质体产量最高，甘露醇浓度超过0.55mol/L，清水紫花苜蓿、里奥百脉根原生质体产量不再升高；分析图2：酶解时间为10h时，清水紫花苜蓿原生质体产量最高，低于或高于10h，产量都降低；酶解时间为12h，里奥百脉根原生质体产量最高，低于或高于12h，产量都降低。 【详解】（1）由植物组织培养技术过程可知，外植体接种到培养基中，经脱分化过程形成愈伤组织，该过程需要添加植物激素（生长素、细胞分裂素）进行调节。细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此根据酶的专一性，将两种材料的愈伤组织用纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁，获得原生质体。 （2）据题图信息可知，在图1中，甘露醇浓度为0.55mol/L，清水紫花苜蓿和里奥百脉根原生质体产量最高，故酶解时宜选用的甘露醇浓度为0.55mol/L。由图2可知，酶解时间为10h时，清水紫花苜蓿原生质体产量最高，低于或高于10h，产量都降低；酶解时间为12h，里奥百脉根原生质体产量最高，低于或高于12h，产量都降低，故最适宜的酶解时间为清水紫花苜蓿酶解为10h，里奥百脉根酶解为12h。 （3）为了方便在荧光倒置显微镜下观察是否发生异源原生质体的融合，可将获得的原生质体分别用不同的荧光标记，然后用化学试剂聚乙二醇诱导融合。 （4）植物体细胞杂交技术的意义在于克服了远缘杂交不亲和的障碍，使杂种植株具有双亲的遗传特性，培育出抗臌胀病苜蓿新品种。 地 城 考点02 植物细胞工程的应用 一、单选题 1．(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟·期中)如图为利用植物组织培养技术快速、大量获得某种只能进行有性生殖的二倍体植物人工种子的流程，这种人工种子可以用于飞播造林，对大面积进行生态恢复具有重要意义。下列相关叙述错误的是（    ） A．经由①②这两个关键步骤制备大量人工种子属于无性繁殖 B．①②步骤中所用的生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同 C．胚状体进一步发育为植株的过程体现了植物细胞具有全能性 D．用植物体的花粉培育成的人工种子，其后代不一定有可育性 【答案】C 【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。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。植物组织培养技术包括脱分化和再分化两个关键步骤。 【详解】A、经由①脱分化和②再分化这两个关键步骤制备大量人工种子，没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性繁殖，A正确； B、在①脱分化和②再分化步骤中，所用的生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同，从而诱导细胞进行不同的分化过程，B正确； C、胚状体已经是新的个体，其进一步发育为植株的过程属于植物个体的发育过程，不能体现植物细胞具有全能性，细胞全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能，应该是外植体等高度分化的细胞发育成完整植株体现全能性，C错误； D、用植物体的花粉培育成的人工种子，由于花粉是单倍体，其后代不一定有可育性，例如二倍体植物的花粉培育成的单倍体植株高度不育，D正确。 故选C。 2．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程应用的叙述，错误的是（    ） A．脱毒草莓的培育需要使用植物组织培养技术 B．微型繁殖技术的缺点是无法保持优良品种的遗传特性 C．将植物花药或花粉进行离体培养可获得单倍体植株 D．可采用辐射诱变处理红豆杉愈伤组织细胞以获得突变体植株 【答案】B 【来源】安徽省滁州市2024-2025学年高二下学期期中生物试题 【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、脱毒草莓的培育常用植物组织培养技术，选取草莓茎尖等分生区，因为这些部位病毒极少甚至无病毒，通过组织培养可获得脱毒苗，A正确； B、微型繁殖技术属于植物组织培养的应用，属于无性繁殖，其优点是能保持优良品种的遗传特性，还能高效快速繁殖，B错误； C、植物花药或花粉含有精子，进行离体培养可发育成单倍体植株，C正确； D、红豆杉愈伤组织细胞分裂旺盛，对其采用辐射诱变处理，容易获得突变体，进而培育成突变体植株，D正确。 故选B。 3．(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考·期中)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一、研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①获得的幼芽应先用乙醇灭菌30s，再用次氯酸钠溶液处理30min B．过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞增殖及其全能性 C．过程②固体培养基中赤霉素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成 D．结果表明，生物碱含量与PLBs重量成正相关，光照条件有利于PLBs的生长 【答案】D 【分析】上图表示应用组织培养技术培养铁皮石斛拟原球茎（简称PLBs，类似愈伤组织）生产生物碱的试验流程，①是取外植体，②是脱分化，过程③拟原球茎的长大。 【详解】A、乙醇处理外植体属于消毒，不是灭菌，A错误； B、过程③拟原球茎的长大，涉及的生物学原理是细胞增殖，拟原球茎经有丝分裂而不断生长，但没有表现出全能性，B错误； C、铁皮石斛拟原球茎类似愈伤组织，故过程②为脱分化，固体培养基中生长素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎（类似愈伤组织）的形成，C错误； D、据图可知，生物碱含量与PLBs重量成正相关，PLBs在光照下的重量明显大于在黑暗中的重量，说明光照条件有利于PLBs的生长，D正确。 故选D。 4．(24-25高二下·安徽省安庆市望江县第二中学·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，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育 B．培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素 C．超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率 D．茎尖脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁组织团块 【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、灭菌会将植株的茎尖杀死，所以需要对感病植株的茎尖消毒处理，A错误； B、培养过程中培养基中加入了生长素和细胞分裂素，而不是生长激素，B错误； C、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%，C正确； D、愈伤组织是无定形状态，D错误。 故选C。 5．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ） A．生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs D．该过程运用了植物细胞培养技术，原理是植物细胞增殖 【答案】D 【分析】在一定的激素和营养等条件的诱导下，外植体可脱分化形成愈伤组织。在脱分化过程中，植物细胞的分化程度逐渐降低，全能性逐渐升高。脱分化形成的愈伤组织由一些排列疏松而无规则，高度液泡化、呈无定形状态的薄壁细胞组成。 【详解】A、生物碱是铁皮石斛的次生代谢物，不是细胞进行正常生命活动必需的物质，A错误； B、题意显示PLBs类似愈伤组织，因此，图中过程①为脱分化形成PLBs，过程②为植物细胞培养过程，不属于再分化，B错误； C、该实验目的是要生产生物碱，故需要选择生物碱产量/细胞数量的值大的PLBs作为高产细胞系，C错误； D、该过程中的PLBs类似愈伤组织，运用了植物细胞培养技术，过程②为植物细胞培养过程，原理是植物细胞增殖，D正确。 故选D。 6．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)脱毒甘蔗具有产量高、品质佳的特点。图示为培育脱毒甘蔗的部分过程，相关叙述正确的是（    ） A．过程①宜选择带叶原基的芽，主要原因是其分裂能力强 B．过程②用52℃热水处理芽可杀死其中部分残有的病毒 C．过程③④除激素含量外，温度、pH、光照等条件相同 D．过程⑤可通过将病毒接种于甘蔗苗，筛选出脱毒品种 【答案】B 【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、过程①宜选择带叶原基的芽，主要原因是其带有的病毒极少或无毒，A错误； B、过程②用52℃热水处理芽其目的是消毒，起到消灭杂菌的作用，也可杀死其中部分残有的病毒，B正确； C、过程③④除激素含量外，温度、pH、光照等条件也有不同，如诱导生芽阶段需要光照，而诱导愈伤组织阶段不需要光照，C错误； D、过程⑤将病毒接种于甘蔗苗，会使甘蔗苗感染病毒，D错误。 故选B。 7．(24-25高二下·安徽省六安市裕安区六安市独山中学·期中)高山红景天在清朝时期曾被康熙钦封为“仙赐草”，由于人类的过度采摘，现仅分布于我国少部分地区，为濒危物种。其植株中含有红景天苷(一种次生代谢产物)等物质，具有抗衰老、抗肿瘤等作用，研究人员拟利用植物细胞工程技术有效繁殖和保存红景天资源，并有望将其次生代谢产物红景天苷产业化生产。下列有关叙述正确的是（    ） A．红景天苷是红景天生命活动必需的化合物 B．生长素和细胞分裂素是植物组织培养中影响植物细胞发育方向的关键激素 C．红景天的花梗必须要经过高压蒸汽灭菌处理后才可以进行接种培养 D．红景天不同细胞经植物组织培养技术获得的新个体基因型相同 【答案】B 【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、红景天苷是次生代谢产物，次生代谢物不是植物基本生命活动所必需的产物，A错误； B、生长素和细胞分裂素是植物组织培养中影响植物细胞发育方向的关键激素，如生长素和细胞分裂素的比例高时，可促进生根，B正确； C、红景天的花梗必须保证活性，所以只需要消毒即可，C错误； D、红景天的花粉细胞与体细胞经植物组织培养得到的新个体基因型不同，D错误。 故选B。 8．(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学·期中)甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用，故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是（    ） A．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，可以解决种苗用量大、成本高的问题 B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高 C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，克服杂交不亲和，可以充分利用遗传资源 D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，有利于缩短育种年限 【答案】B 【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】A、植物细胞工程应用之一是：用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。A正确； B、茎尖等分裂旺盛部位基本无病毒感染。目前采用茎尖组织培养技术脱去病毒，已在许多作物上获得成功。脱毒的作物不仅能增产而且品质也明显优于没有脱毒的作物。脱毒≠抗病毒，B错误； C、原生质体的融合原理是细胞膜具有一定的流动性，通过去壁、促融、细胞壁再生、组织培养技术后可培育出异源杂合体，C正确； D、愈伤组织具有分裂旺盛的优点，适合用于诱变育种，能提高突变频率，有利于缩短育种年限。D正确。 故选B。 9．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢产物，具有高抗癌活性，现已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗，如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列有关叙述，错误的是（    ） A．该过程需要在人工控制的无菌条件下进行 B．经过程①为脱分化过程，细胞的形态和结构发生了变化 C．该过程体现了植物细胞具有全能性 D．愈伤组织是不定形的薄壁组织团块 【答案】C 【分析】分析图可知，图中①表示脱分化过程，②表示将愈伤组织分散成单个细胞，③表示细胞增殖过程。据此答题。 【详解】A、为避免杂菌污染，图示过程需在无菌和人工控制的条件下进行，A正确； B、分析图可知，图中①表示脱分化过程，经该过程细胞的形态和结构发生了变化，成为一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，B正确； C、细胞全能性以细胞发育成个体为标志，而图中并没有形成完整植物体，C错误； D、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，所以愈伤组织是不定形的薄壁组织团块，D正确。 故选C。 二、非选择题 10．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·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，具体过程如下图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。 (1)过程①选择幼嫩的叶用于接种的原因是____________。接种一段时间后，发现部分外植体被污染，不能正常生长，被污染的原因可能是________________________。 (2)启动②③的关键激素是______；⑤需要用______处理，原生质体的培养液需要维持一定浓度，原因是________________________。 (3)乙、丙、丁三种植株中核遗传物质与甲相同的是______。通过⑥生产黄酮类化合物时发现，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) 分裂能力强，分化程度低（全能性高） 培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；接种操作过程不符合无菌操作要求等 (2) 生长素和细胞分裂素 纤维素酶、果胶酶 保持原生质体渗透压，维持细胞形态稳定 (3) 乙、丁 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）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。接种一段时间后，发现部分外植体被污染，不能正常生长，被污染的原因可能是培养基、接种工具灭菌不彻底；外植体消毒不彻底；接种操作过程不符合无菌操作要求等。 （2）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）乙、丙、丁三种植株中核遗传物质与甲相同的是乙、丁，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。 11．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)随着经济水平的提高，春节期间购买花卉、盆栽的家庭越来越多。为了满足市场需求，我国科技工作者采用植物组织培养技术，在温室大棚内生产出大量质优价廉的各种花卉、盆栽。如图所示为兰花芽尖通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。请回答下列问题：    (1)芽尖组织在接种到培养基之前，必须进行_______________处理，整个组织培养过程需______________________操作，并控制好各个时期的培养条件。 (2)在一定的__________________等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过____________，转变成未分化的细胞，进而形成____________，称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为___________________。植物激素中的_________________是启动细胞分裂、分化的关键激素。 (3)切取芽尖进行组织培养出的兰花植株有可能不带病毒，原因是____________。 【答案】(1) 消毒 无菌 (2) 激素和营养 脱分化 不定形的薄壁组织团块 再分化 生长素和细胞分裂素 (3)植物顶端分生区附近（如芽尖、茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，因此切取芽尖进行组织培养出的兰花植株有可能不带病毒 【分析】植物组织培养技术： 1、过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）。 2、原理：植物细胞的全能性。 3、条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。 【详解】（1）为预防杂菌的感染，芽尖组织在接种至培养基之前，必须进行消毒处理，整个组织培养过程需在无菌条件下操作，并严格控制好各个时期的培养条件。 （2）植物细胞一般具有全能性。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，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。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、用量的比例等都会影响植物细胞的发育方向。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。 （3）植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒。因此，切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。 12．(24-25高二下·安徽省六安市毛坦厂中学·期中)水稻（2N=24）是重要的粮食作物之一。已知水稻的高秆易倒伏（D）对矮秆抗倒伏（d为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗锈病水稻植株，研究人员采用了下图所示的育种方法。根据材料分析，回答下列问题： （1）①→②的育种方法中，一般在第_____________代可选育出所需的品种；过程①→②育种方法中利用的生物学原理是__________________________。 （2）过程③→④→⑤的育种方法中主要发生的变异类型是__________________________；过程④获得的单倍体植株不能产生可育后代的原因是_______________________________________；过程⑤使染色体数目加倍的常用方法是__________________，其作用原理是__________________________。 （3）经过程⑥→⑦培育出的植株需要进行大量筛选，且所需的品种非常少，其原因是_____________。 【答案】 二 基因重组 染色体（数目）变异 单倍体细胞中无同源染色体，不能正常联会产生可育的配子 低温、秋水仙素 抑制纺锤体的形成 基因突变具有不定向性、低频性 【分析】题中涉及到的育种方式：①→②为杂交育种，③→⑤为单倍体育种，⑥→⑦为诱变育种。 【详解】（1）①→②为杂交育种，F1为DdTt，F1自交后F2开始出现性状分离，所以一般在第2代可选育出所需的品种；过程①→②育种方法中利用的生物学原理是基因重组。 （2）过程③→④→⑤的育种方法是单倍体育种，主要发生的变异类型是染色体(数目)变异；正常二倍体的单倍体植株无同源染色体，不能正常联会产生可育的配子，所以过程④获得的单倍体植株不能产生可育后代；过程⑤是使染色体数目加倍，常用方法是低温诱导、秋水仙素处理，其作用原理是秋水仙素能够抑制纺锤体的形成，导致染色体不能移向细胞的两极，从而引起细胞内染色体数目加倍。 （3）基因突变具有不定向性、低频性，经过程⑥→⑦培育出的植株所需的品种非常少，需要进行大量筛选。 【点睛】本题考查多种育种方式，要求学生熟练掌握各种育种的方法过程及原理。 13．(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学·期中)花椰菜易受黑腐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供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。 据图回答下列问题： （1）过程①所需的酶是______________________________。 （2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的__________________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 （3）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___________________。原生质体经过______________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 （4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和______________植株的根尖，通过_____________、_______________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 （5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1~4中一定是杂种植株的有_______________。 （6）对杂种植株进行___________________接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。 【答案】 纤维素酶和果胶酶 叶绿体 保持原生质体完整性 细胞壁 双亲（或花椰菜和黑芥 ） 解离 漂洗 1、2、4 黑腐病菌 【详解】（1）要得到植物细胞的原生质体，需要用纤维素酶和果胶酶处理细胞，使细胞壁分解。 （2）由于要培养的是抗黑腐病的花椰菜，所以需要供体含有黑腐病抗性基因，供体是由光照培养的黑芥苗提供的，所以供体一定含有叶绿体。 （3）原生质体培养液中加入甘露醇其作用是避免原生质体吸水涨破，原生质体经过细胞壁再生，才能进行分裂分化。 （4）要看再生植株染色体变异类型需要观察再生植株与双亲的染色体差异，观察染色体需要经过解离、漂洗、染色和制片几个过程。 （5）再生植株1、2、4同时含有花椰菜和黑芥的基因组，所以一定是杂种植株。 （6）黑腐病菌的抗性基因进入到杂种植物体内，杂种植株能抗黑腐病，所以对杂种植株进行病菌接种实验，是筛选杂种植株的方法。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 植物细胞工程 2大高频考点概览 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 一、单选题地 城 考点01 植物细胞工程的基本技术 1．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)下列关于细胞工程的叙述中，正确的是  （    ） A．应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法 B．只在细胞水平上操作，不涉及细胞器 C．细胞工程以获得细胞产品为唯一目的 D．克隆动物技术不属于细胞工程的范畴 2．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)研究发现，生长素能够维持拟南芥bZIP59蛋白的稳定性，并增强其与LBD形成复合物的能力，bZIP59－LBD复合体直接靶向FAD－BD基因，并促进其转录，这有助于愈伤组织的形成。下列相关叙述错误的是（　　） A．生长素通过调控植物细胞的基因表达而影响植物细胞全能性的表达 B．植物是自养型生物，培养基中不需要添加有机碳源 C．培养基中添加激素的种类和含量会影响植物细胞发育的方向 D．脱分化期间一般不需要光照，再分化时需要适当光照诱导叶绿素产生 3．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区安徽师范大学附属中学·期中)某研究小组为培育高产耐盐碱再生植株，利用甲植物细胞（细胞核基因具有耐盐碱效应）和乙植物细胞（细胞质基因具有高产效应）进行体细胞杂交，在原生质体融合前，对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失活，融合的原生质体分散固定在平板中，独立生长、分裂形成愈伤组织。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是（    ） ①甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 ②同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 ③培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 ④杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂 A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④ 4．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)如图为某研究小组利用菊花叶片获得菊花幼苗的实验流程。下列相关叙述错误的是（　　） A．①过程用酒精对菊花叶片进行消毒时，持续时间不能太长 B．②为再分化，该过程培养基中细胞分裂素的比例较低 C．③过程将丛生芽转接到诱导生根培养基上形成幼苗 D．①②③过程体现了植物细胞具有发育的全能性 5．(24-25高二下·安徽省六安第二中学·期中)利用两个不同品种的矮牵牛（2n=14），通过植物体细胞杂交技术，可得到具有优良性状的杂种植株。下列相关叙述正确的是（    ） A．植物体细胞杂交过程中会发生基因重组 B．新品种杂种植株的体细胞中最多含有28条染色体 C．植物体细胞杂交过程利用了染色体变异和植物细胞全能性等原理 D．诱导杂种植株形成过程中要用到秋水仙素、生长素和细胞分裂素等试剂 6．(24-25高二下·安徽省阜阳市·期中)下图表示取水稻的花药进行离体培养得到愈伤组织，再在一定条件下诱导形成试管苗的过程。下列相关叙述不正确的是（    ）    A．愈伤组织在形成过程中，须从培养基中获得水、无机盐、小分子有机物等营养物质 B．愈伤组织是花粉细胞通过脱分化形成的不定形的薄壁组织团块 C．该过程为单倍体育种，极大的缩短了育种的年限 D．b试管中所含组织的全能性高于a试管和c试管 7．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)某科研机构以菊花为材料进行组织培养，步骤如下图。下列说法错误的是（　　） A．X常选用幼嫩的菊花茎段，并需对其进行消毒处理 B．配制培养基时，可不加入琼脂，便于X与培养基充分接触 C．A过程需要避光处理，促进愈伤组织的形成 D．B过程培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向 8．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·期中)与传统育种相比，植物体细胞杂交在培育作物新品种方面的重大突破表现在（    ） A．克服远缘杂交不亲和的障碍 B．能在短时间内快速得到纯合子植株 C．缩短育种周期，减少盲目性 D．快速培育无病毒植株，保留杂种优势 9．(24-25高二下·安徽省合肥市普通高中六校联盟·期中)甘草是中医使用最多的药材之一，其提取物中的甘草西定具有抗癌作用。通过植物细胞工程对甘草进行相关处理，过程如图所示。下列相关叙述错误的是（    ） A．过程①为接种外植体，过程②应避光处理从而获得愈伤组织 B．过程③④培养基中含有植物激素和多种无机盐，还需要添加蔗糖等能源物质 C．过程⑤获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶 D．过程⑥获得大量的甘草西定体现了愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点 10．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖能力强、结实性好。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育出兼有甲、乙优良性状的植物丙，过程如图所示。下列叙述错误的是（    ）    A．过程①用纤维素酶和果胶酶处理时间的差异，可能与两亲本细胞壁结构差异有关 B．过程②用PEG诱导原生质体融合和细胞壁再生，杂种细胞含有亲本的2个细胞核 C．过程④一般不需要光照，脱分化形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块 D．过程④和⑤中细胞容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变 二、非选择题 11．(24-25高二下·安徽省蚌埠市·期中)鹤甫碱茅（2n=28）是禾本科的一种植物，能在低湿盐碱地中生长。科研 工作者尝试将其体细胞和水稻（2n=24）体细胞进行融合，用于制备耐盐、高产的杂种植株，实验流程如下图所示。请回答下列相关问题： (1)①处理过程用到的酶主要是_______，如果只考虑细胞两两融合，则融合细胞在不分裂的情况下，染色体数目为________。 (2)理论上，所有植物体细胞之间都能进行相互融合，原因是________。再生出细胞壁是植物体细胞融合成功的标志之一，从细胞结构和功能统一的角度分析，推断理由是________。 (3)②过程一般________（填“需要”或“不需要”）光照，③过程一般要使用高钠的固体培养基，获得的植株最终还要检测其________，才能判断所得植株是否符合预设要求。 (4)这一新技术在农作物育种方面的应用，相较于传统杂交育种，优点在于________。 12．(24-25高二下·安徽省皖中名校联盟·期中)长穗偃麦草（2n=14）是普通小麦（6n=42）的一个重要野生近缘种，具有蛋白质含量高、抗多种真菌和病毒病害、耐旱、耐寒等优良性状，科学家利用植物体细胞杂交技术培育了普通小麦——长穗偃麦草杂种植株，流程如图所示。请回答下列问题。 (1)长穗偃麦草和普通小麦_____（填能或不能）通过杂交育种得到籽粒蛋白质含量高的新品种，原因是_____。 (2)过程③可用_____试剂诱导，融合后的细胞染色体数目存在多种情况，有丝分裂中期染色体数目为_____条的细胞是所需杂种细胞。 (3)过程④包括_____两个过程，启动细胞分裂和这两个过程的关键激素是_____。 (4)小麦从矮病由从矮病病毒引起，病株叶片细短，叶脉间失绿，植株矮化，对小麦产量影响很大。欲知得到的杂种植株中是否含有同时拥有籽粒蛋白质含量高并且抗从矮病的类型，请设计一个筛选方案：_____ 。 13．(24-25高二下·安徽省芜湖市镜湖区芜湖市第一中学·期中)同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“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）    (1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是_________。 (2)常用酶解法获得紫花苜蓿与百脉根原生质体，优点是_________；诱导原生质体融合的方法除了使用聚乙二醇外，还可以利用的化学方法是________。 (3)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________。 (4)步骤②到步骤③需要更换新的培养基，原因之一是培养基中_________是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。 (5)上述过程中需要提供光照的是________（填序号），光照的作用是_______。得到的杂种植株是________倍体，理论上是否可育?请回答并阐述理由：_________。 14．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)清水紫花苜蓿适应性强、产草量高、营养丰富，但作为饲料易造成家畜膨胀病，而里奥百脉根因富含缩合单宁，能防止家畜膨胀病的发生。为获得抗膨胀病的新型苜蓿品种，科研人员进行了如下研究。请回答下列问题： (1)剪取清水紫花苜蓿、里奥百脉根无菌苗的下胚轴及子叶作为外植体，接种到培养基中，形成愈伤组织的过程需要添加________进行调节。将两种材料的愈伤组织用_______酶处理，获得原生质体。 (2)为了提高原生质体的产量，保证实验的成功率，还需考虑酶液的渗透压、酶解时间等因素。分别检测上述两个因素对原生质体产量的影响，结果如图。 甘露醇能维持稳定的渗透压，由图1可知，酶解时宜选用的甘露醇浓度为_______，由图2可知，最适宜的酶解时间为_______。 (3)为了方便在荧光倒置显微镜下观察是否发生了异源原生质体的融合，可将获得的原生质体_______标记，然后用化学试剂________诱导融合。 (4)利用选择培养基筛选出异源融合的原生质体，再经植物组织培养获得杂种植株。植物体细胞杂交技术克服了________，使杂种植株具有双亲的遗传特性，培育出抗膨胀病的苜蓿新品种。 地 城 考点02 植物细胞工程的应用 一、单选题 1．(24-25高二下·安徽省卓越县中联盟·期中)如图为利用植物组织培养技术快速、大量获得某种只能进行有性生殖的二倍体植物人工种子的流程，这种人工种子可以用于飞播造林，对大面积进行生态恢复具有重要意义。下列相关叙述错误的是（    ） A．经由①②这两个关键步骤制备大量人工种子属于无性繁殖 B．①②步骤中所用的生长素和细胞分裂素的浓度和比例不同 C．胚状体进一步发育为植株的过程体现了植物细胞具有全能性 D．用植物体的花粉培育成的人工种子，其后代不一定有可育性 2．(24-25高二下·安徽省滁州市·期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，并且取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程应用的叙述，错误的是（    ） A．脱毒草莓的培育需要使用植物组织培养技术 B．微型繁殖技术的缺点是无法保持优良品种的遗传特性 C．将植物花药或花粉进行离体培养可获得单倍体植株 D．可采用辐射诱变处理红豆杉愈伤组织细胞以获得突变体植株 3．(24-25高二下·安徽省蚌埠市A层高中联考·期中)铁皮石斛是我国名贵中药，生物碱是其有效成分之一、研究人员通过培养铁皮石斛拟原球茎(简称PLBs，类似愈伤组织)生产生物碱，过程及结果如下图。相关叙述正确的是（    ） A．过程①获得的幼芽应先用乙醇灭菌30s，再用次氯酸钠溶液处理30min B．过程③涉及的生物学原理是细胞膜的流动性和植物细胞增殖及其全能性 C．过程②固体培养基中赤霉素与细胞分裂素比例适中有利于拟原球茎的形成 D．结果表明，生物碱含量与PLBs重量成正相关，光照条件有利于PLBs的生长 4．(24-25高二下·安徽省安庆市望江县第二中学·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，实验结果如图所示。下列有关叙述正确的是（　　） A．感病植株的茎尖需经灭菌处理后才能用于脱毒苗的培育 B．培养过程中培养基常添加生长激素、细胞分裂素等激素 C．超低温保存感病植株茎尖可提高其脱毒率，降低成活率 D．茎尖脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁组织团块 5．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)生物碱为铁皮石斛的次级代谢产物。下图是以铁皮石斛为材料，培养拟原球茎(简称PLBs, 类似愈伤组织)生产生物碱的实验流程。下列说法正确的是（    ） A．生物碱是铁皮石斛生长所必需的物质 B．图中过程①为脱分化形成PLBs, 过程②为再分化生产生物碱 C．培养高产细胞系应选择细胞数量/生物碱产量值大的PLBs D．该过程运用了植物细胞培养技术，原理是植物细胞增殖 6．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)脱毒甘蔗具有产量高、品质佳的特点。图示为培育脱毒甘蔗的部分过程，相关叙述正确的是（    ） A．过程①宜选择带叶原基的芽，主要原因是其分裂能力强 B．过程②用52℃热水处理芽可杀死其中部分残有的病毒 C．过程③④除激素含量外，温度、pH、光照等条件相同 D．过程⑤可通过将病毒接种于甘蔗苗，筛选出脱毒品种 7．(24-25高二下·安徽省六安市裕安区六安市独山中学·期中)高山红景天在清朝时期曾被康熙钦封为“仙赐草”，由于人类的过度采摘，现仅分布于我国少部分地区，为濒危物种。其植株中含有红景天苷(一种次生代谢产物)等物质，具有抗衰老、抗肿瘤等作用，研究人员拟利用植物细胞工程技术有效繁殖和保存红景天资源，并有望将其次生代谢产物红景天苷产业化生产。下列有关叙述正确的是（    ） A．红景天苷是红景天生命活动必需的化合物 B．生长素和细胞分裂素是植物组织培养中影响植物细胞发育方向的关键激素 C．红景天的花梗必须要经过高压蒸汽灭菌处理后才可以进行接种培养 D．红景天不同细胞经植物组织培养技术获得的新个体基因型相同 8．(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学·期中)甘薯由于具有增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等作用，故越来越被人们喜爱。但甘薯属于无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是（    ） A．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，可以解决种苗用量大、成本高的问题 B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高 C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，克服杂交不亲和，可以充分利用遗传资源 D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，有利于缩短育种年限 9．(24-25高二下·安徽省阜南实验中学·期中)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢产物，具有高抗癌活性，现已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗，如图是通过植物细胞工程技术获得紫杉醇的途径，下列有关叙述，错误的是（    ） A．该过程需要在人工控制的无菌条件下进行 B．经过程①为脱分化过程，细胞的形态和结构发生了变化 C．该过程体现了植物细胞具有全能性 D．愈伤组织是不定形的薄壁组织团块 二、非选择题 10．(24-25高二下·安徽省阜阳市临泉县田家炳实验中学·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，具体过程如下图所示，其中的数字序号代表处理或生理过程。 (1)过程①选择幼嫩的叶用于接种的原因是____________。接种一段时间后，发现部分外植体被污染，不能正常生长，被污染的原因可能是________________________。 (2)启动②③的关键激素是______；⑤需要用______处理，原生质体的培养液需要维持一定浓度，原因是________________________。 (3)乙、丙、丁三种植株中核遗传物质与甲相同的是______。通过⑥生产黄酮类化合物时发现，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________________________。 11．(24-25高二下·安徽省淮北市七中·期中)随着经济水平的提高，春节期间购买花卉、盆栽的家庭越来越多。为了满足市场需求，我国科技工作者采用植物组织培养技术，在温室大棚内生产出大量质优价廉的各种花卉、盆栽。如图所示为兰花芽尖通过无菌操作接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。请回答下列问题：    (1)芽尖组织在接种到培养基之前，必须进行_______________处理，整个组织培养过程需______________________操作，并控制好各个时期的培养条件。 (2)在一定的__________________等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过____________，转变成未分化的细胞，进而形成____________，称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为___________________。植物激素中的_________________是启动细胞分裂、分化的关键激素。 (3)切取芽尖进行组织培养出的兰花植株有可能不带病毒，原因是____________。 12．(24-25高二下·安徽省六安市毛坦厂中学·期中)水稻（2N=24）是重要的粮食作物之一。已知水稻的高秆易倒伏（D）对矮秆抗倒伏（d为显性，抗锈病（T）对不抗锈病（t为显性，控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。为获得纯合矮秆抗锈病水稻植株，研究人员采用了下图所示的育种方法。根据材料分析，回答下列问题： （1）①→②的育种方法中，一般在第_____________代可选育出所需的品种；过程①→②育种方法中利用的生物学原理是__________________________。 （2）过程③→④→⑤的育种方法中主要发生的变异类型是__________________________；过程④获得的单倍体植株不能产生可育后代的原因是_______________________________________；过程⑤使染色体数目加倍的常用方法是__________________，其作用原理是__________________________。 （3）经过程⑥→⑦培育出的植株需要进行大量筛选，且所需的品种非常少，其原因是_____________。 13．(24-25高二下·安徽省安庆市第二中学·期中)花椰菜易受黑腐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供体与完整的花椰菜原生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图。 据图回答下列问题： （1）过程①所需的酶是______________________________。 （2）过程②后，在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的__________________存在，这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。 （3）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___________________。原生质体经过______________再生，进而分裂和脱分化形成愈伤组织。 （4）若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和______________植株的根尖，通过_____________、_______________、染色和制片等过程制成装片，然后在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。 （5）采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行PCR扩增的结果。据图判断，再生植株1~4中一定是杂种植株的有_______________。 （6）对杂种植株进行___________________接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 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