2027届高三人教版高中生物一轮复习讲义第42讲　植物细胞工程

第42讲　植物细胞工程 考点一　植物组织培养技术 知|识|巩|固 1．细胞工程的概念 原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学 操作水平 细胞器水平、细胞水平或组织水平 目的 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品 分类 根据操作对象的不同分为植物细胞工程和动物细胞工程 2.植物细胞的全能性 定义 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 原因 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 体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉，甚至一个细胞，都可以繁殖出新的植株 未表现及原因 在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性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 表现条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH 3.植物组织培养技术 (1)定义和流程 (2)探究实践——菊花的组织培养 取材、 消毒 ①用流水充分冲洗外植体(幼嫩的茎段)；酒精擦拭双手和超净工作台；②外植体的消毒：用酒精消毒30 s，然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；③用解剖刀将外植体切成0.5～1 cm长的小段 接种 将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中，诱导脱分化，长出愈伤组织 转接 ①将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上；②长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗 移栽 将试管苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽入土 教材隐含知识 (选择性必修3 P35探究·实践)(1)实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。 (2)接种时注意外植体的方向，不要倒插。 (3)诱导愈伤组织期间一般不需要光照，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。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)实验中除外植体需要灭菌外，使用的培养基和所有的器械也都要灭菌。(　　) (2)愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。(　　) (3)无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照。(　　) (4)植物组织培养过程中生长素和细胞分裂素的比例始终不变。(　　) (5)同一株绿色开花植物不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型都是相同的。(　　) (6)植物组织培养中，培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√ 延|伸|探|究 1．植物组织培养离体的细胞能表达全能性的原因是__________________________________，若不离体这些细胞在母体上发生______________________。 提示：离体细胞含有本物种全部的遗传信息　基因选择性表达而分化 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：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。 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．植物组织培养与植物体细胞杂交的比较 2．生长素、细胞分裂素对植物组织培养的影响 按照不同的顺序使用这两类激素，会得到不同的实验结果 使用顺序 实验结果 先使用生长素，后使用细胞分裂素 有利于细胞分裂，但细胞不分化 先使用细胞分裂素，后使用生长素 细胞既分裂也分化 同时使用 分化频率提高 简记为：先“生”分裂不分化，后“生”分裂又分化，同“使”分化频率高 精|准|命|题 考向　围绕植物组织培养的过程和条件，考查理解能力 》例　(2025·江苏南通统考模拟预测)为实现多肉植物的规模化生产，科研人员开展了如下研究。相关叙述正确的是(　　) ―→―→―→ A．过程①宜选择成熟叶片，分别用次氯酸钠和70%的酒精浸泡30 s B．过程②应避光培养，防止愈伤组织分化成筛管、维管等 C．过程③应配制2种培养基，其主要目的是满足不同阶段试管苗对营养的需求 D．过程④应在珍珠岩基质中添加适量蔗糖，为幼苗生长提供碳源 答案：B 解析：过程①选取的叶片应该用70%的酒精浸泡30 s后，立即取出，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，A错误；愈伤组织是高度液泡化、不定形的薄壁组织团块，过程②诱导愈伤组织期间一般不需要光照，为了防止愈伤组织分化成筛管、维管等，应避光培养，B正确；过程③应配制2种培养基，其主要目的是满足不同阶段试管苗对特定激素的需求，生长素/细胞分裂素比值高有利于根的分化、抑制芽的形成，生长素/细胞分裂素比值低有利于芽的分化、抑制根的形成，C错误；过程④将试管苗移植到消过毒的珍珠岩基质中，是为了试管苗适应外界环境，再移栽到土壤中。试管苗能进行光合作用合成有机物，不需要在珍珠岩基质中添加适量蔗糖作为碳源，D错误。故选B。 ①诱导愈伤组织分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。 ②光照：在愈伤组织诱导阶段，对有些植物来说，避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。 〔变式训练〕　(2024·天津三校联考)如图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作，接入试管后，在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列相关叙述错误的是(　　) A．在离体条件下，花粉经过脱分化转变成未分化的细胞，进而形成不定形的愈伤组织 B．在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质 C．为促进花粉细胞分裂生长，在培养基中应加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等激素 D．经图示无菌培养获得的试管苗的基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb 答案：D 解析：在离体条件下，花粉经过脱分化转变成为具有分生能力的薄壁细胞，进而形成植物的愈伤组织，A正确；愈伤组织的代谢类型是异养需氧型，因此在愈伤组织的形成过程中，必须从培养基中获得水、无机盐和小分子的有机物等营养物质，B正确；为促进花粉细胞分裂生长，需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素，C正确；基因型为AaBb的水稻经花药离体培养可得到单倍体，其基因型是AB、Ab、aB、ab，D错误。 考点二　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用 必备知识·夯实基础 知|识|巩|固 1．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)原理：体细胞杂交利用了细胞膜的流动性，杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。 (3)基本过程 (4)意义：打破生殖隔离、实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 (5)实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株。 (6)局限性：目前有许多理论和技术未解决，还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。 教材隐含知识 (选择性必修3 P38练习与应用)为什么“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？主要原因是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，所以“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。 2．植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖的新途径 (2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。 (3)细胞产物的工厂化生产 ①次生代谢物：是一类小分子有机化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。 ②细胞产物的工厂化生产：人们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。 ③植物细胞培养：是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。 ④过程：外植体愈伤组织细胞悬液细胞产物。 思|维|辨|析 易错整合，判断正误。 (1)利用物理法或化学法可以直接将两个植物细胞诱导融合。(　　) (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)细胞融合时不只形成杂种细胞，还形成同种细胞融合的细胞。(　　) (4)利用组织培养技术产生突变体，可直接培育出具有优良性状的新品种。(　　) (5)紫草宁是从紫草细胞中提取的一种药物和色素，具有抗菌、消炎和抗肿瘤等活性。(　　) 答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√ 延|伸|探|究 不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下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。 3．二倍体番茄和二倍体马铃薯体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？ 提示：有四个染色体组，是四倍体。 4．从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？ 提示：从结果上看，杂种植株的遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状。从染色体组成上看属于染色体数目变异。 剖析难点·考点突破 重|难|精|讲 1．植物体细胞杂交与植物有性杂交的比较 设白菜细胞含2x条染色体，2个染色体组；甘蓝细胞含2y条染色体，2个染色体组。 项目 不同物种体细胞杂交 不同物种有性杂交 同一物种杂交 过程 子代染色体数目 2x＋2y x＋y 2x(白菜)或 2y(甘蓝) 子代染色体组数 4 2 2 子代是几倍体 异源四倍体 异源二倍体 同源二倍体 子代是否可育 可育 不可育 可育 繁殖方式 无性繁殖 有性繁殖 有性繁殖 变异类型 染色体变异 染色体变异 — 归纳提示：有关植物体细胞杂交的三个易错点 (1)两个不同品种的植物体细胞A、B进行杂交，错认为融合的原生质体只有AB类型，其实还可能有AA和BB融合的原生质体。 (2)错认为植物体细胞杂交属于有性生殖。植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此不属于有性生殖，应为无性生殖。 (3)错认为杂种植株的变异类型属于基因重组。杂种植株的变异类型属于染色体变异，其染色体数通常是两亲本体细胞染色体数目之和，杂种植株属于异源多倍体。 2．植物体细胞杂交和有性杂交的辨析 精|准|命|题 考向一　围绕植物体细胞杂交技术，考查科学思维 》例1　(2025·西工大附中调研)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，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状 答案：A 解析：①过程为去除细胞壁以获得原生质体，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破裂，将叶片置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中，A正确；原生质层是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成的，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，C错误；由于杂种细胞基因的表达会相互影响等，获得的杂种植株不一定能够表现两亲本的优良性状，D错误。 〔变式训练1〕　(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 答案：C 解析：在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞，只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂交细胞，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。故选C。 考向二　结合植物细胞工程的应用，考查科学思维能力 》例2　(2024·河南名校联盟)为拯救珍稀植物红豆杉，并同时获得高抗癌活性物质——紫杉醇，科研小组设计了如图所示的实验流程。下列相关叙述正确的是(　　) A．诱导红豆杉茎尖经过再分化过程形成愈伤组织 B．整个培养过程中生长素和细胞分裂素的比例固定不变 C．用液体培养基扩大培养愈伤组织生产紫杉醇时，通常要通入无菌空气 D．同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型一定相同 答案：C 解析：诱导红豆杉茎尖经过脱分化过程形成愈伤组织，A错误；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，整个培养过程中生长素和细胞分裂素的比例不是固定不变的，B错误；用液体培养基扩大培养的愈伤组织生产紫杉醇时，需要通入无菌空气，利于细胞进行有氧呼吸，C正确；同一植株不同部位的组织细胞经诱导培养获得的植株基因型不一定相同，如用花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是正常体细胞的一半，D错误。 〔变式训练2〕　(2025·江苏扬州模拟)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。下列表述正确的是(　　) A．实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变 B．①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控 C．获得脱毒苗常用的外植体是成熟的根和茎，脱毒苗具有更强的抗病毒能力 D．通过细胞培养获得辣椒素的过程可不需要实现细胞的全能性 答案：D 解析：①表示脱分化，细胞核中的遗传物质不变，没有发生基因突变，A错误；①和②分别表示脱分化和再分化，在进行植物组织培养时，需要在培养基中添加适当比例的生长素和细胞分裂素诱导细胞的脱分化和再分化，B错误；因为分生组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以将分生组织(如根尖、茎尖)进行离体培养能获得脱毒植株而并非根和茎，脱毒苗不具有更强的抗病毒能力，C错误；由图可知辣椒素是细胞产物，通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生，不需要发育成植株或分化形成其他各种细胞，所以可不需要实现细胞的全能性，D正确。 素养提升·强化思维 构|建|网|络 真|题|再|现 1．(2024·北京卷)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述错误的是(　　) A．制备时需用纤维素酶和果胶酶 B．膜具有选择透过性 C．可再生出细胞壁 D．失去细胞全能性 答案：D 解析：大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A正确；生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以膜具有选择透过性，B正确；原生质体可以再生出新的细胞壁，C正确；分离出的原生质体具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础，D错误。故选D。 2．(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 答案：D 解析：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。故选D。 3．(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 答案：B 解析：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不符合题意；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符合题意；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不符合题意；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不符合题意。故选B。 4．(2024·湖北卷)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。下列叙述错误的是(　　) A．过程①中酶处理的时间有差异，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 答案：B 解析：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，原因可能是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。故选B。 5．(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 答案：A 解析：有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故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，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，提高了次生代谢物的总含量，不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。故选A。 6．(2023·湖北卷)栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是(　　) A．该成果体现了生物多样性的间接价值 B．利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙 C．该育种技术为全球农业发展提供了新思路 D．品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护 答案：A 解析：生物多样性的直接价值体现在食用、药用、文学艺术创作等，间接价值体现在调节生态系统的功能上，该成果体现了生物多样性的直接价值，A错误；植物体细胞杂交使远缘杂交不亲和的植物有可能实现遗传物质重组，创造和培养植物新品种乃至新物种，尤其在多基因控制农艺性状的改良上具有较大优势。因此可以利用该方法培育品系丙，B正确；该育种技术把栽培稻和野生稻杂交，为全球农业发展提供了新思路，C正确；品系丙的成功培育需要依靠野生稻的参与，提示我们要注重野生种质资源的保护，D正确。故选A。 提能训练　练案[42] A组 一、选择题 1．(2025·辽宁省朝阳市期末试题)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织培养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．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 D．容易进行无性繁殖的植物也容易进行植物组织培养 答案：D 解析：自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用70%乙醇，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；接种外植体到生成试管苗不能在同一个锥形瓶中完成，因为脱分化和再分化的条件以及培养基都不一样，C错误；无性繁殖植物的细胞，更容易表达全能性，即组织培养更易成功(因为更接近自然表达过程)，D正确。 2．(2024·历城二中打靶考试)甘草是中医使用最多的药材之一，其提取物中的黄酮具有抗衰老、抗炎等作用。如图表示利用悬浮培养生产甘草黄酮的过程。下列叙述正确的是(　　) A．可用次氯酸钠和酒精对种子进行灭菌 B．图中添加果胶酶的主要目的是获得原生质体 C．对细胞悬液进行人工诱变，其变异率常高于对器官或个体进行诱变 D．图示过程能体现植物细胞的全能性 答案：C 解析：可用次氯酸钠和酒精对种子进行消毒，A错误；图示过程中添加果胶酶的主要目的是瓦解植物的胞间层，更快获得细胞悬液，B错误；愈伤组织细胞分裂旺盛，更易发生突变，C正确；题图所示过程并未从已分化的植物细胞获得完整植株，不能体现植物细胞的全能性，D错误。 3．(2025·河北省石家庄市15中期末)利用植物快速繁殖技术，一株铁皮石斛1年可繁殖7万株，实验流程如下。下列有关说法正确的是(　　) A．这种繁殖方式速度快、数量大，涉及有丝分裂和减数分裂 B．该技术利用了植物细胞的全能性和细胞膜的选择透过性 C．锻炼和驯化期间正午强光时可遮阴或温室培养以避免灼伤幼苗 D．对再生植株进行鉴定的原因是在培养过程中一定会发生变异 答案：C 解析：这种繁殖方式属于无性繁殖，速度快、数量大，涉及有丝分裂而无减数分裂，A错误；该技术为植物组织培养技术，利用了植物细胞的全能性，而未利用细胞膜的选择透过性，B错误；锻炼和驯化期间正午强光时，温度较高，可遮阴或温室培养以避免灼伤幼苗，C正确；对再生植株进行鉴定的原因是在培养过程中可能会发生变异，D错误。故选C。 4．(2025·河北省石家庄市15中期末)植物体细胞杂交技术应用第一个成功的实例为烟草种间杂交，科学家利用粉蓝烟草(2N＝24)和朗氏烟草(2N＝18)两个物种间进行体细胞杂交。下列有关说法错误的是(　　) A．植物体细胞杂交技术克服了物种间杂交的生殖隔离 B．杂种细胞培养成杂种植株的过程利用了染色体数目变异原理 C．粉蓝烟草细胞和朗氏烟草细胞需先去除细胞壁再诱导融合 D．杂交细胞将选择性表达粉蓝烟草细胞和朗氏烟草细胞的基因 答案：B 解析：植物体细胞杂交技术克服了物种间远缘杂交不亲和的障碍，打破了不同物种间的生殖隔离，A正确；杂种细胞培养成杂种植株的过程主要利用了植物细胞全能性原理，B错误；粉蓝烟草细胞和朗氏烟草细胞需先去除细胞壁形成原生质体，才有利于诱导融合，C正确；杂交细胞在基因表达过程中，由于基因的相互作用，会选择性表达粉蓝烟草细胞和朗氏烟草细胞的基因，D正确。 5．(2024·辽宁名校联盟联考)植物组织培养的不同阶段均涉及对光照的控制。下列叙述错误的是(　　) A．脱分化过程通常需要避光，有利于愈伤组织的形成和生长 B．再分化过程通常需提供光，无光条件下形成的试管苗一般为黄化苗 C．在有光照的条件下培养植物组织，培养基中无需添加有机物成分 D．光既是培养物光合作用的能量来源，也是调节培养物生长发育的信号 答案：C 解析：脱分化过程通常需要避光，有利于愈伤组织的形成和生长，A正确；再分化过程通常需提供光，无光条件下形成的试管苗一般为黄化苗，B正确；在有光照的条件下培养植物组织，培养基中需添加有机物成分，C错误；光既是培养物光合作用的能量来源，也是调节培养物生长发育的信号，D正确。 6．(2025·辽宁省教研教改联合体调研考试)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。下列叙述不正确的是(　　) 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 答案：D 解析：培育过程中诱导原生质体融合利用了细胞膜的流动性的原理，将杂交细胞培育为完整植株的过程利用了植物细胞的全能性的原理，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交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，两者通过植物体细胞杂交技术培育的“白菜—紫甘蓝”体细胞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。 7．(2024·名校教研联盟4月联考)红豆杉能产生抗癌药物紫杉醇，为了培育产生紫杉醇的柴胡，科研人员将受体红豆杉(2n＝24)与供体柴胡(2n＝12)进行了不对称体细胞杂交，以便生产红豆杉的杂种细胞，该细胞含全套受体染色体及部分供体染色体。此过程肯定不会涉及的操作是(　　) A．用酶解法去除细胞壁 B．用PEG促进细胞融合 C．用射线照射供体细胞 D．将杂种细胞培育成植株 答案：D 解析：体细胞杂交技术先需要用酶解法去除细胞壁获得原生质体，A不符合题意；得到的两种原生质体可以用PEG促进细胞融合，B不符合题意；不对称体细胞杂交技术获得的杂种细胞，因为含全套受体染色体及部分供体染色体，即供体部分染色体缺失，属于染色体数目变异，而采用射线照射可达到预期需求，C不符合题意；该过程是获得能产生红豆杉的杂种细胞，无需将杂种细胞培育成植株，D符合题意。 二、非选择题 8．美国科学家将分离得到的成熟胡萝卜根的韧皮部细胞进行培养，由单个细胞发育成完整的新植株(如下图)。请据图回答： (1)这种生殖方式属于__________，涉及的技术是____________。 (2)图中③过程叫________，④过程叫________，此处的“细胞团”在生物学上叫作________。 (3)细胞团中，相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫作________。 (4)本实验说明植物细胞具有________。 (5)在整个过程中，细胞必须从培养基中获得________、________、________和________等营养物质。 答案：(1)无性生殖　植物组织培养　(2)脱分化　再分化　愈伤组织　(3)细胞分化　(4)全能性　(5)水　无机盐　蔗糖　维生素 解析：(1)这种生殖方式属于无性生殖，涉及的技术是植物组织培养。 (2)图中③过程叫脱分化，④过程叫再分化，此处的“细胞团”在生物学上叫作愈伤组织。 (3)细胞团中，相同的细胞在发育成胚状体和新植株的过程中，形态、结构和生理功能逐渐向不同方向变化，这种现象叫作细胞分化。 (4)本实验说明植物细胞具有全能性。 (5)在整个过程中，细胞必须从培养基中获得水、无机盐、蔗糖、维生素等营养物质。 B组 一、选择题 1．(2025·湖南师大附中模拟)某生物兴趣小组利用植物组织培养技术进行实验，以下说法正确的是(　　) A．培养基中生长素与细胞分裂素的比值低时有利于生根 B．该技术可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖 C．如果给予适当的刺激，也可以用已死亡的细胞来培养 D．配制培养基的过程中应该对培养基进行严格消毒处理 答案：B 解析：培养基中生长素与细胞分裂素的比值高时有利于生根，A错误；植物组织培养技术属于无性繁殖的技术手段，不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖，B正确；死亡的细胞不能用于植物组织培养，C错误；配制培养基的过程中应该对培养基进行严格灭菌处理，D错误。 2．(2024·辽宁省实验中学五模)某科学小组探索长寿花组织培养过程中外植体的消毒条件，实验结果如下表。 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。 下列相关叙述不正确的是(　　) A．消毒处理时间越长，外植体的褐化率越高 B．消毒处理时间越长，外植体的污染率越低 C．诱导培养外植体脱分化为愈伤组织的过程中一般不需要光照 D．组织培养过程中提高生长素与脱落酸的比例有助于生芽 答案：D 解析：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，A正确；表中数据显示消毒处理时间越长污染率越低，B正确；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微管组织，不利于愈伤组织形成，C正确；降低生长素与细胞分裂素的比例有助于生芽，D错误。 3．(2024·辽宁省协作校高三一模)植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是(　　) A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理 B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞 C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压 D．利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗 答案：B 解析：为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气的限制，D正确。 4．(2025·八省联考内蒙古卷)下列关于植物细胞工程的叙述，正确的是(　　) A．诱导愈伤组织形成和后续培养过程中均需提供适宜的温度和光照 B．诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例 C．获得的试管苗通常直接移栽大田 D．获得的脱毒苗具有抗病毒能力 答案：B 解析：诱导愈伤组织形成过程中不需要光照，A错误；生长素与细胞分裂素比值高时有利于促进分化形成根，细胞分裂素与生长素比值高时，有利于促进分化形成芽，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，因此诱导愈伤组织再分化需改变激素的浓度和比例，B正确；获得的幼苗需要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽到大田中，C错误；茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染。利用茎尖分生组织能培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，即脱毒苗。脱毒苗不等于抗毒苗，即获得的脱毒苗不具备抗病毒能力，D错误。故选B。 5．(2025·大连市适应性考试)毛花猕猴桃为二倍体，果实大，维生素C含量高。软枣猕猴桃为四倍体，极耐寒，在－40 ℃下可安全越冬。农科所想利用下图技术流程培育兼具这两种猕猴桃优点的新品种。下列叙述正确的是(　　) A．新品种是通过植物组织培养技术获得的 B．新品种的体细胞中含有三个染色体组 C．①处用相关酶的低渗溶液处理可获得原生质体 D．从愈伤组织到新品种的过程需要经历低温筛选 答案：D 解析：新品种是通过植物体细胞杂交获得的，A错误；毛花猕猴桃为二倍体，软枣猕猴桃为四倍体，两者形成的杂种植株有六个染色体组，B错误；过程①是利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得细胞原生质体的过程，此过程需要在等渗溶液中进行，目的是为了维持原生质体的活性和形态，C错误；要培育兼具两种猕猴桃优点的新品种，从愈伤组织到新品种的过程需要经历低温筛选，D正确。 6．(2025·江西宜丰中学模拟)某杂种植株的获取过程如图所示，下列有关分析正确的是(　　) A．叶片经消毒后需用流水多次冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用 B．图示①过程采用酶解法获取原生质体时，可用聚乙二醇调节渗透压 C．图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率 D．经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培，即可获得目标杂种植株 答案：C 解析：叶片经消毒后需用无菌水冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用，A错误；聚乙二醇是诱导细胞融合的物质，不是调节渗透压的物质，通常加入甘露醇来调节渗透压，B错误；为了提高酶解效率，图示②过程可通过抽真空处理，利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙，通过处理，酶解效率会提高，C正确；组培可以获得杂种植株，但是基因的表达是相互影响，相互干预的，未必能成功获得我们所需要的目标杂种植株，D错误。 7．(2025·蚌埠一中生物模拟)某研究人员设计了下图所示技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法正确的是(　　) A．可用无菌水洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体 B．原生质体A和原生质体B诱导融合前需要调整密度比例 C．诱导融合体出芽通常使用两类植物激素，其中生长素起主要作用 D．取材选用植株生长点附近细胞进行培养将增大再生植株品质退化的概率 答案：B 解析：由于原生质体没有了细胞壁的保护作用，因此应该用等渗溶液洗涤去除图中所用的酶来纯化原生质体，A错误；收集了原生质体A和原生质体B后，在诱导融合前需要调整密度比例，B正确；诱导融合体出芽通常使用两类植物激素，即生长素和细胞分裂素，其中细胞分裂素在促进芽的分化时起主要作用，C错误；感染病毒后，该植物会发生退化，取生长点附近组织进行培养获得脱毒苗可降低再生植物感染病毒后品质退化的概率，D错误。 二、非选择题 8．(2024·东北三省三校第二次联考)四数獐牙菜(2n＝12)是一种高寒藏药，含有獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等药用成分。现将四数獐牙菜组织细胞分成两组(Ⅰ和Ⅱ)，其中Ⅱ组用紫外线处理，然后两组细胞分别与柴胡组织细胞(2n＝12)进行体细胞杂交，经诱导后获得愈伤组织，检测两组愈伤组织中含不同染色体的细胞数量如下表所示。回答下列问题： 染色体数 细胞数 组别 11 12 13～17 18～20 21～24 Ⅰ 0 2 19 38 8 Ⅱ 6 48 4 0 0 (1)进行细胞杂交之前，需先分别将四数獐牙菜组织细胞和柴胡组织细胞用酶处理去掉细胞壁，得到________，然后利用化学试剂________进行诱导融合，会产生________种类型的融合细胞(只考虑两个细胞融合)。 (2)据表可知，Ⅰ组杂交细胞经诱导产生的愈伤组织细胞中染色体数目有所减少，多数细胞的染色体数为________。显微观察发现，来自柴胡细胞染色体数目基本没有发生变化，说明来自四数獐牙菜细胞的染色体发生部分丢失，造成这种现象的原因是：在分裂过程中________(四数獐牙菜/柴胡)的细胞周期较短，使两者的染色体不能同步分离。 (3)Ⅱ组杂交细胞经诱导产生愈伤组织细胞，选取染色体条数为12的细胞进行检测，发现细胞中存在獐牙菜苦甙和龙胆苦甙等成分，据此推测Ⅱ组四数獐牙菜组织细胞用紫外线处理的目的是________________________，进而________________________。 答案：(1)原生质体　聚乙二醇　3　(2)18～20　柴胡　(3)抑制杂种细胞染色体数目的增加　保证了杂种细胞染色体数目稳定 解析：(1)进行细胞杂交之前，需先分别将四数獐牙菜组织细胞和柴胡组织细胞用酶处理去掉细胞壁，得到原生质体，然后利用化学试剂聚乙二醇进行细胞融合，会产生两类同种细胞融合的细胞，和一种杂种细胞，共3种类型的融合细胞(只考虑两个细胞融合)。 (2)根据表格Ⅰ组杂交细胞经诱导产生的愈伤组织细胞中染色体数目有所减少，多数细胞的染色体数为18～20。显微观察发现，来自柴胡细胞染色体数目基本没有发生变化，说明来自四数獐牙菜细胞的染色体发生部分丢失，可能是柴胡的细胞周期短，有丝分裂时四数獐牙菜细胞的染色体还没完全分开，而柴胡的染色体已经分开，两者的染色体不能同步分离。 (3)分析表格，Ⅱ组杂交细胞经诱导产生愈伤组织细胞，大部分细胞的染色体数目为12条，Ⅱ组用紫外线处理目的是抑制杂种细胞染色体数目的增加，进而保证了杂种细胞染色体数目稳定。 学科网（北京）股份有限公司 $