2027届高三生物人教版一轮复习讲义第十单元　第51课时　植物细胞工程

该高中生物学讲义聚焦植物细胞工程高考核心考点，涵盖组织培养原理与过程、体细胞杂交技术及细胞工程应用，依据课标要求和考情分析构建“原理-技术-应用”逻辑体系，通过考点梳理、方法指导、真题训练等环节帮助学生突破难点，体现复习教学的系统性和针对性。 资料融合科学思维与探究实践，如结合菊花组织培养实验分析脱分化与再分化条件培养科学思维，通过2025江苏真题案例指导解题方法。设置基础排查、分层练习等巩固基础，助力学生高效提升应考能力，为教师把控复习节奏提供有力支撑。

第51课时　植物细胞工程 课标要求 1.阐明植物组织培养的原理和过程。2.概述植物体细胞杂交的原理和过程。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。4.利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培。 考情 分析 1.植物组织培养技术：2025·黑吉辽蒙·T8　2025·江苏·T4　2022·辽宁·T14 2.植物体细胞杂交技术：2024·江苏·T13　2024·山东·T20　2024·湖北·T11　2023·广东·T12　2023·江苏·T13 3.植物细胞工程的应用：2024·安徽·T15　2024·黑吉辽·T6　2024·甘肃·T15　2023·山东·T14 考点一　植物组织培养技术 1．细胞工程的概念 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 4．探究实践——菊花的组织培养 5．植物激素在植物组织培养中的作用 生长素/细胞分裂素(相对比值) 植物组织的发育方向 高 有利于根的分化，抑制芽的形成 低 有利于芽的分化，抑制根的形成 适中 促进愈伤组织的形成 简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 拓展延伸　(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。 (3)植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可维持相对适中的渗透压，而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下，其造成的渗透压可能过高。 (1)作物单倍体育种时，利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体(2025·新课标，5)(　×　) 提示　作物单倍体育种时，常采用花粉(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株，而茎尖组织培养属于无性繁殖，所得植株染色体数目与原植株相同，并非单倍体。 (2)将农作物秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的琼脂＋蔗糖(2022·浙江1月选考，7)(　√　) 考向一　植物组织培养技术 1．(2025·江苏，4)如图表示一种植物组织培养周期，①～③表示相应过程。下列叙述错误的是(　　) 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 答案　C 解析　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，该过程可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。 2．(2024·甘肃，15)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　观察题图可知，分生组织经过程①获得愈伤组织，因此①为脱分化，1号培养基中的愈伤组织是不定形(排列不规则)的薄壁组织团块，A错误；愈伤组织经过程②长出芽，因此②为再分化，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是有丝分裂过程，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。 考点二　植物体细胞杂交技术 1．过程 (1)过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。 (2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的物理法包括电融合法、离心法等，化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法等。 (3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，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。 2．概念 植物体细胞杂交是指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。 3．意义 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。 4．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。 5．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。 (1)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生(2021·福建，11)(　×　) 提示　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。 (2)融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织(2024·山东，20)(　√　) 提示　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。 (3)植物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(2024·山东，20)(　×　) 提示　体细胞杂交过程中通过原生质体融合，使来自亲本的2个细胞核融合形成一个细胞核。获得的杂种植株细胞中具有来自2个亲本的遗传物质，但只有1个细胞核。 (4)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，融合的细胞即为杂交细胞(2023·广东，12)(　×　) 提示　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。 分析植物体细胞杂交技术 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”有四个染色体组，是四倍体。 考向二　植物体细胞杂交技术及其应用 3．(2025·四川，6)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 答案　B 解析　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；花椰菜和黑芥是不同物种，它们之间存在生殖隔离，原生质体能融合说明细胞膜具有流动性，C错误；植株N是花椰菜(BB,2n＝18)根和黑芥(CC,2n＝16)叶片二者原生质体经PEG诱导融合形成杂种细胞后，进一步培养获得的再生植株，染色体组成是BBCC，存在同源染色体，在减数分裂时，两组染色体可以分别联会配对，能产生可育配子，D错误。 4．(2024·湖北，11)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 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，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，常用化学试剂如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，不能用于植物原生质体融合，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，但二者在两过程中的比例不同，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。 考点三　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 3．细胞产物的工厂化生产 教材隐性知识　源于选择性必修3 P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着，例如，糖类、脂质、蛋白质和核酸等；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。 分析植物组织培养技术及其应用 长春新碱(VCR)是夹竹桃科植物长春花中提取出的一种生物碱，具有高抗肿瘤活性。如图为长春新碱(VCR)工厂化生产流程： 回答下列问题： (1)获得高产细胞时，选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是什么？ 提示　茎尖、幼叶部位的细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。 (2)植物细胞培养时，需要用酶解法将愈伤组织分离成单个细胞，加入培养液制成细胞悬液进行培养。 (3)植物细胞培养要在无菌条件下进行的原因是什么？ 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，并且产生大量对植物细胞有害的物质，导致细胞死亡。 考向三　植物细胞工程的应用 5．(2023·山东，14)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。下列叙述正确的是(　　) 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　分析题意可知，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，增加细胞数量，提高次生代谢物的含量，但不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。 6．(2025·黑吉辽蒙，8)利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗，有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是(　　) A．细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成 B．培养基先分装到锥形瓶，封口后用干热灭菌法灭菌 C．芽原基细胞由于基因选择性表达，不能用作外植体 D．紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取，植物组织培养优势明显 答案　A 解析　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，当二者比例适中时，促进愈伤组织的形成，比例相对较高时促进生根，比例相对较低时促进生芽，A正确；培养基用湿热灭菌法灭菌，干热灭菌法适用于耐高温且需要保持干燥的物品(如玻璃器皿)，不能用于培养基灭菌，B错误；芽原基细胞是分生组织的一部分，全能性高，可作为外植体，C错误；细胞产物的工厂化生产是通过植物细胞培养技术实现的，如大量培养红豆杉细胞，从培养液中提取紫杉醇。因此，紫杉醇可通过此方法获取，植物细胞培养优势明显，D错误。 一、基础排查 1．如图为植物组织培养的流程图，下列相关叙述，判断是否正确。 外植体愈伤组织芽、根→植株 (1)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(　×　) 提示　外植体先用酒精消毒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。 (2)过程①表示脱分化，脱分化后外植体细胞失去其特有的结构和功能(　√　) (3)过程②表示再分化，再分化过程一般先诱导愈伤组织生根，再诱导其生芽(　×　) 提示　再分化过程一般先诱导生芽，再诱导生根。 (4)过程①需提供充足光照，过程②需在黑暗条件中进行(　×　) 提示　诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续再分化过程中每日需给予适当时间和强度的光照，有利于叶片内叶绿素的合成。 (5)过程①②与细胞中基因的选择性表达有关(　√　) (6)培养基中需添加一定量的葡萄糖以利于调节渗透压和提供营养物质(　×　) 提示　植物组织培养过程中添加的糖类一般是蔗糖，目的是提供营养物质和调节渗透压。 (7)提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值可促进愈伤组织分化出根(　×　) 提示　提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值可促进愈伤组织分化出芽。 (8)试管苗移植前需用流水清洗掉根部的培养基，经炼苗后再移栽大田(　√　) 2．判断下列有关植物体细胞杂交的叙述 (1)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(　×　) 提示　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。 (2)可以利用灭活的病毒对原生质体进行诱导融合(　×　) 提示　灭活病毒可以诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融合。 (3)融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关(　√　) (4)植物体细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁(　√　) (5)可根据细胞内染色体的数目、形态来鉴定杂种细胞(　√　) (6)植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状(　×　) 提示　由于基因间的相互作用，利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株，不一定能同时表现出两个亲本的全部性状。 (7)利用植物体细胞杂交技术培育出白菜—甘蓝，说明两物种间不存在生殖隔离(　×　) 提示　利用植物体细胞杂交技术培育出白菜—甘蓝，打破了生殖隔离，二者间存在生殖隔离。 3．判断下列有关植物细胞工程应用的叙述 (1)利用组织培养技术快速繁殖优良品种，能保持亲本优良的遗传特性(　√　) (2)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种(　×　) 提示　利用组织培养技术培育脱毒苗，可以获得含病毒极少甚至不含病毒的植物，但该植物并不能抗病毒。 (3)次生代谢物是植物生命活动必需的营养物质(　×　) 提示　次生代谢物不是植物生命活动必需的营养物质。 (4)细胞产物工厂化生产是为了提高单个细胞中次生代谢物的含量(　×　) 提示　细胞产物工厂化生产主要是通过细胞增殖从而提高次生代谢物的总量，不是提高单个细胞中次生代谢物的含量。 (5)植物细胞培养技术的原理是植物细胞的全能性(　×　) 提示　植物细胞培养技术的原理是细胞增殖。 (6)植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制(　√　) (7)用二倍体植株的配子与体细胞杂交能缩短三倍体无子果实培育年限(　√　) 提示　二倍体植株的配子与体细胞杂交形成的三倍体植株可以较快形成无子果实，因此能缩短培育年限。 二、要语必背 1．(选择性必修3 P35)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。 2．(选择性必修3 P35)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。 3．(选择性必修3 P34)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，这是因为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。 4．(选择性必修3 P35)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。 5．(选择性必修3 P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。 6．(选择性必修3 P38)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。 7．(选择性必修3 P41)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。 课时精练 [分值：100分] [1～4题，每题5分；5～15题，每题6分。共86分] 一、选择题 1．(2025·哈尔滨二模)植物组织培养技术是植物细胞工程中最基本的一项技术，下列叙述正确的是(　　) A．花药离体培养时无需进行脱分化即可进行直接操作 B．在植物组织培养过程中一直需要在充足的光照下进行 C．配制培养基时需根据不同的需求适当调整生长素和乙烯的含量比例 D．利用菊花的花瓣进行植物组织培养后获得幼苗是因为植物细胞内含有全套的遗传物质 答案　D 解析　花药离体培养是植物组织培养的一种，需要先进行脱分化形成愈伤组织，再经过再分化形成完整植株，A错误；在植物组织培养的脱分化阶段，不需要光照，因为脱分化是形成愈伤组织的过程，光照可能会影响愈伤组织的形成，在再分化阶段，需要光照，以利于叶绿素的合成和植株的生长发育，B错误；在配制植物组织培养的培养基时，需要根据不同的需求适当调整生长素和细胞分裂素的含量比例，而不是生长素和乙烯的含量比例，乙烯主要与果实成熟等生理过程有关，C错误。 2．(2024·北京，13)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　植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，因此用纤维素酶和果胶酶处理可去除大豆叶片细胞的细胞壁，获得原生质体，A正确；分离出的原生质体仍具有全能性，可用于植物体细胞杂交，D错误。 3．(2024·江苏，13)图示植物原生质体制备、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 答案　C 解析　步骤①添加纤维素酶或果胶酶去除细胞壁，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；结合题图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，染成蓝色的原生质体活性差或死亡，D错误。 4．(2025·汕头一模)某团队通过植物组织培养技术开展东湖菊花种苗快速繁殖及脱毒研究，打造“汕头金菊”产业名片。若取菊花茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括(　　) A．茎段接种时倒插 B．激素配比不合理 C．外植体消毒过度 D．培养时遮光处理 答案　D 解析　菊花茎段进行组织培养时，若将茎段接种时将形态学的上端和下端倒插会影响生长，导致无法诱导出愈伤组织，A不符合题意；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，生长素和细胞分裂素的比例适中，可以促进愈伤组织的生长，B不符合题意；外植体消毒过度会导致外植体死亡，无法脱分化形成愈伤组织，C不符合题意；诱导愈伤组织期间一般不需要光照，D符合题意。 5．(2025·深圳二模)胞质雄性不育(CMS)是线粒体基因引起的胞质功能混乱现象，表现为花粉不育。经γ射线处理的芜菁细胞(AA，A表示染色体组)和甘蓝细胞(BB，B表示染色体组)融合，可获得CMS甘蓝植株(BB)。下列叙述错误的是(　　) A．芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁 B．γ射线照射的作用是促进芜菁细胞与甘蓝细胞融合 C．融合后的CMS甘蓝获得了芜菁细胞的细胞质基因 D．植物体细胞杂交技术为培育CMS甘蓝提供一种路径 答案　B 解析　植物细胞的细胞壁会阻碍细胞融合，所以芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁，获得原生质体，A正确。根据题意，芜菁细胞(AA)和甘蓝细胞(BB)属于不同种生物，通过植物体细胞杂交融合后染色体组还是BB，推测保留芜菁细胞的细胞质＋甘蓝细胞(核＋质)，γ射线照射的作用是破坏芜菁细胞的细胞核，不是促进细胞融合，B错误，C正确。 6．(2024·安徽，15)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　装置中的充气管应置于液面下方，以利于增加培养液中的溶氧量，为及时排出多余气体，排气管应置于液面上方，因此充气管不能同时作为排气管，B不合理。 7．(2025·佛山顺德质检)植物无糖组织培养技术又称光自养微繁殖技术，是指在植物组织培养中改变碳源的种类，以CO2代替糖作为植物体的碳源，促进植株光合作用，进而生产优质种苗的一种新的植物微繁殖技术，在中药材繁殖等方面应用越来越广泛。下列叙述错误的是(　　) A．该技术碳源的改变在一定程度上降低了杂菌污染的可能性 B．该技术外植体可以在植物体的各种部位选取，获得的新植株基因型相同 C．通过该技术繁殖新个体，外植体也需要经历脱分化和再分化过程 D．该技术需要的环境条件包括适宜的光照、充足的CO2、稳定的pH值等 答案　B 解析　植物无糖组织培养技术将CO2代替糖作为植物体的碳源，大多数杂菌为异养生物，不能利用CO2作为碳源，不能在该培养基上生长，降低了杂菌污染的可能性，A正确；该技术外植体一般选择幼嫩部位，全能性较高，容易诱导形成愈伤组织，若外植体取自植物的花粉等生殖细胞，获得的新植株基因型与亲本不同，若外植体取自植物的体细胞，获得的新植株基因型与亲本相同，B错误。 8．(2025·湖北，5)水母雪莲是我国的一种名贵药材，主要活性成分为次生代谢物黄酮。水母雪莲生长缓慢，长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究，结果如表所示。下列叙述错误的是(　　) 转速(r/min) 55 65 75 85 相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25 细胞干重(g/L) 7.5 9.7 11.4 9.5 黄酮产量(g/L) 0.2 0.27 0.32 0.25 A．黄酮产量与细胞干重呈正相关 B．黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的 C．氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的 D．转速为75 r/min时既利于细胞分裂，又利于黄酮的积累 答案　B 解析　从表中数据可知，黄酮产量随细胞干重增加而增加，所以黄酮产量与细胞干重呈正相关，A正确；黄酮属于次生代谢物，并非细胞生存和生长所必需，B错误；氧气参与细胞有氧呼吸，细胞呼吸为细胞生长、分裂和代谢提供能量，所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的，C正确；由表格数据可知，75 r/min时细胞相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高，所以转速为75 r/min时既利于细胞分裂，又利于黄酮的积累，D正确。 9．(2025·潮州期末)胞质杂交是植物体细胞杂交应用的一个重要方面，如图是利用胞质杂交培育抗病植株的实验流程。下列叙述正确的是(　　) A．过程①需要纤维素酶和蛋白酶处理细胞壁 B．通常用灭活病毒诱导法诱导过程②的发生 C．过程④和⑤通常在同一种培养基中进行 D．在过程③④⑤中都会形成新的细胞壁 答案　D 解析　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，A错误；诱导植物原生质体融合的方法：聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法等，灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的方法，B错误；脱分化形成愈伤组织需要添加的生长素与细胞分裂素的比值、再分化形成芽时需要添加的生长素与细胞分裂素的比值和再分化形成根时需要添加的生长素与细胞分裂素的比值不同，因此过程④和⑤不在同一种培养基中进行，C错误；过程③融合的原生质体再生出细胞壁，过程④⑤存在有丝分裂，涉及细胞壁的形成过程，D正确。 10．(2026·广州阶段考)紫杉醇能抑制细胞的有丝分裂，临床上主要用于头颈癌和肺癌的一线治疗。以往人们从红豆杉树的树皮中提取紫杉醇，需要砍伐大量树木。现在人们通过生物工程技术来获得紫杉醇产物和繁育幼苗。下列叙述错误的是(　　) A．外植体脱分化形成愈伤组织一般不需要光照，再分化形成个体过程需要光照 B．愈伤组织培养为丛芽和根的过程中，即使营养物质充分，也需要更换培养基 C．生物工程技术繁育幼苗过程中，需要对外植体进行消毒 D．若要工厂化生产紫杉醇，一般需要培养到植株阶段，然后进行提取 答案　D 解析　植物组织培养中，为了避免杂菌污染，外植体需用酒精和次氯酸钠进行表面消毒，C正确；工厂化生产紫杉醇属于细胞产物生产，应利用植物细胞培养生产，即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，一般只需要培养到愈伤组织阶段即可，不需要培养到植株阶段，D错误。 11．(2025·广州白云一模)某研究人员将甲(基因型为eeGg)、乙(基因型为EEgg)两个品种的玉米花粉除去细胞壁，然后诱导这两种原生质体融合，再将融合细胞进行脱分化和再分化培养，获得玉米新品种植株。E/e、G/g两对等位基因分别位于两对同源染色体上。下列叙述错误的是(　　) A．将甲、乙花粉原生质体放在低渗溶液中，可能会吸水涨破 B．融合细胞经脱分化后，细胞分化程度增大，细胞全能性也随之降低 C．若任意两个花粉原生质体均能融合，则融合细胞的基因型可能会有6种 D．该实验成功的关键在于合适的植物激素配比，以及培养基pH等培养条件的控制 答案　B 解析　甲、乙花粉的原生质体已经去除细胞壁，失去细胞壁的保护作用，若放在低渗溶液中可能会吸水涨破，A正确；融合细胞经脱分化后，细胞会失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，形成的愈伤组织分化程度较低，细胞全能性较高，B错误；若任意两个花粉原生质体均能融合，则融合细胞的基因型可能为eeGG、eegg、eeGg、EEgg、EeGg、Eegg，共6种，C正确；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，培养基的pH、温度等培养条件也会影响培养的成功与否，D正确。 12．(2025·广州三模)CMV是危害烟草的主要病毒，CMV侵染烟草后，发病的叶片会褪绿变成黄色。为筛选抗CMV的烟草突变株，科研小组进行的实验流程如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．烟草幼苗茎尖病毒极少，直接取其进行组织培养可得到抗CMV植株 B．若发病叶片中出现绿色区域，取该区域进行组织培养有可能得到抗CMV植株 C．选取的叶片组织需先进行灭菌处理，再经过脱分化和再分化培养成抗CMV植株 D．接种CMV起到了选择作用，因此经组织培养后得到的植株无需再进行抗CMV鉴定 答案　B 解析　烟草幼苗茎尖病毒极少，但不能直接确定其就是抗CMV的，直接取其进行组织培养可以得到脱毒苗，不一定能得到抗CMV植株，A错误；若发病叶片中出现绿色区域，说明可能存在对CMV有抗性的细胞，取该区域进行组织培养有可能得到抗CMV植株，B正确；叶片组织不能先进行灭菌处理，这样会杀死细胞，外植体应该消毒处理，然后先进行脱分化形成愈伤组织，再进行再分化培养成抗CMV植株，C错误；接种CMV起到了选择作用，但经组织培养后得到的植株仍需再进行抗CMV鉴定来确保其抗性，D错误。 13．(2025·惠州一模)科学家将人参和胡萝卜细胞的原生质体融合，经培养获得8个杂种愈伤组织，检测发现这8个杂种愈伤组织均含有次生代谢物人参皂苷，其中大多数人参皂苷含量明显高于人参愈伤组织。蛋白质电泳检测中发现一条只在8个杂种愈伤组织中出现的特异条带。下列叙述正确的是(　　) A．可使用PEG融合法和灭活病毒诱导法促进两种原生质体融合 B．愈伤组织形成杂种植株是人参和胡萝卜细胞融合完成的标志 C．进行上述杂种愈伤组织培养时用到的培养基中不含有机物 D．大多数杂种愈伤组织的人参皂苷含量较高，可能与特异条带的蛋白质有关 答案　D 解析　灭活病毒诱导法是动物细胞融合特有的方法，植物原生质体融合一般采用PEG融合法、电融合法、高Ca2＋—高pH融合法等，A错误；人参和胡萝卜细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁，愈伤组织形成杂种植株是植物体细胞杂交完成的标志，B错误：进行上述杂种愈伤组织培养时用到的培养基中需要添加有机物，如蔗糖等，为愈伤组织生长提供碳源和能源等，C错误；蛋白质电泳检测中发现一条只在8个杂种愈伤组织中出现的特异条带，由此可推大多数杂种愈伤组织的人参皂苷含量较高，可能与特异条带的蛋白质有关，D正确。 14．(2026·广东六校联考)青霉素的发酵生产过程中遇到两个问题，首先发酵过程中总会产生头孢霉素如图1，其次青霉素发酵需要大量氧气。为保证发酵过程中青霉素的持续高产，研究人员将透明颤菌(细菌)的血红蛋白引入青霉菌，设计方案如图2所示。下列叙述错误的是(　　) A．菌种选育时，敲除青霉菌中控制酶b合成的基因可使其只产青霉素 B．①②过程需要用相同的酶去除细胞壁获得原生质体 C．③过程可在略高渗溶液中采用PEG融合法诱导原生质体融合 D．可利用缺乏甲硫氨酸和精氨酸的基本培养基筛选出融合细胞 答案　B 解析　分析图1，前体物质在酶a作用下生成青霉素，在酶b作用下生成头孢霉素，若敲除青霉菌中控制酶b合成的基因，导致青霉菌缺乏酶b，则前体物质只会在酶a作用下生成青霉素，A正确；青霉菌是真菌，透明颤菌是细菌，真菌细胞壁主要成分是几丁质等，而细菌细胞壁主要成分是肽聚糖，因此，去除两者的细胞壁所用的酶不同，B错误；③过程是原生质体融合，在略高渗溶液中采用PEG融合法诱导原生质体融合是常用的方法，略高渗溶液可防止原生质体吸水涨破，C正确。 15．(2025·南通二模)百岁兰是一种濒危物种。为研发稳定高效的百岁兰叶片愈伤组织诱导体系，科研人员探究了避光与昼夜节律(16 h光照和8 h黑暗)对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见图。下列叙述错误的是(　　) A．愈伤组织诱导过程中基因发生选择性表达，该过程也可发生基因突变和染色体变异 B．实验所用的培养基通常为固体培养基，且培养基中的生长素和细胞分裂素比例适中 C．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中均需要添加蔗糖，且蔗糖的添加量要一致 D．昼夜节律处理下百岁兰脱分化和再分化的速率更快，愈伤组织生长更好 答案　D 解析　外植体经脱分化形成愈伤组织。分析曲线图可知：昼夜节律处理下百岁兰脱分化的速率更快，愈伤组织生长更好，D错误。 二、非选择题 16．(14分)(2025·梅州模拟)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体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图1所示。请回答下列问题： (1)过程①需要使用____________酶去除细胞壁。过程③要用到的方法有_______________________________________________________________________(物理法和化学法各举一例)。 (2)过程②紫外线的作用是______________________________________________________。 (3)过程④培养基中需添加__________、无机盐、蔗糖等物质才能诱导愈伤组织形成，其中蔗糖的作用是___________________________________________________(至少答出一点)。 (4)以普通小麦、中间偃麦草及再生植株1～4 的基因组 DNA 为模板扩增出差异性条带，可用于杂种植株的鉴定，结果如图2所示。据图判断，再生植株1～4中一定是杂种植株的有____________，判断依据是_____________________________________________________。 答案　(1)纤维素酶和果胶　离心法、电融合法、PEG融合法、高Ca2＋－高pH融合法　(2)使中间偃麦草的染色体断裂　(3)植物激素　提供营养物质和调节渗透压　(4)1、2、4　它们同时具有普通小麦和中间偃麦草的DNA片段 学科网（北京）股份有限公司 $