第40讲 植物细胞工程（复习讲义）（2大考点+4大知识+长句作答）（全国通用）2027年高考生物一轮复习讲练测

该高中生物学讲义聚焦植物细胞工程核心考点，涵盖组织培养、体细胞杂交技术及繁殖新途径、育种、细胞产物生产等应用，按“技术原理-应用实践”逻辑构建知识框架。通过知识建联、考点精讲（含即时演练）、真题溯源、情境探究等环节，系统梳理考点，帮助学生突破难点。 资料特色在于对接高考前沿，采用“知识解构+高分破译”模式，如通过生长素/细胞分裂素比例表格培养科学思维，结合原生质体融合实验设计强化探究实践。分层练习与真题题组训练，保障复习针对性，助力学生提升应考能力，为教师把控复习节奏提供清晰指导。

第40讲 植物细胞工程 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 植物细胞工程的基本技术 知识点1 植物组织培养技术 知识点2 植物体细胞杂交技术 考点二 植物细胞工程的应用 知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 知识点2 细胞产物的工厂化生产​ 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一情景设定：植物组织培养实例 知识溯源：植物组织培养的原理和过程 题组二情景设定：杂种植株培育 知识溯源：植物体细胞杂交技术的原理和过程 题组三 情景设定：植物细胞工程实例 知识溯源：植物细胞工程的原理和过程 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 从命题内容上看，常结合农业生产（如作物脱毒、快速繁殖）、育种（如培育抗虫杂种植株）或基因工程，考查植物组织培养的原理和过程，以及植物体细胞杂交的原理和过程。 考查形式 以选择题为主，以利用组织培养繁殖幼苗，培育杂种植株等为情境，考查“脱分化”与“再分化”的实质，植物细胞融合的方法，将“细胞全能性”和“细胞膜流动性”等原理融入操作步骤中。 课标要求 明确目标 1．聚焦“结构与功能观”和“稳态与平衡观。(生命观念) 2．要求根据实验数据（如不同培养基配方下愈伤组织形成率）绘制折线图，或解读已有图表的含义，考查模型与建模能力，将抽象数据转化为直观的数学模型。。(科学思维) 3．强调“技术应用”与“社会价值”，结合“利用组织培养进行作物脱毒（如马铃薯脱毒苗）”“培育抗逆杂种植株（如抗盐碱小麦）”等案例，考查对技术在农业增产、资源利用等方面社会价值的认知。(社会责任) 高考前沿 1.植物细胞工程的基本技术 2026·陕晋青宁卷·T6；2026·云南·T15；2026·河北·T13；2025·江苏·T4；2024·山东·T20 2.植物细胞工程的应用 2026·山东·T14；2026·北京·T12；2026·河南·T14；2026·北京·T12；2025·湖北·T8；2024·甘肃·T15　 知识建联·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 自主研学·梳理教材 1.细胞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。 2.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。 3.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。（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。） 4.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。 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,获得原生质体。人工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。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株。 6.植物体细胞杂交技术的意义是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等。 7.植物细胞工程的应用主要有植物繁殖的新途径(快速繁殖、作物脱毒),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三个方面。 8.快速繁殖的优点是可以高效、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。 9.单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后用秋水仙素或低温诱导染色体加倍,就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。（单倍体育种的优点是极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力和物力。） 10.初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动。初生代谢物有糖类、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。 11.植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。（次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等),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。） 12.由于植物细胞的次生代谢物含量很低,有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,因此人们期望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。 13.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。（植物细胞培养的优点是它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义。） 考点一 植物细胞工程的基本技术 知●识●解●构 知识点1 1．细胞的全能性：指 。但是，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，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的 。 2.植物组织培养技术 (1)概念：将离体的 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 的技术。 (2)理论基础：植物细胞的 。 (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 ，转变成 的细胞，进而形成愈伤组织的过程。 ②愈伤组织：脱分化产生的 的薄壁组织团块。 ③再分化：愈伤组织重新分化成 等器官的过程。 植物组织培养流程图 3.植物激素在植物组织培养中的作用 生长素/细胞分裂素 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 促进愈伤组织的生长 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 【提醒】（1）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）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。 知识点2 植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交是指将__ _的_ _，在一定条件下_ _成__ __，并把__ __培育成_ _的技术； 2.原理：__ __ 3.意义：__ __ 4．在进行体细胞杂交之前，必须先利用 和 去除细胞壁，获得原生质体。 5．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 、 等；化学法包括 融合法、 融合法等，融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株（如图）。 植物体细胞杂交技术流程图 【提醒】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。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.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。（ ） 2.脱分化后外植体细胞失去其特有的结构和功能。（ ） 3.再分化过程应先诱导愈伤组织生根，后再诱导其生芽。（ ） 4.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。（ ） 5.可以利用灭活的病毒对原生质体进行诱导融合。（ ） 6.融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关。（ ） 7.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。（ ） 8.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。（ ） 考向01 植物组织培养技术 1．SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是(　　) 植物细胞(二倍体)新细胞愈伤组织胚状体―→新品种 A．①过程中最常用的方法是采用Ca2+处理法将SOD基因导入植物细胞 B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成 C．③表示再分化过程，不需要严格的无菌操作 D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性 2.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 考向02 植物体细胞杂交技术 1.紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了图所示实验。下列有关叙述错误的是(　　) A．制备原生质体时，可使植物细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理 B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂 C．紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株 D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株 2.某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是(　　) A．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离 B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C.为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选 D．杂种细胞发育为杂种植株需经外源生长素和细胞分裂素的诱导 高●分●破●译 植物组织培养与植物体细胞杂交技术 1．植物组织培养 (1)植物细胞表现全能性的条件 材料 离体的细胞、组织、器官 培养基 种类齐全、比例适当的营养物质、一定的植物激素及琼脂等 外界条件 无菌操作；光照的控制；酸碱度等 (2)细胞具有全能性的原因 一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。 (3)不同细胞全能性的大小 ①体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的。 ②不同细胞的全能性：受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞。 ③不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞。 (4)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度不断提高，细胞的全能性逐渐降低。 3.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，就不好诱导生芽了。 (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，需要一定量的光照。 (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。 【提醒】(1)细胞具有全能性≠细胞表现全能性。理论上，几乎所有的活细胞都具有全能性，但是只有发育为完整个体或分化成其他各种细胞才能体现其全能性。 (2)培养顺序：将愈伤组织转接到分化培养基上，要先进行生芽培养，再进行生根培养，最终诱导出试管苗。 2.植物体细胞杂交技术 (1)植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程，结果是产生新的植株。 (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原生质体内的浓度，这样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）杂种植株遗传物质的变化 ①细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和。 ②杂种植株的染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，为异源多倍体。 典型例题 1.下图为植物组织培养流程图，①~③表示相应过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．组织培养过程也可无明显过程①，直接形成胚状体结构 B．过程②形成的胚状体可用隔绝空气的材料包裹形成人工种子 C．过程③形成的试管苗经炼苗后需移栽到含有多种植物激素的基质上 D．用同一植株体细胞组织块培养获得的试管苗不会出现变异 2.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 考点二 植物细胞工程的应用 知●识●解●构 知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 1．快速繁殖技术：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 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 繁殖，还可以 。（P39） 2．单倍体育种：可以先通过 培养获得 ，然后经过 ，当年就能培育出遗传性状 的纯合二倍体植株，这极大地 ，节约了 。 （2）作物新品种的培育 项目 单倍体育种 突变体的利用 原理 染色体变异 基因突变 优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状 过程 知识点2 细胞产物的工厂化生产 1．植物细胞培养是指 。 2.细胞产物的工厂化生产 ①次生代谢物：是一类 有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)，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 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 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。 【提醒】（1）快速繁殖(微型繁殖)技术不仅可以高效、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。 （2）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。 （3）单倍体育种先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，再诱导染色体加倍，当年便可培育出遗传性状相对稳定的优良品种，极大地缩短了育种年限。 （4）利用植物细胞工程，可以快速繁殖优良品种、培育作物新品种、进行作物脱毒和细胞产物的工厂化生产等，有效提高生产效率。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养。（ ） (2)植物快速繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。（ ） (3)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。（ ） (4)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（ ） (5)初生代谢和次生代谢在生物整个的生命过程中始终进行。（ ） 考向01 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 1.马铃薯普通栽培种是同源四倍体，这使得马铃薯的杂交育种变得十分困难。若要通过二倍体马铃薯杂交来改良品种，则必须破解马铃薯单倍体、二倍体和四倍体的基因组，实现难度同样很大。但植物细胞工程技术为马铃薯育种提供了可行的育种方案。下列相关植物细胞工程的说法，不合理的是(　　) A．利用组织培养可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖 B．利用茎尖分生组织培育脱毒苗，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，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，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，获得有用的突变体 2.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，在快速繁殖、作物脱毒及提高作物产量等方面有广泛应用。下列叙述错误的是(　　) A．植物组织培养技术可以实现人参皂苷、紫杉醇等细胞产物的工厂化生产 B．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病的新品种 C．杂种细胞再生细胞壁时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行 D．植物体细胞杂交技术能克服生物远缘杂交不亲和的障碍 考向02 细胞产物的工厂化生产 1．紫杉醇具有良好的抗癌作用。科研人员用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行细胞悬浮培养，以获得更多紫杉醇。下列叙述错误的是(　　) A．诱导愈伤组织需要考虑外植体的取材部位、培养基组成和激素种类等 B．由愈伤组织得到悬浮细胞可以使用纤维素酶和果胶酶进行处理 C．使用液体培养基并振荡有利于细胞获取氧气和营养物质，促进细胞生长 D．利用植物细胞培养技术获得初生代谢物紫杉醇能避免大量破坏野生红豆杉种群 2.现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是(　　) A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株 B．将乙植物耐盐基因导入甲植物的体细胞中，可培育出所需植株 C．两种植物杂交后，得到的子代再利用单倍体育种，可较快获得所需植株 D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： 植物组织培养实例 知识溯源：植物组织培养的原理和过程 1.（2026·陕晋青宁卷·高考真题） 研究人员将调控根尖干细胞微环境的P、W基因过表达系统导入某植物根尖外植体，在无外源激素条件下诱导外植体形成胚状体，并最终发育为完整植株。下列叙述正确的是（　　） A. P、W基因过表达诱导组织形成新植株需经历细胞分化 B. 将流水充分冲洗后的外植体用无菌水反复冲洗进行灭菌 C. 使用无激素培养基时不涉及激素对植物分化的调节作用 D. 导入P、W基因过表达系统使根尖细胞具备了全能性 2.（2026·云南·高考真题） 菊花的组织培养实现了从茎段到植株的转变。下列说法正确的是（　　） A. 培养基、玻璃器皿和金属器具需进行干热灭菌 B. 诱导愈伤组织的培养基中，生长素与细胞分裂素的质量比大于1 C. 外植体茎段先脱分化形成愈伤组织，再诱导生芽 D. 愈伤组织后续分化培养过程一般不需要光照 题组二 情景设定：杂种植株培育 知识溯源：植物体细胞杂交技术的原理和过程 3.（2026·河北·高考真题） 植物细胞工程技术可用于马铃薯育种，下列分析错误的是（ ） A. 将融合的原生质体在细胞壁形成前转到固体培养基上，以诱导愈伤组织 B. 用优良栽培品种与抗青枯病野生种进行体细胞杂交，以获得抗病新材料 C. 采集四倍体植株的花粉进行组织培养，以获得单倍体植株 D. 利用茎尖进行组织培养，以培育脱毒苗 4.（2024·湖北·高考真题）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中酶处理的时间存在差异，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 题组三 情景设定： 植物细胞工程的应用实例 知识溯源：植物细胞工程的原理和过程 5.（2026·山东·高考真题）利用微型繁殖技术扩繁某种兰花时，待愈伤组织诱导出芽后，将芽转入增殖培养基进行扩增培养，以诱导芽的数量增加。下列说法正确的是（　　） A. 扩增培养期间不需要光照 B. 接种时应将芽的形态学上端插入培养基 C. 诱导出的芽在转入增殖培养基时，必须对芽进行消毒处理 D. 为获得试管苗，还需将芽转接到诱导生根的培养基上培养 6.（2026·河南·高考真题） 植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用，技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为（　　） A. 植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交 B. 快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种 C. 快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交 D. 植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种 7.（2026·北京·高考真题）单倍体育种是植物育种的一种有效途径。利用花药离体培养可获得单倍体植株，染色体加倍后获得纯合二倍体。下列叙述正确的是（ ） A. 可以用根尖代替花药作为外植体 B. 愈伤组织形成植株是脱分化过程 C. 用细胞分裂素处理使染色体加倍 D. 单倍体育种可以缩短育种年限 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.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 。 （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 种融合细胞，符合要求的杂种细胞是 。 （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 个染色体组，是 倍体。 2.紫草宁是紫草等植物根中富含的一种次生代谢物，具有抗菌、消炎、抗肿瘤等多种药理活性，也可用作染料。由于野生紫草资源稀缺，生长缓慢，人们尝试利用植物细胞工程技术来工厂化生产紫草宁。 (1)次生代谢物是一类______________（填“小分子无机物”“大分子有机物”或“小分子有机物”）。 (2)利用植物细胞培养技术获取紫草宁，需要先将外植体接种到适宜的培养基上，通过______________过程形成愈伤组织。与从植株根系直接提取相比，利用该技术生产紫草宁的优势有__________________________ ______________________________________________________________________________（答出2点即可）。 (3)利用植物体细胞杂交技术将新疆紫草与另一种紫草科植物进行融合，以期获得融合型活性成分。在进行体细胞杂交前先用____________________去除两者细胞壁，获得原生质体。人工诱导原生质体融合的方法有______________________________________________________________（答出2种方法）。最终将融合的杂种细胞培育成杂种植株。与传统杂交相比，体细胞杂交技术的突出优势是______________________ _________________________________________________________。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第40讲 植物细胞工程 答案版 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向 考点一 植物细胞工程的基本技术 即●时●演●练 考向01 植物组织培养技术 1．D 2.D 考向02 植物体细胞杂交技术 1.C 2.A 高●分●破●译 植物组织培养与植物体细胞杂交技术 典型例题 1.A 2.C 考点二 植物细胞工程的应用 即●时●演●练 考向01 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 1.B 2.B 考向02 细胞产物的工厂化生产 1．D 2.C 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： 植物组织培养实例 知识溯源：植物组织培养的原理和过程 1.A 2.C 题组二 情景设定：杂种植株培育 知识溯源：植物体细胞杂交技术的原理和过程 3.A 4.B 题组三 情景设定： 植物细胞工程的应用实例 知识溯源：植物细胞工程的原理和过程 5.D 6.A 7.D 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.（1）细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 （2）3 甲和乙融合 （3）4 四 2.(1) 小分子有机物 (2) 脱分化 不占用耕地；不受季节、气候限制；生产周期短；可工厂化大量生产；保护野生资源；对社会、经济、环保具有重要意义（答出任意2点即可） (3) 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种（克服远缘杂交不亲和的障碍） 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第40讲 植物细胞工程 内容导航 01 命题透视·考情前瞻 对标素养，研判高考命题趋势 02 知识建联·脉络梳理 搭建知识框架，构建系统思维 03 考点精讲·靶向突破 拆解核心考点，突破命题考向 知识解构+即时演练+高分破译 考点一 植物细胞工程的基本技术 知识点1 植物组织培养技术 知识点2 植物体细胞杂交技术 考点二 植物细胞工程的应用 知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 知识点2 细胞产物的工厂化生产​ 04 真题溯源·考向感知 溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一情景设定：植物组织培养实例 知识溯源：植物组织培养的原理和过程 题组二情景设定：杂种植株培育 知识溯源：植物体细胞杂交技术的原理和过程 题组三 情景设定：植物细胞工程实例 知识溯源：植物细胞工程的原理和过程 05 情境探究·素养拓展 深挖素材脉络，规范长句作答 命题透视·考情前瞻 ——对标素养，研判高考命题趋势 考查概述 从命题内容上看，常结合农业生产（如作物脱毒、快速繁殖）、育种（如培育抗虫杂种植株）或基因工程，考查植物组织培养的原理和过程，以及植物体细胞杂交的原理和过程。 考查形式 以选择题为主，以利用组织培养繁殖幼苗，培育杂种植株等为情境，考查“脱分化”与“再分化”的实质，植物细胞融合的方法，将“细胞全能性”和“细胞膜流动性”等原理融入操作步骤中。 课标要求 明确目标 1．聚焦“结构与功能观”和“稳态与平衡观。(生命观念) 2．要求根据实验数据（如不同培养基配方下愈伤组织形成率）绘制折线图，或解读已有图表的含义，考查模型与建模能力，将抽象数据转化为直观的数学模型。。(科学思维) 3．强调“技术应用”与“社会价值”，结合“利用组织培养进行作物脱毒（如马铃薯脱毒苗）”“培育抗逆杂种植株（如抗盐碱小麦）”等案例，考查对技术在农业增产、资源利用等方面社会价值的认知。(社会责任) 高考前沿 1.植物细胞工程的基本技术 2026·陕晋青宁卷·T6；2026·云南·T15；2026·河北·T13；2025·江苏·T4；2024·山东·T20 2.植物细胞工程的应用 2026·山东·T14；2026·北京·T12；2026·河南·T14；2026·北京·T12；2025·湖北·T8；2024·甘肃·T15　 知识建联·脉络梳理 ——搭建知识框架，构建系统思维 考点精讲·靶向突破 ——拆解核心考点，突破命题考向自主研学·梳理教材 1.细胞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。 2.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。 3.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。（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。） 4.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。 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,获得原生质体。人工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。融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株。 6.植物体细胞杂交技术的意义是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等。 7.植物细胞工程的应用主要有植物繁殖的新途径(快速繁殖、作物脱毒),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三个方面。 8.快速繁殖的优点是可以高效、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。 9.单倍体育种可以先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株,然后用秋水仙素或低温诱导染色体加倍,就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株。（单倍体育种的优点是极大地缩短了育种的年限,节约了大量的人力和物力。） 10.初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动。初生代谢物有糖类、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。 11.植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。（次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等),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。） 12.由于植物细胞的次生代谢物含量很低,有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,因此人们期望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。 13.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。（植物细胞培养的优点是它不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制,对于社会、经济、环境保护具有重要意义。） 考点一 植物细胞工程的基本技术 知●识●解●构 知识点1 1．细胞的全能性：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。但是，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，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。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。 2.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：脱分化产生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。 植物组织培养流程图 3.植物激素在植物组织培养中的作用 生长素/细胞分裂素 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 促进愈伤组织的生长 简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤 【提醒】（1）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）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。 知识点2 植物体细胞杂交技术 1.概念：植物体细胞杂交是指将__不同来_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：__植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性。 3.意义：__打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。 4．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。 5．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，融合后得到的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株（如图）。 植物体细胞杂交技术流程图 【提醒】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。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： 1.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.脱分化后外植体细胞失去其特有的结构和功能。（ ✔ ） 3.再分化过程应先诱导愈伤组织生根，后再诱导其生芽。（ ✘ ） 提示：再分化过程应先诱导生芽，再诱导生根。 4.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。 5.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。 6.融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关。（ ✔ ） 7.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。（ ✘ ） 提示：体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的遗传物质，只有1个细胞核。 8.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。（ ✔ ） 考向01 植物组织培养技术 1．SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是(　　) 植物细胞(二倍体)新细胞愈伤组织胚状体―→新品种 A．①过程中最常用的方法是采用Ca2+处理法将SOD基因导入植物细胞 B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成 C．③表示再分化过程，不需要严格的无菌操作 D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性 【答案】D 【解析】①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②表示脱分化过程，不需要在光照条件下进行，B错误；②③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，C错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现植物细胞的全能性，D正确。 2.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】①为脱分化过程，愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A错误；②为再分化过程，愈伤组织分裂和分化过程中可能会发生基因突变，不会发生基因重组，B错误；细胞分裂素浓度与生长素浓度比值小于1时诱导植物生根，C错误；分生区附近病毒极少，甚至无病毒，可以用来培育脱毒苗，D正确。 考向02 植物体细胞杂交技术 1.紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了图所示实验。下列有关叙述错误的是(　　) A．制备原生质体时，可使植物细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理 B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂 C．紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株 D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株 【答案】C 【解析】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，然后用酶解法去除细胞壁，获得原生质体，A正确；原生质体融合依赖细胞膜的流动性，融合的原生质体只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂，B正确；紫罗兰和油菜之间存在生殖隔离，不能杂交得到所需植株，C错误；融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株，D正确。 2.某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是(　　) A．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离 B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁 C.为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选 D．杂种细胞发育为杂种植株需经外源生长素和细胞分裂素的诱导 【答案】A 【解析】培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核，与原有的烟草植株属于同一物种，不存在生殖隔离，A错误；细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，然后诱导原生质体融合，B正确；杂种细胞丙具有链霉素的抗性，在培养基上加入链霉素，使未融合的乙细胞，以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活，从而筛选出杂种细胞丙，C正确；利用组织培养技术使杂种细胞发育为杂种植株，该过程需经外源生长素和细胞分裂素的诱导，D正确。 高●分●破●译 植物组织培养与植物体细胞杂交技术 1．植物组织培养 (1)植物细胞表现全能性的条件 材料 离体的细胞、组织、器官 培养基 种类齐全、比例适当的营养物质、一定的植物激素及琼脂等 外界条件 无菌操作；光照的控制；酸碱度等 (2)细胞具有全能性的原因 一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部遗传信息。 (3)不同细胞全能性的大小 ①体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的。 ②不同细胞的全能性：受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞。 ③不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞。 (4)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度不断提高，细胞的全能性逐渐降低。 3.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，就不好诱导生芽了。 (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，需要一定量的光照。 (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。 【提醒】(1)细胞具有全能性≠细胞表现全能性。理论上，几乎所有的活细胞都具有全能性，但是只有发育为完整个体或分化成其他各种细胞才能体现其全能性。 (2)培养顺序：将愈伤组织转接到分化培养基上，要先进行生芽培养，再进行生根培养，最终诱导出试管苗。 2.植物体细胞杂交技术 (1)植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程，结果是产生新的植株。 (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原生质体内的浓度，这样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）杂种植株遗传物质的变化 ①细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和。 ②杂种植株的染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，为异源多倍体。 典型例题 1.下图为植物组织培养流程图，①~③表示相应过程。下列相关叙述正确的是（    ） A．组织培养过程也可无明显过程①，直接形成胚状体结构 B．过程②形成的胚状体可用隔绝空气的材料包裹形成人工种子 C．过程③形成的试管苗经炼苗后需移栽到含有多种植物激素的基质上 D．用同一植株体细胞组织块培养获得的试管苗不会出现变异 【答案】A 【解析】部分植物的组织块（如体细胞胚、花药）在适宜激素配比下，无需经过脱分化形成愈伤组织的过程①，可直接分化形成胚状体，符合组织培养的灵活调控特点，A正确；胚状体包裹形成人工种子时，包裹材料（如海藻酸钠）需具备透气性，保证胚状体的呼吸作用；隔绝空气会导致胚状体缺氧死亡，无法萌发，B错误；过程③形成的试管苗经炼苗后，已具备独立生长能力，移栽基质的核心作用是提供支撑和保水保肥，无需额外添加多种植物激素，植物激素仅在组织培养的培养基中调控脱分化和再分化，C错误；同一植株体细胞培养获得的试管苗虽为无性繁殖产物，但可能发生基因突变（培养过程中环境因素诱发）或染色体变异，并非绝对不会出现变异，D错误。 2.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添加纤维素酶和果胶酶以去除细胞壁，A错误；步骤②吸取原生质体放入等渗溶液中清洗，否则会导致原生质体吸水涨破，B错误；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，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。 考点二 植物细胞工程的应用 知●识●解●构 知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 1．快速繁殖技术：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。（P39） 2．单倍体育种：可以先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。 （2）作物新品种的培育 项目 单倍体育种 突变体的利用 原理 染色体变异 基因突变 优点 明显缩短育种年限 产生新基因，大幅度改良某些性状 过程 知识点2 细胞产物的工厂化生产 1．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。 2.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(如酚类、萜类和含氮化合物等)，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。 【提醒】（1）快速繁殖(微型繁殖)技术不仅可以高效、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。 （2）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。 （3）单倍体育种先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，再诱导染色体加倍，当年便可培育出遗传性状相对稳定的优良品种，极大地缩短了育种年限。 （4）利用植物细胞工程，可以快速繁殖优良品种、培育作物新品种、进行作物脱毒和细胞产物的工厂化生产等，有效提高生产效率。 即●时●演●练 回归教材·易错辨析 判断以下表述是否正确： (1)获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养。（ ✔ ） (2)植物快速繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。（ ✔ ） (3)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。（ ✘ ） 提示：微型繁殖是指快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,而扦插、嫁接、压条不属于植物组织培养技术。 (4)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。（ ✘ ） 提示：单倍体育种原理是染色体数目变异，突变体培育的原理是基因突变 (5)初生代谢和次生代谢在生物整个的生命过程中始终进行。（ ✘ ） 提示：初生代谢在整个生命过程中始终进行，但次生代谢并非如此。 考向01 植物繁殖新途径和作物新品种的培育 1.马铃薯普通栽培种是同源四倍体，这使得马铃薯的杂交育种变得十分困难。若要通过二倍体马铃薯杂交来改良品种，则必须破解马铃薯单倍体、二倍体和四倍体的基因组，实现难度同样很大。但植物细胞工程技术为马铃薯育种提供了可行的育种方案。下列相关植物细胞工程的说法，不合理的是(　　) A．利用组织培养可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖 B．利用茎尖分生组织培育脱毒苗，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，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，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，获得有用的突变体 【答案】B 【解析】利用茎尖分生组织培育脱毒苗是因为茎尖分生组织细胞中病毒极少甚至无病毒，而不是因为其含有抗病毒基因，所以，此方法不能使植株具备抗病毒的能力，B错误。 2.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，在快速繁殖、作物脱毒及提高作物产量等方面有广泛应用。下列叙述错误的是(　　) A．植物组织培养技术可以实现人参皂苷、紫杉醇等细胞产物的工厂化生产 B．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病的新品种 C．杂种细胞再生细胞壁时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行 D．植物体细胞杂交技术能克服生物远缘杂交不亲和的障碍 【答案】B 【解析】利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，A正确；利用植物组织培养技术培养脱毒苗，不能获得抗病的新品种，B错误；杂种细胞再生细胞壁时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行，以免细胞过度吸水或失水，C正确；植物体细胞杂交技术最大的优点就是克服生物远缘杂交不亲和的障碍，D正确。 考向02 细胞产物的工厂化生产 1．紫杉醇具有良好的抗癌作用。科研人员用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中进行细胞悬浮培养，以获得更多紫杉醇。下列叙述错误的是(　　) A．诱导愈伤组织需要考虑外植体的取材部位、培养基组成和激素种类等 B．由愈伤组织得到悬浮细胞可以使用纤维素酶和果胶酶进行处理 C．使用液体培养基并振荡有利于细胞获取氧气和营养物质，促进细胞生长 D．利用植物细胞培养技术获得初生代谢物紫杉醇能避免大量破坏野生红豆杉种群 【答案】D 【解析】幼嫩组织细胞分化程度低，容易诱导脱分化，故植物组织培养的外植体常取自幼嫩组织，诱导愈伤组织的培养基常为MS培养基，培养基中需加入生长素和细胞分裂素，A正确；使用纤维素酶和果胶酶进行处理，可使愈伤组织分散得到悬浮细胞，B正确；使用液体培养基并振荡可增大溶氧量，且使细胞与营养物质易接触，利于细胞的生长和增殖，C正确；紫杉醇属于次生代谢物，D错误。 2.现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是(　　) A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株 B．将乙植物耐盐基因导入甲植物的体细胞中，可培育出所需植株 C．两种植物杂交后，得到的子代再利用单倍体育种，可较快获得所需植株 D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株 【答案】C 【解析】利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的四倍体杂种植株，A正确；将乙植物耐盐基因导入甲植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需植株，B正确；甲、乙为不同物种，二者之间存在生殖隔离，一般不能杂交，即使能杂交，形成的后代也是不可育的，C错误；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，培育出符合要求的四倍体纯种植株，D正确。 真题溯源·考向感知 ——溯源真题逻辑，感知高考考向 题组一 情景设定： 植物组织培养实例 知识溯源：植物组织培养的原理和过程 1.（2026·陕晋青宁卷·高考真题） 研究人员将调控根尖干细胞微环境的P、W基因过表达系统导入某植物根尖外植体，在无外源激素条件下诱导外植体形成胚状体，并最终发育为完整植株。下列叙述正确的是（　　） A. P、W基因过表达诱导组织形成新植株需经历细胞分化 B. 将流水充分冲洗后的外植体用无菌水反复冲洗进行灭菌 C. 使用无激素培养基时不涉及激素对植物分化的调节作用 D. 导入P、W基因过表达系统使根尖细胞具备了全能性 【答案】A 【解析】外植体诱导形成胚状体并发育为完整植株的过程，需要经过脱分化和再分化阶段，再分化的本质就是细胞的选择性分化，形成不同的组织和器官，因此该过程必然经历细胞分化，A正确；外植体不能灭菌，流水冲洗、无菌水冲洗仅为外植体消毒的部分操作，且外植体消毒还需酒精、次氯酸钠等消毒剂处理，B错误；无外源激素的培养基中，植物细胞自身可合成内源激素，仍会通过内源激素调节细胞分化过程，C错误；植物体细胞本身就具有全能性（全能性的基础是细胞含有该物种全套遗传物质），导入P、W基因过表达系统只是促进了细胞全能性的表达，D错误。 2.（2026·云南·高考真题） 菊花的组织培养实现了从茎段到植株的转变。下列说法正确的是（　　） A. 培养基、玻璃器皿和金属器具需进行干热灭菌 B. 诱导愈伤组织的培养基中，生长素与细胞分裂素的质量比大于1 C. 外植体茎段先脱分化形成愈伤组织，再诱导生芽 D. 愈伤组织后续分化培养过程一般不需要光照 【答案】C 【解析】培养基需用高压蒸汽灭菌，干热灭菌会破坏培养基的营养成分、导致水分流失，仅玻璃器皿、金属器具可采用干热灭菌，A错误；诱导愈伤组织时，生长素与细胞分裂素的比值适中，当二者比值大于1时更有利于诱导生根，而非愈伤组织形成，B错误；植物组织培养过程中，外植体茎段首先经脱分化形成愈伤组织，调整培养基激素比例后可诱导愈伤组织分化生芽，C正确；愈伤组织诱导阶段一般不需要光照，但后续再分化（分化）培养时需要光照，用于诱导叶绿素合成，满足植株光合作用需求，D错误。 题组二 情景设定：杂种植株培育 知识溯源：植物体细胞杂交技术的原理和过程 3.（2026·河北·高考真题） 植物细胞工程技术可用于马铃薯育种，下列分析错误的是（ ） A. 将融合的原生质体在细胞壁形成前转到固体培养基上，以诱导愈伤组织 B. 用优良栽培品种与抗青枯病野生种进行体细胞杂交，以获得抗病新材料 C. 采集四倍体植株的花粉进行组织培养，以获得单倍体植株 D. 利用茎尖进行组织培养，以培育脱毒苗 【答案】A 【解析】融合的原生质体需要先再生出细胞壁，完成细胞融合的标志后，再转到固体培养基上诱导脱分化形成愈伤组织，细胞壁形成前转移无法正常诱导愈伤组织，A错误；体细胞杂交技术可克服远缘杂交不亲和的障碍，将优良栽培品种和抗病野生种的体细胞融合，可培育出同时具备两种优良性状的抗病新材料，B正确；单倍体是由配子直接发育而来的个体，花粉是植物的雄配子，无论亲本是几倍体，经花粉组织培养得到的植株都是单倍体，C正确；植物茎尖分生区细胞分裂旺盛，几乎不含病毒，利用茎尖进行组织培养可获得脱毒苗，D正确。 4.（2024·湖北·高考真题）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中酶处理的时间存在差异，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】利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁时，可能因植物细胞壁结构差异而调整酶处理的时间，A正确；灭活的仙台病毒用于诱导动物细胞融合，B错误；植物组织培养过程中的脱分化(④)和再分化(⑤)过程均需要添加生长素和细胞分裂素，但两过程中两种激素比例不同，C正确；分析植物丙的染色体，若植物丙的染色体数目是植物甲、乙的染色体数目之和，则表明其为杂种植株，D正确。 题组三 情景设定： 植物细胞工程的应用实例 知识溯源：植物细胞工程的原理和过程 5.（2026·山东·高考真题）利用微型繁殖技术扩繁某种兰花时，待愈伤组织诱导出芽后，将芽转入增殖培养基进行扩增培养，以诱导芽的数量增加。下列说法正确的是（　　） A. 扩增培养期间不需要光照 B. 接种时应将芽的形态学上端插入培养基 C. 诱导出的芽在转入增殖培养基时，必须对芽进行消毒处理 D. 为获得试管苗，还需将芽转接到诱导生根的培养基上培养 【答案】D 【解析】扩增培养是芽的增殖培养阶段，属于再分化过程，需要光照以利于叶绿素合成和光合作用进行，A错误；接种时应将芽的形态学下端插入培养基，便于吸收营养物质，同时符合生长素极性运输的特点，利于生长，B错误；诱导出的芽是无菌环境下培养获得的，转入增殖培养基时仅需无菌操作即可，再次消毒会杀伤芽细胞，C错误；当前仅诱导获得了芽，要得到完整试管苗，还需要将芽转接到生长素比例相对较高的生根培养基中，诱导根的分化，D正确。 6.（2026·河南·高考真题） 植物细胞工程在生产实践中有着广泛的应用，技术选择的决策流程如图所示。甲、乙、丙、丁所代表的最适技术依次为（　　） A. 植物细胞培养、快速繁殖、杂交+单倍体育种、体细胞杂交 B. 快速繁殖、植物细胞培养、体细胞杂交、杂交+单倍体育种 C. 快速繁殖、杂交+单倍体育种、植物细胞培养、体细胞杂交 D. 植物细胞培养、体细胞杂交、快速繁殖、杂交+单倍体育种 【答案】A 【解析】甲对应获取代谢物的生产目标，植物细胞培养可通过体外培养植物细胞提取次生代谢产物；乙对应优良性状仅来自单株的植株获取需求，快速繁殖属于无性繁殖，可保持单株优良性状，短时间获得大量遗传特性一致的植株；丙对应优良性状来自亲缘关系近的不同植株，可先通过杂交集中优良性状，再结合单倍体育种快速获得纯合可稳定遗传的品种；丁对应亲本亲缘关系远的情况，体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，获得整合两个亲本优良性状的杂种植株，B、C、D错误，A正确。 7.（2026·北京·高考真题）单倍体育种是植物育种的一种有效途径。利用花药离体培养可获得单倍体植株，染色体加倍后获得纯合二倍体。下列叙述正确的是（ ） A. 可以用根尖代替花药作为外植体 B. 愈伤组织形成植株是脱分化过程 C. 用细胞分裂素处理使染色体加倍 D. 单倍体育种可以缩短育种年限 【答案】D 【解析】单倍体育种需要获取配子发育而来的单倍体个体，根尖是体细胞，作为外植体培养得到的植株与原植株染色体倍性一致，无法获得单倍体，不能代替花药，A错误；植物组织培养中，外植体形成愈伤组织是脱分化过程，愈伤组织形成植株是再分化过程，B错误；细胞分裂素的作用是促进细胞分裂、诱导芽的分化，无法使染色体加倍，通常用秋水仙素或低温处理诱导染色体加倍，C错误；单倍体育种经染色体加倍后直接获得纯合子，自交后代不发生性状分离，可明显缩短育种年限，D正确。 情境探究·素养拓展 ——深挖素材脉络，规范长句作答 1.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 。 （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 种融合细胞，符合要求的杂种细胞是 。 （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 个染色体组，是 倍体。 答案：（1）细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 （2）3 甲和乙融合 （3）4 四 2.紫草宁是紫草等植物根中富含的一种次生代谢物，具有抗菌、消炎、抗肿瘤等多种药理活性，也可用作染料。由于野生紫草资源稀缺，生长缓慢，人们尝试利用植物细胞工程技术来工厂化生产紫草宁。 (1)次生代谢物是一类______________（填“小分子无机物”“大分子有机物”或“小分子有机物”）。 (2)利用植物细胞培养技术获取紫草宁，需要先将外植体接种到适宜的培养基上，通过______________过程形成愈伤组织。与从植株根系直接提取相比，利用该技术生产紫草宁的优势有__________________________ ______________________________________________________________________________（答出2点即可）。 (3)利用植物体细胞杂交技术将新疆紫草与另一种紫草科植物进行融合，以期获得融合型活性成分。在进行体细胞杂交前先用____________________去除两者细胞壁，获得原生质体。人工诱导原生质体融合的方法有______________________________________________________________（答出2种方法）。最终将融合的杂种细胞培育成杂种植株。与传统杂交相比，体细胞杂交技术的突出优势是______________________ _________________________________________________________。 【答案】(1) 小分子有机物 (2) 脱分化 不占用耕地；不受季节、气候限制；生产周期短；可工厂化大量生产；保护野生资源；对社会、经济、环保具有重要意义（答出任意2点即可） (3) 纤维素酶和果胶酶 电融合法、离心法、聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法 打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种（克服远缘杂交不亲和的障碍） 【解析】（1）次生代谢物是一类小分子有机物，如酚类、萜类和含氮化合物等。 （2）外植体经过脱分化形成愈伤组织。它不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义，因此可以在一定程度上保护野生资源，且植物细胞培养生产周期短；并可工厂化大量生产。 （3）细胞壁成分是纤维素和果胶，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。诱导植物原生质体融合的方法有：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。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。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $