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第55讲　植物细胞工程
一、选择题
1.（2025·广东深圳一模）某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是（　　）
A.取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少
B.外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施
C.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
D.“接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基
2.（2025·福建石狮检测）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物。某研究小组拟采用植物体细胞杂交技术培育同时含有甲、乙药用成分的新型药用植物。下列有关分析错误的是（　　）
A.需用纤维素酶和果胶酶除去甲、乙叶肉细胞的细胞壁 B.杂种细胞形成的标志是融合后再生出新的细胞壁
C.杂种细胞经再分化培养可形成杂种植株 D.形成的杂种植株属于异源四倍体
3.（2025·吉林高考适应性考试）《本草纲目》记载，樱桃具有利脾、止泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列叙述错误的是（　　）
A.应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B.可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C.富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D.应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢物槲皮素
4.（2025·江苏南通模拟）花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是（　　）
A.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70％酒精中浸泡30 min
B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
5.（2025·重庆教育联盟高三开学考）如图为利用杂合二倍体柑橘A培育柑橘新品种的主要流程，下列说法不正确的是（　　）
A.获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养，②过程获得的植株遗传基因不一定相同
B.③过程可以用灭活病毒诱导法，杂种细胞再经诱导可培养成愈伤组织
C.①过程常利用的酶是纤维素酶和果胶酶，形成的原生质体置于等渗溶液中待用
D.从杂种细胞到三倍体植株需要经过脱分化和再分化，同时该过程需要更换培养基
6.（2025·山东临沂高三模拟）紫花苜蓿是常用的豆科牧草，但易使家畜患鼓胀病；百脉根富含物质X，X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合，抑制鼓胀病的发生。为培育抗鼓胀病的新品种，科学家以紫花苜蓿和百脉根为材料进行了实验，主要流程如下图所示。下列叙述正确的是（　　）
A.①过程用到纤维素酶和果胶酶，该过程利用的生物技术原理是植物细胞的全能性
B.为确保最终得到的F植株为杂种植株，可对②过程形成的C进行筛选和鉴定
C.③过程中C的高尔基体活动性增强，D的形成是植物体细胞杂交完成的标志
D.④过程需进行光照处理，将细胞培养至E阶段即可研究物质X的作用
7.（2025·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
8.（2025·江苏盐城模拟预测）辣椒的辣椒素是食品调味料的重要成分之一，辣椒素可通过下图途径获得，下列叙述错误的是（　　）
A.①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗
B.图中所示的愈伤组织是未分化的无固定形态的薄壁组织团块，具备较强的分裂分化能力
C.若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离，则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁
D.在脱分化过程中一般不需要光照，在再分化过程中光照可诱导植物形态建成
9.（2025·湖南衡阳模拟预测）三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”。研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到杂种细胞，并实现有效成分的工厂化生产，操作如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A.①过程可利用盐酸和酒精混合液（1∶1）配制的解离液来完成
B.②过程通常在低渗溶液中采用PEG融合法诱导原生质体融合
C.杂种细胞形成愈伤组织的过程中，其特有功能丧失，但结构不变
D.④过程愈伤组织细胞培养使用的是液体培养基，且需要湿热灭菌
二、非选择题
10.（2025·河北保定模拟）二倍体玉米是主要的经济作物。如图为科研人员以杂合亲本植株为材料进行的A、B、C、D四种人工繁殖过程。
请据图回答下列问题：
（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是　　　　　　　　，该技术除用于植物的微型繁殖外，还能用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （答出一点即可）。
（2）某同学取图中A过程所示的薄壁细胞制成临时装片进行观察，可观察到后期细胞中染色体组数为　　　　。B过程中①需经过的生理过程有　　　　　　　　。C过程为诱导植物生根，所用的激素及比例为　　　　　　。
（3）D过程中②表示原生质体融合，其原理是　　　　　　　　　　　。科学家利用D过程培育出了白菜—甘蓝，此技术与杂交育种相比具有的优点是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）图中　　　　过程获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。
第55讲　植物细胞工程
1.D　培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例，及时更换培养基，否则会导致外植体死亡，D错误。
2.C　杂种细胞经脱分化和再分化培养可形成杂种植株，C错误。
3.D　植物微型繁殖技术具有高效、快速的特点，因此可以利用该技术获得大量樱桃脱毒苗，A正确；植物微型繁殖技术中，可选用植物幼嫩的芽原基和叶原基作外植体，B正确；色氨酸是合成生长素的原料，因此富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素，C正确；应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢物槲皮素，D错误。
4.C　为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为70％的酒精中浸泡30 s，A错误；过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培养基中细胞分裂素和生长素的比例适中，B错误；进行过程③的愈伤组织经过了秋水仙素的处理，故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体，C正确；经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株，故幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素，D错误。
5.B　柑橘C通过单倍体育种获得，获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养，由于柑橘A产生的花粉的基因型不同，则通过②过程（染色体数目加倍）形成的柑橘C基因型不都相同，A正确；③过程可以用高Ca2＋—高pH融合法、电融合法、离心法等，灭活病毒诱导法只适用于动物细胞融合，不适用于植物细胞融合，杂种细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B错误；由于原生质体没有细胞壁，因此应置于等渗溶液中待用，避免细胞吸水涨破，C正确；融合后得到杂种细胞需要再经过诱导（脱分化）形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株（三倍体植株），为防止细胞团老化、营养物质不足、代谢物积累等影响培养物生长，需要将培养物转移至新鲜培养基中继续培养，D正确。
6.B　①是制备原生质体的过程，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，故过程①需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，其原理是酶的专一性，A错误；②形成的细胞类型可能有紫花苜蓿—紫花苜蓿型、百脉根—百脉根型、紫花苜蓿—百脉根型等，为确保最终得到的F植株为新品种，可对②过程形成的C进行初步的筛选和鉴定，B正确；③是筛选出杂种细胞的过程，该过程中由于要形成新的细胞壁，故高尔基体的活动增强，植物体细胞杂交完成的标志是形成新植株，而非图中的D形成，C错误；④过程是脱分化过程，该过程需要避光处理，D错误。
7.C　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；用液体培养基培养固定在一定空间内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。
8.C　①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗，A正确；愈伤组织是一团没有特定结构和功能，排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。愈伤组织是由外植体脱分化形成，它要经过再分化形成植物个体，因此愈伤组织是未分化的，具有分裂分化能力，B正确；盐酸会杀死细胞，不能用盐酸分离细胞，C错误；在脱分化过程中一般不需要光照，利于形成愈伤组织，再分化过程中光可诱导叶绿素的合成，可诱导植物形态建成，D正确。
9.D　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精混合液（1∶1）配制的解离液会杀死细胞，A错误；过程②通常在等渗或略高渗溶液中，不能用低渗溶液，不然原生质体会吸水涨破；可以采用化学法（PEG融合法）或物理法诱导原生质体融合，B错误；植物细胞的脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞——愈伤组织的过程，因此杂种细胞形成愈伤组织的过程中，其特有功能丧失，结构也发生改变，C错误；④过程愈伤组织细胞培养使用的是液体培养基，且需要湿热灭菌，如高压蒸汽灭菌，D正确。
10.（1）植物组织培养　培育脱毒植株　（2）2　脱分化和再分化　培养基中细胞分裂素含量低于生长素含量　（3）细胞膜的流动性　打破生殖隔离，实现远缘杂交育种　（4）B、C
解析：（1）图中的四种人工繁殖过程都用到了植物组织培养技术。该技术用途很广，包括微型繁殖、培育脱毒植株、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等。（2）A过程得到的是单倍体植株，在有丝分裂后期细胞中具有2个染色体组。B过程中①为植物组织培养过程，外植体需经过脱分化和再分化过程才能形成胚状体。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，C过程为诱导生根，培养基中细胞分裂素含量应低于生长素含量。（3）D过程中②表示原生质体融合，其原理是细胞膜的流动性。D过程为植物体细胞杂交技术，与杂交育种相比，其优点是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。（4）B、C过程均通过获取体细胞进行植物组织培养，获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。
3 / 3第55讲　植物细胞工程
课程标准
1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程。
2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，继而培育成新植物体的技术。
3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种方式有效提高了生产效率。
考点一　植物组织培养技术
1.细胞工程的概念
2.植物组织培养技术
（1）概念：将　　　　　　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）原理：植物细胞的全能性。
（3）基本过程（如菊花的组织培养）
提醒 ①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。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，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。
③接种时注意外植体的方向，不要倒插。
（4）植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
比值高 有利于　　 　、抑制　　 　
比值低 有利于　　 　、抑制　　 　
比值适中 促进　　　　　　的形成
简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
注：表中比值为同时使用这两类激素时，两者用量的比例。
1.（选择性必修3 P34正文）棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全能性。（　　）
2.（选择性必修3 P35探究·实践）植物组织培养必须将外植体培养在天然培养基上诱导产生完整个体。（　　）
3.（选择性必修3 P36探究·实践）外植体用酒精消毒后，需要用清水冲洗后再用次氯酸钠溶液进行消毒处理。（　　）
4.（选择性必修3 P35探究·实践）愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。（　　）
5.（选择性必修3 P35探究·实践）无论脱分化还是再分化，过程中均需提供光照。（　　）
6.（选择性必修3 P35探究·实践）培养基添加生长素和细胞分裂素后，愈伤组织一定能发育成完整的植株。（　　）
1.（2025·广东江门高三一模）“不是花中偏爱菊，此花开尽更无花”，菊花因高洁的品质备受人们喜爱。为实现菊花的快速繁殖，研究人员利用其外植体培养出大量幼苗，下列属于该培养过程必需条件的是（　　）
A.外植体细胞具有完整的细胞核
B.外植体需经过彻底灭菌处理
C.外植体需用酶分散成单个细胞
D.外植体细胞处于未分化状态
2.（2024·江苏南通高三模拟）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应在珍珠岩环境中添加适量蔗糖，为幼苗生长提供碳源
考点二　植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用
1.植物体细胞杂交技术
（1）概念与原理
（2）操作过程
（3）意义：打破　　　　　　，实现　　　　　　　　，培育植物新品种等。
提醒 “番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所设想的那样，地上长番茄、地下结马铃薯。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。
2.植物细胞工程的应用
（1）植物繁殖的新途径
提醒 脱毒苗≠抗毒苗。脱毒苗只是体内不含有病毒，而抗毒苗是可以抵抗病毒的侵染。
（2）作物新品种的培育
提醒 ①花药培养≠花粉培养。在一个典型的花药中，细胞根据染色体倍性可以分为两大类：一类是单倍体的细胞（如花粉），另一类是二倍体的细胞（如花药壁细胞等）。因此，理论上通过花药培养的细胞包含单倍体和二倍体。
②植物组织培养过程中需培养到愈伤组织才能诱变处理获得突变体的原因是：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
（3）细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物
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。在该过程中产生的一类小分子有机化合物就是次生代谢物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
②方法：植物细胞培养
【教材拾遗】 （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；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。
1.（选择性必修3 P38图2－4）再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合成功的标志。（　　）
2.（选择性必修3 P38拓展应用）“番茄—马铃薯”杂种植株已经实现地上结番茄，地下长马铃薯。（　　）
3.（选择性必修3 P40正文）利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒的新物种。（　　）
4.（选择性必修3 P41正文）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.（选择性必修3 P41相关信息）初生代谢和次生代谢在整个的生命过程中始终进行。（　　）
1.（2025·辽宁沈阳模拟）科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗动物鼓胀病的新型牧草，研究主要流程如图。下列说法正确的是（　　）
注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的功能。
A.用酶解法获得原生质体，需控制处理时间，以免酶破坏细胞膜
B.②过程需要利用选择培养基筛选出杂种愈伤组织
C.③过程可利用高Ca2＋—高pH、灭活的病毒或植物激素进行诱导
D.图示技术打破了生殖隔离，再生植株发生了染色体变异
2.（2025·山东日照期末）超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是（　　）
A.选用茎尖培养获得脱毒苗的原因是该部位细胞病毒少，甚至无病毒
B.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性
C.与传统茎尖培养脱毒相比，该方法取材不受茎尖长度的限制
D.培养的脱毒苗不需要进行病毒检测，即可进行扩大繁殖
3.（2025·北京海淀模拟）自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析错误的是（　　）
A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B.从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数
C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数为120
D.通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
题后归纳
植物体细胞杂交和有性杂交的比较
1.（2024·江苏高考13题）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
2.（2024·甘肃高考15题）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
3.（2024·湖北高考11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
4.（2023·山东高考14题）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
5.（2024·山东高考20题改编）下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（　　）
A.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
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.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
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
溯源教材
（1）细胞壁阻碍着细胞间的杂交。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这层细胞壁。 （见选择性必修3 P37正文）
（2）原生质体融合后得到的杂种细胞，再生出细胞壁，经过诱导可形成愈伤组织。（见选择性必修3 P37～38正文、图2－4）
（3）原生质体融合包括细胞质融合和细胞核融合两个过程。（见选择性必修3 P38图2－4）
（4）植物组织培养技术可以高效、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。（见选择性必修3 P39正文）
　（1）植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源。 （2023·浙江1月选考）（　　）
（2）宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体。 （2022·辽宁高考）（　　）
（3）植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。 （2022·浙江6月选考）（　　）
（4）提高生长素和细胞分裂素的比值，可促进愈伤组织形成丛生芽。 （2024·浙江1月选考）（　　）
（5）原生质体制备时需用纤维素酶和果胶酶。 （2024·北京高考）（　　）
（6）选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗。 （2024·福建高考）（　　）
（7）悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团。 （2024·黑吉辽高考）（　　）
第55讲　植物细胞工程
【破考点·抓必备】
考点一
知识梳理夯基
2.（1）离体　（2）激素　温度和pH　（3）薄壁组织团块　次氯酸钠　（4）根的分化　芽的形成　芽的分化　根的形成　愈伤组织
概念检测
1.√
2.×　提示：植物组织培养是在人工配制的培养基上进行的，培养基需要种类齐全、比例合适的营养物质和一定的植物激素。
3.×　4.×
5.×　提示：在脱分化阶段一般需要避光处理，再分化阶段需要光照处理。
6.×
典题演练应用
1.A　细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息库，含有该种植物完整的遗传信息，故将菊花细胞培养成幼苗过程中外植体细胞必须具有完整的细胞核，A符合题意；植物组织培养过程中，为防止杂菌污染，外植体需进行消毒处理，B不符合题意；植物组织培养过程中外植体无需用酶分散成单个细胞，C不符合题意；植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程是外植体脱分化形成愈伤组织，再分化形成新植株，故外植体细胞无需处于未分化状态，D不符合题意。
2.B　过程①选取的叶片应该在70％的酒精中浸泡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/细胞分裂素的比值高有利于根的分化、抑制芽的形成，生长素/细胞分裂素的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蛭石或珍珠岩环境中，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，不需要在珍珠岩中添加适量蔗糖作为碳源，D错误。
考点二
知识梳理夯基
1.（1）杂种细胞　流动性　全能性　（2）电融合　聚乙二醇（PEG）融合　（3）生殖隔离　远缘杂交育种
2.（1）保持优良品种的遗传特性　分生区　（2） 染色体变异　 单倍体植珠　 纯合二倍体　 稳定遗传　 育种的年限　基因突变　新基因　（3）②细胞增殖
概念检测
1.√　2.×
3.×　提示：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，不能获得抗病毒的新物种。
4.×　提示：基因突变是不定向的，故利用组织培养技术产生突变体，还需要进行筛选，才能培育出具有优良性状的新品种。
5.×
典题演练应用
1.D　细胞壁成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶获得原生质体，细胞膜无纤维素和果胶，由于酶具有专一性，不会破坏细胞膜，A错误；②过程是脱分化形成愈伤组织，不需要选择培养基筛选，B错误；植物愈伤组织形成再生植株不能使用高Ca2＋—高pH和灭活的病毒诱导，C错误；图示技术是植物体细胞杂交技术，该技术可克服远缘杂交不亲和的障碍，使远缘杂交成为可能，其原理是染色体变异，D正确。
2.D　选用茎尖培养获得脱毒苗的原因是该部位病毒极少，甚至无病毒，A正确；茎尖分生组织细胞具有分裂能力，细胞较小、细胞质浓度大、液泡小，没有成熟液泡，这些细胞由于含自由水少则不易形成冰晶，B正确；传统茎尖培养脱毒苗，通常以带1～3个幼叶原基的茎尖作外植体，茎尖的长度约为0.3～0.5 mm，而采用超低温冷冻脱毒法获得脱毒苗可以选取2 mm长度的茎尖，取材不受茎尖长度的限制，C正确；茎尖分生组织细胞的病毒极少，甚至无病毒，利用作物脱毒技术繁育的脱毒苗可能不带病毒，因此需要进行病毒检测后才能进行扩大繁殖，D错误。
3.C　原球茎经脱分化和再分化发育成试管苗，此过程需要不断调整培养基中生长素和细胞分裂素的比例，A正确；有丝分裂中期，染色体形态稳定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期，B正确；春剑配子的染色体数为20，绿宝石配子的染色体数为40，春剑和绿宝石杂交，获得的杂种胚染色体数为60，杂种胚增殖分化过程中，遗传物质不变，所得杂交兰植株的体细胞染色体数为60，C错误；通过植物组织培养技术进行植物繁育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是植物组织培养过程中遗传物质不变，通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致，D正确。
【研真题·扣教材】
1.C　酶具有专一性，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，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。
2.D　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。
3.B　过程①中酶处理的时间不同，可能是由两种亲本的细胞壁结构有差异造成的，A正确；诱导原生质体融合的方法有高Ca2＋—高pH融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法等，诱导动物细胞融合的特有方法是灭活病毒诱导法，B错误；添加不同浓度和比例的生长素和细胞分裂素能诱导愈伤组织的形成和分化，C正确；可对植物丙的染色体进行分析，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
4.A　可利用植物细胞培养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，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
5.B　愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，不能用胶原蛋白酶去除植物细胞的细胞壁，A错误。融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确。体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误。通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性繁殖，D错误。
真题重组练
　（1）×
（2）×　提示：一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
（3）×　提示：外植体的消毒步骤为流水冲洗→70％酒精消毒30 s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
（4）×　提示：有利于根的分化、抑制芽的形成。
（5）√　（6）√　（7）√
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第55讲　植物细胞工程
高中总复习·生物
课程标准
1. 阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织或细胞等，
培养在人工配制的培养基上，在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并
重新分化，最终形成完整植株的过程。
2. 概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂种细
胞，继而培育成新植物体的技术。
3. 举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢物生产、育种方
式有效提高了生产效率。
1. 破考点·抓必备
2. 研真题·扣教材
3. 验收效·提能力
目录
Contents
01
破考点·抓必备
梳理归纳， 巩固基本知识
考点一　植物组织培养技术
1. 细胞工程的概念
（1）概念：将 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）原理：植物细胞的全能性。
离体　
2. 植物组织培养技术
c
c
（3）基本过程（如菊花的组织培养）
提醒 ①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。
②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，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。
③接种时注意外植体的方向，不要倒插。
（4）植物激素在植物组织培养中的作用
生长素/细胞分裂素 植物细胞的发育方向
比值高 有利于 、抑制
比值低 有利于 、抑制
比值适中 促进 的形成
简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
注：表中比值为同时使用这两类激素时，两者用量的比例。
根的分化　
芽的形成　
芽的分化　
根的形成　
愈伤组织　
1. （选择性必修3 P34正文）棉花根尖细胞经诱导形成幼苗能体现细胞全
能性。 （　√　）
2. （选择性必修3 P35探究·实践）植物组织培养必须将外植体培养在天然
培养基上诱导产生完整个体。 （　×　）
提示：植物组织培养是在人工配制的培养基上进行的，培养基需要种类齐
全、比例合适的营养物质和一定的植物激素。
√
×
3. （选择性必修3 P36探究·实践）外植体用酒精消毒后，需要用清水冲洗
后再用次氯酸钠溶液进行消毒处理。 （　×　）
4. （选择性必修3 P35探究·实践）愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后
形成的。 （　×　）
5. （选择性必修3 P35探究·实践）无论脱分化还是再分化，过程中均需提
供光照。 （　×　）
提示：在脱分化阶段一般需要避光处理，再分化阶段需要光照处理。
6. （选择性必修3 P35探究·实践）培养基添加生长素和细胞分裂素后，愈
伤组织一定能发育成完整的植株。 （　×　）
×
×
×
×
1. （2025·广东江门高三一模）“不是花中偏爱菊，此花开尽更无花”，
菊花因高洁的品质备受人们喜爱。为实现菊花的快速繁殖，研究人员利用
其外植体培养出大量幼苗，下列属于该培养过程必需条件的是（　　）
A. 外植体细胞具有完整的细胞核
B. 外植体需经过彻底灭菌处理
C. 外植体需用酶分散成单个细胞
D. 外植体细胞处于未分化状态
√
解析：　细胞核是遗传和代谢的控制中心，是遗传信息库，含有该种植
物完整的遗传信息，故将菊花细胞培养成幼苗过程中外植体细胞必须具有
完整的细胞核，A符合题意；植物组织培养过程中，为防止杂菌污染，外
植体需进行消毒处理，B不符合题意；植物组织培养过程中外植体无需用
酶分散成单个细胞，C不符合题意；植物组织培养的原理是植物细胞具有
全能性，其具体过程是外植体脱分化形成愈伤组织，再分化形成新植株，
故外植体细胞无需处于未分化状态，D不符合题意。
2. （2024·江苏南通高三模拟）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应在珍珠岩环境中添加适量蔗糖，为幼苗生长提供碳源
√
解析：　过程①选取的叶片应该在70％的酒精中浸泡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/细胞分裂素的比值高有利于
根的分化、抑制芽的形成，生长素/细胞分裂素的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蛭石或珍珠岩环
境中，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，不需要在珍珠岩中添加适量蔗糖作为碳源，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
1. 植物体细胞杂交技术
（1）概念与原理
c
c
c
（2）操作过程
c
c
（3）意义：打破 ，实现 ，培育植物新品
种等。
提醒 “番茄—马铃薯”超级杂种植株没有如科学家所设想的那样，地上长
番茄、地下结马铃薯。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。
生殖隔离　
远缘杂交育种　
2. 植物细胞工程的应用
（1）植物繁殖的新途径
c
c
提醒 脱毒苗≠抗毒苗。脱毒苗只是体内不含有病毒，而抗毒苗是可以抵抗
病毒的侵染。
（2）作物新品种的培育
c
c
c
c
c
c
c
提醒 ①花药培养≠花粉培养。在一个典型的花药中，细胞根据染色体倍性
可以分为两大类：一类是单倍体的细胞（如花粉），另一类是二倍体的细
胞（如花药壁细胞等）。因此，理论上通过花药培养的细胞包含单倍体和
二倍体。
②植物组织培养过程中需培养到愈伤组织才能诱变处理获得突变体的原因
是：在植物的组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断增殖的状态，
因此它们容易受到培养条件和诱变因素的影响而产生突变。
（3）细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物
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。在该过程中产生的一类小分子有机化合物就
是次生代谢物，如酚类、萜类和含氮化合物等。
②方法：植物细胞培养
c
【教材拾遗】 （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；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。
1. （选择性必修3 P38图2－4）再生出细胞壁是植物体细胞原生质体融合
成功的标志。 （　√　）
2. （选择性必修3 P38拓展应用）“番茄—马铃薯”杂种植株已经实现地
上结番茄，地下长马铃薯。 （　×　）
3. （选择性必修3 P40正文）利用组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病毒
的新物种。 （　×　）
提示：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，不能获得抗病毒的新物种。
√
×
×
4. （选择性必修3 P41正文）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。 （　×　）
提示：基因突变是不定向的，故利用组织培养技术产生突变体，还需要进
行筛选，才能培育出具有优良性状的新品种。
5. （选择性必修3 P41相关信息）初生代谢和次生代谢在整个的生命过程
中始终进行。 （　×　）
×
×
1. （2025·辽宁沈阳模拟）科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗动物鼓胀病的新型牧草，研究主要流程如图。下列说法正确的是（　　）
注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的功能。
A. 用酶解法获得原生质体，需控制处理时间，以免酶破坏细胞膜
B. ②过程需要利用选择培养基筛选出杂种愈伤组织
C. ③过程可利用高Ca2＋—高pH、灭活的病毒或植物激素进行诱导
D. 图示技术打破了生殖隔离，再生植株发生了染色体变异
√
解析：　细胞壁成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶获得原生质
体，细胞膜无纤维素和果胶，由于酶具有专一性，不会破坏细胞膜，A错
误；②过程是脱分化形成愈伤组织，不需要选择培养基筛选，B错误；植
物愈伤组织形成再生植株不能使用高Ca2＋—高pH和灭活的病毒诱导，C错
误；图示技术是植物体细胞杂交技术，该技术可克服远缘杂交不亲和的障
碍，使远缘杂交成为可能，其原理是染色体变异，D正确。
2.（2025·山东日照期末）超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏，再用组织培养技术获得脱毒植株的方法。以马铃薯茎尖为材料，采用超低温冷冻脱毒法可获得脱毒苗。下列叙述错误的是（　　）
A.选用茎尖培养获得脱毒苗的原因是该部位细胞病毒少，甚至无病毒
B.该技术利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶的特性
C.与传统茎尖培养脱毒相比，该方法取材不受茎尖长度的限制
D.培养的脱毒苗不需要进行病毒检测，即可进行扩大繁殖
√
解析：　选用茎尖培养获得脱毒苗的原因是该部位病毒极少，甚至无病毒，A正确；茎尖分生组织细胞具有分裂能力，细胞较小、细胞质浓度大、液泡小，没有成熟液泡，这些细胞由于含自由水少则不易形成冰晶，B正确；传统茎尖培养脱毒苗，通常以带1～3个幼叶原基的茎尖作外植体，茎尖的长度约为0.3～0.5 mm，而采用超低温冷冻脱毒法获得脱毒苗可以选取2 mm长度的茎尖，取材不受茎尖长度的限制，C正确；茎尖分生组织细胞的病毒极少，甚至无病毒，利用作物脱毒技术繁育的脱毒苗可能不带病毒，因此需要进行病毒检测后才能进行扩大繁殖，D错误。
3. （2025·北京海淀模拟）自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员
用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交，获得大量优质杂交兰，
并对其进行染色体观察与计数，培育过程如图。下列分析错误的是（　　）
A. 调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B. 从杂交兰组织中选择有丝分裂中期的细胞观察染色体并计数
C. 所得杂交兰植株的体细胞染色体数为120
D. 通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
√
解析： 　原球茎经脱分化和再分化发育成试管苗，此过程需要不断调整
培养基中生长素和细胞分裂素的比例，A正确；有丝分裂中期，染色体形
态稳定，数目清晰，是观察染色体的最佳时期，B正确；春剑配子的染色
体数为20，绿宝石配子的染色体数为40，春剑和绿宝石杂交，获得的杂种
胚染色体数为60，杂种胚增殖分化过程中，遗传物质不变，所得杂交兰植
株的体细胞染色体数为60，C错误；通过植物组织培养技术进行植物繁
育，可以很好地保持亲本的优良性状，原因是植物组织培养过程中遗传物
质不变，通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一
致，D正确。
题后归纳
植物体细胞杂交和有性杂交的比较
02
研真题·扣教材
探究分析， 培养核心技能
1. （2024·江苏高考13题）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
√
解析：　酶具有专一性，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，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。
2. （2024·甘肃高考15题）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
√
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。
3. （2024·湖北高考11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
√
解析：　过程①中酶处理的时间不同，可能是由两种亲本的细胞壁结构
有差异造成的，A正确；诱导原生质体融合的方法有高Ca2＋—高pH融合
法、聚乙二醇（PEG）融合法、电融合法等，诱导动物细胞融合的特有方
法是灭活病毒诱导法，B错误；添加不同浓度和比例的生长素和细胞分裂
素能诱导愈伤组织的形成和分化，C正确；可对植物丙的染色体进行分
析，来鉴定其是否为杂种植株，D正确。
4. （2023·山东高考14题）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
√
解析：　可利用植物细胞培养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，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，而不是提高单个细胞中次生代
谢物的含量，D错误。
5.（2024·山东高考20题改编）下列关于植物愈伤组织的说法正确的是（　　）
A.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
B.融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C.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
D.通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
√
解析：　愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞壁，不能用胶原蛋白酶去除植物细胞的细胞壁，A错误。融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组织，B正确。体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有一个细胞核，C错误。通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性繁殖，D错误。
溯源教材
（1）细胞壁阻碍着细胞间的杂交。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这层细胞壁。　（见选择性必修3 P37正文）
（2）原生质体融合后得到的杂种细胞，再生出细胞壁，经过诱导可形成
愈伤组织。　（见选择性必修3 P37～38正文、图2－4）
（3）原生质体融合包括细胞质融合和细胞核融合两个过程。　（见选择
性必修3 P38图2－4）
（4）植物组织培养技术可以高效、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。　（见选择性必修3 P39正文）
（1）植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源。　（2023·浙江1月
选考） （　×　）
（2）宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体。　（2022·辽宁高考）
（　×　）
提示：一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。
（3）植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液
消毒。　（2022·浙江6月选考） （　×　）
提示：外植体的消毒步骤为流水冲洗→70％酒精消毒30 s→无菌水清洗2～
3次→次氯酸钠溶液处理30 min→无菌水清洗2～3次。
×
×
×
（4）提高生长素和细胞分裂素的比值，可促进愈伤组织形成丛生芽。　
（2024·浙江1月选考） （　×　）
提示：有利于根的分化、抑制芽的形成。
（5）原生质体制备时需用纤维素酶和果胶酶。　（2024·北京高考）
（　√　）
（6）选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗。　（2024·福建高考）
（　√　）
（7）悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团。　
（2024·黑吉辽高考） （　√　）
×
√
√
√
03
验收效·提能力
跟踪训练，检验学习效果
一、选择题
1. （2025·广东深圳一模）某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其
技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽
培”，下列相关叙述错误的是（　　）
A. 取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少
B. 外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施
C. 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
D. “接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基
√
解析：　培养的不同阶段，对主要营养物质和激素的需求不同，所以培
养过程中要及时调整各种营养物质、激素的比例，及时更换培养基，否则
会导致外植体死亡，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. （2025·福建石狮检测）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植
物。某研究小组拟采用植物体细胞杂交技术培育同时含有甲、乙药用成分
的新型药用植物。下列有关分析错误的是（　　）
A. 需用纤维素酶和果胶酶除去甲、乙叶肉细胞的细胞壁
B. 杂种细胞形成的标志是融合后再生出新的细胞壁
C. 杂种细胞经再分化培养可形成杂种植株
D. 形成的杂种植株属于异源四倍体
解析：　杂种细胞经脱分化和再分化培养可形成杂种植株，C错误。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. （2025·吉林高考适应性考试）《本草纲目》记载，樱桃具有利脾、止
泻的功效。樱桃中的槲皮素等酚类化合物具有抗氧化活性。我国已经利用
组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们食用和药用需要。下列叙述错
误的是（　　）
A. 应用微型繁殖技术可获得大量樱桃脱毒苗
B. 可以选用樱桃幼嫩的芽原基和叶原基作外植体
C. 富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素
D. 应用樱桃细胞培养可工厂化生产初生代谢物槲皮素
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析：　植物微型繁殖技术具有高效、快速的特点，因此可以利用该技
术获得大量樱桃脱毒苗，A正确；植物微型繁殖技术中，可选用植物幼嫩
的芽原基和叶原基作外植体，B正确；色氨酸是合成生长素的原料，因此
富含色氨酸的培养基有利于樱桃幼嫩的芽合成生长素，C正确；应用樱桃
细胞培养可工厂化生产次生代谢物槲皮素，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
4. （2025·江苏南通模拟）花药离体培养是重要的育种手段。如图是某二
倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是（　　）
A. 为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在70％酒精中浸泡30 min
B. 过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化
C. 过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体
D. 过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析：　为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为70％
的酒精中浸泡30 s，A错误；过程②为脱分化形成愈伤组织的过程，所用培
养基中细胞分裂素和生长素的比例适中，B错误；进行过程③的愈伤组织
经过了秋水仙素的处理，故其分化后的植株中可筛选获得纯合的二倍体，
C正确；经炼苗后的幼苗是能进行光合作用且能独立进行代谢的植株，故
幼苗的生长基质中不用添加蔗糖和多种植物激素，D错误。
1
2
3
4
5
6
7
8
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5. （2025·重庆教育联盟高三开学考）如图为利用杂合二倍体柑橘A培育柑
橘新品种的主要流程，下列说法不正确的是（　　）
A. 获得柑橘A单倍体需要进行花药离体培养，②过程获得的植株遗传基因
不一定相同
B. ③过程可以用灭活病毒诱导法，杂种细胞再经诱导可培养成愈伤组织
C. ①过程常利用的酶是纤维素酶和果胶酶，形成的原生质体置于等渗溶液
中待用
D. 从杂种细胞到三倍体植株需要经过脱分化和再分化，同时该过程需要
更换培养基
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解析：　柑橘C通过单倍体育种获得，获得柑橘A单倍体需要进行花药离
体培养，由于柑橘A产生的花粉的基因型不同，则通过②过程（染色体数
目加倍）形成的柑橘C基因型不都相同，A正确；③过程可以用高Ca2＋—
高pH融合法、电融合法、离心法等，灭活病毒诱导法只适用于动物细胞融
合，不适用于植物细胞融合，杂种细胞经脱分化过程可形成愈伤组织，B
错误；由于原生质体没有细胞壁，因此应置于等渗溶液中待用，避免细胞
吸水涨破，C正确；融合后得到杂种细胞需要再经过诱导（脱分化）形成
愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株（三倍体植株），为防止细
胞团老化、营养物质不足、代谢物积累等影响培养物生长，需要将培养物
转移至新鲜培养基中继续培养，D正确。
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6. （2025·山东临沂高三模拟）紫花苜蓿是常用的豆科牧草，但易使家畜
患鼓胀病；百脉根富含物质X，X可与紫花苜蓿中特定蛋白结合，抑制鼓胀
病的发生。为培育抗鼓胀病的新品种，科学家以紫花苜蓿和百脉根为材料
进行了实验，主要流程如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A. ①过程用到纤维素酶和果胶酶，该过程利
用的生物技术原理是植物细胞的全能性
B. 为确保最终得到的F植株为杂种植株，可对②过程形成的C进行筛选和鉴定
C. ③过程中C的高尔基体活动性增强，D的形成是植物体细胞杂交完成的标志
D. ④过程需进行光照处理，将细胞培养至E阶段即可研究物质X的作用
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解析：　①是制备原生质体的过程，由于植物细胞壁的成分主要是纤维
素和果胶，故过程①需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，其原理是酶
的专一性，A错误；②形成的细胞类型可能有紫花苜蓿—紫花苜蓿型、百
脉根—百脉根型、紫花苜蓿—百脉根型等，为确保最终得到的F植株为新
品种，可对②过程形成的C进行初步的筛选和鉴定，B正确；③是筛选出杂
种细胞的过程，该过程中由于要形成新的细胞壁，故高尔基体的活动增
强，植物体细胞杂交完成的标志是形成新植株，而非图中的D形成，C错
误；④过程是脱分化过程，该过程需要避光处理，D错误。
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7. （2025·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
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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；用液体培养基培养固
定在一定空间内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。
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8. （2025·江苏盐城模拟预测）辣椒的
辣椒素是食品调味料的重要成分之一，
辣椒素可通过如图途径获得，下列叙
述错误的是（　　）
A. ①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利
于获得脱毒苗
B. 图中所示的愈伤组织是未分化的无固定形态的薄壁组织团块，具备较强
的分裂分化能力
C. 若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离，则植物细胞继续增殖前需再生
细胞壁
D. 在脱分化过程中一般不需要光照，在再分化过程中光照可诱导植物形
态建成
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解析：　①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗，A正确；愈伤组织是一团没有特定结构和功能，排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。愈伤组织是由外植体脱分化形成，它要经过再分化形成植物个体，因此愈伤组织是未分化的，具有分裂分化能力，B正确；盐酸会杀死细胞，不能用盐酸分离细胞，C错误；在脱分化过程中一般不需要光照，利于形成愈伤组织，再分化过程中光可诱导叶绿素的合成，可诱导植物形态建成，D正确。
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9. （2025·湖南衡阳模拟预测）三白
草和鱼腥草二者因疗效相近且具有
叠加效应常被中医用作“药对”。
研究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到杂种细胞，并实现有效成分的工厂化生产，操作如图所示。下列有关叙述正确的是（　　）
A. ①过程可利用盐酸和酒精混合液（1∶1）配制的解离液来完成
B. ②过程通常在低渗溶液中采用PEG融合法诱导原生质体融合
C. 杂种细胞形成愈伤组织的过程中，其特有功能丧失，但结构不变
D. ④过程愈伤组织细胞培养使用的是液体培养基，且需要湿热灭菌
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解析：　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精混合液（1∶1）配制的解离液会杀死细胞，A错误；过程②通常在等渗或略高渗溶液中，不能用低渗溶液，不然原生质体会吸水涨破；可以采用化学法（PEG融合法）或物理法诱导原生质体融合，B错误；植物细胞的脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞——愈伤组织的过程，因此杂种细胞形成愈伤组织的过程中，其特有功能丧失，结构也发生改变，C错误；④过程愈伤组织细胞培养使用的是液体培养基，且需要湿热灭菌，如高压蒸汽灭菌，D正确。
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二、非选择题
10. （2025·河北保定模拟）二倍体玉米是主要的经济作物。如图为科研人
员以杂合亲本植株为材料进行的A、B、C、D四种人工繁殖过程。
请据图回答下列问题：
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（1）四种人工繁殖过程都用到的植物细胞工程技术是
，该技术除用于植物的微型繁殖外，还能用于 （答
出一点即可）。
解析：图中的四种人工繁殖过程都用到了植物组织培养技术。该技术用途很广，包括微型繁殖、培育脱毒植株、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等。
植物组织培
养
培育脱毒植株
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（2）某同学取图中A过程所示的薄壁细胞制成临时装片进行观察，可观察
到后期细胞中染色体组数为 。B过程中①需经过的生理过程有
。C过程为诱导植物生根，所用的激素及比例为
。
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脱分
化和再分化
培养基中
细胞分裂素含量低于生长素含量
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解析：A过程得到的是单倍体植株，在有丝分裂后期细胞中具有2个染色体组。B过程中①为植物组织培养过程，外植体需经过脱分化和再分化过程才能形成胚状体。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，C过程为诱导生根，培养基中细胞分裂素含量应低于生长素含量。
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（3）D过程中②表示原生质体融合，其原理是 。科学
家利用D过程培育出了白菜—甘蓝，此技术与杂交育种相比具有的优点
是 。
解析： D过程中②表示原生质
体融合，其原理是细胞膜的流动性。
D过程为植物体细胞杂交技术，与杂
交育种相比，其优点是打破生殖隔
离，实现远缘杂交育种。
细胞膜的流动性
打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
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（4）图中 过程获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。
解析：B、C过程均通过获取体细胞进行植物组织培养，获得的子代植株基因型与亲本基因型相同。
B、C
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谢谢观看！

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