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第一节　植物细胞工程
知识点一　植物组织培养技术
1.利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相关叙述不正确的是（　　）
A.组成花瓣的细胞具有全能性
B.花瓣细胞中有个体发育所需的全套遗传物质
C.利用花瓣培育出完整的植株的过程涉及细胞分裂和细胞分化
D.在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性
2.下列关于影响植物组织培养的因素的叙述，错误的是（　　）
A.幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B.给离体幼茎消毒需要用到氯化汞溶液
C.植物组织培养需要适宜的温度环境
D.生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利于芽的形成
3.下列有关植物组织培养技术的操作，正确的是（　　）
A.培养基在使用之前要放在烤箱中高温干热灭菌
B.接种操作可在普通房间的酒精灯火焰旁进行
C.解剖刀在火焰上灼烧后需冷却后才能用于切割外植体
D.外植体用化学试剂消毒后需经自来水多次冲洗后才可用于接种
4.（多选）下列有关天竺葵组织培养的说法正确的是（　　）
A.生长素浓度和细胞分裂素浓度的比值会影响天竺葵细胞的发育方向
B.用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，即在100 ℃下保持20 min
C.在培养过程中要先让愈伤组织生根再使其生芽
D.用体积分数为70％的酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长
知识点二　植物体细胞杂交技术
5.（2023·镇江高二期末）下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的是（　　）
A.植物体细胞杂交必须先制备原生质体
B.植物体细胞杂交必须通过植物组织培养过程才能实现
C.植物体细胞杂交后产生的变异属于可遗传的变异
D.杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，所以体细胞杂交属于有性生殖
6.（2024·盐城高二期中）如图表示用草木樨状黄芪（2n＝32）和木本霸王（2n＝22）培育抗盐新品种的过程。下列有关叙述正确的是（　　）
A.过程①需在低渗溶液中用相应的酶处理
B.植物体细胞杂交的最大优点在于能够定向改变生物的遗传性状
C.过程③完成的标志是两个细胞核完全融合
D.经过过程④所得的愈伤组织细胞含有4个染色体组
7.（2024·江苏常州期末）下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进行植物体细胞杂交的叙述，错误的是（　　）
A.中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，不宜使用杂交育种方法培育新品种
B.常采用酶解法制备原生质体，且原生质体的产量和活力与酶解时间呈正相关
C.发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，以形成新的细胞壁
D.利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异
8.（2023·江苏泰州模拟）为实现多肉植物的规模化生产，科研人员开展了如下研究。相关叙述错误的是（　　）
A.过程①宜选择幼嫩的叶片，分别用氯化汞和70％的酒精消毒处理
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特定激素的需求
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
9.如图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构（仅显示细胞核），下列有关叙述错误的是（　　）
A.乙种植物能产生4种不同类型的花粉
B.将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体，可育
C.用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
D.经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体，基因型为DdYyRr
10.（多选）实验人员利用矮牵牛（二倍体，2n＝14）的红色花瓣细胞（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n＝48）叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述正确的是（　　）
A.获得该杂种植株时需要考虑两种高等植物间的生殖隔离问题
B.可利用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导原生质体融合
C.可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D.若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目不都为62条
11.（2024·江苏连云港检测）下图为通过植物体细胞杂交培育“番茄—马铃薯”植株的过程，请回答：
（1）取马铃薯和番茄充分展开的嫩叶片，用体积分数为70％的乙醇和质量分数为0.1％的氯化汞溶液对其　　　　。
（2）图中过程①用　　　　　　　　　　处理可获得具有活力的原生质体。过程②一般可用　　　　（化学物质）作为诱导剂来诱导细胞融合。
（3）过程④为　　　　 ，该过程中需要的条件有　　　　（填字母）。
A.无菌环境　B.一定浓度的植物激素　C.适宜的温度　D.充足的光照　E.充足的养料
（4）人们培育“番茄—马铃薯”的目的是获得地上结番茄，地下结马铃薯的植株，从理论上这种设想是可以实现的，原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。但最后却未能如愿，其原因是基因的表达相互调控、相互影响。尽管如此，从整个过程来看，植物体细胞杂交的研究在　　　　　　　　　　　方面，取得了巨大突破。
（5）番茄有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验时，参照品种B的最佳激素配比（见下表）进行预实验。
品种B组织培养阶段 细胞分裂素 浓度（μmol/L） 生长素浓度 （μmol/L）
Ⅰ.诱导形成愈伤组织 m1 n1
Ⅱ.诱导形成幼芽 m2 n2
Ⅲ.诱导生根 m3 n3
在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是　　　　　　 阶段。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比（m1＞2.0），以0.5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为 　　　　μmol/L。
第一节　植物细胞工程
1.D　花瓣细胞属于植物的体细胞，因其细胞中具有个体发育所需的全套遗传物质，所以花瓣细胞具有全能性，A、B正确；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，由花瓣培育出完整植株，其前提是花瓣必须离体培养，且处于适宜的培养条件下，在培养过程中涉及细胞分裂和细胞分化，C正确，D错误。
2.D　幼嫩组织细胞的分化程度较成熟组织细胞的低，因此幼嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时需要用体积分数为70％的酒精和质量分数为0.1％的氯化汞溶液对离体幼茎进行消毒，B正确；生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利于根的形成，D错误。
3.C　培养基在使用之前应进行高压蒸汽灭菌，A错误；接种操作应在接种室或接种台的酒精灯火焰旁进行，B错误；解剖刀在火焰上灼烧后需冷却后才能用于切割外植体，避免高温导致细胞死亡，C正确；外植体用化学试剂消毒后需经无菌水漂洗4～6次后才可用于接种，D错误。
4.AD　生长素浓度和细胞分裂素浓度的比值会影响天竺葵愈伤组织再分化为根和芽的过程，A正确；在对培养基进行高压蒸汽灭菌时，要在121 ℃下保持20 min，以便杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子等，B错误；在培养过程中要先让愈伤组织生芽再使其生根，C错误；用体积分数为70％的酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞，D正确。
5.D　植物细胞外有一层细胞壁，会阻碍细胞融合，进行植物体细胞杂交前需利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得有活力的原生质体，A正确；经过体细胞杂交获得的杂种细胞必须通过植物组织培养过程才能得到新的植株，B正确；植物体细胞杂交后产生的杂种植株染色体数目改变，属于可遗传变异中的染色体数目的变异，C正确；杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，但没有经过两性生殖细胞的结合，因此属于无性生殖，D错误。
6.D　题图中过程①是用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，需在等渗或略高渗溶液中处理，从而保证原生质体的活性，A错误；植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离，实现不同物种之间的杂交，B错误；过程③完成的标志是再生出新的细胞壁，C错误；过程④是植物组织培养中的脱分化形成愈伤组织，草木樨状黄芪（2n＝32）和木本霸王（2n＝22）均为二倍体，经过过程④所得的愈伤组织细胞含有4个染色体组，D正确。
7.B　中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，通过杂交不能产生可育的后代，因此，不宜使用杂交育种方法培育新品种，A正确；获得原生质体的方法是酶解法，但原生质体的产量和活力与酶解时间未必呈正相关，随着酶解时间的延长，原生质体的产量会下降，B错误；与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体，因此，发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，C正确；利用这种方法，即体细胞杂交培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异，D正确。
8.D　过程①宜选取幼嫩的叶片（分化程度相对较低），用70％的酒精浸泡10 s，再用无菌水冲洗2～3次后，再用氯化汞溶液处理约5 min，A正确；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/细胞分裂素的值高有利于根的分化、抑制芽的形成，生长素/细胞分裂素的值低有利于芽的分化、抑制根的形成，C正确；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。
9.B　甲、乙是2个不同物种的植物，杂交得到的植物为（异源）二倍体，没有同源染色体，减数分裂时由于联会紊乱，不能产生可育配子，因此不可育。
10.CD　植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，故获得该杂种植株时不用考虑两种高等植物间的生殖隔离问题，A错误；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（如电融合法等）和化学方法（如聚乙二醇法等），B错误；杂种原生质体同时含有红色液泡和叶绿体，同种原生质体融合得到的细胞仅有红色液泡或叶绿体，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D正确。
11.（1）消毒　（2）纤维素酶和果胶酶　聚乙二醇（或PEG）　（3）脱分化　ABCE　（4）该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息　克服远缘杂交不亲和的障碍　（5）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ　m1＋1.0
解析：（1）为防止微生物污染，应取马铃薯和番茄充分展开的嫩叶片，用体积分数为70％的乙醇和质量分数为0.1％的氯化汞溶液对其消毒。（2）据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获得原生质体，由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原则，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，②为原生质体融合的过程，常利用化学诱导剂聚乙二醇（PEG）诱导融合。（3）④表示脱分化过程。植物组织培养需要在无菌无毒的环境中进行；植物组织培养需要一定的植物激素条件，如细胞分裂素和生长素；植物组织培养需要适宜的温度，以保证细胞代谢的正常进行；植物组织培养在脱分化过程不需要光照；植物组织培养过程需要充足的养料，以保证代谢的正常进行。故选A、B、C、E。（4）人们培育“番茄—马铃薯”的目的是获得地上结番茄，地下结马铃薯的植株，由于该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息，因此理论上这种设想是可以实现的。植物体细胞杂交的研究在克服不同生物存在远缘杂交不亲和的障碍方面，取得了巨大突破。（5）在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中都发生了基因的选择性表达。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品种B的激素配比（m1＞2.0），以0.5 μmol/L为梯度，设计5个浓度水平的实验，则细胞分裂素浓度依次为m1－1.0 μmol/L、m1－0.5 μmol/L、m1 μmol/L、m1＋0.5 μmol/L、m1＋1.0 μmol/L，可见细胞分裂素的最高浓度应设为m1＋1.0 μmol/L。
3 / 3第一节　植物细胞工程
导学 聚焦 1.结合具体实验，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。 2.结合“天竺葵的组织培养”实验，了解组织培养技术已取得的进展和尚未解决的问题，认同科学是一个不断发展的过程，激发学生探索科学奥秘的兴趣
知识点（一）　植物组织培养技术
1.概念
（1）原理：　　　　　　　。
（2）培养条件：　　　　条件下，在　　　　上给予适宜的条件培养。
（3）培养材料：　　　　的植物器官、组织、细胞或　　　　　　等。
（4）培养结果：发育成　　　　或完整植株。
2.具体步骤
3.天竺葵的组织培养
（1）培养基的配制与灭菌
①将配制好的　　　培养基倒入　　　　溶液中，并根据培养目的适当加入　　　　　　　　，再加入　　　　定容至1 L，并调节溶液的　　　。
②分装：趁热将　　　　倒入500 mL的　　　　中，再倒入50 mL或100 mL的　　　　中。倒入培养基的量一般为锥形瓶容量的　　　　　。
③灭菌：将分装好的培养基连同剪刀、镊子等器具一起放入　　　　　　　　　　中，在　　　 ℃下灭菌　　　。等培养基自然冷却后，放在　　　　的环境下储藏备用。
（2）外植体的选择与制备
①外植体的选择：选用天竺葵的　　　　　　。
②外植体的制备
取天竺葵幼嫩的叶→　　　冲净→用体积分数为　　　的酒精浸泡10 s→用　　　　冲洗2～3次→用　　　　　　吸干表面水分→浸没在质量分数为　　　的　　　　溶液中约5 min。
（3）接种
在酒精灯　　　　旁，用灭过菌的　　　　，将外植体夹到灭过菌的锥形瓶的　　　　中。
（4）诱导脱分化与再分化
外植体　　　　　　　幼芽幼根。
（5）炼苗与移植
用　　　清洗试管苗，将幼苗移植到消过毒的　　　或　　　　等环境后，再移栽到大田土壤中。
4.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。（　　）
（2）愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。（　　）
（3）培养基中生长素和细胞分裂素的浓度和比例会影响脱分化和再分化。（　　）
（4）通过植物组织培养获得的幼苗即可移植于大田种植。（　　）
　下图为某种植物茎尖组织培养过程示意图，回答下列问题：
（1）在图中“　　　　”上填写缺失的内容。
（2）在植物组织培养过程中，需要两次“转接”，一是将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，二是长出芽后再转接到诱导生根的培养基上，请问“转接”的原因是什么？
（3）图示茎尖组织培养获得的植株能否保持母株的优良性状？并分析原因。
（4）外植体为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
1.细胞全能性
（1）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所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必需的全部遗传信息。
（2）实现细胞全能性的标志：①发育成完整个体；②能够分化形成各种细胞、组织或器官。
（3）体内细胞未表现全能性的原因：基因在特定的时间和空间条件下选择性表达。
2.生长素和细胞分裂素的使用顺序及用量的比例对实验结果的影响
（1）使用顺序不同，结果不同
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 细胞既分裂又分化
同时使用 分化频率提高
以上关系可简记为：先“生”，分裂不分化；后“生”，分裂又分化；同使分化频率高
（2）用量的比例不同，结果也不同
生长素/细胞分裂素的值 作用效果
比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成
比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
以上关系可简记为：“高根低芽中愈伤”
1.（2024·镇江高二检测）科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱导分化苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述错误的是（　　）
茎尖大小/mm 外植体数/个 分化苗数/苗
小于0.3 mm 20 1
0.3 ～0.5 mm 20 10
大于0.6 mm 20 13
A.培养基中需要添加蔗糖，其目的是为植物细胞提供营养，同时调节渗透压
B.根据培养阶段的不同要调整培养基中激素比例
C.外植体接种时，在酒精灯火焰旁将茎段任意方向插入培养基
D.“大于0.6 mm”大小的茎尖有利于培养分化甘薯苗
2.（2023·江苏扬州高二期中）下列关于天竺葵组织培养的叙述，错误的是（　　）
A.天竺葵茎段培养前需用体积分数为70％的酒精和质量分数为0.1％的氯化汞的混合液浸泡30 min
B.切取休眠期的茎段进行培养不易形成愈伤组织是因为该部位对诱导反应迟钝
C.培养基的营养成分和激素种类、配比会影响愈伤组织的形成和继续发育
D.移植到蛭石中炼苗主要是因为蛭石保水透气，有利于植物根系生长和苗的稳定发育
知识点（二）　植物体细胞杂交技术
1.概念
植物体细胞杂交技术是指将　　　　　　或　　　　　　的　　　　　　培育成　　　　　　　　的技术。
2.过程
（1）制备原生质体：先用酶解的方法（如　　　　　　　　　　　　）去除细胞壁，再用　　　　　　　等方法分离纯化得到原生质体。
（2）诱导原生质体融合的方法
①化学融合法：如　　　　　　　　　　。
②物理融合法：如　　　　　　　　　　。
3.在植物育种上的意义
可以克服不同种植物之间杂交的　　　　障碍，打破　　　　　　，实现远缘物种之间的　　　　　　，再通过培养便可获得新品种植株。
4.基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。（　　）
（2）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。（　　）
（3）聚乙二醇（PEG）法和电融合法可以诱导原生质体融合。（　　）
（4）经植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程，发生了染色体数目变异。（　　）
　植物体细胞杂交技术流程图如下：
（1）图中过程：①为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　，
②为　　　　　　　　　，③为　　　　，④为　　　　。
（2）获得原生质体时，应在　　　（填“低渗”或“等渗”）溶液中进行，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（3）若只考虑细胞两两融合，经过程②后可得到　　　种细胞，其中符合要求的细胞中含有　　　个染色体组。
（4）通过体细胞杂交获得的植株是否可育？说出你的理由。
（5）从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是什么？
　有关植物体细胞杂交的几个关注点
（1）植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶去除。
（2）植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提供能量。
（3）植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。
（4）融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，则诱导融合后的产物有三类：未融合的细胞（A和B）；两两融合的细胞（AA、BB和AB）；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型细胞是我们需要的杂种细胞，所以要进行筛选。
（5）植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
（6）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染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，形成异源多倍体。
（7）植物体细胞杂交育种的优点和局限性
①优点：克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，打破生殖隔离。
②局限性：杂种后代遗传性状不够稳定、再生植株寿命较短。
　
1.（多选）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新型药用植物。下列叙述错误的是（　　）
A.为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B.可用PEG法或电融合等化学融合法诱导二者融合
C.形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，这一过程中进行了植物组织培养
D.上述杂种植株属于二倍体
2.（2024·江苏扬州检测）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，科研人员进行了下图所示实验。下列有关叙述错误的是（　　）
A.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
B.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
C.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细胞
D.移栽时，应打开培养瓶的封口后马上移植，否则影响植株的正常生长
方法点拨
体细胞杂交过程中涉及的遗传知识
（1）从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和结合，属于无性生殖，变异类型属于染色体数目的变异，形成的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上应具有两个亲本的遗传性状。
（2）体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍体，其体细胞中染色体数为（2x＋2y）条，含4个染色体组，基因型为AabbccDd。
（3）培育杂种植株的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传定律，只有进行有性生殖的生物经减数分裂形成配子时才符合遗传定律，而体细胞杂交没有上述过程。
（1）植物组织培养技术是利用细胞全能性，在无菌条件下，将　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等，在培养基上培养，使其发育成部分或完整植株。
（2）植物的种子发育成完整植株，没有体现细胞的全能性。理由是什么？
（3）胡萝卜根部不含叶绿体，植物组织培养长出的植物叶片含有叶绿体，原因是什么？
1.在植物体内，茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，是因为（　　）
A.细胞核失去了全能性
B.不同细胞中的基因是不同的
C.细胞中基因的表达有选择性
D.细胞核中的基因发生了不同的变异
2.关于天竺葵组织培养的操作，下列说法错误的是（　　）
A.培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，再移栽到大田土壤中
C.嫩叶消毒后要用自来水多次冲洗
D.用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦感染杂菌则前功尽弃
3.通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关叙述错误的是（　　）
A.在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体
B.人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法和化学融合法
C.植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种
D.植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，培育出新品种
4.野生铁皮石斛是名贵的中药，因过度利用被列为国家重点保护植物。某科研团队利用植物细胞工程技术进行了种苗培育和有效物质工厂化生产的研究。下列说法错误的是（　　）
A.愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会抑制愈伤组织生根
B.利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状
C.酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害
D.生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的关键激素
第一节　植物细胞工程
【核心要点·巧突破】
知识点（一）
自主学习
1.（1）细胞全能性　（2）无菌　培养基　（3）离体　原生质体　（4）部分
2.原生质体　次氯酸钠溶液　无菌水　生长、分化　无菌　氮源　植物激素　发育途径　分化　分生　薄壁　分裂　诱导分化　胚状体　根　芽　愈伤组织　pH　成活
3.（1）①MS　琼脂　植物激素　蒸馏水　pH　②培养基　烧杯　锥形瓶　1/5～1/4　③高压蒸汽灭菌锅　121
20 min　4 ～10 ℃　（2）①幼嫩叶片　②流水　70％　无菌水
无菌滤纸　0.1％　氯化汞　（3）火焰　镊子　培养基
（4）愈伤组织　（5）流水　蛭石　珍珠岩　
4.（1）√
（2）×　提示：愈伤组织是外植体经脱分化后形成的。
（3）√
（4）×　提示：通过植物组织培养获得的幼苗需要进行炼苗后才可移植于大田种植。
互动探究
　（1） 接种　 愈伤组织　 生芽　 生根
（2）提示：诱导形成愈伤组织、诱导生芽和诱导生根的培养基不同，它们之间最大的差别是生长素和细胞分裂素的相对浓度的不同。
（3）提示：能够保持母株的优良性状。茎尖细胞是体细胞，利用茎尖作为外植体经组织培养获得的植株的遗传物质与母株相同，故能够保持母株的优良性状。
（4）提示：避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
学以致用
1.C　不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，B正确；外植体接种时，在酒精灯火焰旁应将茎段基部插入培养基，利于吸收水分和养分，C错误；由表格数据分析可知，“大于0.6 mm”大小的茎尖产生的分化苗数量最多，有利于培养分化甘薯苗，D正确。
2.A　经流水冲洗后的外植体先用体积分数为70％的酒精消毒10 s，再用无菌水清洗2～3次后，用无菌滤纸吸干表面水分后，在质量分数为0.1％的氯化汞溶液中浸泡5 min，A错误；休眠期的茎段对诱导反应迟钝，不易获得愈伤组织，幼嫩的茎段分裂旺盛，因而容易诱导形成愈伤组织，B正确；植物组织培养过程中细胞分裂素和生长素的比例不同，愈伤组织分化的方向也不同，当生长素和细胞分裂素比例相当时，利于愈伤组织的形成，当生长素与细胞分裂素的比值大于1时，有利于诱导根的形成，当生长素与细胞分裂素的比值小于1时，有利于诱导芽的形成，C正确；移植到蛭石中炼苗主要是因为蛭石保水透气，可优化土壤结构，有利于植物根系的生长和苗的稳定发育，D正确。
知识点（二）
自主学习
1.自发　人工融合　杂种细胞　新品种植物体
2.（1）纤维素酶和果胶酶　低速离心　（2）①聚乙二醇（PEG）法
②电融合法
3.不亲和　生殖隔离　核质融合
4.（1）×　提示：植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株。
（2）√
（3）√
（4）√
互动探究
　（1）①去除细胞壁　②再生出新的细胞壁　③脱分化
④再分化　（2）等渗　低渗溶液中原生质体易吸水涨破　（3）3　4
（4）提示：可育，因为通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体，含有同源染色体，可以正常联会。
（5）提示：打破生殖隔离，使不同种植物杂交成为可能。
学以致用
1.BD　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有活力的原生质体，A正确；电融合法属于物理融合法，B错误；形成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍体，D错误。
2.D　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，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，然后用酶解法去除细胞壁，获得原生质体，B正确；融合原生质体后，两两融合的细胞有AA型、BB型、AB型，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，C正确；移栽时，应将幼苗移植到培养箱内生长几日，等幼苗长壮后再移栽到土壤中，D错误。
【过程评价·勤检测】
网络构建
　（1）离体的植物器官、组织、细胞或原生质体
（2）提示：种子中的胚已经完成了早期发育，相当于新植物体的幼体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。
（3）提示：因为根部的细胞含有全套遗传物质，可以指导叶绿体的形成。
课堂演练
1.C　茎顶端分生组织的细胞，其细胞核没有失去全能性，A错误；同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成的，都具有相同的遗传物质，B、D错误；细胞中基因的选择性表达，使得茎顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能性，C正确。
2.C　嫩叶消毒后要用无菌水多次冲洗。
3.C　在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确；人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法（电融合法）和化学融合法（聚乙二醇法），B正确；植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色体数目不一致的两个物种，C错误；植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新品种，D正确。
4.A　愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会促进愈伤组织生根，A错误；利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状，属于无性繁殖，B正确；酒精和次氯酸钠作为消毒剂，长时间处理会毒害外植体，故酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害，C正确；生长素促进生根，细胞分裂素促进细胞分裂，生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的关键激素，D正确。
6 / 7(共85张PPT)
第一节　植物细胞工程
导
学 聚
焦 1.结合具体实验，尝试设计植物组织培养技术的流程简图。
2.结合“天竺葵的组织培养”实验，了解组织培养技术已取得
的进展和尚未解决的问题，认同科学是一个不断发展的过程，
激发学生探索科学奥秘的兴趣
核心要点·巧突破
01
过程评价·勤检测
02
课时训练·提素能
03
目录
CONTENTS
核心要点·巧突破
01
精准出击 高效学习
知识点（一）　植物组织培养技术
1. 概念
（1）原理： 。
（2）培养条件： 条件下，在 上给予适宜的条
件培养。
（3）培养材料： 的植物器官、组织、细胞或
等。
（4）培养结果：发育成 或完整植株。
细胞全能性　
无菌　
培养基　
离体　
原生质
体　
部分　
2. 具体步骤
3. 天竺葵的组织培养
（1）培养基的配制与灭菌
①将配制好的 培养基倒入 溶液中，并根据培
养目的适当加入 ，再加入 定容至1
L，并调节溶液的 。
MS　
琼脂　
植物激素　
蒸馏水　
pH　
③灭菌：将分装好的培养基连同剪刀、镊子等器具一起放
入 中，在 ℃下灭菌
。等培养基自然冷却后，放在 的环境下
储藏备用。
②分装：趁热将 倒入500 mL的 中，再倒
入50 mL或100 mL的 中。倒入培养基的量一般为
锥形瓶容量的 。
培养基　
烧杯　
锥形瓶　
1/5～1/4　
高压蒸汽灭菌锅　
121　
20
min　
4 ～10 ℃　
（2）外植体的选择与制备
①外植体的选择：选用天竺葵的 。
②外植体的制备
幼嫩叶片　
取天竺葵幼嫩的叶→ 冲净→用体积分数为
的酒精浸泡10 s→用 冲洗2～3次→用
吸干表面水分→浸没在质量分数为 的
溶液中约5 min。
（3）接种
在酒精灯 旁，用灭过菌的 ，将外植体夹到
灭过菌的锥形瓶的 中。
流水　
70％　
无菌水　
无菌滤
纸　
0.1％　
氯化
汞　
火焰　
镊子　
培养基　
（4）诱导脱分化与再分化
外植体 幼
芽 幼根。
（5）炼苗与移植
用 清洗试管苗，将幼苗移植到消过毒的
或 等环境后，再移栽到大田土壤中。
愈伤组织　
流水　
蛭石　
珍珠岩　
4. 基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性。
（　√　）
（2）愈伤组织是外植体经脱分化和再分化后形成的。 （　×　）
提示：愈伤组织是外植体经脱分化后形成的。
（3）培养基中生长素和细胞分裂素的浓度和比例会影响脱分化和
再分化。 （　√　）
√
×
√
（4）通过植物组织培养获得的幼苗即可移植于大田种植。
（　×　）
提示：通过植物组织培养获得的幼苗需要进行炼苗后才可移
植于大田种植。
×
　如图为某种植物茎尖组织培养过程示意图，回答下列问题：
（1）在图中“ 　　　　”上填写缺失的内容。
（2）在植物组织培养过程中，需要两次“转接”，一是将愈伤组织
转接到诱导生芽的培养基上，二是长出芽后再转接到诱导生根
的培养基上，请问“转接”的原因是什么？
提示：诱导形成愈伤组织、诱导生芽和诱导生根的培养基不
同，它们之间最大的差别是生长素和细胞分裂素的相对浓度的
不同。
（3）图示茎尖组织培养获得的植株能否保持母株的优良性状？并分
析原因。
提示：能够保持母株的优良性状。茎尖细胞是体细胞，利用茎
尖作为外植体经组织培养获得的植株的遗传物质与母株相同，
故能够保持母株的优良性状。
（4）外植体为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操
作？
提示：避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害
培养物的生长。
1. 细胞全能性
（1）细胞具有全能性的原因：一般来说，生物体的细胞中都含有
该物种所特有的全套遗传物质，都有发育成为完整个体所必
需的全部遗传信息。
（2）实现细胞全能性的标志：①发育成完整个体；②能够分化形
成各种细胞、组织或器官。
（3）体内细胞未表现全能性的原因：基因在特定的时间和空间条
件下选择性表达。
2. 生长素和细胞分裂素的使用顺序及用量的比例对实验结果的影响
（1）使用顺序不同，结果不同
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 细胞既分裂又分化
同时使用 分化频率提高
以上关系可简记为：先“生”，分裂不分化；后“生”，分裂又分
化；同使分化频率高 （2）用量的比例不同，结果也不同
生长素/细胞分裂素的值 作用效果
比值高时 促进根的分化、抑制芽的形成
比值低时 促进芽的分化、抑制根的形成
比值适中 促进愈伤组织的形成
以上关系可简记为：“高根低芽中愈伤”
1. （2024·镇江高二检测）科研人员利用植物组织培养技术研究了甘
薯茎尖大小对诱导分化苗的影响，结果如表所示，下列相关叙述错
误的是（　　）
茎尖大小/mm 外植体数/个 分化苗数/苗
小于0.3 mm 20 1
0.3 ～0.5 mm 20 10
大于0.6 mm 20 13
A. 培养基中需要添加蔗糖，其目的是为植物细胞提供营养，同时调
节渗透压
B. 根据培养阶段的不同要调整培养基中激素比例
C. 外植体接种时，在酒精灯火焰旁将茎段任意方向插入培养基
D. “大于0.6 mm”大小的茎尖有利于培养分化甘薯苗
解析： 　不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同，
B正确；外植体接种时，在酒精灯火焰旁应将茎段基部插入培养
基，利于吸收水分和养分，C错误；由表格数据分析可知，“大于
0.6 mm”大小的茎尖产生的分化苗数量最多，有利于培养分化甘
薯苗，D正确。
2. （2023·江苏扬州高二期中）下列关于天竺葵组织培养的叙述，错
误的是（　　）
A. 天竺葵茎段培养前需用体积分数为70％的酒精和质量分数为0.1％
的氯化汞的混合液浸泡30 min
B. 切取休眠期的茎段进行培养不易形成愈伤组织是因为该部位对诱
导反应迟钝
C. 培养基的营养成分和激素种类、配比会影响愈伤组织的形成和继
续发育
D. 移植到蛭石中炼苗主要是因为蛭石保水透气，有利于植物根系生
长和苗的稳定发育
解析： 　经流水冲洗后的外植体先用体积分数为70％的酒精消毒
10 s，再用无菌水清洗2～3次后，用无菌滤纸吸干表面水分后，在
质量分数为0.1％的氯化汞溶液中浸泡5 min，A错误；休眠期的茎
段对诱导反应迟钝，不易获得愈伤组织，幼嫩的茎段分裂旺盛，因
而容易诱导形成愈伤组织，B正确；植物组织培养过程中细胞分裂
素和生长素的比例不同，愈伤组织分化的方向也不同，当生长素和
细胞分裂素比例相当时，利于愈伤组织的形成，当生长素与细胞分
裂素的比值大于1时，有利于诱导根的形成，当生长素与细胞分裂
素的比值小于1时，有利于诱导芽的形成，C正确；移植到蛭石中炼苗主要是因为蛭石保水透气，可优化土壤结构，有利于植物根系的生长和苗的稳定发育，D正确。
知识点（二）　植物体细胞杂交技术
1. 概念
植物体细胞杂交技术是指将 或 的
培育成 的技术。
自发　
人工融合　
杂种细
胞　
新品种植物体　
2. 过程
（1）制备原生质体：先用酶解的方法（如
）去除细胞壁，再用 等方法分离纯化得到
原生质体。
（2）诱导原生质体融合的方法
①化学融合法：如 。
②物理融合法：如 。
纤维素酶和果胶
酶　
低速离心　
聚乙二醇（PEG）法　
电融合法　
3. 在植物育种上的意义
可以克服不同种植物之间杂交的 障碍，打破
，实现远缘物种之间的 ，再通过培养便可获得新
品种植株。
不亲和　
生殖隔
离　
核质融合　
4. 基于上述学习，判断下列相关表述的正误
（1）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞。 （　×　）
提示：植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株。
（2）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。 （　√　）
（3）聚乙二醇（PEG）法和电融合法可以诱导原生质体融合。
（　√　）
（4）经植物体细胞杂交技术获得杂种植株的过程，发生了染色体
数目变异。 （　√　）
×
√
√
√
　植物体细胞杂交技术流程图如下：
（1）图中过程：①为 ，②为
，③为 ，④为 。
（2）获得原生质体时，应在 （填“低渗”或“等渗”）溶
液中进行，理由是 。
（3）若只考虑细胞两两融合，经过程②后可得到 种细胞，其中
符合要求的细胞中含有 个染色体组。
（4）通过体细胞杂交获得的植株是否可育？说出你的理由。
提示：可育，因为通过体细胞杂交获得的植株为异源四倍体，
含有同源染色体，可以正常联会。
去除细胞壁　
再生出新的细胞
壁　
脱分化　
再分化　
等渗　
低渗溶液中原生质体易吸水涨破　
3　
4　
（5）从新品种培育的角度分析，植物体细胞杂交技术最大的优点是
什么？
提示：打破生殖隔离，使不同种植物杂交成为可能。
　有关植物体细胞杂交的几个关注点
（1）植物体细胞融合的障碍：细胞壁。可以用纤维素酶和果胶酶
去除。
（2）植物体细胞融合成功的标志：产生新的细胞壁。在此过程中
高尔基体与细胞壁的形成有关，同时该过程还需要线粒体提
供能量。
（3）植物体细胞杂交的结果：产生新的植株。
（4）融合后的杂种细胞筛选
假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B，则诱导融合后的产
物有三类：未融合的细胞（A和B）；两两融合的细胞（AA、
BB和AB）；多细胞融合体。两两融合的细胞中，只有AB型细
胞是我们需要的杂种细胞，所以要进行筛选。
（5）植物体细胞杂交的生殖方式：无性生殖。
（6）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染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，形成异源
多倍体。
（7）植物体细胞杂交育种的优点和局限性
①优点：克服不同种植物之间杂交的不亲和障碍，打破生殖
隔离。
②局限性：杂种后代遗传性状不够稳定、再生植株寿命较短。
1. （多选）甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物，甲含有
效成分A，乙含有效成分B。某研究小组拟培育同时含有A和B的新
型药用植物。下列叙述错误的是（　　）
A. 为了培育该新型药用植物，取甲和乙的叶片，先用纤维素酶和果
胶酶去除细胞壁
B. 可用PEG法或电融合等化学融合法诱导二者融合
C. 形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织，之后形成整个植株，
这一过程中进行了植物组织培养
D. 上述杂种植株属于二倍体
解析： 　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专
一性原理，利用纤维素酶和果胶酶可以除去植物细胞壁，获得具有
活力的原生质体，A正确；电融合法属于物理融合法，B错误；形
成的融合细胞经植物组织培养，脱分化形成愈伤组织，之后形成植
株，C正确；甲、乙都是二倍体，体细胞杂交得到的是异源四倍
体，D错误。
2. （2024·江苏扬州检测）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，科研人员进行了如图所示实验。下列有关叙述错误的是（　）
A. 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
B. 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
C. 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
所需杂种细胞
D. 移栽时，应打开培养瓶的封口后马上移植，否则影响植株的正常
生长
解析： 　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，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，然后用酶解法去除细胞壁，获得原生质体，
B正确；融合原生质体后，两两融合的细胞有AA型、BB型、AB
型，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，
C正确；移栽时，应将幼苗移植到培养箱内生长几日，等幼苗长壮
后再移栽到土壤中，D错误。
方法点拨
体细胞杂交过程中涉及的遗传知识
（1）从生殖类型上看，植物体细胞杂交技术没有生殖细胞的形成和
结合，属于无性生殖，变异类型属于染色体数目的变异，形成
的是异源多倍体，由于含有两个亲本的遗传物质，因此理论上
应具有两个亲本的遗传性状。
（2）体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体、基因组
还是染色体组都是两亲本之和。若一植物细胞含有2x条染色
体，2个染色体组，基因型为Aabb，另一植物细胞含有2y条染
色体，2个染色体组，基因型为ccDd，则新植株应为异源四倍
体，其体细胞中染色体数为（2x＋2y）条，含4个染色体组，
基因型为AabbccDd。
（3）培育杂种植株的过程中，遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传定
律，只有进行有性生殖的生物经减数分裂形成配子时才符合遗
传定律，而体细胞杂交没有上述过程。
过程评价·勤检测
02
反馈效果 筑牢基础
（1）植物组织培养技术是利用细胞全能性，在无菌条件下，将
等，在培养基上培
养，使其发育成部分或完整植株。
（2）植物的种子发育成完整植株，没有体现细胞的全能性。理由是
什么？
提示：种子中的胚已经完成了早期发育，相当于新植物体的幼
体，没有体现出细胞具有发育成完整植株的潜能。
离
体的植物器官、组织、细胞或原生质体　
（3）胡萝卜根部不含叶绿体，植物组织培养长出的植物叶片含有叶
绿体，原因是什么？
提示：因为根部的细胞含有全套遗传物质，可以指导叶绿体的
形成。
1. 在植物体内，茎的顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现
出全能性，是因为（　　）
A. 细胞核失去了全能性
B. 不同细胞中的基因是不同的
C. 细胞中基因的表达有选择性
D. 细胞核中的基因发生了不同的变异
解析： 　茎顶端分生组织的细胞，其细胞核没有失去全能性，A
错误；同一个体的所有体细胞都是由同一个受精卵经有丝分裂形成
的，都具有相同的遗传物质，B、D错误；细胞中基因的选择性表
达，使得茎顶端分生组织的细胞具有细胞周期，但不能表现出全能
性，C正确。
2. 关于天竺葵组织培养的操作，下列说法错误的是（　　）
A. 培养基连同其他器械一起进行高压蒸汽灭菌
B. 幼苗要先移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中生活一段时间，
再移栽到大田土壤中
C. 嫩叶消毒后要用自来水多次冲洗
D. 用于植物组织培养的培养基同样适合于某些微生物的生长，一旦
感染杂菌则前功尽弃
解析： 　嫩叶消毒后要用无菌水多次冲洗。
3. 通过植物体细胞杂交，科学家培育出了白菜—甘蓝植株，下列相关
叙述错误的是（　　）
A. 在进行植物体细胞杂交之前，需要先获得原生质体
B. 人工诱导原生质体融合，可以采取物理融合法和化学融合法
C. 植物体细胞杂交只适用于染色体数目一致的两个物种
D. 植物体细胞杂交技术能打破生殖隔离，培育出新品种
解析： 　在进行植物体细胞杂交之前，先用纤维素酶和果胶酶去
除细胞壁，获得原生质体，A正确；人工诱导原生质体融合，可以
采取物理融合法（电融合法）和化学融合法（聚乙二醇法），B正
确；植物体细胞杂交后的染色体数目是亲本的染色体数目之和，且
植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的障碍，故其也适用于染色
体数目不一致的两个物种，C错误；植物体细胞杂交技术能打破生
殖隔离，克服远缘杂交不亲和的障碍，培育出新品种，D正确。
4. 野生铁皮石斛是名贵的中药，因过度利用被列为国家重点保护植
物。某科研团队利用植物细胞工程技术进行了种苗培育和有效物质
工厂化生产的研究。下列说法错误的是（　　）
A. 愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会抑制愈伤组织生根
B. 利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性状
C. 酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低两者对外植体的伤害
D. 生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的关键激素
解析： 　愈伤组织再分化形成的芽产生的生长素会促进愈伤组织
生根，A错误；利用植物组织培养技术能保留植物亲本的优良性
状，属于无性繁殖，B正确；酒精和次氯酸钠作为消毒剂，长时间
处理会毒害外植体，故酒精和次氯酸钠处理后用无菌水清洗可降低
两者对外植体的伤害，C正确；生长素促进生根，细胞分裂素促进
细胞分裂，生长素和细胞分裂素是启动外植体细胞分裂和脱分化的
关键激素，D正确。
课时训练·提素能
03
分级练习 巩固提升
知识点一　植物组织培养技术
1. 利用植物的花瓣就能培育出完整的植株，下列相关叙述不正确的是
（　　）
A. 组成花瓣的细胞具有全能性
B. 花瓣细胞中有个体发育所需的全套遗传物质
C. 利用花瓣培育出完整的植株的过程涉及细胞分裂和细胞分化
D. 在生物的生长发育过程中，细胞都能表现出全能性
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解析： 　花瓣细胞属于植物的体细胞，因其细胞中具有个体
发育所需的全套遗传物质，所以花瓣细胞具有全能性，A、B正
确；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，由花瓣培育出完整植株，其前提是花瓣必须离体培养，且
处于适宜的培养条件下，在培养过程中涉及细胞分裂和细胞分
化，C正确，D错误。
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2. 下列关于影响植物组织培养的因素的叙述，错误的是（　　）
A. 幼嫩组织较成熟组织易培养成功
B. 给离体幼茎消毒需要用到氯化汞溶液
C. 植物组织培养需要适宜的温度环境
D. 生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利于芽的形成
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解析： 　幼嫩组织细胞的分化程度较成熟组织细胞的低，因此幼
嫩组织较成熟组织易培养成功，A正确；植物组织培养时需要用体
积分数为70％的酒精和质量分数为0.1％的氯化汞溶液对离体幼茎
进行消毒，B正确；生长素与细胞分裂素的含量比值较高时，有利
于根的形成，D错误。
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3. 下列有关植物组织培养技术的操作，正确的是（　　）
A. 培养基在使用之前要放在烤箱中高温干热灭菌
B. 接种操作可在普通房间的酒精灯火焰旁进行
C. 解剖刀在火焰上灼烧后需冷却后才能用于切割外植体
D. 外植体用化学试剂消毒后需经自来水多次冲洗后才可用于接种
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解析： 　培养基在使用之前应进行高压蒸汽灭菌，A错误；接种
操作应在接种室或接种台的酒精灯火焰旁进行，B错误；解剖刀在
火焰上灼烧后需冷却后才能用于切割外植体，避免高温导致细胞死
亡，C正确；外植体用化学试剂消毒后需经无菌水漂洗4～6次后才
可用于接种，D错误。
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4. （多选）下列有关天竺葵组织培养的说法正确的是（　　）
A. 生长素浓度和细胞分裂素浓度的比值会影响天竺葵细胞的发育方
向
B. 用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，即在100 ℃下保持20 min
C. 在培养过程中要先让愈伤组织生根再使其生芽
D. 用体积分数为70％的酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能
太长
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解析： 　生长素浓度和细胞分裂素浓度的比值会影响天竺葵愈
伤组织再分化为根和芽的过程，A正确；在对培养基进行高压蒸汽
灭菌时，要在121 ℃下保持20 min，以便杀死所有微生物的细胞、
芽孢和孢子等，B错误；在培养过程中要先让愈伤组织生芽再使其
生根，C错误；用体积分数为70％的酒精对外植体进行消毒时，持
续的时间不能太长，否则容易杀死外植体细胞，D正确。
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知识点二　植物体细胞杂交技术
5. （2023·镇江高二期末）下列关于植物体细胞杂交的叙述，错误的
是（　　）
A. 植物体细胞杂交必须先制备原生质体
B. 植物体细胞杂交必须通过植物组织培养过程才能实现
C. 植物体细胞杂交后产生的变异属于可遗传的变异
D. 杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，所以体细胞杂交属于有性生
殖
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解析： 　植物细胞外有一层细胞壁，会阻碍细胞融合，进行植物
体细胞杂交前需利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得有活力的
原生质体，A正确；经过体细胞杂交获得的杂种细胞必须通过植物
组织培养过程才能得到新的植株，B正确；植物体细胞杂交后产生
的杂种植株染色体数目改变，属于可遗传变异中的染色体数目的变
异，C正确；杂种细胞含有两个细胞的遗传物质，但没有经过两性
生殖细胞的结合，因此属于无性生殖，D错误。
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6. （2024·盐城高二期中）如图表示用草木樨状黄芪（2n＝32）和木
本霸王（2n＝22）培育抗盐新品种的过程。下列有关叙述正确的
是（　　）
A. 过程①需在低渗溶液中用相应的酶处理
B. 植物体细胞杂交的最大优点在于能够定向改变生物的遗传性状
C. 过程③完成的标志是两个细胞核完全融合
D. 经过过程④所得的愈伤组织细胞含有4个染色体组
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解析： 　题图中过程①是用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁，
需在等渗或略高渗溶液中处理，从而保证原生质体的活性，A错
误；植物体细胞杂交的最大优点在于能够打破生殖隔离，实现不同
物种之间的杂交，B错误；过程③完成的标志是再生出新的细胞
壁，C错误；过程④是植物组织培养中的脱分化形成愈伤组织，草
木樨状黄芪（2n＝32）和木本霸王（2n＝22）均为二倍体，经过
过程④所得的愈伤组织细胞含有4个染色体组，D正确。
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7. （2024·江苏常州期末）下列关于利用中华猕猴桃和狗枣猕猴桃进
行植物体细胞杂交的叙述，错误的是（　　）
A. 中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，不宜使用杂交育种方法
培育新品种
B. 常采用酶解法制备原生质体，且原生质体的产量和活力与酶解时
间呈正相关
C. 发生融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，以形成新的
细胞壁
D. 利用这种方法培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异
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解析： 　中华猕猴桃和狗枣猕猴桃存在生殖隔离，通过杂交不能
产生可育的后代，因此，不宜使用杂交育种方法培育新品种，A正
确；获得原生质体的方法是酶解法，但原生质体的产量和活力与酶
解时间未必呈正相关，随着酶解时间的延长，原生质体的产量会下
降，B错误；与细胞壁形成有关的细胞器是高尔基体，因此，发生
融合后的原生质体中高尔基体的活动比较旺盛，C正确；利用这种
方法，即体细胞杂交培育猕猴桃新品种的原理属于染色体变异，D
正确。
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8. （2023·江苏泰州模拟）为实现多肉植物的规模化生产，科研人员
开展了如下研究。相关叙述错误的是（　　）
A. 过程①宜选择幼嫩的叶片，分别用氯化汞和70％的酒精消毒处理
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特
定激素的需求
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
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解析： 　过程①宜选取幼嫩的叶片（分化程度相对较低），
用70％的酒精浸泡10 s，再用无菌水冲洗2～3次后，再用氯化
汞溶液处理约5 min，A正确；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/细胞分裂素的值高有利
于根的分化、抑制芽的形成，生长素/细胞分裂素的值低有利于
芽的分化、抑制根的形成，C正确；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。
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9. 如图为甲种植物细胞和乙种植物细胞的结构（仅显示细胞核），下
列有关叙述错误的是（　　）
A. 乙种植物能产生4种不同类型的花粉
B. 将甲、乙两种植物杂交得到的植物为二倍体，可育
C. 用纤维素酶和果胶酶可以去除植物细胞的细胞壁
D. 经植物体细胞杂交得到的植物为四倍体，基因型为DdYyRr
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解析： 　甲、乙是2个不同物种的植物，杂交得到的植物为（异
源）二倍体，没有同源染色体，减数分裂时由于联会紊乱，不能产
生可育配子，因此不可育。
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10. （多选）实验人员利用矮牵牛（二倍体，2n＝14）的红色花瓣细
胞（液泡呈红色）与枸杞（四倍体，4n＝48）叶肉细胞，制备了
相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。
下列有关叙述正确的是（　　）
A. 获得该杂种植株时需要考虑两种高等植物间的生殖隔离问题
B. 可利用聚乙二醇、灭活的病毒等诱导原生质体融合
C. 可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体
D. 若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目不都为
62条
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解析： 　植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍，
故获得该杂种植株时不用考虑两种高等植物间的生殖隔离问题，
A错误；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理方法（如电融
合法等）和化学方法（如聚乙二醇法等），B错误；杂种原生质
体同时含有红色液泡和叶绿体，同种原生质体融合得到的细胞仅
有红色液泡或叶绿体，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种
原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种细
胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞、
杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62
条，D正确。
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11. （2024·江苏连云港检测）如图为通过植物体细胞杂交培育“番
茄—马铃薯”植株的过程，请回答：
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（1）取马铃薯和番茄充分展开的嫩叶片，用体积分数为70％的乙
醇和质量分数为0.1％的氯化汞溶液对其 。
解析： 为防止微生物污染，应取马铃薯和番茄充分展
开的嫩叶片，用体积分数为70％的乙醇和质量分数为0.1％
的氯化汞溶液对其消毒。
消毒
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（2）图中过程①用 处理可获得具有活力的
原生质体。过程②一般可用 （化学
物质）作为诱导剂来诱导细胞融合。
解析： 据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获
得原生质体，由于植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，根据
酶的专一性原则，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，②为
原生质体融合的过程，常利用化学诱导剂聚乙二醇（PEG）
诱导融合。
纤维素酶和果胶酶
聚乙二醇（或PEG）
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（3）过程④为 ，该过程中需要的条件有
（填字母）。
A. 无菌环境
B. 一定浓度的植物激素
C. 适宜的温度
D. 充足的光照
E. 充足的养料
脱分化
ABCE
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解析： ④表示脱分化过程。植物组织培养需要在无菌
无毒的环境中进行；植物组织培养需要一定的植物激素条
件，如细胞分裂素和生长素；植物组织培养需要适宜的温
度，以保证细胞代谢的正常进行；植物组织培养在脱分化过
程不需要光照；植物组织培养过程需要充足的养料，以保证
代谢的正常进行。故选A、B、C、E。
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（4）人们培育“番茄—马铃薯”的目的是获得地上结番茄，地下
结马铃薯的植株，从理论上这种设想是可以实现的，原因
是 。但最后却
未能如愿，其原因是基因的表达相互调控、相互影响。尽管
如此，从整个过程来看，植物体细胞杂交的研究在
方面，取得了巨大突破。
该植株同时具有番茄和马铃薯的遗传信息
克服远
缘杂交不亲和的障碍
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解析： 人们培育“番茄—马铃薯”的目的是获得地上
结番茄，地下结马铃薯的植株，由于该植株同时具有番茄和
马铃薯的遗传信息，因此理论上这种设想是可以实现的。植
物体细胞杂交的研究在克服不同生物存在远缘杂交不亲和的
障碍方面，取得了巨大突破。
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（5）番茄有A、B两品种。科研人员在设计品种A组织培养实验
时，参照品种B的最佳激素配比（见下表）进行预实验。
品种B组织培养阶段 细胞分裂素 浓度（μmol/L） 生长素浓度
（μmol/L）
Ⅰ.诱导形成愈伤组织 m1 n1
Ⅱ.诱导形成幼芽 m2 n2
Ⅲ.诱导生根 m3 n3
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在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中发生基因选择性表达的是
阶段。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照
品种B的激素配比（m1＞2.0），以0.5 μmol/L为梯度，设计
5个浓度水平的实验，细胞分裂素最高浓度应设为
μmol/L。
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ
m1＋
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解析： 在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段中都发生了基因的选择性表
达。为确定品种A的Ⅰ阶段的最适细胞分裂素浓度，参照品
种B的激素配比（m1＞2.0），以0.5 μmol/L为梯度，设计5
个浓度水平的实验，则细胞分裂素浓度依次为m1－1.0
μmol/L、m1－0.5 μmol/L、m1 μmol/L、m1＋0.5 μmol/L、
m1＋1.0 μmol/L，可见细胞分裂素的最高浓度应设为m1＋
1.0 μmol/L。
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