资源简介

2.1.1植物细胞工程的基本技术（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
知识点1 植物细胞工程的理论基础
1．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是（ ）
A．植物体中只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，原因是其所含基因发生了改变
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，说明了植物种子具有全能性
2.植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序列和相同的细胞质环境，理论上每个植物细胞在适宜条件下都具有全能性，以下有关植物细胞全能性的说法不正确的是（ ）
A．只有一个染色体组的细胞也可能有全能性
B．以四倍体和二倍体的西瓜为亲本杂交获得的三倍体无籽西瓜体现了植物细胞全能性
C．植物细胞工程的理论基础是细胞全能性
D．细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
知识点2 植物组织培养技术
3．下图表示用某二倍体植株进行植物组织培养的过程，下列说法错误的是（ ）
①②③→④
A．②是一团有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低
B．②→③的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根
C．该技术可用于培育出无病毒植株和生产人工种子
D．①→②的实质是使①的细胞恢复分裂能力
4．“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
5.兰花通过有性繁殖的速度很慢，目前可以应用植物组织培养技术进行快速繁殖。下列相关叙述正确的是（ ）
A．兰花根细胞在不离体的情况下可以通过脱分化形成愈伤组织
B．组织培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用
C．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
D．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同
6.下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
B．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
C．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
D．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
7.甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列说法错误的是（ ）
A．植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，依据的原理是植物细胞的全能性
B．植物组织培养的基本步骤是“取材—消毒—愈伤组织培养—生根—出芽—移栽”
C．愈伤组织再分化为根和芽，本质上是基因选择性表达的结果
D．培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著升高时，可促进愈伤组织分化出根
8．藿香是一种重要的中草药，《本草纲目》记载“豆叶曰藿，其叶似之，而草味芳香，故名藿香”。科研人员利用藿香的叶片为外植体进行培养，过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．诱导生芽和生根的培养基中植物激素的比例相同
B．用射线处理愈伤组织细胞可以获得优良突变体
C．①过程用酒精消毒后再立即用次氯酸钠溶液处理
D．过程②③每天都需要在光照条件下进行
知识点3 植物体细胞杂交技术
9.下列关于植物愈伤组织的说法错误的是（ ）
A．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
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无性繁殖
10．科学家将天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊香草能散发出特殊气味，从而达到驱蚊的效果。下列关于驱蚊香草培育的叙述，错误的是（ ）
A．驱蚊香草的培育属于细胞工程育种，杂交的一个关键环节是原生质体间的融合
B．驱蚊香草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、聚乙二醇等试剂或离心法、电融合法等方法
C．驱蚊香草培育过程利用了植物体细胞杂交技术，不同于植物组织培养技术，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊香草不能通过天竺葵和香茅草有性杂交获得是因为不同物种间存在生殖隔离
11.下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄——马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（ ）
A．上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程
B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合，此时细胞内高尔基体活动明显增强
C．该过程体现了植物细胞的全能性，杂种植株产生的变异类型属于染色体变异
D．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄一马铃薯”属于三倍体
12.下图是"白菜-甘蓝"杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（ ）
A．植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
B．愈伤组织是由已分化的细胞经过再分化而形成的具有分生能力的薄壁细胞
C．上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程
D．“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
13.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、培养获得杂合植株。下列有关叙述错误的是（　　）
A．获得该杂合植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B．可利用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等方法诱导原生质体融合
C．若原生质体均为两两融合，则融合后细胞中染色体数目均为62条
D．可利用光学显微镜观察，筛选出杂合细胞
14.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。下列分析不正确的是（　　）
注：原球茎是一种类似嫩茎的结构，可增殖分化。
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．春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
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可能不一致
15．如图所示为利用物种a和物种b的细胞培育植株R的过程，下列叙述错误的是（　　）
A．该培育过程包含了原生质体间的融合和植物组织培养
B．原生质体两两融合即可获得杂种细胞
C．虽然杂种细胞可培养、发育成植株R，但物种a与b仍存在生殖隔离
D．植株R不一定具有两物种的优良性状
（限时：10min）
一、选择题
1.植物组织培养过程中无菌操作很重要，某植物组织培养实验室培养的菊花愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验遵循单一变量原则，得到下列实验结果，据此可得出的初步结论是（ ）
A．提高培养温度能解决污染问题
B．调整培养基pH能解决污染问题
C．延长培养基灭菌时间能解决污染问题
D．污染主要来自组织培养的离体组织
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，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的叙述，错误的是（ ）
A．培养基中生长素和细胞分裂素的用量比会影响愈伤组织的生长和分化
B．获得植物细胞原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶
C．可用PEG 诱导植物细胞融合，再生出细胞壁是融合成功的标志
D．组织培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织进行光合作用
3.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中酶解时间不同，原因可能是两种亲本的细胞壁结构存在一定差异
B．过程②中常采用灭活的病毒或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组成来鉴定其是否为杂种植株
4．月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率（%）结果如表。
6-BA/（mg·L-1） IBA/（mg·L-1）
0． 1 0．2 0．3 0．4 0．5
1．0 31 63 58 49 41
2．0 40 95 76 69 50
3．0 37 75 64 54 41
4．0 25 35 31 30 25
5．0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是（ ）
A．6-BA浓度大于4．0mg·L-1时，芽分化率明显降低
B．6-BA与IBA的比例为10：1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化
D．2．0mg·L-16-BA和0．2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
5.甲植物细胞的核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞的质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物（均为二倍体）进行体细胞杂交相关研究，最终获得了高产、耐盐碱的杂种植株丙，其基本操作流程如图。为获得目的植株，下列相关操作正确的是（　　）
A．对外植体消毒时，使用体积分数为 95%的酒精比 70%的酒精消毒效果更好
B．过程 A 可用纤维素酶和果胶酶处理，且在低渗溶液中进行以防止失水死亡
C．过程 C 中需用聚乙二醇（PEG）来诱导原生质体再生出新的细胞壁
D．过程 D 通常不需光照，形成的杂种植株还需做个体水平鉴定才能筛选出目的植株
二、非选择题
6.青蒿素是有效的疟疾治疗药物，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦在青蒿素的提取方面做出了突出贡献。下图为通过植物组织培养获得青蒿素含量较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：
（1）图中①②代表的生理过程分别是 ，此过程除营养物质外，还需要向培养基中添加 。植物组织培养的原理是 。
（2）植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是 ，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是 。过程②和过程③使用的培养基中细胞分裂素比例较高的是 。
（3）某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加 元素，也可能是 。
（4）青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落，导致其 （填过程）受阻，使细胞缺乏 而不能正常增殖。
7.甲、乙均为二倍体药用植物，甲含有效成分A、乙含有效成分B．某研究小组欲培育同时含有A和B的新型药用植物丙，基本过程包括①-⑤（如图）。
回答下列问题：
(1)由于甲、乙两种植物存在 ，不能采用杂交育种的方法培育植物丙。研究小组采用 技术结合植物组织培养的方法培育植物丙。
(2)过程①中，用 酶和 酶去除细胞壁。过程②可使用离心、振荡、 和 等方法诱导原生质体融合。过程③发生了细胞 和细胞增殖，融合的原生质体不能发生细胞分裂，因为它没有 。
(3)经过程④获得的植株并不一定是目标植株，主要原因是过程②中 。
(4)目标植株（丙）是多倍体，体细胞中含有 个染色体组。若甲、乙两种植物能通过杂交产生种子，且种子能长成幼苗。则该幼苗的体细胞中含有 个染色体组，可利用物理或化学的方法使其 ，从而获得可育植株。
（限时：8min）
选择题
1．百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（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。下列叙述正确的是（　　）
A．经消毒的叶片需用蒸馏水冲洗后接种
B．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中，暗处理组应添加较多的蔗糖
C．若两种处理获得相同质量的愈伤组织，则暗处理消耗的蔗糖较多
D．昼夜节律处理下百岁兰再分化更早，愈伤组织生长更好
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。将普通小麦、中间偃麦草及通过以上方法得到的植物1~4的基因组DNA为模板进行PCR扩增差异性条带，以便鉴定杂种植株，结果如图2所示，下列说法错误的是（ ）
A．过程②紫外线的作用是诱导中间偃麦草发生染色体片段断裂
B．过程③可采用高Ca2+-高pH融合法促进原生质体融合
C．④过程中需要更换培养基，适当提高生长素的比例有利于根的分化
D．据图2推断符合要求的耐盐杂种植株为植株1、2、4
3．珍稀中草药蛇足石杉的有效成分为石杉碱甲，但含量较低。研究人员发现共生真菌可与植物细胞共用酶系统，将蛇足石杉细胞与真菌进行共生培养可促进石杉碱甲的生成。图甲、图乙分别表示共生培养过程中蛇足石杉细胞数量及石杉碱甲含量随时间的变化。下列叙述错误的是（　　）
A．利用植物细胞培养生产石杉碱甲需将外植体培育到愈伤组织阶段
B．将蛇足石杉细胞与真菌共生培养时需要适当添加植物激素
C．图甲实验结果可以确定第4天为传代培养和收集代谢物的最佳时间
D．图乙实验结果不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统
非选择题
4.中医治疗疾病多用复方，三白草（2n=22）和鱼腥草（2n=24）是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究人员欲利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图所示：
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶，用酒精和次氯酸钠对其消毒，每次处理后用 冲洗叶片2~3次，去除残留在叶片上的药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成小片备用。
(2)过程①通常使用 酶去除细胞壁获取原生质体，同时向三白草和鱼腥草细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素（荧光色素不影响原生质体的活性）。过程②诱导原生质体融合，随后在荧光显微镜下选择 的融合细胞（杂种原生质体）。过程②的化学方法包括聚乙二醇融合法和 融合法。
(3)过程③为 ，该过程一般 （填“需要”或“不需要”）光照，经筛选得到的愈伤组织细胞通常含有 条染色体（不考虑细胞分裂）。图示操作过程利用了 原理。
(4)研究人员研究了不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如下图所示。
注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞。
由图可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的适宜密度为 。
(5)通常情况下，能增加免疫器官重量的物质一般具有一定的增强免疫力的作用。为判断杂种细胞的代谢物对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组；实验处理如表所示（溶剂为蒸馏水）。
组别 A组 B组 C组（空白对照组）
实验处理 三白草和鱼腥草杂种细胞代谢物溶液 三白草代谢物和鱼腥草代谢物混合溶液
每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量
①在表格中将C组的实验处理补充完整： 。
②若实验结果为： ，则支持利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍提前到生产过程，并实现有效成分的工厂化生产5.植物受伤后的再生是植物细胞工程研究的重要方向。研究者以拟南芥为材料，探究了水对植物伤口再生方向的调控机制。
(1)植物组织培养时，培养基中除无机盐、蔗糖等营养物质外，还需添加一定比例的 ，以调控细胞的脱分化和再分化。
(2)研究者用拟南芥幼叶进行离体培养，设置不同琼脂浓度的培养基模拟不同水分条件：高水分组（0.75%琼脂）和低水分组（3%琼脂），检测叶柄伤口组织再生方向（图1A）。
图1A说明 。研究者在琼脂培养基上放置封口膜（不透气、不透水）进行对照实验（图1B），该实验的目的是排除 。
(3)为解析水分信号的下游通路，研究者检测乙烯合成基因ACS6的转录情况，结果如图2.
由此推测，水分可能通过乙烯信号通路调控伤口再生方向。为验证该推测，设计了两个实验方案，其中实验组的设计如下表。
实验方案 组别 实验处理 检测指标
一 Ⅰ组 高水分+AVG 伤口再生方向
Ⅱ组 低水分+AVG
二 Ⅰ组 高水分+AVG
Ⅱ组 低水分+ACC
注：AVG为乙烯合成抑制剂、ACC为乙烯前体物质。
方案 更严谨，理由是 。
(4)研究发现，高水分条件下，生长素最大值出现在稍远离伤口处的根原基起始位点；而低水分条件下，最大值集中在伤口附近，且发现乙烯前体物质ACC处理可诱导生长素运输蛋白（PIN1）在根原基起始部位富集。综上研究，总结水分调控植物伤口再生方向的机制（从高水分和低水分两种条件中任选其一） 。
2 / 22.1.1植物细胞工程的基本技术（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
1.B 2.B 3.A 4.A 5.C 6.A 7.B 8.B
9.C 10.C 11.C 12.D 13.C 14.B 15.B
（限时：10min）
1.D 2.D 3.B 4.B 5.D
6.【答案】
(1)脱分化、再分化 植物激素（生长素和细胞分裂素） 植物细胞的全能性
(2)生长较为旺盛，容易得到愈伤组织 相关基因没有在愈伤组织中表达 过程②
(3)镁 培育过程中没有给予光照
(4)有氧呼吸第三阶段 ATP
7.【答案】
(1)生殖隔离（或远缘杂交不亲和的障碍） 植物体细胞杂交
(2)纤维素 果胶 电融合法 PEG（聚乙二醇）融合 脱分化 细胞壁
(3)会形成多种融合细胞（如甲 - 甲融合、乙 - 乙融合、甲 - 乙融合），只有甲 - 乙融合的细胞才能发育为同时含有A和B的目标植株
(4) 4 2 染色体数目加倍
（限时：8min）
1.C 2.D 3.C
4.【答案】
(1)无菌水
(2)纤维素酶、果胶酶 同时含有红色和绿色荧光 高Ca2+-高pH诱导
(3)原生质体再生细胞壁、脱分化、再分裂成愈伤组织的过程 不需要 46
细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
(4)1×106个/mL
(5)等量的蒸馏水 若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组
5.【答案】
(1)生长素和细胞分裂素
(2)高水分促进根再生，低水分促进愈伤组织再生 物理接触、机械压力等无关因素对伤口再生的影响
(3)二 方案一只使用AVG，仅能验证乙烯对根再生的必要性；方案二同时使用AVG、ACC，可同时验证乙烯对根再生的必要性与充分性，证据链完整
(4)高水分→激活乙烯信号通路→诱导PIN1在根原基起始位点富集→生长素最大值出现在根原基起始位点→促进根再生
2 / 22.1.1植物细胞工程的基本技术（分层作业）
基础巩固+能力提升+拓展培优 三维训练
（限时：20min）
知识点1 植物细胞工程的理论基础
1．下列有关细胞全能性的叙述，正确的是（ ）
A．植物体中只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因
B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，原因是其所含基因发生了改变
D．紫色糯性玉米种子培育成植株，说明了植物种子具有全能性
【答案】B
【解析】A、植物体中，体细胞（包括幼嫩的细胞和成熟的细胞）都具有发育成完整个体所必需的全套基因，并非只有幼嫩的细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因，A错误；
B、高度分化的植物细胞只有处于离体状态且有适宜条件时才有可能表现出全能性，即只有处于离体状态时才有可能表现出全能性，B正确；
C、植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是基因的选择性表达，而不是所含基因发生了改变，C错误；
D、紫色糯性玉米种子培育成植株，该过程是植物体由小变大的过程，不能说明植物种子具有全能性，D错误。
故选B。
2.植物体的全部细胞，都是从受精卵经过有丝分裂产生的。因此，植物体内的每一个体细胞也都具有和受精卵完全一样的DNA序列和相同的细胞质环境，理论上每个植物细胞在适宜条件下都具有全能性，以下有关植物细胞全能性的说法不正确的是（ ）
A．只有一个染色体组的细胞也可能有全能性
B．以四倍体和二倍体的西瓜为亲本杂交获得的三倍体无籽西瓜体现了植物细胞全能性
C．植物细胞工程的理论基础是细胞全能性
D．细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性
【答案】B
【解析】A、一般情况下配子只有一个染色体组也具有全能性，如花药离体培养获得单倍体植株，A正确；
B、以四倍体和二倍体的西瓜为亲本杂交获得的三倍体无籽西瓜，属于多倍体育种，原理为染色体变异，该过程新个体产生的起点是受精卵，不能体现植物细胞的全能性，B错误；
C、植物细胞工程的两个技术即植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的理论基础都是细胞全能性，C正确；
D、植物细胞全能性的概念指的是细胞经分裂和分化后，仍具有产生完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，D正确。
故选B。
知识点2 植物组织培养技术
3．下图表示用某二倍体植株进行植物组织培养的过程，下列说法错误的是（ ）
①②③→④
A．②是一团有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低
B．②→③的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根
C．该技术可用于培育出无病毒植株和生产人工种子
D．①→②的实质是使①的细胞恢复分裂能力
【答案】A
【解析】A、②是愈伤组织，是一团没有特定结构和功能的薄壁细胞，它的分化程度最低，A错误；
B、②愈伤组织→③胚状体或根芽的再分化过程中，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于生根，B正确；
C、该技术（植物组织培养）可用于培育出无病毒植株和生产人工种子，C正确；
D、①离体的植物组织、器官和细胞→②愈伤组织即脱分化过程，其实质是使①的细胞恢复分裂能力，D正确。
故选A。
4．“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
【答案】A
【解析】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，故将兰花细胞培养成幼苗过程中植物细胞必须具有完整的细胞核，A正确；
B、植物组织培养过程中，为防止杂菌污染，外植体需消毒处理，B错误；
C、植物组织培养过程中外植体无需用酶分散成单个细胞，C错误；
D、植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其具体过程：外植体脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，进而形成新植体，故外植体细胞无需处于未分化状态，D错误。
故选A。
5.兰花通过有性繁殖的速度很慢，目前可以应用植物组织培养技术进行快速繁殖。下列相关叙述正确的是（ ）
A．兰花根细胞在不离体的情况下可以通过脱分化形成愈伤组织
B．组织培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织的光合作用
C．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化
D．以一株植物的叶片或花药为外植体培育的植株基因型相同
【答案】C
【解析】A、正常情况下，细胞分化是不可逆的，因此兰花根细胞在不离体的情况下不能通过脱分化形成愈伤组织，A错误；
B、脱分化形成愈伤组织的过程中应该避光处理，愈伤组织细胞没有叶绿体，不能进行光合作用，B错误；
C、植物组织培养的培养基中的生长素和细胞分裂素的含量和比例会影响愈伤组织的生长和分化，在脱分化形成愈伤组织的过程中要求生长素和细胞分裂素的比例相当，而在再分化过程中生长素和细胞分裂素比例高有利于根的分化，比例低有利于芽的分化，C正确；
D、同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型不一定相同，如二倍体的花药离体培养得到的个体是单倍体植株，而体细胞组织培养形成的个体是二倍体，D错误。
故选C。
6.下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
B．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
C．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
D．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
【答案】A
【解析】A、生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生 根，A正确；
B、 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，B错误；
C、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，C错误；
D、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶片的生长，D错误。
故选A。
7.甜叶菊植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右，而它的热量却很低，是一种非常理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊的种子小，发芽率低，种子繁殖的遗传性状不稳定，可利用植物组织培养技术提高甜叶菊繁殖效率。下列说法错误的是（ ）
A．植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，依据的原理是植物细胞的全能性
B．植物组织培养的基本步骤是“取材—消毒—愈伤组织培养—生根—出芽—移栽”
C．愈伤组织再分化为根和芽，本质上是基因选择性表达的结果
D．培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著升高时，可促进愈伤组织分化出根
【答案】B
【解析】A、植物组织培养是植物细胞工程的基本技术，将外植体培养成完整植株，依据的原理是植物细胞的全能性，A正确；
B、植物组织培养的基本步骤是“取材—消毒—愈伤组织培养—出芽—生根—移栽”，B错误；
C、愈伤组织的再分化属于细胞分化，本质上是基因选择性表达的结果，C正确；
D、培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值显著高于1时，可诱导生根，D正确。
故选B。
8．藿香是一种重要的中草药，《本草纲目》记载“豆叶曰藿，其叶似之，而草味芳香，故名藿香”。科研人员利用藿香的叶片为外植体进行培养，过程如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．诱导生芽和生根的培养基中植物激素的比例相同
B．用射线处理愈伤组织细胞可以获得优良突变体
C．①过程用酒精消毒后再立即用次氯酸钠溶液处理
D．过程②③每天都需要在光照条件下进行
【答案】B
【解析】A、植物组织培养中培养基生长素用量比细胞分裂素用量，比值高时，诱导生根，比值低时，诱导生芽，A错误；
B、愈伤组织细胞一直处于不断的分生状态，容易受射线或环境（某些试剂）影响而产生突变，故可用射线处理愈伤组织细胞以获得优良突变体，B正确；
C、植物组织培养时外植体用流水充分清洗后用体积分数为70%的酒精消毒30s，用无菌水清洗2-3次，再用次氯酸钠溶液处理30分钟，立即用无菌水清洗2-3次，C错误；
D、②过程为脱分化，不需要光照处理，D错误。
故选B。
知识点3 植物体细胞杂交技术
9.下列关于植物愈伤组织的说法错误的是（ ）
A．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
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无性繁殖
【答案】C
【解析】A、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，获得原生质体，A正确；
B、融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后通过脱分化才能形成愈伤组织，B正确；
C、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；
D、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正确。
故选C。
10．科学家将天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊香草能散发出特殊气味，从而达到驱蚊的效果。下列关于驱蚊香草培育的叙述，错误的是（ ）
A．驱蚊香草的培育属于细胞工程育种，杂交的一个关键环节是原生质体间的融合
B．驱蚊香草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶、聚乙二醇等试剂或离心法、电融合法等方法
C．驱蚊香草培育过程利用了植物体细胞杂交技术，不同于植物组织培养技术，无愈伤组织和试管苗形成
D．驱蚊香草不能通过天竺葵和香茅草有性杂交获得是因为不同物种间存在生殖隔离
【答案】C
【解析】A、驱蚊草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的，采用了植物体细胞杂交技术，属于细胞工程育种，杂交的一个关键环节是原生质体间的融合，A正确；
B、驱蚊草的培育过程中首先要用纤维素酶、果胶酶去除细胞壁获得原生质体，诱导天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体的融合可采用化学法（用聚乙二醇即PEG等试剂）或物理法（离心法、电融合法等），B正确；
C、驱蚊草培育过程中需要采用植物组织培养技术，因此也有愈伤组织和试管苗的形成，C错误；
D、不同物种间存在生殖隔离，故驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，D正确。
故选C。
11.下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄——马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是（ ）
A．上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程
B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合，此时细胞内高尔基体活动明显增强
C．该过程体现了植物细胞的全能性，杂种植株产生的变异类型属于染色体变异
D．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄一马铃薯”属于三倍体
【答案】C
【解析】A、在植物体细胞杂交获得 “番茄-马铃薯” 植株的过程中，从杂种细胞发育成完整植株，有细胞的有丝分裂和细胞分化，但整个过程不涉及减数分裂，A错误；
B、植物体细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁，高尔基体与植物细胞壁的形成有关，在细胞壁形成时高尔基体活动明显增强，B错误；
C、该过程将植物体细胞培养成完整的植株，体现了植物细胞的全能性。杂种植株是由两个不同物种的细胞融合形成的，其染色体数目发生了改变，产生的变异类型属于染色体变异，C正确；
D、由于番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，因此植物体细胞杂交得到的“番茄-马铃薯”属于异源多倍体里面的异源六倍体，D错误。
故选C。
12.下图是"白菜-甘蓝"杂种植株的培育过程。下列说法正确的是（ ）
A．植物体细胞杂交技术已经能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状
B．愈伤组织是由已分化的细胞经过再分化而形成的具有分生能力的薄壁细胞
C．上述过程中包含着有丝分裂，细胞分化和减数分裂等过程
D．“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果
【答案】D
【解析】
A、目前植物体细胞杂交技术还没有能使杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状，A错误；
B、愈伤组织是由已分化的细胞经过初分化而形成的具有分生能力的薄壁细胞，B错误；
C、上述过程中发生了有丝分裂和细胞分化，但没发生有减数分裂，C错误；
D、“白菜-甘蓝”杂种植株具有的性状是基因选择性表达的结果，D正确。
故选D。
13.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、培养获得杂合植株。下列有关叙述错误的是（　　）
A．获得该杂合植株克服了远缘杂交不亲和的障碍
B．可利用电融合法、高Ca2+—高pH融合法等方法诱导原生质体融合
C．若原生质体均为两两融合，则融合后细胞中染色体数目均为62条
D．可利用光学显微镜观察，筛选出杂合细胞
【答案】C
【解析】A、获得该杂合植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，A正确；
B、植物体细胞杂交过程中的一个关键环节，是原生质体间的融合，这必须要借助一定的技术手段才能实现。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，B正确；
C、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，C错误；
D、杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过显微镜观察染色体数目变化，所以可利用显微镜筛选得到融合后的杂种细胞，D正确。
故选C。
14.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。下列分析不正确的是（　　）
注：原球茎是一种类似嫩茎的结构，可增殖分化。
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．春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C．所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
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可能不一致
【答案】B
【解析】A、植物激素的配比可影响植物的分裂与分化，例如生长素与细胞分裂素之比偏高促进根的分化，A正确；
B、春剑是二倍体，绿宝石是四倍体，二者杂交子代是三倍体，三倍体由于减数分裂过程中，发生联会紊乱，所以高度不育，因此春剑和绿宝石两个品种之间有生殖隔离，属于两个物种，B错误；
C、春剑为二倍体生物，绿宝石为四倍体生物，杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑，40条染色体来自绿宝石，故一共有60条，C正确；
D、植物组织培养是无性繁殖，得到的子代性状是一致的，但生物发育也受环境影响，所以子代性状也可能存在不一致的，D正确。
故选B。
15．如图所示为利用物种a和物种b的细胞培育植株R的过程，下列叙述错误的是（　　）
A．该培育过程包含了原生质体间的融合和植物组织培养
B．原生质体两两融合即可获得杂种细胞
C．虽然杂种细胞可培养、发育成植株R，但物种a与b仍存在生殖隔离
D．植株R不一定具有两物种的优良性状
【答案】B
【解析】A、植物体细胞杂交过程包括原生质体的融合和植物组织培养，图中所示培育过程包含了这两个环节，A正确；
B、原生质体两两融合后，得到的融合细胞有三种：物种a自身融合细胞、物种b自身融合细胞、物种a和物种b融合形成的杂种细胞，并非两两融合就只能获得杂种细胞，B错误；
C、物种a和物种b是不同物种，存在生殖隔离，即使通过植物体细胞杂交得到杂种细胞并培育成植株R，它们之间仍存在生殖隔离，C正确；
D、由于基因的表达具有选择性，且可能存在基因间的相互作用等情况，植株R不一定能表现出两物种的优良性状，D正确。
故选B。
（限时：10min）
一、选择题
1.植物组织培养过程中无菌操作很重要，某植物组织培养实验室培养的菊花愈伤组织被真菌严重污染，为查找污染原因设计了4个实验，实验遵循单一变量原则，得到下列实验结果，据此可得出的初步结论是（ ）
A．提高培养温度能解决污染问题
B．调整培养基pH能解决污染问题
C．延长培养基灭菌时间能解决污染问题
D．污染主要来自组织培养的离体组织
【答案】D
【解析】据图可知：培养基灭菌的时间、培养基pH以及培养温度发生变化时，污染率没有太大变化，但随着离体组织灭菌时间的增加，污染率大幅度下降，说明污染的原因是组织培养的离体组织，ABC错误，D正确。
故选D。
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，具有广泛的应用前景和实用价值。下列对这些操作或应用的叙述，错误的是（ ）
A．培养基中生长素和细胞分裂素的用量比会影响愈伤组织的生长和分化
B．获得植物细胞原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶
C．可用PEG 诱导植物细胞融合，再生出细胞壁是融合成功的标志
D．组织培养过程中应给予适当光照以促进愈伤组织进行光合作用
【答案】D
【解析】A、植物激素特别是生长素和细胞分裂素的用量比会影响愈伤组织的生长和分化，A正确；
B、需要纤维素酶和果胶酶处理才能获得植物细胞原生质体，B正确；
C、植物细胞(或原生质体)融合可用PEG进行诱导，融合成功的标志是再生出细胞壁，C正确；
D、脱分化过程中需要避光，再分化时需要光照，D错误。
故选D。
3.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中酶解时间不同，原因可能是两种亲本的细胞壁结构存在一定差异
B．过程②中常采用灭活的病毒或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组成来鉴定其是否为杂种植株
【答案】B
【解析】A、在图示过程中，①表示去壁获取原生质体的过程，这一过程需要用酶来去除植物细胞的细胞壁。而过程①中酶处理的时间存在差异，这很可能是因为两种亲本植物甲和植物乙的细胞壁结构有差异。不同的细胞壁结构对酶解的抵抗程度不同，所以导致酶处理时间不一样，A正确；
B、过程②是原生质体的融合步骤。对于植物原生质体融合，常用的诱导方法是聚乙二醇（PEG）诱导。灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，B错误；
C、过程④是脱分化形成愈伤组织，⑤是再分化以及个体发育形成植株丙的过程。在植物组织培养中，生长素和细胞分裂素对于植物细胞的分化和发育起着关键作用。在脱分化和再分化这两个过程的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素，只是在这两个过程中它们的比例不同，以此来调控植物细胞朝着不同方向分化，C正确；
D、植物丙是通过植物甲和植物乙体细胞杂交培育出来的植株，它应该具备植物甲和植物乙两者的遗传物质。染色体是遗传物质的载体，所以可以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。
4．月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系，以芽体为外植体，在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验，芽分化率（%）结果如表。
6-BA/（mg·L-1） IBA/（mg·L-1）
0． 1 0．2 0．3 0．4 0．5
1．0 31 63 58 49 41
2．0 40 95 76 69 50
3．0 37 75 64 54 41
4．0 25 35 31 30 25
5．0 8 21 12 8 4
关于上述实验，下列叙述错误的是（ ）
A．6-BA浓度大于4．0mg·L-1时，芽分化率明显降低
B．6-BA与IBA的比例为10：1时芽分化率均高于其他比例
C．在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化
D．2．0mg·L-16-BA和0．2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
【答案】B
【解析】A、据表可知，6-BA浓度为从4.0mg·L-1到5.0mg·L-1时，芽分化率降低非常明显，故6-BA浓度大于4．0mg·L-1时，芽分化率明显降低，A正确；
B、据表可知，当6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%
，因此6-BA与IBA的比例为10：1时，芽分化率不一定都高于其他比例，B错误；
C、据表可知，6-BA与IBA的比例会影响芽的分化率，因此在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA，可促进芽分化，C正确；
D、据表可知，芽分化率为95%是最高的，此时6-BA和IBA分别为2.0mg·L-1、0.2mg·L-1，是实验处理中芽分化的最佳组合，D正确。
故选B。
5.甲植物细胞的核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞的质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物（均为二倍体）进行体细胞杂交相关研究，最终获得了高产、耐盐碱的杂种植株丙，其基本操作流程如图。为获得目的植株，下列相关操作正确的是（　　）
A．对外植体消毒时，使用体积分数为 95%的酒精比 70%的酒精消毒效果更好
B．过程 A 可用纤维素酶和果胶酶处理，且在低渗溶液中进行以防止失水死亡
C．过程 C 中需用聚乙二醇（PEG）来诱导原生质体再生出新的细胞壁
D．过程 D 通常不需光照，形成的杂种植株还需做个体水平鉴定才能筛选出目的植株
【答案】D
【解析】A、不同的酒精浓度有不同的用途，对外植体消毒，使用70%的酒精效果更好，A错误；
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理可去除细胞壁，获得原生质体，但不能在低渗溶液中进行，否则原生质体会吸水涨破，B错误；
C、PEG诱导原生质体融合，而不是诱导原生质体再生出细胞壁，C错误；
D过程D是脱分化过程，该过程通常不需要光照，但还需在个体水平做鉴定才能筛选出高产、耐盐碱的杂种植株丙，D正确。
故选D。
二、非选择题
6.青蒿素是有效的疟疾治疗药物，几乎不溶于水，且对热不稳定，所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦在青蒿素的提取方面做出了突出贡献。下图为通过植物组织培养获得青蒿素含量较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题：
（1）图中①②代表的生理过程分别是 ，此过程除营养物质外，还需要向培养基中添加 。植物组织培养的原理是 。
（2）植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是 ，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是 。过程②和过程③使用的培养基中细胞分裂素比例较高的是 。
（3）某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加 元素，也可能是 。
（4）青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落，导致其 （填过程）受阻，使细胞缺乏 而不能正常增殖。
【答案】
脱分化、再分化 植物激素（生长素和细胞分裂素） 植物细胞的全能性
生长较为旺盛，容易得到愈伤组织 相关基因没有在愈伤组织中表达 过程②
镁 培育过程中没有给予光照
有氧呼吸第三阶段 ATP
【分析】
植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织（高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织），愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。
细胞分裂素和生长素的浓度和含量影响愈伤组织的分化，细胞分裂素有利于生芽，生长素有利于生根。
题图分析，①表示脱分化，②表示再分化诱导生芽，③表示诱导生根，④表示进一步发育成植株。
【详解】
（1）图中①②代表的生理过程分别是脱分化和再分化，此过程除营养物质外，还需要向培养基中添加植物激素，即生长素和细胞分裂素。植物组织培养的原理是根据植物细胞的全能性设计的。
（2）植物组织培养过程中，外植体通常选取黄花蒿的分生区组织，这是因为分生区组织生长较为旺盛，分裂能力强，容易得到愈伤组织，愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是相关基因没有在愈伤组织中表达。过程②和过程③中，需添加不同比例的细胞分裂素和生长素，以促进愈伤组织分化成根或芽，当细胞分裂素比例较高时，促进生芽，当生长素比例较高时，促进生根，因此过程②中使用的培养基细胞分裂素比例较高，从而有利于生芽。
（3）某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色，可能的原因是培养基中没有添加镁元素，也可能是培育过程中没有给予光照，因为镁是叶绿素的成分，且叶绿素的形成需要光照。
（4）线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所，青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落，导致其有氧呼吸第三阶段受阻，导致细胞缺乏ATP而不能正常增殖。
7.甲、乙均为二倍体药用植物，甲含有效成分A、乙含有效成分B．某研究小组欲培育同时含有A和B的新型药用植物丙，基本过程包括①-⑤（如图）。
回答下列问题：
(1)由于甲、乙两种植物存在 ，不能采用杂交育种的方法培育植物丙。研究小组采用 技术结合植物组织培养的方法培育植物丙。
(2)过程①中，用 酶和 酶去除细胞壁。过程②可使用离心、振荡、 和 等方法诱导原生质体融合。过程③发生了细胞 和细胞增殖，融合的原生质体不能发生细胞分裂，因为它没有 。
(3)经过程④获得的植株并不一定是目标植株，主要原因是过程②中 。
(4)目标植株（丙）是多倍体，体细胞中含有 个染色体组。若甲、乙两种植物能通过杂交产生种子，且种子能长成幼苗。则该幼苗的体细胞中含有 个染色体组，可利用物理或化学的方法使其 ，从而获得可育植株。
【答案】
(1)生殖隔离（或远缘杂交不亲和的障碍） 植物体细胞杂交
(2)纤维素 果胶 电融合法 PEG（聚乙二醇）融合 脱分化 细胞壁
(3)会形成多种融合细胞（如甲 - 甲融合、乙 - 乙融合、甲 - 乙融合），只有甲 - 乙融合的细胞才能发育为同时含有A和B的目标植株
(4) 4 2 染色体数目加倍
【分析】
植物体细胞杂交指将不同种的植物细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。
【详解】
（1）由于甲、乙两种植物存在生殖隔离（或远缘杂交不亲和的障碍），无法通过杂交育种产生可育后代。研究小组采用植物体细胞杂交技术，结合植物组织培养的方法培育植物丙。
（2）过程①去除植物细胞壁，需要用纤维素酶和果胶酶（植物细胞壁主要成分为纤维素和果胶）。过程②原生质体融合的方法除离心、振荡外，还包括电融合法和PEG（聚乙二醇）融合法等。过程③中，融合的原生质体发生了脱分化和细胞增殖，进而形成愈伤组织，但融合的原生质体不能发生细胞分裂，因为它没有细胞壁（细胞壁是植物细胞进行分裂的必要结构）。
（3）原生质体融合时，会形成多种融合细胞（如甲 - 甲融合、乙 - 乙融合、甲 - 乙融合），只有甲 - 乙融合的细胞才能发育为同时含有A和B的目标植株，其他融合类型发育的植株不符合要求。
（4）目标植株（丙）是多倍体，体细胞中含有4 个（或甲和乙的染色体组之和）染色体组（甲、乙均为二倍体，体细胞杂交后染色体组为甲 2 + 乙 2）。 若甲、乙能杂交产生种子，该幼苗是异源二倍体，体细胞中含有2 个（或甲和乙各 1 个）染色体组。 需利用物理或化学方法（如秋水仙素处理）使其染色体数目加倍（或染色体组加倍），从而获得可育植株。
（限时：8min）
选择题
1．百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（16h光照和8h黑暗）对诱导百岁兰叶片愈伤组织的影响，实验结果见下图。下列叙述正确的是（　　）
A．经消毒的叶片需用蒸馏水冲洗后接种
B．暗处理和昼夜节律处理所用培养基中，暗处理组应添加较多的蔗糖
C．若两种处理获得相同质量的愈伤组织，则暗处理消耗的蔗糖较多
D．昼夜节律处理下百岁兰再分化更早，愈伤组织生长更好
【答案】C
【解析】A、在植物组织培养中，外植体（这里是叶片）消毒后，必须用无菌水冲洗。因为蒸馏水只是去除了杂质，但没有经过无菌处理，可能含有微生物，用蒸馏水冲洗会将杂菌带入后续培养过程，污染培养基，影响愈伤组织的诱导和生长，A错误；
B、实验中，无关变量（像培养基中的蔗糖含量、培养基的成分、培养温度等）需要保持一致且适宜，这样才能确保实验结果是由自变量（暗处理和昼夜节律处理）引起的。如果暗处理组和昼夜节律处理组的蔗糖含量不同，就无法判断愈伤组织生长情况的差异是因为光照处理方式不同，还是因为蔗糖含量不同，所以两组的蔗糖含量应相同，B错误；
C、暗处理条件下，植物不能进行光合作用，愈伤组织生长所需的碳源（用于合成有机物）和能量，完全依靠培养基中的蔗糖来提供。而在昼夜节律处理下，植物有光照时间，可以进行光合作用，自身能够合成一部分有机物，从而减少了对培养基中蔗糖的消耗。所以，当要获得相同质量的愈伤组织时，暗处理组因为没有光合作用补充有机物，就需要消耗更多的培养基中的蔗糖，C正确；
D、题目中的图只展示了愈伤组织诱导阶段（脱分化过程）的生长质量情况，并没有涉及再分化阶段的时间、速度等相关数据，所以无法得出 “昼夜节律处理下百岁兰再分化更早” 的结论，D错误。
故选C。
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。将普通小麦、中间偃麦草及通过以上方法得到的植物1~4的基因组DNA为模板进行PCR扩增差异性条带，以便鉴定杂种植株，结果如图2所示，下列说法错误的是（ ）
A．过程②紫外线的作用是诱导中间偃麦草发生染色体片段断裂
B．过程③可采用高Ca2+-高pH融合法促进原生质体融合
C．④过程中需要更换培养基，适当提高生长素的比例有利于根的分化
D．据图2推断符合要求的耐盐杂种植株为植株1、2、4
【答案】D
【解析】A、过程②紫外线的作用是诱导中间偃麦草的染色体断裂，从而可能实现偃麦草的耐盐相关基因整合到小麦染色体上，从而获得高耐盐的小麦，A正确；
B、过程③为促进原生质体融合的方法，通常可采用物理或化学的方法进行诱导，其中采用的化学法有聚乙二醇（PEG）融合法和高 Ca2+—高pH融合法，B正确；
C、④为脱分化和再分化形成杂种植株的过程，由于分化形成根或芽所需要的生长素和细胞分裂素的比例不同，因此该过程中需要更换培养基，适当提高生长素的比例有利于根的分化，C正确；
D、根据图2可知，1、2、4同时具有普通小麦和中间偃麦草的DNA片段，因此再生植株1-4中一定是杂种植株的有1、2、4。若要筛选得到耐盐的小麦，需要将杂种植株种植在高盐的土壤中进一步筛选，即植株1、2、4不一定都是耐盐的杂种植株，D错误。
故选D。
3．珍稀中草药蛇足石杉的有效成分为石杉碱甲，但含量较低。研究人员发现共生真菌可与植物细胞共用酶系统，将蛇足石杉细胞与真菌进行共生培养可促进石杉碱甲的生成。图甲、图乙分别表示共生培养过程中蛇足石杉细胞数量及石杉碱甲含量随时间的变化。下列叙述错误的是（　　）
A．利用植物细胞培养生产石杉碱甲需将外植体培育到愈伤组织阶段
B．将蛇足石杉细胞与真菌共生培养时需要适当添加植物激素
C．图甲实验结果可以确定第4天为传代培养和收集代谢物的最佳时间
D．图乙实验结果不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统
【答案】C
【解析】A、石杉碱甲属于细胞的次生代谢物，利用植物细胞培养时，需将外植体培育到愈伤组织，A正确；
B、蛇足石杉细胞与真菌共生培养时适当添加植物激素可促进共生关系、调节代谢、促进次生代谢物的合成等，B正确；
C、图甲实验结果可以确定第4天为传代培养的最佳时间，仅通过图甲不能确定收集代谢物的最佳时间，C错误；
D、图乙表示一定时间范围内，随着时间的增加，石杉碱甲的含量先增加再下降，未体现出酶的作用，不足以证明共生真菌利用了蛇足石杉细胞的酶系统，D正确。
故选C。
非选择题
4.中医治疗疾病多用复方，三白草（2n=22）和鱼腥草（2n=24）是同科不同属的两种常见药用植物，二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。研究人员欲利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，并实现有效成分的工厂化生产，具体操作如图所示：
(1)取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶，用酒精和次氯酸钠对其消毒，每次处理后用 冲洗叶片2~3次，去除残留在叶片上的药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成小片备用。
(2)过程①通常使用 酶去除细胞壁获取原生质体，同时向三白草和鱼腥草细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素（荧光色素不影响原生质体的活性）。过程②诱导原生质体融合，随后在荧光显微镜下选择 的融合细胞（杂种原生质体）。过程②的化学方法包括聚乙二醇融合法和 融合法。
(3)过程③为 ，该过程一般 （填“需要”或“不需要”）光照，经筛选得到的愈伤组织细胞通常含有 条染色体（不考虑细胞分裂）。图示操作过程利用了 原理。
(4)研究人员研究了不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响，结果如下图所示。
注：双核异核融合体指具有两个不同来源细胞核的细胞。
由图可知，促进三白草和鱼腥草原生质体融合的适宜密度为 。
(5)通常情况下，能增加免疫器官重量的物质一般具有一定的增强免疫力的作用。为判断杂种细胞的代谢物对动物免疫力的影响，科研人员取同种小鼠30只，雌雄各半，随机均分为三组；实验处理如表所示（溶剂为蒸馏水）。
组别 A组 B组 C组（空白对照组）
实验处理 三白草和鱼腥草杂种细胞代谢物溶液 三白草代谢物和鱼腥草代谢物混合溶液
每天一次等量灌胃，连续一周，检测各组小鼠的胸腺重量
①在表格中将C组的实验处理补充完整： 。
②若实验结果为： ，则支持利用植物体细胞杂交技术将复方中的配伍提前到生产过程，并实现有效成分的工厂化生产。
【答案】
(1)无菌水
(2)纤维素酶、果胶酶 同时含有红色和绿色荧光 高Ca2+-高pH诱导
(3)原生质体再生细胞壁、脱分化、再分裂成愈伤组织的过程 不需要 46 细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性
(4)1×106个/mL
(5)等量的蒸馏水 若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组
【分析】
分析图可知：过程图表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，②为原生质体融合，③为脱分化形成愈伤组织，④为提取代谢产物；柱形图中，随着原生质体密度增大，双核异核融合体比例先升高后降低，其中在1×106个/mL时， 比例最高。
【详解】
（1）为防止微生物污染，取鱼腥草和三白草充分展开的嫩叶，用酒精和次氯酸钠对其消毒，每次处理后用无菌水冲洗叶片2~3次，去除残留在叶片上的药剂，处理后的叶片撕去表皮，切成小片备用。
（2）据图示可知，过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体，需要用纤维素酶、果胶酶处理破坏细胞壁；诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG（聚乙二醇）或高Ca2+-高pH诱导融合。由于三百草细胞酶解液中加入了红荧光色素，鱼腥草细胞酶解液中加入了绿荧光色素，所以杂种原生质体应该带红、绿荧光色素。
（3）过程③为原生质体再生细胞壁、脱分化、再分裂成愈伤组织的过程；脱分化不需要光照，常避光进行；愈伤组织细胞与杂种原生质体细胞中染色体数目相同，而杂种原生质体为三白草鱼鱼腥草融合而来，其中的染色体数目=三白草+鱼腥草=22+24=46。图示操作过程利用的原理有细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性。
（4）由图2柱形图可知，在密度为1×106个/mL时， 双核异核融合体比例最高，说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个/mL。
（5）①因为C组为对照组，因此根据对A、B两组的处理，C组应用等量的蒸馏水（溶剂）每天一次等量灌胃，连续一周。
②若实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组，则支持利用原生质体融合技术将复方的配伍提前到生产过程，并实现有效成分的工厂化生产。
5.植物受伤后的再生是植物细胞工程研究的重要方向。研究者以拟南芥为材料，探究了水对植物伤口再生方向的调控机制。
(1)植物组织培养时，培养基中除无机盐、蔗糖等营养物质外，还需添加一定比例的 ，以调控细胞的脱分化和再分化。
(2)研究者用拟南芥幼叶进行离体培养，设置不同琼脂浓度的培养基模拟不同水分条件：高水分组（0.75%琼脂）和低水分组（3%琼脂），检测叶柄伤口组织再生方向（图1A）。
图1A说明 。研究者在琼脂培养基上放置封口膜（不透气、不透水）进行对照实验（图1B），该实验的目的是排除 。
(3)为解析水分信号的下游通路，研究者检测乙烯合成基因ACS6的转录情况，结果如图2.
由此推测，水分可能通过乙烯信号通路调控伤口再生方向。为验证该推测，设计了两个实验方案，其中实验组的设计如下表。
实验方案 组别 实验处理 检测指标
一 Ⅰ组 高水分+AVG 伤口再生方向
Ⅱ组 低水分+AVG
二 Ⅰ组 高水分+AVG
Ⅱ组 低水分+ACC
注：AVG为乙烯合成抑制剂、ACC为乙烯前体物质。
方案 更严谨，理由是 。
(4)研究发现，高水分条件下，生长素最大值出现在稍远离伤口处的根原基起始位点；而低水分条件下，最大值集中在伤口附近，且发现乙烯前体物质ACC处理可诱导生长素运输蛋白（PIN1）在根原基起始部位富集。综上研究，总结水分调控植物伤口再生方向的机制（从高水分和低水分两种条件中任选其一） 。
【答案】
(1)生长素和细胞分裂素
(2)高水分促进根再生，低水分促进愈伤组织再生 物理接触、机械压力等无关因素对伤口再生的影响
(3)二 方案一只使用AVG，仅能验证乙烯对根再生的必要性；方案二同时使用AVG、ACC，可同时验证乙烯对根再生的必要性与充分性，证据链完整
(4)高水分→激活乙烯信号通路→诱导PIN1在根原基起始位点富集→生长素最大值出现在根原基起始位点→促进根再生
【分析】
植物组织培养时，培养基中除常规营养物质外，还需添加一定比例的生长素和细胞分裂素，以调控细胞的脱分化和再分化。据表可知，方案一只使用AVG，仅能验证乙烯对根再生的必要性；方案二同时使用AVG、ACC，可同时验证乙烯对根再生的必要性与充分性。
【详解】
（1）植物组织培养时，培养基中除常规营养物质外，还需添加一定比例的生长素和细胞分裂素，以调控细胞的脱分化和再分化，生长素浓度高时，诱导根的分化，细胞分裂素浓度高时，诱导芽的分化，二者浓度相当时，诱导愈伤组织的形成。
（2）由图可知，图1中A高水分组促进根的生长，低水分组促进愈伤组织的形成。图1B中封口膜直接包裹形成机械压力，封口膜中加水，制造物理接触，所以该实验的目的是排除物理接触、机械压力等无关因素对伤口再生的影响。
（3）据表可知，方案一只使用AVG，仅能验证乙烯对根再生的必要性；方案二同时使用AVG、ACC，可同时验证乙烯对根再生的必要性与充分性，证据链完整，所以方案二更严谨。
（4）由题意可知，高水分条件下，生长素最大值出现在稍远离伤口处的根原基起始位点，而低水分条件下，最大值集中在伤口附近，说明高水分条件可激活乙烯信号通路，进而诱导PIN1在根原基起始位点富集，使生长素最大值出现在根原基起始位点，从而促进根再生。
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