资源简介 中小学教育资源及组卷应用平台第36讲 植物细胞工程课标 要求 1.阐明植物组织培养是在一定条件下,将离体植物器官、组织和细胞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合细胞,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、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率 4.教学活动:利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术(固本·识记类)1.细胞工程的概念分析(1)原理和方法的来源:细胞生物学、分子生物学和 等。 (2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或 水平。 (3)目的:获得特定的 、组织、器官、 或其产品。 (4)分类: 和 。 2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性定义 细胞经分裂和分化后,仍然具有 或 的潜能 原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因大小 比较 ①受精卵>生殖细胞>体细胞;②分化程度低的细胞>分化程度高的细胞;③植物细胞>动物细胞体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉,甚至一个细胞,都可以繁殖出新的植株未表 现及 原因表现 条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH3.植物组织培养的基本过程(1)细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在 、 ________和 上发生 差异的过程。 (2)植物组织培养的基本过程①愈伤组织的形态:不定形的薄壁组织团块。②脱分化:由 的植物组织或细胞产生 的过程。 ③再分化: 重新分化成 等器官的过程。 (3)条件: 的植物器官、组织或细胞等,在一定的 、 和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性,发育成完整植株。这些离体培养的植物器官、组织或细胞叫作 。 4.探究实践——菊花的组织培养[总结]植物组织培养过程中需进行无菌操作:①培养基灭菌(高压蒸汽灭菌);②外植体要进行消毒处理(酒精、次氯酸钠、无菌水冲洗);③接种的无菌操作(各种器械要彻底灭菌、无菌滤纸、酒精灯火焰旁、封口膜或瓶盖封住瓶口);④无菌箱中培养;⑤除去封口膜一段时间后,再移栽到消过毒的环境中生存一段时间(“炼苗”)。深挖教材·拓思维植物细胞具有全能性的原因是。 2.菊花外植体在培养过程中需要始终见光培养吗 ,原因是 。[选择性必修3 P36“探究·实践”] 3.在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作,原因是 。 1.关于植物组织培养,下列说法正确的是 。 A.植物种子萌发形成幼苗体现了植物细胞的全能性B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化[2024·江苏卷]C.进行工厂化生产时,诱导外植体形成愈伤组织时需加入NAA和脱落酸[2024·黑吉辽卷]D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体进行植物组织培养[2022·辽宁卷]E.无论脱分化还是再分化过程中均需提供光照F.菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要,所用到的材料、仪器均需灭菌处理2.[2025·江苏卷] 图示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是 ( )A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关考点二 植物体细胞杂交技术(固本·识记类)1.概念植物体细胞杂交是指将 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 的技术。 2.过程3.意义植物体细胞杂交技术在打破 ,实现 杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。 4.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株等。5.局限性:目前有许多理论和技术未解决,还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。深挖教材·拓思维1.植物体细胞杂交实现的基础是 ,植物组织培养的理论基础是 。 2.二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,“番茄—马铃薯”是否如预期那样实现地上结番茄,地下长马铃薯 ,原因是 。 3.平菇具有味道鲜美、抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮、生长旺盛的优势。为获得同时具有二者优良性状的新菌株,研究者利用原生质体融合技术培育杂种新菌株,该技术的典型优势是 。 1.关于植物体细胞杂交,下列说法正确的是 。 A.植物体细胞杂交过程中原生质体融合过程最好置于低渗溶液中进行B.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞C.植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术D.从杂种植株的染色体组成上看,植物体细胞杂交的变异类型属于染色体数目变异E.人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。融合的细胞即为杂种细胞[2023·广东卷]F.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G.融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关H.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核[2024·山东卷]I.植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状2.[2024·湖北卷] 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考点三 植物细胞工程的应用(固本·识记类)1.植物繁殖的新途径2.作物新品种的培育3.细胞产物的工厂化生产深挖教材·拓思维单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料的原因是 。 用物理或化学因素处理愈伤组织,诱发突变,产生的变异一定符合需要吗 。为什么 。 1.关于植物细胞工程的应用,下列说法错误的是 。 A.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养[2024·贵州卷]B.获得细胞产物只需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可C.利用植物组织培养技术培育脱毒苗,获得抗病毒的新物种D.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持[2025·河北卷]E.紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然初生代谢物,有抗肿瘤作用F.切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株一定不带病毒G.突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞H.植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制2.[2025·黑吉辽内蒙古卷] 利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗,有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是 ( )A.细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成B.培养基先分装到锥形瓶,封口后用干热灭菌法灭菌C.芽原基细胞由于基因选择性表达,不能用作外植体D.紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取,植物组织培养优势明显3.[2024·甘肃卷] 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1D.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经典真题·明考向1.[2024·广西卷] 广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖,但会由于病毒积累而产量下降,可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法,下列说法错误的是 ( )A.可选用甘蔗的茎尖为外植体B.选用的外植体需经高温灭菌处理C.一般采用加入琼脂的固体培养基D.脱毒苗的形成包括再分化过程2.[2025·湖北卷] 水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是 ( )转速/(r/min) 55 65 75 85相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25细胞干重/(g/L) 7.50 9.70 11.4 9.50黄酮产量/(g/L) 0.20 0.27 0.32 0.25A.黄酮产量与细胞干重呈正相关B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的D.转速为75 r/min时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累3.[2025·浙江6月选考] 科研人员研究某种红豆杉的细胞悬浮培养和原生质体培养方式对合成紫杉醇的影响,甲组为细胞悬浮培养,乙组为原生质体的液体静置培养,丙组为琼脂糖包埋后的原生质体悬浮培养。三组的培养基相同,其中乙、丙两组另加细胞壁合成抑制剂等。结果如图所示。下列叙述正确的是 ( )A.比较甲和丙,丙组的培养方式有利于原生质体的增殖,从而提高紫杉醇总产量B.比较乙和丙,丙组的培养方式有利于应用到发酵罐进行紫杉醇的生产C.丙组中琼脂糖凝胶的作用是持续为原生质体供应碳源D.上述实验表明细胞壁完整有助于紫杉醇在细胞内的合成与积累4.[2024·江苏卷] 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第36讲 植物细胞工程考点一● 必备知识1.(1)发育生物学 (2)组织 (3)细胞 个体 (4)植物细胞工程 动物细胞工程2.产生完整生物体 分化成其他各种细胞 所有的细胞都表现出全能性 选择性地表达3.(1)形态 结构 生理功能 稳定性(2)外植体 脱分化 再分化 ②高度分化 愈伤组织 ③愈伤组织 芽、根(3)离体 营养 激素 外植体4.无菌水 次氯酸钠 无菌水 0.5~1 cm 1/3~1/2 愈伤组织 封口膜 生芽 生根 封口膜【深挖教材】1.生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因2.不需要 在诱导形成愈伤组织阶段不存在光合作用,无须光照;当愈伤组织再分化出芽和叶时,每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用3.避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长● 典型例题1.B [解析] 植物离体的器官、组织或细胞在适宜条件下培育成完整植株体现了植物细胞的全能性,而植物种子属于个体发育的早期阶段,其萌发形成幼苗未体现植物细胞的全能性,A错误;诱导愈伤组织时需要加入适当比例的生长素和细胞分裂素,C错误;一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体,成熟叶片细胞的分裂能力较弱,不利于植物组织培养,D错误;脱分化过程不需要提供光照,E错误;菊花植物组织培养过程中,外植体需要进行消毒处理,而不是灭菌处理,否则茎段细胞会死亡,而用到的培养瓶等均需灭菌,F错误。2.C [解析] 过程①形成了愈伤组织,发生了细胞的脱分化,此时细胞还进行有丝分裂,A正确;过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体的过程,经过再分化会形成不同种类的细胞,B正确;过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同,如细胞分裂素和生长素的浓度不同,C错误;培养基中常加入蔗糖,蔗糖既能作为碳源,又与维持渗透压有关,D正确。考点二● 必备知识1.不同来源 新植物体2.纤维素酶和果胶 原生质体 离心法 聚乙二醇(PEG) 高Ca2+-高pH 原生质体 再生出细胞壁 愈伤组织3.生殖隔离 远缘【深挖教材】1.膜的流动性 植物细胞的全能性2.4 异源四 没有 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3.能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种● 典型例题1.CDFG [解析] 植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理后得到原生质体,由于失去了细胞壁的保护作用,需将原生质体放在等渗或略高渗溶液中,若置于低渗溶液中,原生质体会大量吸水而涨破,A错误;植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株,B错误;只考虑细胞的两两融合,融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞,只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂种细胞,E错误;体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自两个亲本的遗传物质,但只有1个细胞核,H错误;由于基因间的相互作用,利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株,不一定能同时表现出两个亲本的全部性状,I错误。2.B [解析] ①用混合酶液处理是为了去除植物细胞的细胞壁,过程①中酶处理的时间不同,说明两种亲本的细胞壁结构有差异,A正确;过程②为原生质体的融合,常用PEG诱导原生质体融合,灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合,不能用于诱导植物原生质体融合,B错误;过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但在两个过程中两者比例不同,C正确;植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体,应具备两者的遗传物质,因此可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株,D正确。考点三● 必备知识1.高效、快速地实现种苗的大量繁殖 保持优良品种的遗传特性 植物顶端分生区附近(如茎尖)2.染色体变异 单倍体 纯合子 稳定遗传 育种的年限 体细胞诱变 遗传突变 基因突变3.必需 植物细胞培养 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【深挖教材】1.大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现2.不一定 由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求● 典型例题1.CEF [解析] 利用植物组织培养技术培育的脱毒苗,含有病毒极少或者不含有病毒,但不具有抗病毒能力,C错误;紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然次生代谢物,具有高抗癌活性,E错误;切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,F错误。2.A [解析] 在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的比例直接影响细胞的分化方向,当二者比例适中时,促进愈伤组织的形成,比例高时促进生根,比例低时促进生芽,A正确;培养基含大量水分,需用高压蒸汽灭菌法灭菌(121 ℃,15~30分钟),干热灭菌法适用于耐高温且需保持干燥的物品(如玻璃器皿),不能用于培养基灭菌,B错误;芽原基细胞是分生组织的一部分,全能性高,可作为外植体,基因选择性表达是细胞分化的基础,不影响其作为外植体的能力,C错误;细胞产物的工厂化生产是通过植物细胞培养技术实现的,如大量培养红豆杉细胞,从培养液中提取紫杉醇,植物细胞培养的优势(如快速增殖、大量生产细胞产物)明显,D错误。3.D [解析] ①为脱分化过程,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,基因重组发生在减数分裂过程中,而愈伤组织细胞只进行有丝分裂,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。经典真题·明考向1.B [解析] 植物的茎尖分生组织细胞分裂旺盛,几乎不含病毒,所以可选用甘蔗的茎尖为外植体,A正确;高温会使外植体死亡,故外植体应采用消毒处理,B错误;植物组织培养一般采用加入琼脂的固体培养基,C正确;脱毒苗的形成过程中,外植体先脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体或丛芽等,最后发育成完整植株,即包括再分化过程,D正确。2.B [解析] 从表中可知,黄酮产量随着细胞干重增加而增加,随着细胞干重减少而减少,所以黄酮产量与细胞干重呈正相关,A正确;黄酮属于次生代谢产物,不是细胞生存和生长所必需的,B错误;有氧呼吸为细胞生长、分裂和代谢提供能量,所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的,C正确;比较表格中数据,75 r/min时,相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高,D正确。3.B [解析] 原生质体没有细胞壁,不能增殖,A错误;丙组的胞外紫杉醇浓度比乙组高,这意味着丙组的培养方式能更多且更便宜提取紫杉醇,有利于用发酵罐进行紫杉醇的生产,B正确;琼脂糖凝胶的作用是为原生质体提供支撑和保护,它不能为原生质体提供碳源,C错误;甲组细胞有细胞壁,但从紫杉醇合成量来看,甲组低于乙组和丙组,D错误。4.C [解析] 细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,步骤①应添加纤维素酶、果胶酶去除细胞壁,A错误;步骤②应将吸取的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,密度梯度离心后原生质体处于甘露醇溶液和蔗糖溶液之间,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,被染成蓝色的原生质体活性差或已死亡,D错误。(共89张PPT)第36讲植物细胞工程1.阐明植物组织培养是在一定条件下,将离体植物器官、组织和细胞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合细胞,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、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率4.教学活动:利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗,并进行栽培考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术(固本·识记类)考点二 植物体细胞杂交技术(固本·识记类)考点三 植物细胞工程的应用(固本·识记类)经典真题·明考向备用习题作业手册答案速查【听】答案速查【作】考点一 植物细胞的全能性及组织培养技术(固本·识记类)1.细胞工程的概念分析(1)原理和方法的来源:细胞生物学、分子生物学和____________等。(2)操作水平:细胞器水平、细胞水平或______水平。(3)目的:获得特定的______、组织、器官、______或其产品。(4)分类:______________和______________。发育生物学组织细胞个体植物细胞工程动物细胞工程2.植物细胞工程的理论基础——植物细胞的全能性定义 细胞经分裂和分化后,仍然具有________________或______ _______________的潜能原因 生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因大小 比较 ①受精卵 生殖细胞 体细胞;②分化程度低的细胞 分 化程度高的细胞;③植物细胞 动物细胞体现 利用植物的一片花瓣、一粒花粉,甚至一个细胞,都可以繁 殖出新的植株产生完整生物体分化成其他各种细胞未表现及 原因 在生物的生长发育过程中,并不是____________________ _______ 在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因 会______________表现条件 离体、营养物质、激素、适宜的温度和所有的细胞都表现出全能性选择性地表达续表3.植物组织培养的基本过程(1)细胞分化:在个体发育中,由一个或一种细胞增殖产生的后代,在______、______和__________上发生________差异的过程。(2)植物组织培养的基本过程形态结构生理功能稳定性①愈伤组织的形态:不定形的薄壁组织团块。②脱分化:由__________的植物组织或细胞产生__________的过程。③再分化:__________重新分化成________等器官的过程。外植体脱分化再分化高度分化愈伤组织愈伤组织芽、根(3)条件:______的植物器官、组织或细胞等,在一定的______、______和其他外界条件的作用下就可能表现出全能性,发育成完整植株。这些离体培养的植物器官、组织或细胞叫作________。离体营养激素外植体4.探究实践——菊花的组织培养无菌水次氯酸钠无菌水愈伤组织封口膜生芽生根封口膜[总结]植物组织培养过程中需进行无菌操作:①培养基灭菌(高压蒸汽灭菌);②外植体要进行消毒处理(酒精、次氯酸钠、无菌水冲洗);③接种的无菌操作(各种器械要彻底灭菌、无菌滤纸、酒精灯火焰旁、封口膜或瓶盖封住瓶口);④无菌箱中培养;⑤除去封口膜一段时间后,再移栽到消过毒的环境中生存一段时间(“炼苗”)。【深挖教材·拓思维】1.植物细胞具有全能性的原因是________________________________________________________。生物体的每个细胞中都含有发育成完整个体所需的全套基因2.菊花外植体在培养过程中需要始终见光培养吗?________,原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________ 。[选择性必修 “探究·实践”]不需要3.在植物组织培养过程中,要进行一系列的消毒、灭菌,并且要求无菌操作,原因是___________________________________________________________________。避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养,且有些杂菌会危害培养物的生长在诱导形成愈伤组织阶段不存在光合作用,无须光照;当愈伤组织再分化出芽和叶时,每日需要提供适当时间和强度的光照以进行光合作用1.关于植物组织培养,下列说法正确的是___。A.植物种子萌发形成幼苗体现了植物细胞的全能性B.培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化[2024·江苏卷]C.进行工厂化生产时,诱导外植体形成愈伤组织时需加入 和脱落酸[2024· 黑吉辽卷]D.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体进行植物组织培养[2022·辽宁卷]E.无论脱分化还是再分化过程中均需提供光照F.菊花组织培养的全过程无菌操作至关重要,所用到的材料、仪器均需灭菌处理√[解析] 植物离体的器官、组织或细胞在适宜条件下培育成完整植株体现了植物细胞的全能性,而植物种子属于个体发育的早期阶段,其萌发形成幼苗未体现植物细胞的全能性,A错误;诱导愈伤组织时需要加入适当比例的生长素和细胞分裂素,C错误;一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体,成熟叶片细胞的分裂能力较弱,不利于植物组织培养,D错误;脱分化过程不需要提供光照, 错误;菊花植物组织培养过程中,外植体需要进行消毒处理,而不是灭菌处理,否则茎段细胞会死亡,而用到的培养瓶等均需灭菌, 错误。2.[2025·江苏卷]图示一种植物组织培养周期,①~③表示相应过程。下列相关叙述错误的是( )A.过程①发生了细胞的脱分化和有丝分裂B.过程②经细胞的再分化形成不同种类的细胞C.过程②③所用培养基的成分、浓度相同D.培养基中糖类既能作为碳源,又与维持渗透压有关√[解析] 过程①形成了愈伤组织,发生了细胞的脱分化,此时细胞还进行有丝分裂,A正确;过程②是愈伤组织经再分化形成胚状体的过程,经过再分化会形成不同种类的细胞,B正确;过程②③所用培养基的成分、浓度不完全相同,如细胞分裂素和生长素的浓度不同,C错误;培养基中常加入蔗糖,蔗糖既能作为碳源,又与维持渗透压有关,D正确。【题后归纳】1.脱分化和再分化的比较内容 脱分化 再分化过程 外植体 愈伤组织 愈伤组织 胚状体形成体的 特点 没有特定形态、结构和功 能的薄壁细胞 胚状体中胚芽、胚根、胚轴等结构完整条件 离体适宜的营养内容 脱分化 再分化条件 生长素与细胞分裂素的比 例适中 生长素与细胞分裂素的比例高诱导生根,比例低诱导生芽不需要光照 需要光照续表2.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①诱导愈伤组织分化时,一般要先诱导其生芽,然后诱导其生根,可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。②光照:在愈伤组织诱导阶段,对有些植物来说,避光培养有利于细胞脱分化形成愈伤组织。当愈伤组织再分化出芽和叶时,一定要有光照,有利于叶片内叶绿素的合成。③植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖,少数为葡萄糖和果糖,原因是蔗糖既可提供充足的碳源,又可维持相对适中的渗透压,而葡萄糖和果糖在与蔗糖提供相同数量碳源的前提下,其造成的渗透压可能过高。考点二 植物体细胞杂交技术(固本·识记类)1.概念植物体细胞杂交是指将__________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__________的技术。不同来源新植物体2.过程纤维素酶和果胶原生质体离心法聚乙二醇高高原生质体再生出细胞壁愈伤组织3.意义植物体细胞杂交技术在打破__________,实现______杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势。生殖隔离远缘4.实例:白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草、多种柑橘属不同种间的杂种植株等。5.局限性:目前有许多理论和技术未解决,还不能让杂种植物按照人们的需要表现出双亲的性状。【深挖教材·拓思维】1.植物体细胞杂交实现的基础是____________,植物组织培养的理论基础是__________________。膜的流动性植物细胞的全能性2.二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,“番茄—马铃薯”是否如预期那样实现地上结番茄,地下长马铃薯?______,原因是__________________________________________________________。4异源四没有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3.平菇具有味道鲜美、抗杂菌污染的优势,杏鲍菇具有菌丝强壮、生长旺盛的优势。为获得同时具有二者优良性状的新菌株,研究者利用原生质体融合技术培育杂种新菌株,该技术的典型优势是__________________________________。能打破生殖隔离,实现远缘杂交育种1.关于植物体细胞杂交,下列说法正确的是_______。A.植物体细胞杂交过程中原生质体融合过程最好置于低渗溶液中进行B.植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞C.植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术D.从杂种植株的染色体组成上看,植物体细胞杂交的变异类型属于染色体数目变异E.人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。融合的细胞即为杂种细胞[2023·广东卷]√√F.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G.融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关H.体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的2个细胞核[2024·山东卷]I.植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状√√[解析] 植物细胞用纤维素酶和果胶酶处理后得到原生质体,由于失去了细胞壁的保护作用,需将原生质体放在等渗或略高渗溶液中,若置于低渗溶液中,原生质体会大量吸水而涨破,A错误;植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株,B错误;只考虑细胞的两两融合,融合的细胞中有人参根—人参根细胞、人参根—胡萝卜根细胞、胡萝卜根—胡萝卜根细胞,只有人参根—胡萝卜根细胞才是杂种细胞, 错误;体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自两个亲本的遗传物质,但只有1个细胞核, 错误;由于基因间的相互作用,利用植物体细胞杂交技术获得的杂种植株,不一定能同时表现出两个亲本的全部性状, 错误。2.[2024·湖北卷]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 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] ①用混合酶液处理是为了去除植物细胞的细胞壁,过程①中酶处理的时间不同,说明两种亲本的细胞壁结构有差异,A正确;过程②为原生质体的融合,常用 诱导原生质体融合,灭活的仙台病毒可诱导动物细胞融合,不能用于诱导植物原生质体融合,B错误;过程④脱分化和⑤再分化的培养基中均需要添加生长素和细胞分裂素,但在两个过程中两者比例不同,C正确;植物丙是植物甲和植物乙体细胞杂交形成的个体,应具备两者的遗传物质,因此可通过分析植物丙的染色体,来鉴定其是否为杂种植株,D正确。【题后归纳】植物体细胞杂交和有性杂交的辨析考点三 植物细胞工程的应用(固本·识记类)1.植物繁殖的新途径高效、快速地实现种苗的大量繁殖保持优良品种的遗传特性植物顶端分生区附近(如茎尖)2.作物新品种的培育染色体变异单倍体纯合子稳定遗传育种的年限体细胞诱变遗传突变基因突变3.细胞产物的工厂化生产必需植物细胞培养不占用耕地,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【深挖教材·拓思维】1.单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料的原因是__________________________________________________________________________________。大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体,染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易显现2.用物理或化学因素处理愈伤组织,诱发突变,产生的变异一定符合需要吗?________。为什么?_________________________________________________。不一定由于突变是不定向的,因此产生的变异不一定符合要求1.关于植物细胞工程的应用,下列说法错误的是______。A.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养[2024·贵州卷]B.获得细胞产物只需要将外植体培养到愈伤组织阶段即可C.利用植物组织培养技术培育脱毒苗,获得抗病毒的新物种D.利用组织培养技术实现兰花的快速繁殖和优良性状的保持[2025·河北卷]E.紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然初生代谢物,有抗肿瘤作用F.切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株一定不带病毒G.突变体培育通常对植物的愈伤组织进行诱变处理,而工厂化生产的细胞产物也是来自愈伤组织细胞H.植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制√√√[解析] 利用植物组织培养技术培育的脱毒苗,含有病毒极少或者不含有病毒,但不具有抗病毒能力,C错误;紫杉醇是一种从裸子植物红豆杉的树皮和树叶中提取的天然次生代谢物,具有高抗癌活性, 错误;切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株有可能不带病毒,从而获得脱毒苗, 错误。2.[2025·黑吉辽内蒙古卷]利用植物组织培养技术获得红豆杉试管苗,有助于解决紫杉醇药源短缺问题。下列叙述正确的是( )A.细胞分裂素和生长素的比例会影响愈伤组织的形成B.培养基先分装到锥形瓶,封口后用干热灭菌法灭菌C.芽原基细胞由于基因选择性表达,不能用作外植体D.紫杉醇不能通过细胞产物的工厂化生产来获取,植物组织培养优势明显√[解析] 在植物组织培养中,生长素和细胞分裂素的比例直接影响细胞的分化方向,当二者比例适中时,促进愈伤组织的形成,比例高时促进生根,比例低时促进生芽,A正确;培养基含大量水分,需用高压蒸汽灭菌法灭菌(, 分钟),干热灭菌法适用于耐高温且需保持干燥的物品(如玻璃器皿),不能用于培养基灭菌,B错误;芽原基细胞是分生组织的一部分,全能性高,可作为外植体,基因选择性表达是细胞分化的基础,不影响其作为外植体的能力,C错误;细胞产物的工厂化生产是通过植物细胞培养技术实现的,如大量培养红豆杉细胞,从培养液中提取紫杉醇,植物细胞培养的优势(如快速增殖、大量生产细胞产物)明显,D错误。3.[2024·甘肃卷]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1D.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] ①为脱分化过程,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,基因重组发生在减数分裂过程中,而愈伤组织细胞只进行有丝分裂,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。经典真题·明考向1.[2024·广西卷]广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖,但会由于病毒积累而产量下降,可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法,下列说法错误的是( )A.可选用甘蔗的茎尖为外植体B.选用的外植体需经高温灭菌处理C.一般采用加入琼脂的固体培养基D.脱毒苗的形成包括再分化过程√[解析] 植物的茎尖分生组织细胞分裂旺盛,几乎不含病毒,所以可选用甘蔗的茎尖为外植体,A正确;高温会使外植体死亡,故外植体应采用消毒处理,B错误;植物组织培养一般采用加入琼脂的固体培养基,C正确;脱毒苗的形成过程中,外植体先脱分化形成愈伤组织,再经过再分化形成胚状体或丛芽等,最后发育成完整植株,即包括再分化过程,D正确。2.[2025·湖北卷]水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分为次生代谢产物黄酮。水母雪莲生长缓慢,长期的掠夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员开展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的工程技术研究,结果如表所示。下列叙述错误的是( )转速/ 55 65 75 85相对生长速率 0.21 0.25 0.26 0.25细胞干重/ 7.50 9.70 11.4 9.50黄酮产量/ 0.20 0.27 0.32 0.25A.黄酮产量与细胞干重呈正相关B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的D.转速为 时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累[解析] 从表中可知,黄酮产量随着细胞干重增加而增加,随着细胞干重减少而减少,所以黄酮产量与细胞干重呈正相关,A正确;黄酮属于次生代谢产物,不是细胞生存和生长所必需的,B错误;有氧呼吸为细胞生长、分裂和代谢提供能量,所以氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的,C正确;比较表格中数据,时,相对生长速率、细胞干重和黄酮产量均最高,D正确。√3.[2025·浙江6月选考]科研人员研究某种红豆杉的细胞悬浮培养和原生质体培养方式对合成紫杉醇的影响,甲组为细胞悬浮培养,乙组为原生质体的液体静置培养,丙组为琼脂糖包埋后的原生质体悬浮培养。三组的培养基相同,其中乙、丙两组另加细胞壁合成抑制剂等。结果如图所示。下列叙述正确的是( )A.比较甲和丙,丙组的培养方式有利于原生质体的增殖,从而提高紫杉醇总产量B.比较乙和丙,丙组的培养方式有利于应用到发酵罐进行紫杉醇的生产C.丙组中琼脂糖凝胶的作用是持续为原生质体供应碳源D.上述实验表明细胞壁完整有助于紫杉醇在细胞内的合成与积累√[解析] 原生质体没有细胞壁,不能增殖,A错误;丙组的胞外紫杉醇浓度比乙组高,这意味着丙组的培养方式能更多且更便宜提取紫杉醇,有利于用发酵罐进行紫杉醇的生产,B正确;琼脂糖凝胶的作用是为原生质体提供支撑和保护,它不能为原生质体提供碳源,C错误;甲组细胞有细胞壁,但从紫杉醇合成量来看,甲组低于乙组和丙组,D错误。4.[2024·江苏卷]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] 细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,步骤①应添加纤维素酶、果胶酶去除细胞壁,A错误;步骤②应将吸取的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,密度梯度离心后原生质体处于甘露醇溶液和蔗糖溶液之间,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,被染成蓝色的原生质体活性差或已死亡,D错误。备用习题1.薰衣草被誉为“宁静的香水植物”“香料之王”“芳香药草之后”等,但如何持续种好薰衣草一直是园艺界的难题。如图是利用植物组织培养技术克隆薰衣草的流程。下列叙述正确的是( )取自同一株薰衣草的细胞经组织培养获得的植株基因型相同B. 选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且抗病毒C. 在植物组织培养车间或实验室进行再分化培养,不需要遮光D. 为了充分利用营养物质,形成的丛芽在原培养基中继续培养并诱导生根√[解析] 同一植株不同部位的细胞经组织培养获得的植株基因型不一定相同,如花粉粒培养获得的愈伤组织细胞内染色体数目是植物正常体细胞的一半,A错误;选择薰衣草植株的茎尖进行诱导,是因其分裂旺盛且携带的病毒少,但其不能抗病毒,B错误;诱导愈伤组织期间一般不需要光照,但再分化过程将形成根和芽等营养器官,芽的形成需要一定的光照,同时叶绿素的形成过程也离不开光照,所以再分化过程需要光照,C正确;由于植物不同发育时期,对营养和激素的需求不同,形成的丛芽需要转移到新的培养基中才能诱导生根,D错误。2.研究人员利用离体培养的红豆杉细胞生产紫杉醇(易溶于丙酮等有机溶剂,是一种抗癌药)的流程如下图所示。下列相关叙述错误的是( )外植体 愈伤组织 液体培养基中悬浮振荡培养 细胞悬浮培养与继代 提取、检测紫杉醇A. 生产紫杉醇利用了植物细胞培养,该技术几乎不受季节、天气限制B. 用诱变的方法处理愈伤组织,再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞C. 过程①②中植物细胞发育的方向受激素调控,与环境条件无关D. 可用双层磷脂分子构建的脂质体运送紫杉醇至靶细胞,治疗某些癌症√[解析] 紫杉醇是红豆杉属植物产生的一种复杂的次生代谢物,其生产利用了植物细胞培养,该技术几乎不受季节、天气的限制,A正确;愈伤组织细胞未分化,一直处于不断增殖状态,在诱变因素下容易产生突变,用诱变的方法处理愈伤组织,再经筛选可能获得高产紫杉醇的细胞,B正确;过程①②分别为脱分化和再分化过程,细胞发育的方向受激素调控和环境条件的影响,C错误;紫杉醇具有抗癌作用,易溶于丙酮等有机溶剂,可用双层磷脂分子构建的脂质体运送,D正确。作业手册题组一 植物细胞的全能性及组织培养技术1.在植物组织培养过程中,外植体经过一系列培养阶段最终形成完整植株。下列叙述正确的是( )A.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性,即植物细胞有发育成完整植株的潜能B.在再分化阶段,生长素和细胞分裂素的比例对细胞分化方向影响不大C.植物组织培养过程中,培养基中添加的琼脂可以为细胞提供营养物质D.运用植物组织培养技术繁育铁皮石斛,可提高遗传多样性√[解析] 生长素和细胞分裂素的比例在再分化阶段对细胞分化方向有重要影响,即生长素占比高有利于根的分化,细胞分裂素占比高有利于芽的分化,B错误;琼脂在植物组织培养基中主要作为凝固剂,用于使其凝固成胶状,便于植物组织附着和生长,但不能为细胞提供营养物质,C错误;运用植物组织培养技术繁育铁皮石斛,其原理是植物细胞的全能性,该过程属于无性生殖,遗传物质基本不发生改变,不能提高遗传多样性,D错误。2.[2025·安徽蚌埠三模]为实现名贵中药霍山石斛的规模化生产,科研人员开展了如图所示的研究。下列相关叙述不正确的是( )A.该实验所需要的组织和培养基都需要高温灭菌B.过程②中愈伤组织的形成属于脱分化过程C.过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是不同的培养基D.过程④中添加的珍珠岩基质无法为幼苗生长提供碳源√[解析] 该实验所需要的组织属于活体生物组织,不能进行高温灭菌,培养基可使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;过程③中,诱导生芽和诱导生根使用的培养基中的生长素和细胞分裂素的比例不同,即过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是不同的培养基,C正确;过程④中添加的珍珠岩基质起到了改良基质物理性质、保持水分、支持和稳定等多重作用,但不提供碳源,D正确。3.[2025·湖北十堰一模]某实验小组在 培养基中添加不同比例的萘乙酸和细胞分裂素苄氨基嘌呤 ,以研究其对铁线莲愈伤组织的诱导率和生长的影响,结果如表所示。下列有关分析正确的是( )培养基 类型 诱导率/ % 生长状况甲 0 2.0 45.7 淡黄色,疏松乙 0.1 2.0 71.4 淡黄色,疏松培养基 类型 诱导率/ % 生长状况丙 0 4.0 77.1 黄色,生长速率快,过度致密丁 0.1 4.0 22.9 黄褐色,过度致密A.接种前,要对铁线莲的外植体进行灭菌处理B.不添加时,适当增加 浓度有助于愈伤组织的形成和生长C.诱导愈伤组织期间需要给予光照以促进叶绿素合成D.铁线莲愈伤组织的诱导取决于外源生长素的浓度续表√[解析] 接种前,要对铁线莲的外植体进行消毒处理,不能进行灭菌处理,A错误;与甲组相比,丙组的诱导率更高,愈伤组织的生长速率更快,因此不添加时,适当增加 浓度有助于愈伤组织的形成和生长,B正确;脱分化阶段,一般不需要给予光照,再分化阶段,要给予光照以促进叶绿素的合成,C错误;铁线莲愈伤组织的诱导取决于外源生长素和细胞分裂素的浓度及比例,D错误。题组二 植物体细胞杂交4.现有甲、乙两不同物种的二倍体纯合植物,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,可以获得高产、耐盐的四倍体杂种植株B.将乙种植物的耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出具有耐盐性状的甲种植物C.两种植物杂交后,得到的 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,再用秋水仙素处理芽尖可培育出所需植株√[解析] 甲、乙均为二倍体纯种植株,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种植株,A正确;基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传特性,因此将乙种植物的耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出具有耐盐性状的甲种植物,B正确;甲、乙两种植物之间存在生殖隔离,因此两者不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,C错误;诱导两种植物的花粉融合并培育成异源二倍体幼苗,用秋水仙素处理可形成可育异源四倍体后代,D正确。5.[2025·广东深圳二模]胞质雄性不育 是线粒体基因引起的胞质功能混乱现象,表现为花粉不育。经 射线处理的芜菁细胞,A表示染色体组和甘蓝细胞,B表示染色体组 融合,可获得 甘蓝植株(BB)。下列分析错误的是( )A.芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁B. 射线照射的作用是促进芜菁细胞与甘蓝细胞融合C.融合后的 甘蓝获得了芜菁细胞的细胞质基因D.植物体细胞杂交技术为培育 甘蓝提供了一种路径√[解析] 植物细胞由于有细胞壁的存在,不能直接融合,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;芜菁细胞)和甘蓝细胞( 0通过植物体细胞杂交技术融合后得到的 甘蓝细胞的染色体组成还是,推测 射线照射的作用是破坏芜菁细胞的细胞核,且融合后的甘蓝细胞 获得了芜菁细胞的细胞质基因,B错误,C正确;题述通过植物体细胞杂交技术,将芜菁细胞和甘蓝细胞融合获得甘蓝,为培育 甘蓝提供了一种路径,D正确。6.不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,然后再和一个正常受体的细胞或原生质体融合。研究人员用拟南芥与具有雄性不育性状的萝卜进行不对称体细胞杂交实验,获得了雄性不育的拟南芥。下列叙述正确的是( )A.实验过程需严格控制无菌条件,原生质体融合时需放入无菌水中B.不能通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性C.不对称体细胞杂交技术的主要目的是改良受体细胞线粒体基因组或叶绿体基因组D.不对称体细胞杂交在减少非目标性状的引入及提高杂种育性上具有一定的优越性√[解析] 原生质体融合时需放入等渗或略高渗溶液中,以免无细胞壁的原生质体涨破,A错误;不同种类的植物细胞染色体的形态特征不相同,因此可以通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性,B错误;不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,其核心目的是将供体的部分染色体或染色体片段转移到受体体细胞中,实现受体核基因的定向改良,C错误;经处理后的染色体易发生断裂和丢失,从而导致不对称体细胞杂交获得的重组细胞尽可能仅含所需目标性状的染色体,多倍体一般育性较低,此方法得到的细胞相比正常细胞仅多出较少数量的染色体,因此可提高杂种育性,D正确。题组三 植物细胞工程的应用7.[2025·湖北武汉模拟]天然植物中花青素含量低且提取成本高。为解决此问题,某科研团队以黑果枸杞为材料,利用植物细胞培养技术,大幅提升了花青素产量。下列叙述错误的是( )A.花青素同糖类、脂质一样都属于次生代谢物B.上述花青素的制备过程未体现植物细胞的全能性C.与传统植物提取法相比,该技术几乎不受季节、天气等的限制D.将花青素合成酶基因导入愈伤组织可能进一步提高花青素产量√[解析] 花青素属于次生代谢物,不是植物生命活动所必需的物质,而糖类、脂质都属于初生代谢物,是植物生命活动所必需的物质,A错误;题述花青素的制备过程利用了植物细胞培养技术,没有形成个体和各种细胞,因此不能体现植物细胞的全能性,B正确;花青素合成酶能催化花青素合成,因此将花青素合成酶基因导入愈伤组织可能进一步提高花青素产量,D正确。8.[2025·江苏南京月考]为获得具有抗肿瘤活性的骆驼蓬生物碱,并解决野生骆驼蓬稀缺问题,研究团队设计了“细胞工程 突变育A.骆驼蓬外植体需用酒精、次氯酸钠消毒,以彻底灭活外植体表面的所有微生物B.步骤②中直接用 处理愈伤组织,可获得染色体组数加倍的骆驼蓬C.以茎尖作为外植体,经过③培育的幼苗,可作为“抗毒苗”用于生产D.步骤①②③过程中进行化学物质诱变,可能筛选出有用的突变体种”双路径方案,流程如下图所示。下列相关叙述正确的是( )√[解析] 用酒精、次氯酸钠消毒的目的是杀死外植体表面的大部分微生物,消毒不能彻底灭活外植体表面的所有微生物,A错误;愈伤组织细胞有细胞壁,不能直接用 处理愈伤组织来获得染色体组数加倍的骆驼蓬,B错误;以茎尖作为外植体,经过③培育的幼苗,由于茎尖病毒极少或无病毒,可作为 “脱毒苗” 用于生产,而不是 “抗毒苗”,C错误;步骤①②③过程中细胞处于不断分裂状态,此时进行化学物质诱变,诱发基因突变,从而可能筛选出有用的突变体,D正确。9.[2025·福建厦门三模]超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再将存活的细胞利用组织培养技术培育为脱毒植株。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.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒B.该方法利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶、细胞结构不易被破坏的特点C.利用射线或化学物质等处理被病毒感染的植株也是一种获得作物脱毒苗的方法D.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯不一定比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强√[解析] 植物顶端分生区附近病毒极少甚至无病毒,因此将马铃薯茎尖接种在培养基中,经过人工培养可获得脱毒苗,A正确;利用射线或化学物质等处理植株属于诱变处理,而非脱毒方法,脱毒指去除病毒,C错误;经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是脱毒,并没有获得抗病毒的能力,不一定比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强,D正确。综合应用练10.[2025·河南部分重点高中联考] 紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。利用植物组织培养和植物细胞培养的技术生产紫杉醇的基本方法如下,回答下列问题:(1)诱导幼茎、针叶等外植体形成愈伤组织的过程称为________。与微生物培养基的营养成分相比,诱导愈伤组织的培养基还应该添加_______________________________。脱分化植物激素(生长素和细胞分裂素)[解析] 诱导幼茎、针叶等外植体形成愈伤组织的过程称为脱分化。植物细胞的分裂和分化需要植物激素的调节,因此与微生物培养基的营养成分相比,诱导愈伤组织的培养基还应该添加植物激素。(2)无菌技术是植物组织培养的关键。若要探究对幼茎、针叶等消毒的最佳处理时间,实验的因变量是幼茎、针叶等的________________(答一点)。污染率、存活率[解析] 若要探究对幼茎、针叶等消毒的最佳处理时间,则实验的自变量为消毒处理的时间,因变量为幼茎、针叶等的污染率、存活率。(3)培养愈伤组织工业化生产紫杉醇的过程中,影响紫杉醇产量的因素有____________________________________________________________________________(答两点)。筛选的愈伤组织的增殖能力和产紫杉醇的能力、液体培养基的温度、、溶解氧等[解析] 紫杉醇是细胞的代谢产物,因此细胞产生紫杉醇的能力以及影响细胞增殖和细胞代谢的因素均会影响紫杉醇产量,如筛选的愈伤组织的增殖能力和产紫杉醇的能力、液体培养基的温度、 、溶解氧等均会影响紫杉醇产量。(4)利用植物组织培养技术快速培养脱毒苗,可从其树皮中提取紫杉醇。在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生组织细胞作为外植体,原因是__________________________________。请参照上图模式,用文字和箭头图示培养脱毒苗获取紫杉醇的流程:_____________________________________________________________________________。分生区附近的病毒极少,甚至无病毒外植体(茎尖等分生组织)愈伤组织 芽、根 脱毒苗 树皮 提取、检测紫杉醇[解析] 植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生组织细胞作为外植体。脱毒苗的形成利用了植物组织培养技术,培养脱毒苗获取紫杉醇的流程:外植体(茎尖分生组织) 愈伤组织 芽、根 脱毒苗 树皮 提取、检测紫杉醇。11.[2025·四川乐山月考] 大豆是我国四大粮食作物之一,野生大豆产量低但却具有耐湿、耐盐碱、耐阴、抗旱、抗病、耐瘠薄土壤等优良性状,因此可将耐旱强的野生大豆与高产栽培大豆进行体细胞杂交培育高产耐旱大豆新品种,过程如图所示。据图回答:(1)①是酶解法去除细胞壁,一般使用__________________处理。纤维素酶和果胶酶(2)②表示______________的过程,该过程体现了细胞膜具有_______________,该过程完成的标志是______________。原生质体融合一定的流动性细胞壁的再生[解析] ②为原生质体A和原生质体B融合形成杂种细胞的过程,代表原生质体融合过程,体现了细胞膜具有一定的流动性,该过程完成的标志是形成新的细胞壁。(3)过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株,体现了杂种细胞具有________。植物体细胞杂交技术在打破__________,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。全能性生殖隔离[解析] 过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株,体现了杂种细胞具有全能性。不同物种之间存在生殖隔离,自然条件下一般不能进行基因交流,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。中小学教育资源及组卷应用平台课时作业(五十一) 植物细胞工程题组一 植物细胞的全能性及组织培养技术1.在植物组织培养过程中,外植体经过一系列培养阶段最终形成完整植株。下列叙述正确的是 ( )A.植物组织培养的理论基础是细胞的全能性,即植物细胞有发育成完整植株的潜能B.在再分化阶段,生长素和细胞分裂素的比例对细胞分化方向影响不大C.植物组织培养过程中,培养基中添加的琼脂可以为细胞提供营养物质D.运用植物组织培养技术繁育铁皮石斛,可提高遗传多样性2.[2025·安徽蚌埠三模] 为实现名贵中药霍山石斛的规模化生产,科研人员开展了如图所示的研究。下列相关叙述不正确的是 ( )A.该实验所需要的组织和培养基都需要高温灭菌B.过程②中愈伤组织的形成属于脱分化过程C.过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是不同的培养基D.过程④中添加的珍珠岩基质无法为幼苗生长提供碳源3.[2025·湖北十堰一模] 某实验小组在MS培养基中添加不同比例的萘乙酸(NAA)和细胞分裂素6 苄氨基嘌呤(6 BA),以研究其对铁线莲愈伤组织的诱导率和生长的影响,结果如表所示。下列有关分析正确的是 ( )培养基 类型 NAA/ (mg·L-1) 6 BA/ (mg·L-1) 诱导 率/% 生长状况甲 0 2.0 45.7 淡黄色,疏松乙 0.1 2.0 71.4 淡黄色,疏松丙 0 4.0 77.1 黄色,生长速率 快,过度致密丁 0.1 4.0 22.9 黄褐色,过度致密A.接种前,要对铁线莲的外植体进行灭菌处理B.不添加NAA时,适当增加6 BA浓度有助于愈伤组织的形成和生长C.诱导愈伤组织期间需要给予光照以促进叶绿素合成D.铁线莲愈伤组织的诱导取决于外源生长素的浓度题组二 植物体细胞杂交4.现有甲、乙两不同物种的二倍体纯合植物,甲植物(2n=14)的光合产量高于乙植物,但乙植物(2n=20)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,可以获得高产、耐盐的四倍体杂种植株B.将乙种植物的耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出具有耐盐性状的甲种植物C.两种植物杂交后,得到的F1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,再用秋水仙素处理芽尖可培育出所需植株5.[2025·广东深圳二模] 胞质雄性不育(CMS)是线粒体基因引起的胞质功能混乱现象,表现为花粉不育。经γ射线处理的芜菁细胞(AA,A表示染色体组)和甘蓝细胞(BB,B表示染色体组)融合,可获得CMS甘蓝植株(BB)。下列分析错误的是 ( )A.芜菁细胞和甘蓝细胞融合前需要去除两者的细胞壁B.γ射线照射的作用是促进芜菁细胞与甘蓝细胞融合C.融合后的CMS甘蓝获得了芜菁细胞的细胞质基因D.植物体细胞杂交技术为培育CMS甘蓝提供了一种路径6.不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,然后再和一个正常受体的细胞或原生质体融合。研究人员用拟南芥与具有雄性不育性状的萝卜进行不对称体细胞杂交实验,获得了雄性不育的拟南芥。下列叙述正确的是 ( )A.实验过程需严格控制无菌条件,原生质体融合时需放入无菌水中B.不能通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性C.不对称体细胞杂交技术的主要目的是改良受体细胞线粒体基因组或叶绿体基因组D.不对称体细胞杂交在减少非目标性状的引入及提高杂种育性上具有一定的优越性题组三 植物细胞工程的应用7.[2025·湖北武汉模拟] 天然植物中花青素含量低且提取成本高。为解决此问题,某科研团队以黑果枸杞为材料,利用植物细胞培养技术,大幅提升了花青素产量。下列叙述错误的是 ( )A.花青素同糖类、脂质一样都属于次生代谢物B.上述花青素的制备过程未体现植物细胞的全能性C.与传统植物提取法相比,该技术几乎不受季节、天气等的限制D.将花青素合成酶基因导入愈伤组织可能进一步提高花青素产量8.[2025·江苏南京月考] 为获得具有抗肿瘤活性的骆驼蓬生物碱,并解决野生骆驼蓬稀缺问题,研究团队设计了“细胞工程+突变育种”双路径方案,流程如下图所示。下列相关叙述正确的是 ( )A.骆驼蓬外植体需用酒精、次氯酸钠消毒,以彻底灭活外植体表面的所有微生物B.步骤②中直接用PEG处理愈伤组织,可获得染色体组数加倍的骆驼蓬C.以茎尖作为外植体,经过③培育的幼苗,可作为“抗毒苗”用于生产D.步骤①②③过程中进行化学物质诱变,可能筛选出有用的突变体9.[2025·福建厦门三模] 超低温冷冻脱毒法是先用超低温对细胞进行选择性破坏,再将存活的细胞利用组织培养技术培育为脱毒植株。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.用茎尖能够获得脱毒苗的原因是植物顶端分生区病毒极少或无病毒B.该方法利用了茎尖分生组织无成熟液泡不易形成冰晶、细胞结构不易被破坏的特点C.利用射线或化学物质等处理被病毒感染的植株也是一种获得作物脱毒苗的方法D.经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯不一定比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强综合应用练10.[2025·河南部分重点高中联考] 紫杉醇对多种癌症都有一定的疗效。利用植物组织培养和植物细胞培养的技术生产紫杉醇的基本方法如下,回答下列问题:(1)诱导幼茎、针叶等外植体形成愈伤组织的过程称为 。与微生物培养基的营养成分相比,诱导愈伤组织的培养基还应该添加 。 (2)无菌技术是植物组织培养的关键。若要探究对幼茎、针叶等消毒的最佳处理时间,实验的因变量是幼茎、针叶等的 (答一点)。 (3)培养愈伤组织工业化生产紫杉醇的过程中,影响紫杉醇产量的因素有 (答两点)。 (4)利用植物组织培养技术快速培养脱毒苗,可从其树皮中提取紫杉醇。在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生组织细胞作为外植体,原因是 。请参照上图模式,用文字和箭头图示培养脱毒苗获取紫杉醇的流程: 。 11.[2025·四川乐山月考] 大豆是我国四大粮食作物之一,野生大豆产量低但却具有耐湿、耐盐碱、耐阴、抗旱、抗病、耐瘠薄土壤等优良性状,因此可将耐旱强的野生大豆与高产栽培大豆进行体细胞杂交培育高产耐旱大豆新品种,过程如图所示。据图回答:(1)①是酶解法去除细胞壁,一般使用 处理。 (2)②表示 的过程,该过程体现了细胞膜具有 ,该过程完成的标志是 。 (3)过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株,体现了杂种细胞具有 。 植物体细胞杂交技术在打破 ,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。 课时作业(五十一) 植物细胞工程1.A [解析] 生长素和细胞分裂素的比例在再分化阶段对细胞分化方向有重要影响,即生长素占比高有利于根的分化,细胞分裂素占比高有利于芽的分化,B错误;琼脂在植物组织培养基中主要作为凝固剂,用于使其凝固成胶状,便于植物组织附着和生长,但不能为细胞提供营养物质,C错误;运用植物组织培养技术繁育铁皮石斛,其原理是植物细胞的全能性,该过程属于无性生殖,遗传物质基本不发生改变,不能提高遗传多样性,D错误。2.A [解析] 该实验所需要的组织属于活体生物组织,不能进行高温灭菌,培养基可使用高压蒸汽灭菌法进行灭菌,A错误;过程③中,诱导生芽和诱导生根使用的培养基中的生长素和细胞分裂素的比例不同,即过程③中诱导生芽和诱导生根使用的是不同的培养基,C正确;过程④中添加的珍珠岩基质起到了改良基质物理性质、保持水分、支持和稳定等多重作用,但不提供碳源,D正确。3.B [解析] 接种前,要对铁线莲的外植体进行消毒处理,不能进行灭菌处理,A错误;与甲组相比,丙组的诱导率更高,愈伤组织的生长速率更快,因此不添加NAA时,适当增加6 BA浓度有助于愈伤组织的形成和生长,B正确;脱分化阶段,一般不需要给予光照,再分化阶段,要给予光照以促进叶绿素的合成,C错误;铁线莲愈伤组织的诱导取决于外源生长素和细胞分裂素的浓度及比例,D错误。4.C [解析] 甲、乙均为二倍体纯种植株,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种植株,A正确;基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传特性,因此将乙种植物的耐盐基因导入甲种植物的体细胞中,可培育出具有耐盐性状的甲种植物,B正确;甲、乙两种植物之间存在生殖隔离,因此两者不能杂交,即使能杂交也不能产生可育后代,C错误;诱导两种植物的花粉融合并培育成异源二倍体幼苗,用秋水仙素处理可形成可育异源四倍体后代,D正确。5.B [解析] 植物细胞由于有细胞壁的存在,不能直接融合,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,A正确;芜菁细胞(AA)和甘蓝细胞(BB)通过植物体细胞杂交技术融合后得到的CMS甘蓝细胞的染色体组成还是BB,推测γ射线照射的作用是破坏芜菁细胞的细胞核,且融合后的CMS甘蓝细胞(BB)获得了芜菁细胞的细胞质基因,B错误,C正确;题述通过植物体细胞杂交技术,将芜菁细胞和甘蓝细胞融合获得CMS甘蓝,为培育CMS甘蓝提供了一种路径,D正确。6.D [解析] 原生质体融合时需放入等渗或略高渗溶液中,以免无细胞壁的原生质体涨破,A错误;不同种类的植物细胞染色体的形态特征不相同,因此可以通过细胞的显微观察来鉴定杂种植株染色体形态特征和倍性,B错误;不对称体细胞杂交是利用射线、限制酶等方法处理供体细胞或原生质体,处理后的染色体易发生断裂和丢失,其核心目的是将供体的部分染色体或染色体片段转移到受体体细胞中,实现受体核基因的定向改良,C错误;经处理后的染色体易发生断裂和丢失,从而导致不对称体细胞杂交获得的重组细胞尽可能仅含所需目标性状的染色体,多倍体一般育性较低,此方法得到的细胞相比正常细胞仅多出较少数量的染色体,因此可提高杂种育性,D正确。7.A [解析] 花青素属于次生代谢物,不是植物生命活动所必需的物质,而糖类、脂质都属于初生代谢物,是植物生命活动所必需的物质,A错误;题述花青素的制备过程利用了植物细胞培养技术,没有形成个体和各种细胞,因此不能体现植物细胞的全能性,B正确;花青素合成酶能催化花青素合成,因此将花青素合成酶基因导入愈伤组织可能进一步提高花青素产量,D正确。8.D [解析] 用酒精、次氯酸钠消毒的目的是杀死外植体表面的大部分微生物,消毒不能彻底灭活外植体表面的所有微生物,A错误;愈伤组织细胞有细胞壁,不能直接用PEG处理愈伤组织来获得染色体组数加倍的骆驼蓬,B错误;以茎尖作为外植体,经过③培育的幼苗,由于茎尖病毒极少或无病毒,可作为 “脱毒苗” 用于生产,而不是 “抗毒苗”,C错误;步骤①②③过程中细胞处于不断分裂状态,此时进行化学物质诱变,诱发基因突变,从而可能筛选出有用的突变体,D正确。9.C [解析] 植物顶端分生区附近病毒极少甚至无病毒,因此将马铃薯茎尖接种在培养基中,经过人工培养可获得脱毒苗,A正确;利用射线或化学物质等处理植株属于诱变处理,而非脱毒方法,脱毒指去除病毒,C错误;经超低温冷冻脱毒培养的马铃薯只是脱毒,并没有获得抗病毒的能力,不一定比未脱毒的马铃薯抗病毒能力更强,D正确。10.(1)脱分化 植物激素(生长素和细胞分裂素)(2)污染率、存活率(3)筛选的愈伤组织的增殖能力和产紫杉醇的能力、液体培养基的温度、pH、溶解氧等(4)分生区附近的病毒极少,甚至无病毒 外植体(茎尖等分生组织)→愈伤组织→芽、根→脱毒苗→树皮→提取、检测紫杉醇[解析] (1)诱导幼茎、针叶等外植体形成愈伤组织的过程称为脱分化。植物细胞的分裂和分化需要植物激素的调节,因此与微生物培养基的营养成分相比,诱导愈伤组织的培养基还应该添加植物激素。(2)若要探究对幼茎、针叶等消毒的最佳处理时间,则实验的自变量为消毒处理的时间,因变量为幼茎、针叶等的污染率、存活率。(3)紫杉醇是细胞的代谢产物,因此细胞产生紫杉醇的能力以及影响细胞增殖和细胞代谢的因素均会影响紫杉醇产量,如筛选的愈伤组织的增殖能力和产紫杉醇的能力、液体培养基的温度、pH、溶解氧等均会影响紫杉醇产量。(4)植物顶端分生区附近的病毒极少,甚至无病毒,因此在脱毒苗的培养过程中,一般选择分生组织细胞作为外植体。脱毒苗的形成利用了植物组织培养技术,培养脱毒苗获取紫杉醇的流程:外植体(茎尖分生组织)→愈伤组织→芽、根→脱毒苗→树皮→提取、检测紫杉醇。11.(1)纤维素酶和果胶酶(2)原生质体融合 一定的流动性 细胞壁的再生(3)全能性 生殖隔离[解析] (2)②为原生质体A和原生质体B融合形成杂种细胞的过程,代表原生质体融合过程,体现了细胞膜具有一定的流动性,该过程完成的标志是形成新的细胞壁。(3)过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株,体现了杂种细胞具有全能性。不同物种之间存在生殖隔离,自然条件下一般不能进行基因交流,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。 展开更多...... 收起↑ 资源列表 第36讲 植物细胞工程.docx 第36讲 植物细胞工程.pptx 课时作业(五十一) 植物细胞工程.docx