資源簡介

第55講　植物細胞工程
一、選擇題
1.（2025·廣東深圳一模）某科研小組擬培育一種名貴菊花的脫毒苗，其技術路線為“制備MS固體培養基→外植體消毒→接種→培養→移栽→栽培”，下列相關敘述錯誤的是（　　）
A.取材部位應選擇植物頂端分生區附近，因其分裂旺盛且病毒少
B.外植體消毒常進行無菌水沖洗、酒精處理、消毒液處理等措施
C.接種時，將外植體的1/3～1/2插入誘導愈傷組織的培養基中
D.“接種→培養→移栽”的過程中不需要更換培養基
2.（2025·福建石獅檢測）甲、乙是染色體數目相同的兩種二倍體藥用植物。某研究小組擬采用植物體細胞雜交技術培育同時含有甲、乙藥用成分的新型藥用植物。下列有關分析錯誤的是（　　）
A.需用纖維素酶和果膠酶除去甲、乙葉肉細胞的細胞壁 B.雜種細胞形成的標志是融合后再生出新的細胞壁
C.雜種細胞經再分化培養可形成雜種植株 D.形成的雜種植株屬于異源四倍體
3.（2025·吉林高考適應性考試）《本草綱目》記載，櫻桃具有利脾、止瀉的功效。櫻桃中的槲皮素等酚類化合物具有抗氧化活性。我國已經利用組織培養技術繁育櫻桃優良品種，滿足人們食用和藥用需要。下列敘述錯誤的是（　　）
A.應用微型繁殖技術可獲得大量櫻桃脫毒苗
B.可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體
C.富含色氨酸的培養基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素
D.應用櫻桃細胞培養可工廠化生產初生代謝物槲皮素
4.（2025·江蘇南通模擬）花藥離體培養是重要的育種手段。下圖是某二倍體植物花藥育種過程的示意圖，下列敘述正確的是（　　）
A.為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在70％酒精中浸泡30 min
B.過程②的培養基中需添加較高濃度的細胞分裂素以利于根的分化
C.過程③逐步分化的植株中可篩選獲得純合的二倍體
D.過程④應將煉苗后的植株移栽到含有蔗糖和多種植物激素的基質上
5.（2025·重慶教育聯盟高三開學考）如圖為利用雜合二倍體柑橘A培育柑橘新品種的主要流程，下列說法不正確的是（　　）
A.獲得柑橘A單倍體需要進行花藥離體培養，②過程獲得的植株遺傳基因不一定相同
B.③過程可以用滅活病毒誘導法，雜種細胞再經誘導可培養成愈傷組織
C.①過程常利用的酶是纖維素酶和果膠酶，形成的原生質體置于等滲溶液中待用
D.從雜種細胞到三倍體植株需要經過脫分化和再分化，同時該過程需要更換培養基
6.（2025·山東臨沂高三模擬）紫花苜蓿是常用的豆科牧草，但易使家畜患鼓脹病；百脈根富含物質X，X可與紫花苜蓿中特定蛋白結合，抑制鼓脹病的發生。為培育抗鼓脹病的新品種，科學家以紫花苜蓿和百脈根為材料進行了實驗，主要流程如下圖所示。下列敘述正確的是（　　）
A.①過程用到纖維素酶和果膠酶，該過程利用的生物技術原理是植物細胞的全能性
B.為確保最終得到的F植株為雜種植株，可對②過程形成的C進行篩選和鑒定
C.③過程中C的高爾基體活動性增強，D的形成是植物體細胞雜交完成的標志
D.④過程需進行光照處理，將細胞培養至E階段即可研究物質X的作用
7.（2025·河南名校聯盟）為拯救珍稀植物紅豆杉，并同時獲得高抗癌活性物質——紫杉醇，科研小組設計了如圖所示的實驗流程。下列相關敘述正確的是（　　）
A.誘導紅豆杉莖尖經過再分化過程形成愈傷組織
B.整個培養過程中生長素和細胞分裂素的比例固定不變
C.用液體培養基擴大培養愈傷組織生產紫杉醇時，通常要通入無菌空氣
D.同一植株不同部位的組織細胞經誘導培養獲得的植株基因型一定相同
8.（2025·江蘇鹽城模擬預測）辣椒的辣椒素是食品調味料的重要成分之一，辣椒素可通過下圖途徑獲得，下列敘述錯誤的是（　　）
A.①過程需對外植體進行消毒以防止后續培養過程中雜菌污染，且有利于獲得脫毒苗
B.圖中所示的愈傷組織是未分化的無固定形態的薄壁組織團塊，具備較強的分裂分化能力
C.若在細胞分離過程中使用鹽酸進行解離，則植物細胞繼續增殖前需再生細胞壁
D.在脫分化過程中一般不需要光照，在再分化過程中光照可誘導植物形態建成
9.（2025·湖南衡陽模擬預測）三白草和魚腥草二者因療效相近且具有疊加效應常被中醫用作“藥對”。研究者欲利用原生質體融合技術將復方的配伍（兩種或兩種以上藥物配合使用）提前到雜種細胞，并實現有效成分的工廠化生產，操作如圖所示。下列有關敘述正確的是（　　）
A.①過程可利用鹽酸和酒精混合液（1∶1）配制的解離液來完成
B.②過程通常在低滲溶液中采用PEG融合法誘導原生質體融合
C.雜種細胞形成愈傷組織的過程中，其特有功能喪失，但結構不變
D.④過程愈傷組織細胞培養使用的是液體培養基，且需要濕熱滅菌
二、非選擇題
10.（2025·河北保定模擬）二倍體玉米是主要的經濟作物。如圖為科研人員以雜合親本植株為材料進行的A、B、C、D四種人工繁殖過程。
請據圖回答下列問題：
（1）四種人工繁殖過程都用到的植物細胞工程技術是　　　　　　　　，該技術除用于植物的微型繁殖外，還能用于　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （答出一點即可）。
（2）某同學取圖中A過程所示的薄壁細胞制成臨時裝片進行觀察，可觀察到后期細胞中染色體組數為　　　　。B過程中①需經過的生理過程有　　　　　　　　。C過程為誘導植物生根，所用的激素及比例為　　　　　　。
（3）D過程中②表示原生質體融合，其原理是　　　　　　　　　　　。科學家利用D過程培育出了白菜—甘藍，此技術與雜交育種相比具有的優點是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）圖中　　　　過程獲得的子代植株基因型與親本基因型相同。
第55講　植物細胞工程
1.D　培養的不同階段，對主要營養物質和激素的需求不同，所以培養過程中要及時調整各種營養物質、激素的比例，及時更換培養基，否則會導致外植體死亡，D錯誤。
2.C　雜種細胞經脫分化和再分化培養可形成雜種植株，C錯誤。
3.D　植物微型繁殖技術具有高效、快速的特點，因此可以利用該技術獲得大量櫻桃脫毒苗，A正確；植物微型繁殖技術中，可選用植物幼嫩的芽原基和葉原基作外植體，B正確；色氨酸是合成生長素的原料，因此富含色氨酸的培養基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素，C正確；應用櫻桃細胞培養可工廠化生產次生代謝物槲皮素，D錯誤。
4.C　為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在體積分數為70％的酒精中浸泡30 s，A錯誤；過程②為脫分化形成愈傷組織的過程，所用培養基中細胞分裂素和生長素的比例適中，B錯誤；進行過程③的愈傷組織經過了秋水仙素的處理，故其分化后的植株中可篩選獲得純合的二倍體，C正確；經煉苗后的幼苗是能進行光合作用且能獨立進行代謝的植株，故幼苗的生長基質中不用添加蔗糖和多種植物激素，D錯誤。
5.B　柑橘C通過單倍體育種獲得，獲得柑橘A單倍體需要進行花藥離體培養，由于柑橘A產生的花粉的基因型不同，則通過②過程（染色體數目加倍）形成的柑橘C基因型不都相同，A正確；③過程可以用高Ca2＋—高pH融合法、電融合法、離心法等，滅活病毒誘導法只適用于動物細胞融合，不適用于植物細胞融合，雜種細胞經脫分化過程可形成愈傷組織，B錯誤；由于原生質體沒有細胞壁，因此應置于等滲溶液中待用，避免細胞吸水漲破，C正確；融合后得到雜種細胞需要再經過誘導（脫分化）形成愈傷組織，并可進一步發育成完整的雜種植株（三倍體植株），為防止細胞團老化、營養物質不足、代謝物積累等影響培養物生長，需要將培養物轉移至新鮮培養基中繼續培養，D正確。
6.B　①是制備原生質體的過程，由于植物細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，故過程①需要用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞，其原理是酶的專一性，A錯誤；②形成的細胞類型可能有紫花苜蓿—紫花苜蓿型、百脈根—百脈根型、紫花苜蓿—百脈根型等，為確保最終得到的F植株為新品種，可對②過程形成的C進行初步的篩選和鑒定，B正確；③是篩選出雜種細胞的過程，該過程中由于要形成新的細胞壁，故高爾基體的活動增強，植物體細胞雜交完成的標志是形成新植株，而非圖中的D形成，C錯誤；④過程是脫分化過程，該過程需要避光處理，D錯誤。
7.C　誘導紅豆杉莖尖經過脫分化過程形成愈傷組織，A錯誤；培養基中生長素和細胞分裂素的比例會影響細胞分化的方向，整個培養過程中生長素和細胞分裂素的比例不是固定不變的，B錯誤；用液體培養基培養固定在一定空間內的愈傷組織生產紫杉醇時，需要通入無菌空氣，利于細胞進行有氧呼吸，C正確；同一植株不同部位的組織細胞經誘導培養獲得的植株基因型不一定相同，如用花粉粒培養獲得的愈傷組織細胞內染色體數目是正常體細胞的一半，D錯誤。
8.C　①過程需對外植體進行消毒以防止后續培養過程中雜菌污染，且有利于獲得脫毒苗，A正確；愈傷組織是一團沒有特定結構和功能，排列疏松而無規則，高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁組織團塊。愈傷組織是由外植體脫分化形成，它要經過再分化形成植物個體，因此愈傷組織是未分化的，具有分裂分化能力，B正確；鹽酸會殺死細胞，不能用鹽酸分離細胞，C錯誤；在脫分化過程中一般不需要光照，利于形成愈傷組織，再分化過程中光可誘導葉綠素的合成，可誘導植物形態建成，D正確。
9.D　植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此過程①三白草和魚腥草體細胞雜交過程中要利用纖維素酶和果膠酶水解細胞壁獲得原生質體，鹽酸和酒精混合液（1∶1）配制的解離液會殺死細胞，A錯誤；過程②通常在等滲或略高滲溶液中，不能用低滲溶液，不然原生質體會吸水漲破；可以采用化學法（PEG融合法）或物理法誘導原生質體融合，B錯誤；植物細胞的脫分化就是讓已分化的細胞，經過誘導后，失去其特有的結構和功能，而轉變為未分化的細胞——愈傷組織的過程，因此雜種細胞形成愈傷組織的過程中，其特有功能喪失，結構也發生改變，C錯誤；④過程愈傷組織細胞培養使用的是液體培養基，且需要濕熱滅菌，如高壓蒸汽滅菌，D正確。
10.（1）植物組織培養　培育脫毒植株　（2）2　脫分化和再分化　培養基中細胞分裂素含量低于生長素含量　（3）細胞膜的流動性　打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種　（4）B、C
解析：（1）圖中的四種人工繁殖過程都用到了植物組織培養技術。該技術用途很廣，包括微型繁殖、培育脫毒植株、作物新品種培育、細胞產物的工廠化生產等。（2）A過程得到的是單倍體植株，在有絲分裂后期細胞中具有2個染色體組。B過程中①為植物組織培養過程，外植體需經過脫分化和再分化過程才能形成胚狀體。生長素和細胞分裂素的濃度、比例都會影響植物細胞的發育方向，C過程為誘導生根，培養基中細胞分裂素含量應低于生長素含量。（3）D過程中②表示原生質體融合，其原理是細胞膜的流動性。D過程為植物體細胞雜交技術，與雜交育種相比，其優點是打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種。（4）B、C過程均通過獲取體細胞進行植物組織培養，獲得的子代植株基因型與親本基因型相同。
3 / 3第55講　植物細胞工程
課程標準
1.闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程。
2.概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜種細胞，繼而培育成新植物體的技術。
3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝物生產、育種方式有效提高了生產效率。
考點一　植物組織培養技術
1.細胞工程的概念
2.植物組織培養技術
（1）概念：將　　　　　　的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
（2）原理：植物細胞的全能性。
（3）基本過程（如菊花的組織培養）
提醒 ①光照：在愈傷組織誘導階段，對有些植物來說，避光培養有利于細胞脫分化形成愈傷組織。當愈傷組織再分化出芽和葉時，一定要有光照，有利于葉片內葉綠素的合成。
②植物組織培養中所需的碳源一般為蔗糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又可維持相對適中的滲透壓。
③接種時注意外植體的方向，不要倒插。
（4）植物激素在植物組織培養中的作用
生長素/細胞分裂素 植物細胞的發育方向
比值高 有利于　　 　、抑制　　 　
比值低 有利于　　 　、抑制　　 　
比值適中 促進　　　　　　的形成
簡記：“高”根，“低”芽，“中”愈傷
注：表中比值為同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例。
1.（選擇性必修3 P34正文）棉花根尖細胞經誘導形成幼苗能體現細胞全能性。（　　）
2.（選擇性必修3 P35探究·實踐）植物組織培養必須將外植體培養在天然培養基上誘導產生完整個體。（　　）
3.（選擇性必修3 P36探究·實踐）外植體用酒精消毒后，需要用清水沖洗后再用次氯酸鈉溶液進行消毒處理。（　　）
4.（選擇性必修3 P35探究·實踐）愈傷組織是外植體經脫分化和再分化后形成的。（　　）
5.（選擇性必修3 P35探究·實踐）無論脫分化還是再分化，過程中均需提供光照。（　　）
6.（選擇性必修3 P35探究·實踐）培養基添加生長素和細胞分裂素后，愈傷組織一定能發育成完整的植株。（　　）
1.（2025·廣東江門高三一模）“不是花中偏愛菊，此花開盡更無花”，菊花因高潔的品質備受人們喜愛。為實現菊花的快速繁殖，研究人員利用其外植體培養出大量幼苗，下列屬于該培養過程必需條件的是（　　）
A.外植體細胞具有完整的細胞核
B.外植體需經過徹底滅菌處理
C.外植體需用酶分散成單個細胞
D.外植體細胞處于未分化狀態
2.（2024·江蘇南通高三模擬）為實現多肉植物的規模化生產，科研人員開展了如下研究。相關敘述正確的是（　　）
A.過程①宜選擇成熟葉片，分別用次氯酸鈉和70％的酒精浸泡30 s
B.過程②應避光培養，防止愈傷組織分化成篩管、維管等
C.過程③應配制2種培養基，其主要目的是滿足不同階段試管苗對營養的需求
D.過程④應在珍珠巖環境中添加適量蔗糖，為幼苗生長提供碳源
考點二　植物體細胞雜交技術及植物細胞工程的應用
1.植物體細胞雜交技術
（1）概念與原理
（2）操作過程
（3）意義：打破　　　　　　，實現　　　　　　　　，培育植物新品種等。
提醒 “番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所設想的那樣，地上長番茄、地下結馬鈴薯。主要原因是生物基因的表達不是孤立的，它們之間是相互調控、相互影響的。
2.植物細胞工程的應用
（1）植物繁殖的新途徑
提醒 脫毒苗≠抗毒苗。脫毒苗只是體內不含有病毒，而抗毒苗是可以抵抗病毒的侵染。
（2）作物新品種的培育
提醒 ①花藥培養≠花粉培養。在一個典型的花藥中，細胞根據染色體倍性可以分為兩大類：一類是單倍體的細胞（如花粉），另一類是二倍體的細胞（如花藥壁細胞等）。因此，理論上通過花藥培養的細胞包含單倍體和二倍體。
②植物組織培養過程中需培養到愈傷組織才能誘變處理獲得突變體的原因是：在植物的組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷增殖的狀態，因此它們容易受到培養條件和誘變因素的影響而產生突變。
（3）細胞產物的工廠化生產
①次生代謝物
次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。在該過程中產生的一類小分子有機化合物就是次生代謝物，如酚類、萜類和含氮化合物等。
②方法：植物細胞培養
【教材拾遺】 （選擇性必修3 P41相關信息）初生代謝是生物生長和生存所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著；次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間條件下才進行。
1.（選擇性必修3 P38圖2－4）再生出細胞壁是植物體細胞原生質體融合成功的標志。（　　）
2.（選擇性必修3 P38拓展應用）“番茄—馬鈴薯”雜種植株已經實現地上結番茄，地下長馬鈴薯。（　　）
3.（選擇性必修3 P40正文）利用組織培養技術培育脫毒苗，獲得抗病毒的新物種。（　　）
4.（選擇性必修3 P41正文）利用組織培養技術產生突變體，可直接培育出具有優良性狀的新品種。（　　）
5.（選擇性必修3 P41相關信息）初生代謝和次生代謝在整個的生命過程中始終進行。（　　）
1.（2025·遼寧沈陽模擬）科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料培育抗動物鼓脹病的新型牧草，研究主要流程如圖。下列說法正確的是（　　）
注：IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段，R-6G可阻止線粒體的功能。
A.用酶解法獲得原生質體，需控制處理時間，以免酶破壞細胞膜
B.②過程需要利用選擇培養基篩選出雜種愈傷組織
C.③過程可利用高Ca2＋—高pH、滅活的病毒或植物激素進行誘導
D.圖示技術打破了生殖隔離，再生植株發生了染色體變異
2.（2025·山東日照期末）超低溫冷凍脫毒法是先用超低溫對細胞進行選擇性破壞，再用組織培養技術獲得脫毒植株的方法。以馬鈴薯莖尖為材料，采用超低溫冷凍脫毒法可獲得脫毒苗。下列敘述錯誤的是（　　）
A.選用莖尖培養獲得脫毒苗的原因是該部位細胞病毒少，甚至無病毒
B.該技術利用了莖尖分生組織無成熟液泡不易形成冰晶的特性
C.與傳統莖尖培養脫毒相比，該方法取材不受莖尖長度的限制
D.培養的脫毒苗不需要進行病毒檢測，即可進行擴大繁殖
3.（2025·北京海淀模擬）自然條件下蘭花雜交后代不易萌發。科研人員用四倍體品種綠寶石和二倍體品種春劍進行雜交，獲得大量優質雜交蘭，并對其進行染色體觀察與計數，培育過程如圖。下列分析錯誤的是（　　）
A.調整培養基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化
B.從雜交蘭組織中選擇有絲分裂中期的細胞觀察染色體并計數
C.所得雜交蘭植株的體細胞染色體數為120
D.通過植物組織培養技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀一致
題后歸納
植物體細胞雜交和有性雜交的比較
1.（2024·江蘇高考13題）圖示植物原生質體制備、分離和檢測的流程。下列相關敘述正確的是（　　）
A.步驟①添加鹽酸以去除細胞壁
B.步驟②吸取原生質體放入無菌水中清洗
C.原生質體密度介于圖中甘露醇和蔗糖溶液密度之間
D.臺盼藍檢測后應選擇藍色的原生質體繼續培養
2.（2024·甘肅高考15題）蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質退化。某研究小組嘗試通過組織培養技術獲得脫毒苗，操作流程如圖。下列敘述正確的是（　　）
A.①為脫分化過程，1號培養基中的愈傷組織是排列規則的薄壁組織團塊
B.②為再分化過程，愈傷組織細胞分化時可能會發生基因突變或基因重組
C.3號培養基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值大于1
D.百合分生區附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體
3.（2024·湖北高考11題）植物甲抗旱、抗病性強，植物乙分蘗能力強、結實性好。科研人員通過植物體細胞雜交技術培育出兼有甲、乙優良性狀的植物丙，過程如圖所示。下列敘述錯誤的是（　　）
A.過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結構有差異
B.過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質體融合
C.過程④和⑤的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素
D.可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株
4.（2023·山東高考14題）利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是（　　）
A.利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物
B.植物細胞體積小，故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產
C.次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應選擇產量高的細胞進行培養
D.該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量
5.（2024·山東高考20題改編）下列關于植物愈傷組織的說法正確的是（　　）
A.用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細胞壁獲得原生質體
B.融合的原生質體需再生出細胞壁后才能形成愈傷組織
C.體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有來自親本的2個細胞核
D.通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程屬于有性繁殖
溯源教材
（1）細胞壁阻礙著細胞間的雜交。在進行體細胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除這層細胞壁。 （見選擇性必修3 P37正文）
（2）原生質體融合后得到的雜種細胞，再生出細胞壁，經過誘導可形成愈傷組織。（見選擇性必修3 P37～38正文、圖2－4）
（3）原生質體融合包括細胞質融合和細胞核融合兩個過程。（見選擇性必修3 P38圖2－4）
（4）植物組織培養技術可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖，還可以保持優良品種的遺傳特性。（見選擇性必修3 P39正文）
　（1）植物組培過程中蔗糖是植物細胞吸收的唯一碳源。 （2023·浙江1月選考）（　　）
（2）宜選用藍莓成熟葉片為材料制備外植體。 （2022·遼寧高考）（　　）
（3）植物組織培養時，外植體須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒。 （2022·浙江6月選考）（　　）
（4）提高生長素和細胞分裂素的比值，可促進愈傷組織形成叢生芽。 （2024·浙江1月選考）（　　）
（5）原生質體制備時需用纖維素酶和果膠酶。 （2024·北京高考）（　　）
（6）選用水仙幼嫩組織作為外植體獲得脫毒苗。 （2024·福建高考）（　　）
（7）懸浮培養時需將愈傷組織打散成單個細胞或較小的細胞團。 （2024·黑吉遼高考）（　　）
第55講　植物細胞工程
【破考點·抓必備】
考點一
知識梳理夯基
2.（1）離體　（2）激素　溫度和pH　（3）薄壁組織團塊　次氯酸鈉　（4）根的分化　芽的形成　芽的分化　根的形成　愈傷組織
概念檢測
1.√
2.×　提示：植物組織培養是在人工配制的培養基上進行的，培養基需要種類齊全、比例合適的營養物質和一定的植物激素。
3.×　4.×
5.×　提示：在脫分化階段一般需要避光處理，再分化階段需要光照處理。
6.×
典題演練應用
1.A　細胞核是遺傳和代謝的控制中心，是遺傳信息庫，含有該種植物完整的遺傳信息，故將菊花細胞培養成幼苗過程中外植體細胞必須具有完整的細胞核，A符合題意；植物組織培養過程中，為防止雜菌污染，外植體需進行消毒處理，B不符合題意；植物組織培養過程中外植體無需用酶分散成單個細胞，C不符合題意；植物組織培養的原理是植物細胞具有全能性，其具體過程是外植體脫分化形成愈傷組織，再分化形成新植株，故外植體細胞無需處于未分化狀態，D不符合題意。
2.B　過程①選取的葉片應該在70％的酒精中浸泡30 s后，立即取出，用無菌水清洗2～3次，再用次氯酸鈉溶液處理30 min后，立即用無菌水清洗2～3次，A錯誤；愈傷組織是高度液泡化，不定形的薄壁組織團塊，過程②誘導愈傷組織期間一般不需要光照，為了防止愈傷組織分化成篩管、維管等，應避光培養，B正確；過程③應配制2種培養基，其主要目的是滿足不同階段試管苗對特定激素的需求，生長素/細胞分裂素的比值高有利于根的分化、抑制芽的形成，生長素/細胞分裂素的比值低有利于芽的分化、抑制根的形成，C錯誤；過程④將試管苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖環境中，是為了試管苗適應外界環境，再移栽到土壤中。試管苗能進行光合作用合成有機物，不需要在珍珠巖中添加適量蔗糖作為碳源，D錯誤。
考點二
知識梳理夯基
1.（1）雜種細胞　流動性　全能性　（2）電融合　聚乙二醇（PEG）融合　（3）生殖隔離　遠緣雜交育種
2.（1）保持優良品種的遺傳特性　分生區　（2） 染色體變異　 單倍體植珠　 純合二倍體　 穩定遺傳　 育種的年限　基因突變　新基因　（3）②細胞增殖
概念檢測
1.√　2.×
3.×　提示：植物頂端分生區附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，切取一定大小的莖尖進行組織培養，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗，不能獲得抗病毒的新物種。
4.×　提示：基因突變是不定向的，故利用組織培養技術產生突變體，還需要進行篩選，才能培育出具有優良性狀的新品種。
5.×
典題演練應用
1.D　細胞壁成分是纖維素和果膠，用纖維素酶和果膠酶獲得原生質體，細胞膜無纖維素和果膠，由于酶具有專一性，不會破壞細胞膜，A錯誤；②過程是脫分化形成愈傷組織，不需要選擇培養基篩選，B錯誤；植物愈傷組織形成再生植株不能使用高Ca2＋—高pH和滅活的病毒誘導，C錯誤；圖示技術是植物體細胞雜交技術，該技術可克服遠緣雜交不親和的障礙，使遠緣雜交成為可能，其原理是染色體變異，D正確。
2.D　選用莖尖培養獲得脫毒苗的原因是該部位病毒極少，甚至無病毒，A正確；莖尖分生組織細胞具有分裂能力，細胞較小、細胞質濃度大、液泡小，沒有成熟液泡，這些細胞由于含自由水少則不易形成冰晶，B正確；傳統莖尖培養脫毒苗，通常以帶1～3個幼葉原基的莖尖作外植體，莖尖的長度約為0.3～0.5 mm，而采用超低溫冷凍脫毒法獲得脫毒苗可以選取2 mm長度的莖尖，取材不受莖尖長度的限制，C正確；莖尖分生組織細胞的病毒極少，甚至無病毒，利用作物脫毒技術繁育的脫毒苗可能不帶病毒，因此需要進行病毒檢測后才能進行擴大繁殖，D錯誤。
3.C　原球莖經脫分化和再分化發育成試管苗，此過程需要不斷調整培養基中生長素和細胞分裂素的比例，A正確；有絲分裂中期，染色體形態穩定，數目清晰，是觀察染色體的最佳時期，B正確；春劍配子的染色體數為20，綠寶石配子的染色體數為40，春劍和綠寶石雜交，獲得的雜種胚染色體數為60，雜種胚增殖分化過程中，遺傳物質不變，所得雜交蘭植株的體細胞染色體數為60，C錯誤；通過植物組織培養技術進行植物繁育，可以很好地保持親本的優良性狀，原因是植物組織培養過程中遺傳物質不變，通過植物組織培養技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀一致，D正確。
【研真題·扣教材】
1.C　酶具有專一性，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，步驟①添加纖維素酶和果膠酶以去除細胞壁，A錯誤；步驟②吸取原生質體放入等滲液中清洗，否則會導致原生質體吸水漲破，B錯誤；結合圖示可知原生質體處于甘露醇和蔗糖溶液之間，因而可推測原生質體的密度介于圖中甘露醇和蔗糖溶液密度之間，C正確；臺盼藍檢測后應選擇無色的原生質體繼續培養，染成藍色的原生質體活性差或死亡，D錯誤。
2.D　在脫分化過程中，1號培養基中的愈傷組織是排列不規則的薄壁組織團塊，A錯誤；愈傷組織細胞分化時可能會發生基因突變，但基因重組發生在減數分裂過程中，而愈傷組織細胞的分化過程是有絲分裂，所以不會發生基因重組，B錯誤；3號培養基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值應該小于1，C錯誤；百合分生區附近的病毒極少，甚至無病毒，因此可以作為該研究中的外植體，D正確。
3.B　過程①中酶處理的時間不同，可能是由兩種親本的細胞壁結構有差異造成的，A正確；誘導原生質體融合的方法有高Ca2＋—高pH融合法、聚乙二醇（PEG）融合法、電融合法等，誘導動物細胞融合的特有方法是滅活病毒誘導法，B錯誤；添加不同濃度和比例的生長素和細胞分裂素能誘導愈傷組織的形成和分化，C正確；可對植物丙的染色體進行分析，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。
4.A　可利用植物細胞培養技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物，A正確；利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物，故可通過該技術進行植物細胞產物的工廠化生產，B錯誤；次生代謝物不是植物生長所必需的，其含量少，可以通過增加細胞的數量來增加次生代謝物的產量，C錯誤；細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞分裂的培養條件，提高了多個細胞中次生代謝物的含量，而不是提高單個細胞中次生代謝物的含量，D錯誤。
5.B　愈傷組織的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，可用纖維素酶和果膠酶去除愈傷組織的細胞壁，不能用膠原蛋白酶去除植物細胞的細胞壁，A錯誤。融合的原生質體再生出細胞壁標志著原生質體融合完成，之后才能形成愈傷組織，B正確。體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中只有一個細胞核，C錯誤。通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程沒有生殖細胞的參與，屬于無性繁殖，D錯誤。
真題重組練
　（1）×
（2）×　提示：一般選擇植物幼嫩的組織作為植物組織培養的外植體。
（3）×　提示：外植體的消毒步驟為流水沖洗→70％酒精消毒30 s→無菌水清洗2～3次→次氯酸鈉溶液處理30 min→無菌水清洗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講　植物細胞工程
高中總復習·生物
課程標準
1. 闡明植物組織培養是在一定條件下，將離體植物器官、組織或細胞等，
培養在人工配制的培養基上，在適宜的培養條件下誘導形成愈傷組織，并
重新分化，最終形成完整植株的過程。
2. 概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定條件下融合成雜種細
胞，繼而培育成新植物體的技術。
3. 舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝物生產、育種方
式有效提高了生產效率。
1. 破考點·抓必備
2. 研真題·扣教材
3. 驗收效·提能力
目錄
Contents
01
破考點·抓必備
梳理歸納， 鞏固基本知識
考點一　植物組織培養技術
1. 細胞工程的概念
（1）概念：將 的植物器官、組織或細胞等，培養在人工配制的
培養基上，給予適宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。
（2）原理：植物細胞的全能性。
離體　
2. 植物組織培養技術
c
c
（3）基本過程（如菊花的組織培養）
提醒 ①光照：在愈傷組織誘導階段，對有些植物來說，避光培養有利于細
胞脫分化形成愈傷組織。當愈傷組織再分化出芽和葉時，一定要有光照，
有利于葉片內葉綠素的合成。
②植物組織培養中所需的碳源一般為蔗糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳
源，又可維持相對適中的滲透壓。
③接種時注意外植體的方向，不要倒插。
（4）植物激素在植物組織培養中的作用
生長素/細胞分裂素 植物細胞的發育方向
比值高 有利于 、抑制
比值低 有利于 、抑制
比值適中 促進 的形成
簡記：“高”根，“低”芽，“中”愈傷
注：表中比值為同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例。
根的分化　
芽的形成　
芽的分化　
根的形成　
愈傷組織　
1. （選擇性必修3 P34正文）棉花根尖細胞經誘導形成幼苗能體現細胞全
能性。 （　√　）
2. （選擇性必修3 P35探究·實踐）植物組織培養必須將外植體培養在天然
培養基上誘導產生完整個體。 （　×　）
提示：植物組織培養是在人工配制的培養基上進行的，培養基需要種類齊
全、比例合適的營養物質和一定的植物激素。
√
×
3. （選擇性必修3 P36探究·實踐）外植體用酒精消毒后，需要用清水沖洗
后再用次氯酸鈉溶液進行消毒處理。 （　×　）
4. （選擇性必修3 P35探究·實踐）愈傷組織是外植體經脫分化和再分化后
形成的。 （　×　）
5. （選擇性必修3 P35探究·實踐）無論脫分化還是再分化，過程中均需提
供光照。 （　×　）
提示：在脫分化階段一般需要避光處理，再分化階段需要光照處理。
6. （選擇性必修3 P35探究·實踐）培養基添加生長素和細胞分裂素后，愈
傷組織一定能發育成完整的植株。 （　×　）
×
×
×
×
1. （2025·廣東江門高三一模）“不是花中偏愛菊，此花開盡更無花”，
菊花因高潔的品質備受人們喜愛。為實現菊花的快速繁殖，研究人員利用
其外植體培養出大量幼苗，下列屬于該培養過程必需條件的是（　　）
A. 外植體細胞具有完整的細胞核
B. 外植體需經過徹底滅菌處理
C. 外植體需用酶分散成單個細胞
D. 外植體細胞處于未分化狀態
√
解析：　細胞核是遺傳和代謝的控制中心，是遺傳信息庫，含有該種植
物完整的遺傳信息，故將菊花細胞培養成幼苗過程中外植體細胞必須具有
完整的細胞核，A符合題意；植物組織培養過程中，為防止雜菌污染，外
植體需進行消毒處理，B不符合題意；植物組織培養過程中外植體無需用
酶分散成單個細胞，C不符合題意；植物組織培養的原理是植物細胞具有
全能性，其具體過程是外植體脫分化形成愈傷組織，再分化形成新植株，
故外植體細胞無需處于未分化狀態，D不符合題意。
2. （2024·江蘇南通高三模擬）為實現多肉植物的規模化生產，科研人員
開展了如下研究。相關敘述正確的是（　　）
A. 過程①宜選擇成熟葉片，分別用次氯酸鈉和70％的酒精浸泡30 s
B. 過程②應避光培養，防止愈傷組織分化成篩管、維管等
C. 過程③應配制2種培養基，其主要目的是滿足不同階段試管苗對營養的
需求
D. 過程④應在珍珠巖環境中添加適量蔗糖，為幼苗生長提供碳源
√
解析：　過程①選取的葉片應該在70％的酒精中浸泡30 s后，立即取出，
用無菌水清洗2～3次，再用次氯酸鈉溶液處理30 min后，立即用無菌水清
洗2～3次，A錯誤；愈傷組織是高度液泡化，不定形的薄壁組織團塊，過
程②誘導愈傷組織期間一般不需要光照，為了防止愈傷組織分化成篩管、
維管等，應避光培養，B正確；過程③應配制2種培養基，其主要目的是滿
足不同階段試管苗對特定激素的需求，生長素/細胞分裂素的比值高有利于
根的分化、抑制芽的形成，生長素/細胞分裂素的比值低有利于芽的分化、
抑制根的形成，C錯誤；過程④將試管苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖環
境中，是為了試管苗適應外界環境，再移栽到土壤中。試管苗能進行光合
作用合成有機物，不需要在珍珠巖中添加適量蔗糖作為碳源，D錯誤。
考點二　植物體細胞雜交技術及植物細胞工程的應用
1. 植物體細胞雜交技術
（1）概念與原理
c
c
c
（2）操作過程
c
c
（3）意義：打破 ，實現 ，培育植物新品
種等。
提醒 “番茄—馬鈴薯”超級雜種植株沒有如科學家所設想的那樣，地上長
番茄、地下結馬鈴薯。主要原因是生物基因的表達不是孤立的，它們之間
是相互調控、相互影響的。
生殖隔離　
遠緣雜交育種　
2. 植物細胞工程的應用
（1）植物繁殖的新途徑
c
c
提醒 脫毒苗≠抗毒苗。脫毒苗只是體內不含有病毒，而抗毒苗是可以抵抗
病毒的侵染。
（2）作物新品種的培育
c
c
c
c
c
c
c
提醒 ①花藥培養≠花粉培養。在一個典型的花藥中，細胞根據染色體倍性
可以分為兩大類：一類是單倍體的細胞（如花粉），另一類是二倍體的細
胞（如花藥壁細胞等）。因此，理論上通過花藥培養的細胞包含單倍體和
二倍體。
②植物組織培養過程中需培養到愈傷組織才能誘變處理獲得突變體的原因
是：在植物的組織培養過程中，由于培養細胞一直處于不斷增殖的狀態，
因此它們容易受到培養條件和誘變因素的影響而產生突變。
（3）細胞產物的工廠化生產
①次生代謝物
次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定
的環境和時間條件下才進行。在該過程中產生的一類小分子有機化合物就
是次生代謝物，如酚類、萜類和含氮化合物等。
②方法：植物細胞培養
c
【教材拾遺】 （選擇性必修3 P41相關信息）初生代謝是生物生長和生存
所必需的代謝活動，因此在整個生命過程中它一直進行著；次生代謝不是
生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環境和時間
條件下才進行。
1. （選擇性必修3 P38圖2－4）再生出細胞壁是植物體細胞原生質體融合
成功的標志。 （　√　）
2. （選擇性必修3 P38拓展應用）“番茄—馬鈴薯”雜種植株已經實現地
上結番茄，地下長馬鈴薯。 （　×　）
3. （選擇性必修3 P40正文）利用組織培養技術培育脫毒苗，獲得抗病毒
的新物種。 （　×　）
提示：植物頂端分生區附近（如莖尖）的病毒極少，甚至無病毒。因此，
切取一定大小的莖尖進行組織培養，再生的植株就有可能不帶病毒，從而
獲得脫毒苗，不能獲得抗病毒的新物種。
√
×
×
4. （選擇性必修3 P41正文）利用組織培養技術產生突變體，可直接培育
出具有優良性狀的新品種。 （　×　）
提示：基因突變是不定向的，故利用組織培養技術產生突變體，還需要進
行篩選，才能培育出具有優良性狀的新品種。
5. （選擇性必修3 P41相關信息）初生代謝和次生代謝在整個的生命過程
中始終進行。 （　×　）
×
×
1. （2025·遼寧沈陽模擬）科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料培育抗動物鼓脹病的新型牧草，研究主要流程如圖。下列說法正確的是（　　）
注：IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段，R-6G可阻止線粒體的功能。
A. 用酶解法獲得原生質體，需控制處理時間，以免酶破壞細胞膜
B. ②過程需要利用選擇培養基篩選出雜種愈傷組織
C. ③過程可利用高Ca2＋—高pH、滅活的病毒或植物激素進行誘導
D. 圖示技術打破了生殖隔離，再生植株發生了染色體變異
√
解析：　細胞壁成分是纖維素和果膠，用纖維素酶和果膠酶獲得原生質
體，細胞膜無纖維素和果膠，由于酶具有專一性，不會破壞細胞膜，A錯
誤；②過程是脫分化形成愈傷組織，不需要選擇培養基篩選，B錯誤；植
物愈傷組織形成再生植株不能使用高Ca2＋—高pH和滅活的病毒誘導，C錯
誤；圖示技術是植物體細胞雜交技術，該技術可克服遠緣雜交不親和的障
礙，使遠緣雜交成為可能，其原理是染色體變異，D正確。
2.（2025·山東日照期末）超低溫冷凍脫毒法是先用超低溫對細胞進行選擇性破壞，再用組織培養技術獲得脫毒植株的方法。以馬鈴薯莖尖為材料，采用超低溫冷凍脫毒法可獲得脫毒苗。下列敘述錯誤的是（　　）
A.選用莖尖培養獲得脫毒苗的原因是該部位細胞病毒少，甚至無病毒
B.該技術利用了莖尖分生組織無成熟液泡不易形成冰晶的特性
C.與傳統莖尖培養脫毒相比，該方法取材不受莖尖長度的限制
D.培養的脫毒苗不需要進行病毒檢測，即可進行擴大繁殖
√
解析：　選用莖尖培養獲得脫毒苗的原因是該部位病毒極少，甚至無病毒，A正確；莖尖分生組織細胞具有分裂能力，細胞較小、細胞質濃度大、液泡小，沒有成熟液泡，這些細胞由于含自由水少則不易形成冰晶，B正確；傳統莖尖培養脫毒苗，通常以帶1～3個幼葉原基的莖尖作外植體，莖尖的長度約為0.3～0.5 mm，而采用超低溫冷凍脫毒法獲得脫毒苗可以選取2 mm長度的莖尖，取材不受莖尖長度的限制，C正確；莖尖分生組織細胞的病毒極少，甚至無病毒，利用作物脫毒技術繁育的脫毒苗可能不帶病毒，因此需要進行病毒檢測后才能進行擴大繁殖，D錯誤。
3. （2025·北京海淀模擬）自然條件下蘭花雜交后代不易萌發。科研人員
用四倍體品種綠寶石和二倍體品種春劍進行雜交，獲得大量優質雜交蘭，
并對其進行染色體觀察與計數，培育過程如圖。下列分析錯誤的是（　　）
A. 調整培養基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化
B. 從雜交蘭組織中選擇有絲分裂中期的細胞觀察染色體并計數
C. 所得雜交蘭植株的體細胞染色體數為120
D. 通過植物組織培養技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀一致
√
解析： 　原球莖經脫分化和再分化發育成試管苗，此過程需要不斷調整
培養基中生長素和細胞分裂素的比例，A正確；有絲分裂中期，染色體形
態穩定，數目清晰，是觀察染色體的最佳時期，B正確；春劍配子的染色
體數為20，綠寶石配子的染色體數為40，春劍和綠寶石雜交，獲得的雜種
胚染色體數為60，雜種胚增殖分化過程中，遺傳物質不變，所得雜交蘭植
株的體細胞染色體數為60，C錯誤；通過植物組織培養技術進行植物繁
育，可以很好地保持親本的優良性狀，原因是植物組織培養過程中遺傳物
質不變，通過植物組織培養技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀一
致，D正確。
題后歸納
植物體細胞雜交和有性雜交的比較
02
研真題·扣教材
探究分析， 培養核心技能
1. （2024·江蘇高考13題）圖示植物原生質體制備、分離和檢測的流程。
下列相關敘述正確的是（　　）
A. 步驟①添加鹽酸以去除細胞壁
B. 步驟②吸取原生質體放入無菌水中清洗
C. 原生質體密度介于圖中甘露醇和蔗糖溶液密度之間
D. 臺盼藍檢測后應選擇藍色的原生質體繼續培養
√
解析：　酶具有專一性，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，步驟①添
加纖維素酶和果膠酶以去除細胞壁，A錯誤；步驟②吸取原生質體放入等
滲液中清洗，否則會導致原生質體吸水漲破，B錯誤；結合圖示可知原生
質體處于甘露醇和蔗糖溶液之間，因而可推測原生質體的密度介于圖中甘
露醇和蔗糖溶液密度之間，C正確；臺盼藍檢測后應選擇無色的原生質體
繼續培養，染成藍色的原生質體活性差或死亡，D錯誤。
2. （2024·甘肅高考15題）蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質
退化。某研究小組嘗試通過組織培養技術獲得脫毒苗，操作流程如圖。下
列敘述正確的是（　　）
A. ①為脫分化過程，1號培養基中的愈傷組織是排列規則的薄壁組織團塊
B. ②為再分化過程，愈傷組織細胞分化時可能會發生基因突變或基因重組
C. 3號培養基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值大于1
D. 百合分生區附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體
√
解析：　在脫分化過程中，1號培養基中的愈傷組織是排列不規則的薄壁
組織團塊，A錯誤；愈傷組織細胞分化時可能會發生基因突變，但基因重
組發生在減數分裂過程中，而愈傷組織細胞的分化過程是有絲分裂，所以
不會發生基因重組，B錯誤；3號培養基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度
與生長素濃度的比值應該小于1，C錯誤；百合分生區附近的病毒極少，甚
至無病毒，因此可以作為該研究中的外植體，D正確。
3. （2024·湖北高考11題）植物甲抗旱、
抗病性強，植物乙分蘗能力強、結實性
好。科研人員通過植物體細胞雜交技術
培育出兼有甲、乙優良性狀的植物丙，
過程如圖所示。下列敘述錯誤的是（　　）
A. 過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結構有差異
B. 過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質體融合
C. 過程④和⑤的培養基中均需要添加生長素和細胞分裂素
D. 可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株
√
解析：　過程①中酶處理的時間不同，可能是由兩種親本的細胞壁結構
有差異造成的，A正確；誘導原生質體融合的方法有高Ca2＋—高pH融合
法、聚乙二醇（PEG）融合法、電融合法等，誘導動物細胞融合的特有方
法是滅活病毒誘導法，B錯誤；添加不同濃度和比例的生長素和細胞分裂
素能誘導愈傷組織的形成和分化，C正確；可對植物丙的染色體進行分
析，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。
4. （2023·山東高考14題）利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細
胞或細胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列
說法正確的是（　　）
A. 利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物
B. 植物細胞體積小，故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產
C. 次生代謝物是植物所必需的，但含量少，應選擇產量高的細胞進行培養
D. 該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物
的含量
√
解析：　可利用植物細胞培養技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得
到的產物，A正確；利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細
胞團進行培養使其增殖，可獲得植物細胞的某些次生代謝物，故可通過該
技術進行植物細胞產物的工廠化生產，B錯誤；次生代謝物不是植物生長
所必需的，其含量少，可以通過增加細胞的數量來增加次生代謝物的產
量，C錯誤；細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞分裂的培養條
件，提高了多個細胞中次生代謝物的含量，而不是提高單個細胞中次生代
謝物的含量，D錯誤。
5.（2024·山東高考20題改編）下列關于植物愈傷組織的說法正確的是（　　）
A.用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細胞壁獲得原生質體
B.融合的原生質體需再生出細胞壁后才能形成愈傷組織
C.體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有來自親本的2個細胞核
D.通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程屬于有性繁殖
√
解析：　愈傷組織的細胞壁主要由纖維素和果膠組成，可用纖維素酶和果膠酶去除愈傷組織的細胞壁，不能用膠原蛋白酶去除植物細胞的細胞壁，A錯誤。融合的原生質體再生出細胞壁標志著原生質體融合完成，之后才能形成愈傷組織，B正確。體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中只有一個細胞核，C錯誤。通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程沒有生殖細胞的參與，屬于無性繁殖，D錯誤。
溯源教材
（1）細胞壁阻礙著細胞間的雜交。在進行體細胞雜交之前，必須先利用
纖維素酶和果膠酶去除這層細胞壁。　（見選擇性必修3 P37正文）
（2）原生質體融合后得到的雜種細胞，再生出細胞壁，經過誘導可形成
愈傷組織。　（見選擇性必修3 P37～38正文、圖2－4）
（3）原生質體融合包括細胞質融合和細胞核融合兩個過程。　（見選擇
性必修3 P38圖2－4）
（4）植物組織培養技術可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖，還可以
保持優良品種的遺傳特性。　（見選擇性必修3 P39正文）
（1）植物組培過程中蔗糖是植物細胞吸收的唯一碳源。　（2023·浙江1月
選考） （　×　）
（2）宜選用藍莓成熟葉片為材料制備外植體。　（2022·遼寧高考）
（　×　）
提示：一般選擇植物幼嫩的組織作為植物組織培養的外植體。
（3）植物組織培養時，外植體須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液
消毒。　（2022·浙江6月選考） （　×　）
提示：外植體的消毒步驟為流水沖洗→70％酒精消毒30 s→無菌水清洗2～
3次→次氯酸鈉溶液處理30 min→無菌水清洗2～3次。
×
×
×
（4）提高生長素和細胞分裂素的比值，可促進愈傷組織形成叢生芽。　
（2024·浙江1月選考） （　×　）
提示：有利于根的分化、抑制芽的形成。
（5）原生質體制備時需用纖維素酶和果膠酶。　（2024·北京高考）
（　√　）
（6）選用水仙幼嫩組織作為外植體獲得脫毒苗。　（2024·福建高考）
（　√　）
（7）懸浮培養時需將愈傷組織打散成單個細胞或較小的細胞團。　
（2024·黑吉遼高考） （　√　）
×
√
√
√
03
驗收效·提能力
跟蹤訓練，檢驗學習效果
一、選擇題
1. （2025·廣東深圳一模）某科研小組擬培育一種名貴菊花的脫毒苗，其
技術路線為“制備MS固體培養基→外植體消毒→接種→培養→移栽→栽
培”，下列相關敘述錯誤的是（　　）
A. 取材部位應選擇植物頂端分生區附近，因其分裂旺盛且病毒少
B. 外植體消毒常進行無菌水沖洗、酒精處理、消毒液處理等措施
C. 接種時，將外植體的1/3～1/2插入誘導愈傷組織的培養基中
D. “接種→培養→移栽”的過程中不需要更換培養基
√
解析：　培養的不同階段，對主要營養物質和激素的需求不同，所以培
養過程中要及時調整各種營養物質、激素的比例，及時更換培養基，否則
會導致外植體死亡，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2. （2025·福建石獅檢測）甲、乙是染色體數目相同的兩種二倍體藥用植
物。某研究小組擬采用植物體細胞雜交技術培育同時含有甲、乙藥用成分
的新型藥用植物。下列有關分析錯誤的是（　　）
A. 需用纖維素酶和果膠酶除去甲、乙葉肉細胞的細胞壁
B. 雜種細胞形成的標志是融合后再生出新的細胞壁
C. 雜種細胞經再分化培養可形成雜種植株
D. 形成的雜種植株屬于異源四倍體
解析：　雜種細胞經脫分化和再分化培養可形成雜種植株，C錯誤。
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
3. （2025·吉林高考適應性考試）《本草綱目》記載，櫻桃具有利脾、止
瀉的功效。櫻桃中的槲皮素等酚類化合物具有抗氧化活性。我國已經利用
組織培養技術繁育櫻桃優良品種，滿足人們食用和藥用需要。下列敘述錯
誤的是（　　）
A. 應用微型繁殖技術可獲得大量櫻桃脫毒苗
B. 可以選用櫻桃幼嫩的芽原基和葉原基作外植體
C. 富含色氨酸的培養基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素
D. 應用櫻桃細胞培養可工廠化生產初生代謝物槲皮素
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
解析：　植物微型繁殖技術具有高效、快速的特點，因此可以利用該技
術獲得大量櫻桃脫毒苗，A正確；植物微型繁殖技術中，可選用植物幼嫩
的芽原基和葉原基作外植體，B正確；色氨酸是合成生長素的原料，因此
富含色氨酸的培養基有利于櫻桃幼嫩的芽合成生長素，C正確；應用櫻桃
細胞培養可工廠化生產次生代謝物槲皮素，D錯誤。
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4. （2025·江蘇南通模擬）花藥離體培養是重要的育種手段。如圖是某二
倍體植物花藥育種過程的示意圖，下列敘述正確的是（　　）
A. 為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在70％酒精中浸泡30 min
B. 過程②的培養基中需添加較高濃度的細胞分裂素以利于根的分化
C. 過程③逐步分化的植株中可篩選獲得純合的二倍體
D. 過程④應將煉苗后的植株移栽到含有蔗糖和多種植物激素的基質上
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解析：　為了防止微生物污染，過程①所用的花藥需在體積分數為70％
的酒精中浸泡30 s，A錯誤；過程②為脫分化形成愈傷組織的過程，所用培
養基中細胞分裂素和生長素的比例適中，B錯誤；進行過程③的愈傷組織
經過了秋水仙素的處理，故其分化后的植株中可篩選獲得純合的二倍體，
C正確；經煉苗后的幼苗是能進行光合作用且能獨立進行代謝的植株，故
幼苗的生長基質中不用添加蔗糖和多種植物激素，D錯誤。
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5. （2025·重慶教育聯盟高三開學考）如圖為利用雜合二倍體柑橘A培育柑
橘新品種的主要流程，下列說法不正確的是（　　）
A. 獲得柑橘A單倍體需要進行花藥離體培養，②過程獲得的植株遺傳基因
不一定相同
B. ③過程可以用滅活病毒誘導法，雜種細胞再經誘導可培養成愈傷組織
C. ①過程常利用的酶是纖維素酶和果膠酶，形成的原生質體置于等滲溶液
中待用
D. 從雜種細胞到三倍體植株需要經過脫分化和再分化，同時該過程需要
更換培養基
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解析：　柑橘C通過單倍體育種獲得，獲得柑橘A單倍體需要進行花藥離
體培養，由于柑橘A產生的花粉的基因型不同，則通過②過程（染色體數
目加倍）形成的柑橘C基因型不都相同，A正確；③過程可以用高Ca2＋—
高pH融合法、電融合法、離心法等，滅活病毒誘導法只適用于動物細胞融
合，不適用于植物細胞融合，雜種細胞經脫分化過程可形成愈傷組織，B
錯誤；由于原生質體沒有細胞壁，因此應置于等滲溶液中待用，避免細胞
吸水漲破，C正確；融合后得到雜種細胞需要再經過誘導（脫分化）形成
愈傷組織，并可進一步發育成完整的雜種植株（三倍體植株），為防止細
胞團老化、營養物質不足、代謝物積累等影響培養物生長，需要將培養物
轉移至新鮮培養基中繼續培養，D正確。
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6. （2025·山東臨沂高三模擬）紫花苜蓿是常用的豆科牧草，但易使家畜
患鼓脹病；百脈根富含物質X，X可與紫花苜蓿中特定蛋白結合，抑制鼓脹
病的發生。為培育抗鼓脹病的新品種，科學家以紫花苜蓿和百脈根為材料
進行了實驗，主要流程如圖所示。下列敘述正確的是（　　）
A. ①過程用到纖維素酶和果膠酶，該過程利
用的生物技術原理是植物細胞的全能性
B. 為確保最終得到的F植株為雜種植株，可對②過程形成的C進行篩選和鑒定
C. ③過程中C的高爾基體活動性增強，D的形成是植物體細胞雜交完成的標志
D. ④過程需進行光照處理，將細胞培養至E階段即可研究物質X的作用
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解析：　①是制備原生質體的過程，由于植物細胞壁的成分主要是纖維
素和果膠，故過程①需要用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞，其原理是酶
的專一性，A錯誤；②形成的細胞類型可能有紫花苜蓿—紫花苜蓿型、百
脈根—百脈根型、紫花苜蓿—百脈根型等，為確保最終得到的F植株為新
品種，可對②過程形成的C進行初步的篩選和鑒定，B正確；③是篩選出雜
種細胞的過程，該過程中由于要形成新的細胞壁，故高爾基體的活動增
強，植物體細胞雜交完成的標志是形成新植株，而非圖中的D形成，C錯
誤；④過程是脫分化過程，該過程需要避光處理，D錯誤。
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7. （2025·河南名校聯盟）為拯救珍稀植物紅豆杉，并同時獲得高抗癌活
性物質——紫杉醇，科研小組設計了如圖所示的實驗流程。下列相關敘述
正確的是（　　）
A. 誘導紅豆杉莖尖經過再分化過程形成愈傷組織
B. 整個培養過程中生長素和細胞分裂素的比例固定不變
C. 用液體培養基擴大培養愈傷組織生產紫杉醇時，通常要通入無菌空氣
D. 同一植株不同部位的組織細胞經誘導培養獲得的植株基因型一定相同
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解析：　誘導紅豆杉莖尖經過脫分化過程形成愈傷組織，A錯誤；培養基
中生長素和細胞分裂素的比例會影響細胞分化的方向，整個培養過程中生
長素和細胞分裂素的比例不是固定不變的，B錯誤；用液體培養基培養固
定在一定空間內的愈傷組織生產紫杉醇時，需要通入無菌空氣，利于細胞
進行有氧呼吸，C正確；同一植株不同部位的組織細胞經誘導培養獲得的
植株基因型不一定相同，如用花粉粒培養獲得的愈傷組織細胞內染色體數
目是正常體細胞的一半，D錯誤。
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8. （2025·江蘇鹽城模擬預測）辣椒的
辣椒素是食品調味料的重要成分之一，
辣椒素可通過如圖途徑獲得，下列敘
述錯誤的是（　　）
A. ①過程需對外植體進行消毒以防止后續培養過程中雜菌污染，且有利
于獲得脫毒苗
B. 圖中所示的愈傷組織是未分化的無固定形態的薄壁組織團塊，具備較強
的分裂分化能力
C. 若在細胞分離過程中使用鹽酸進行解離，則植物細胞繼續增殖前需再生
細胞壁
D. 在脫分化過程中一般不需要光照，在再分化過程中光照可誘導植物形
態建成
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解析：　①過程需對外植體進行消毒以防止后續培養過程中雜菌污染，且有利于獲得脫毒苗，A正確；愈傷組織是一團沒有特定結構和功能，排列疏松而無規則，高度液泡化的呈無定形狀態的薄壁組織團塊。愈傷組織是由外植體脫分化形成，它要經過再分化形成植物個體，因此愈傷組織是未分化的，具有分裂分化能力，B正確；鹽酸會殺死細胞，不能用鹽酸分離細胞，C錯誤；在脫分化過程中一般不需要光照，利于形成愈傷組織，再分化過程中光可誘導葉綠素的合成，可誘導植物形態建成，D正確。
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9. （2025·湖南衡陽模擬預測）三白
草和魚腥草二者因療效相近且具有
疊加效應常被中醫用作“藥對”。
研究者欲利用原生質體融合技術將復方的配伍（兩種或兩種以上藥物配合使用）提前到雜種細胞，并實現有效成分的工廠化生產，操作如圖所示。下列有關敘述正確的是（　　）
A. ①過程可利用鹽酸和酒精混合液（1∶1）配制的解離液來完成
B. ②過程通常在低滲溶液中采用PEG融合法誘導原生質體融合
C. 雜種細胞形成愈傷組織的過程中，其特有功能喪失，但結構不變
D. ④過程愈傷組織細胞培養使用的是液體培養基，且需要濕熱滅菌
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解析：　植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此過程①三白草和魚腥草體細胞雜交過程中要利用纖維素酶和果膠酶水解細胞壁獲得原生質體，鹽酸和酒精混合液（1∶1）配制的解離液會殺死細胞，A錯誤；過程②通常在等滲或略高滲溶液中，不能用低滲溶液，不然原生質體會吸水漲破；可以采用化學法（PEG融合法）或物理法誘導原生質體融合，B錯誤；植物細胞的脫分化就是讓已分化的細胞，經過誘導后，失去其特有的結構和功能，而轉變為未分化的細胞——愈傷組織的過程，因此雜種細胞形成愈傷組織的過程中，其特有功能喪失，結構也發生改變，C錯誤；④過程愈傷組織細胞培養使用的是液體培養基，且需要濕熱滅菌，如高壓蒸汽滅菌，D正確。
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二、非選擇題
10. （2025·河北保定模擬）二倍體玉米是主要的經濟作物。如圖為科研人
員以雜合親本植株為材料進行的A、B、C、D四種人工繁殖過程。
請據圖回答下列問題：
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（1）四種人工繁殖過程都用到的植物細胞工程技術是
，該技術除用于植物的微型繁殖外，還能用于 （答
出一點即可）。
解析：圖中的四種人工繁殖過程都用到了植物組織培養技術。該技術用途很廣，包括微型繁殖、培育脫毒植株、作物新品種培育、細胞產物的工廠化生產等。
植物組織培
養
培育脫毒植株
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（2）某同學取圖中A過程所示的薄壁細胞制成臨時裝片進行觀察，可觀察
到后期細胞中染色體組數為 。B過程中①需經過的生理過程有
。C過程為誘導植物生根，所用的激素及比例為
。
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脫分
化和再分化
培養基中
細胞分裂素含量低于生長素含量
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解析：A過程得到的是單倍體植株，在有絲分裂后期細胞中具有2個染色體組。B過程中①為植物組織培養過程，外植體需經過脫分化和再分化過程才能形成胚狀體。生長素和細胞分裂素的濃度、比例都會影響植物細胞的發育方向，C過程為誘導生根，培養基中細胞分裂素含量應低于生長素含量。
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（3）D過程中②表示原生質體融合，其原理是 。科學
家利用D過程培育出了白菜—甘藍，此技術與雜交育種相比具有的優點
是 。
解析： D過程中②表示原生質
體融合，其原理是細胞膜的流動性。
D過程為植物體細胞雜交技術，與雜
交育種相比，其優點是打破生殖隔
離，實現遠緣雜交育種。
細胞膜的流動性
打破生殖隔離，實現遠緣雜交育種
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（4）圖中 過程獲得的子代植株基因型與親本基因型相同。
解析：B、C過程均通過獲取體細胞進行植物組織培養，獲得的子代植株基因型與親本基因型相同。
B、C
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謝謝觀看！

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