江苏高考生物一轮复习：植物细胞工程（学生卷）

第54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、次生代谢物生产、育种等方式有效提高了生产效率。

考点1植物组织培养

考点透析

〃［细胞生物学

原理和方法<分子生物学

【发育生物学

细胞I操作水平：细胞器、_______或组织水平

工程［目的：改变细胞内的或

获得____________

f植物细胞工程

I［动物细胞工程

知识1植物组织培养基本技术

1.概念：植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在上，给予适

宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。

2.原理：o

「①具有完整的细胞结构

②状态（脱离母体）

全能性表达的条件<③一定的营养、（如生长素和

细胞分裂素）等

、④环境条件：无菌、适宜的、光照

解疑释惑

植物细胞在未脱离母体状态下不体现全能性，如芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育

为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会O

3.流程

概念辨析

脱分化和再分化的比较

内容脱分化再分化

外植体f愈伤组织/己分化的细胞经

诱导后失去特有的结构和功能，转

过程/概念愈伤组织f幼苗或胚状体等

变成未分化（具分生能力）的细胞，进

而形成愈伤组织

愈伤组织为不定形的薄壁细胞（组织

形成体特点有根、芽或有生根、发芽的能力

团块），具旺盛分裂能力

离体

—

适宜的营养

生长素/

条件比例高，诱导根的形成：比例低，

细胞分比例适中，促进愈伤组织形成

诱导芽的形成

裂素

光照一般不需要需要

注：记忆口诀——高根低芽中愈伤。

4.植物组织培养的培养基（MS培养基）

（I）主要成分

成分作用

无机

提供植物细胞生活所必需的________和水

营养

有机_________提供碳源和能量，调节渗透压；氨基酸和维生素满足离体植物细胞

营养的特殊营养需求

激素_____________________是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素

琼脂凝固剂（一般不能提供营养）

（2）类型

根据目的不同可分为：诱导的培养基、诱导生芽的培养基、诱导的培养基（通过调

整激素比例实现）。

解疑释惑

为避免杂菌在培养基上迅速生长消耗营养，同时防止有些杂菌危害培养物的生长。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外植体要进行处理（酒精、次氯酸钠、冲洗）：③

接种的无菌操作（各种器械要彻底、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（“炼苗”）。

知识2植物细胞工程的应月

1.植物繁殖的新途径：快速(微型)繁殖、。

优点：能;可以快速大量地培育新个体，有利于进行工厂化培养；选材少，周

期短，便于自动化管理。

2.作物新品种的培育：(如花药/花粉离体培养)、(用射线、化学物质等处理

培养的细胞后筛选)。

3.细胞产物的工厂化生产：获取植物,如紫杉醇、人参皂苗的生产。一般只需培养

到阶段，从细胞培养液中获取产物。具有不占用耕地，几乎不受等的限制等优点,

还可克服单个细胞次生代谢产物少的特点。

解疑释惑

(1)幼嫩的组织脱分化较为容易，如茎尖、根尖、形成层细胞，而植物的茎、叶和成熟的组织则较难。

另外，幼嫩的芽尖、茎尖，作为植物组织培养材料容易实现作物脱毒。

(2)突变体的利用中，培养的愈伤组织处于不断增殖状态，易发生,从而得到突变体。

(3)细胞产物的工厂化生产利用了的原理。

(4)细胞产物的工厂化生产中，用液体培养基培养愈伤组织的细胞，培养过程中可加以搅拦，一是增加

培养液中的;二是有利于细胞与培养液0

厚思辨小练

判断下列说法的正误：

(1)高度分化的成熟叶肉细胞不具备发育成完整植株的潜能。()

(2)植物组织培养的FI的都是获得完整的植株。()

(3)正常情况F,同一植物的不同体细胞经植物组织培养产生的植株基因不同。()

(4)尽管愈伤组织可以进行光合作用，但其培养基中仍需要糖类、氨基酸等有机营养。()

(5)某些植物激素和维牛.素不能连同其他培养基成分一起进行高压蒸汽灭菌。()

(6)植物组织培养时一般是先诱导生芽，后诱导生根。()

典题说法

考向1植物组织培养的过程

醐1(2025・靖江期中)下列有关菊花组织培养过程的叙述，错误的是()

A.生长良好的愈伤组织应先转接到培养基上生根，再生芽

B.无菌条件下接种的外植体在培养时也可能受到细菌感染

C.诱导形成愈伤组织时一般不需要光照，后续培养则需要

D.试管苗移栽入土前需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中

考向2植物细胞工程的应用

初2植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用，相关叙述错误的是（）

A.切取一定大小的草莓植株茎尖进行组织培养，可获得脱毒苗

B.用射线处理植物组织培养过程中不断增殖的烟草细胞培育抗盐碱的烟草

C.在离体条件下对紫草细胞进行培养使其增殖可以获得紫草宁

D.玉米花药离体培养获得的单倍体植株都能稳定遗传

度式（2025•南通期初）某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮培养技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设

计了以下实验流程,相关叙述错误的是（）

胡萝卜宜脱分化愈伤，处理悬浮细.番茄

根外植体"组织"细胞丽T红素

A.用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞

B.番茄红素是胡萝卜生长所必需的初生代谢物

C.细胞培养时使用的液体培养基需要进行灭菌处理

D.细胞培养时需要适宜的温度、pH以及氧气等

考点2植物体细胞杂交技术

考点透析

I.原理：细胞膜的、植物细胞的

2.流程示意图及分析

步骤操作或说明

①去壁______________________等分解细胞壁

物理法：电融合法、离心法等；

②原生质体________（关键

植物细胞融合化学法：______________融合法、高Ca2+—高pH

环节）

融合法

③再生出细胞壁高尔基体、线粒体活跃

—经④脱分化、⑤再分化后获得杂种植物

3.意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离、实现、培育新品种等方面展示出独特

的优势.

解疑释惑

(1)植物体细胞杂交的结果不是形成杂种细胞，而是要经过组织培养形成。

(2)植物细胞融合成功的标志是,植物体细胞杂交成功的标志是。

(3)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合，因此应为______生殖。(注意区分“植物体细胞

杂交”和“杂交”，后者是有性生殖。)

(4)获得杂种植株的变异类型属于。与多倍体育种一样，都是通过改变细胞内的染色体数

目来改变遗传物质，从而改变生物的性状。但不同的是，杂种植株的染色体数通常是两个不同种亲本细胞

染色体数目之和，属于异源多倍体。

(5)去壁后原生质体活性可能下降或消失，一般需要测定活性残余情况，如用台盼蓝染色法，或利用细

胞内施活性进行测定。

概念辨析

植物体细胞杂交与多倍体育种的比较

比较项目植物体细胞杂交多倍体育种

原理膜的流动性和细胞的全能性染色体数目的变异

方法原生质体融合和植物组织培养秋水仙素或低温处理萌发的种子或幼苗

不同点

染色体•般来自同种生物(异源多倍体来自不同

一般来自不同种的生物

来源生物)

相同点都是通过改变细胞内的染色体数目来改变遗传物质，从而改变生物的性状

虺思辨小练

判断下列说法的正误：

(1)制备植物的原生质体需要使用胰蛋白酶或者胶原蛋白酶来处理两种细胞。()

(2)在诱导愈伤组织形成的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化。()

(3)杂种细胞再生出细胞壁后经植物组织培养获得杂种植物，()

(4)原生质体融合依赖生物膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染。()

(5)杂种细胞可以培育成杂种植株，说明杂种细胞具有全能性。()

典题说法

考向1植物体细胞杂交技术

即1(2023・江苏卷)研究者通过体细胞杂交技术，探索利用关斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相

关叙述正确的是()

A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，用于去除细胞壁

B.原生质体需在低渗溶液中长期保存，以防止过度失水而死亡

C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理，沦的原生质体被染色

D.聚乙二醉促进原生质体融合后，以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞

度式（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（)

（）.6mol•L-'

植物叶片I懦醉溶液

离心

0.75mol•口蔗糖溶液

台盼蓝检测

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

考向2植物体细胞杂交技术的应用

圆2（多选）（2025•如皋期初）野生黑芥具有黑腐病菌的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质

体可使其染色体片段化，并丧失再生能力。再利用此原生质体径为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原

生质体融合，以获得抗黑腐病杂种植株，流程如下图。下列分析错误的有（）

万紫外找

A.过程①需要使用纤维素醉和胰蛋白酶来处理两种细胞

B.过程②后，显微镜卜.观察到有叶绿体的融合细胞即为杂种细胞

C.融合后的原生质体，经脱分化形成具有特定形态和功能的愈伤组织

D.可通过黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定

课后及时课后小结，学清吃透

猿示请老师布置同学们又快又准确地完成《配套精练》！

配套精练

第54讲植物细胞工程

一、单项选择题

1.（2025•如皋期初）组织培养可快速繁殖植物，得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗，苗健壮后

可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽，下列说法错误的是（）

A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖，以减少微生物污染

B.接种时用银了•夹取菊花茎段，注意茎段的形态学上下端，避免倒插

C.定植前可先将试管苗移栽到装有消毒过的蛭石的无菌箱中恒温培养

D.菊花不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织核基因数E可能不同

2.花药离体培养是重要的育种手段。下图是某二倍体植物花药育种过程的示意图，下列叙述正确的是

A.为了防止微生物污染，过程①所用的花药需在体积分数为70%的乙醇溶液中浸泡30min

B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利丁•根的分化

C.过程③逐步分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体

D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质I：

3.（2021・江苏卷）植物组织培养技术常用于商业化生产过程，其过程一般为：无菌培养物建立一培养物

增殖一生根培养一试管苗移栽及鉴定，下列相关叙述错误的是（）

A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可以接种培养

B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构

C.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

D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异

4.（2024.海安期初）利用东方百合和云南大百合进行植物体细胞杂交，部分结果如表。相关说法正确的

是（）

组别PEG浓度/%处理条件融合率/%

12510

黑暗

23012

27±3℃

33515

15min

44030

54520

A.用胰蛋白酶处理百合组织分离得到原生质体

B.获得原生质体后，用血细胞计数板进行计数

C.低浓度PEG促进原生质体融合，高浓度抑制融合

D.融合后的原生质体直接经再分化发育成杂种百合

5.（2025•南京期初）马铃薯长期营养繁殖会导致病毒基延，我国科研人员利用马铃薯茎尖培养获得脱毒

苗，使马铃薯的产量和品质大幅度提高，脱毒流程如下图，下列叙述正确的是（）

A.茎尖材料消毒时，要用配制好的酒精和次氯酸钠溶液各处理30min

B.茎尖培养到愈伤组织后须先转移到生长素比例较高的培养基中再培养

C.病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测，呈阳性反应则为带毒苗

D.生根试管苗炼苗后，应连带培养基栽植于消过毒的蛭石或珍珠岩中

6.（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,下列叙述止确的是（）

兰州仃合分生区1号培养基2号培养基3号培养基

A.①为脱分化过程，I号培养基中的愈伤组织是排列规则的薄壁组织团块

B.②为再分化过程，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变或基因重组

C.3号培养基用于诱导生根，其细胞分裂素浓度与生长素浓度的比值大于1

D.百合分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，可以作为该研究中的外植体

7.（2024・淮安调研）利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖，可获

得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是（）

A.利用该技术可获得某叱H然状态含量少或无法通过化学合成途杼得到的产物

B.单个植物细胞体积小，产生的次生代谢物少，故无法进行产物的工厂化生产

C.次生代谢物是植物基本生命活动所必需的微量物质，应选择产量高的细胞进行培养

D.该技术原理是利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量

8.（2024・湖北卷）植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分孽能力强、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，过程如下图所示。下列叙述错误的是（）

解(L5h)

甲的

植物甲原生-]

叶片

质体融合

口混合酶液处理;2.的原X杂种X愈伤生植物丙

生质细细胞组织

植物乙

叶片

质体

梅解(2h)

A.过程①中酶处理的时间有差异，原因可能是两种亲本的细胞壁结构有差异

B.