2027届高中生物一轮复习讲义第十单元　第51课时　植物细胞工程

第51课时植物细胞工程考点一植物组织培养技术1．细胞工程的概念2．植物细胞的全能性定义细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞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在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eq\o(→,\s\up7(原因))在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达表现条件离体、营养物质、激素、适宜的温度和pH3.植物组织培养技术4．探究实践——菊花的组织培养5．植物激素在植物组织培养中的作用生长素/细胞分裂素(相对比值)植物组织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形成简记：“高”根，“低”芽，“中”愈伤拓展延伸(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。(1)作物单倍体育种时，利用了由植物茎尖组织培养获得的单倍体(2025·新课标，5)(×)提示作物单倍体育种时，常采用花粉(生殖细胞)离体培养获得单倍体植株，而茎尖组织培养属于无性繁殖，所得植株染色体数目与原植株相同，并非单倍体。(2)将农作物秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用，相当于植物组织培养中固体培养基的琼脂＋蔗糖(2022·浙江1月选考，7)(√)考向一植物组织培养技术1．(2025·江苏，4)如图表示一种植物组织培养周期，①～③表示相应过程。下列叙述错误的是()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答案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，该过程可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，既能作为碳源，又与维持渗透压有关，D正确。2．(2024·甘肃，15)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答案D解析观察题图可知，分生组织经过程①获得愈伤组织，因此①为脱分化，1号培养基中的愈伤组织是不定形(排列不规则)的薄壁组织团块，A错误；愈伤组织经过程②长出芽，因此②为再分化，愈伤组织细胞分化时可能会发生基因突变，但基因重组发生在减数分裂过程中，而愈伤组织细胞的分化是有丝分裂过程，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。考点二植物体细胞杂交技术1．过程(1)过程①为去除细胞壁获得原生质体，用到的酶是纤维素酶和果胶酶。(2)过程②为原生质体的融合，人工诱导的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。(3)过程③为融合的原生质体再生出细胞壁，这是原生质体融合成功的标志。(4)过程④为脱分化，过程⑤为再分化。2．概念植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。3．意义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。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。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。(1)科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生(2021·福建，11)(×)提示可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合，但不能诱导细胞壁的再生。(2)融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织(2024·山东，20)(√)提示用纤维素酶和果胶酶分别处理不同的植物细胞，得到原生质体，运用物理方法或化学方法诱导融合，形成杂种细胞，再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，故融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织。(3)植物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，20)(×)提示体细胞杂交过程中通过原生质体融合，使来自亲本的2个细胞核融合形成一个细胞核。获得的杂种植株细胞中具有来自2个亲本的遗传物质，但只有1个细胞核。(4)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，融合的细胞即为杂交细胞(2023·广东，12)(×)提示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交细胞。分析植物体细胞杂交技术不同物种之间存在着天然的生殖隔离，利用传统的有性杂交的方法很难得到杂种后代。科学家采用体细胞杂交的方法得到了“番茄—马铃薯”杂种植株。以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。1．植物体细胞杂交实现的基础和植物组织培养的理论基础分别是什么？提示分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。2．将图中的甲和乙两种细胞去除细胞壁后诱导融合，若只考虑两两融合，可以形成哪几种融合细胞？符合要求的杂种细胞是哪种？提示可以形成3种融合细胞：甲甲、甲乙、乙乙。符合要求的是甲乙。3．二倍体番茄和二倍体马铃薯体细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有四个染色体组，是四倍体。考向二植物体细胞杂交技术及其应用3．(2025·四川，6)研究人员用花椰菜(BB,2n＝18)根与黑芥(CC,2n＝16)叶片分别制备原生质体，经PEG诱导融合形成杂种细胞，进一步培养获得再生植株，其中的植株N经鉴定有33条染色体。下列叙述正确的是()A．两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞B．再生植株N的形成证明杂种细胞仍具有全能性C．花椰菜和黑芥的原生质体能融合，证明两种植物间不存在生殖隔离D．植株N的B组和C组染色体不能正常联会配对，无法产生可育配子答案B解析两个原生质体融合形成的细胞不一定是杂种细胞，有可能是两个花椰菜原生质体融合或两个黑芥原生质体融合，A错误；全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整有机体或分化成其他各种细胞的潜能和特性，杂种细胞经过培养形成再生植株N，这证明了杂种细胞仍具有全能性，B正确；花椰菜和黑芥是不同物种，它们之间存在生殖隔离，原生质体能融合说明细胞膜具有流动性，C错误；植株N是花椰菜(BB,2n＝18)根和黑芥(CC,2n＝16)叶片二者原生质体经PEG诱导融合形成杂种细胞后，进一步培养获得的再生植株，染色体组成是BBCC，存在同源染色体，在减数分裂时，两组染色体可以分别联会配对，能产生可育配子，D错误。4．(2024·湖北，11)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答案B解析酶解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，常用化学试剂如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，但二者在两过程中的比例不同，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。考点三植物细胞工程的应用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教材隐性知识源于选择性必修3P41“相关信息”：初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着，例如，糖类、脂质、蛋白质和核酸等；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。分析植物组织培养技术及其应用长春新碱(VCR)是夹竹桃科植物长春花中提取出的一种生物碱，具有高抗肿瘤活性。如图为长春新碱(VCR)工厂化生产流程：回答下列问题：(1)获得高产细胞时，选择茎尖、幼叶等作为外植体，原因是什么？提示茎尖、幼叶部位的细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织。(2)植物细胞培养时，需要用酶解法将愈伤组织分离成单个细胞，加入培养液制成细胞悬液进行培养。(3)植物细胞培养要在无菌条件下进行的原因是什么？提示培养物一旦受到微生物的污染，这些微生物会和外植体争夺培养基中的营养物质，并且产生大量对植物细胞有害的物质，导致细胞死亡。考向三植物细胞工程的应用5．(2023·山东，14)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。下列叙述正确的是()A．利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B．植物细胞体积小，故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C．次生代谢物是植物所必需的，但含量少，应选择产量高的细胞进行培养D．该技术主要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答案A解析分析题意可知，可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B错误；次生代谢物不是植物生长所必需的，其含量少，可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量，C错误；细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件，增加细胞数量，提高次生代谢物的含量，但不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。6．(2025·黑吉辽蒙，8)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答案A解析生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，当二者比例适中时，促进愈伤组织的形成，比例相对较高时促进生根，比例相对较低时促进生芽，A正确；培养基用湿热灭菌法灭菌，干热灭菌法适用于耐高温且需要保持干燥的物品(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，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。因此，紫杉醇可通过此方法获取，植物细胞培养优势明显，D错误。一、基础排查1．如图为植物组织培养的流程图，下列相关叙述，判断是否正确。外植体eq\o(→,\s\up7(①))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(②))芽、根→植株(1)需要用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液对外植体进行消毒(×)提示外植体先用酒精消毒30s，然后立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处理30min后，立即用无菌水清洗2～3次。(2)过程①表示脱分化，脱分化后外植体细胞失去其特有的结构和功能(√)(3)过程②表示再分化，再分化过程一般先诱导愈伤组织生根，再诱导其生芽(×)提示再分化过程一般先诱导生芽，再诱导生根。(4)过程①需提供充足光照，过程②需在黑暗条件中进行(×)提示诱导愈伤组织期间一般不需要光照，后续再分化过程中每日需给予适当时间和强度的光照，有利于叶片内叶绿素的合成。(5)过程①②与细胞中基因的选择性表达有关(√)(6)培养基中需添加一定量的葡萄糖以利于调节渗透压和提供营养物质(×)提示植物组织培养过程中添加的糖类一般是蔗糖，目的是提供营养物质和调节渗透压。(7)提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值可促进愈伤组织分化出根(×)提示提高培养基中细胞分裂素与生长素含量的比值可促进愈伤组织分化出芽。(8)试管苗移植前需用流水清洗掉根部的培养基，经炼苗后再移栽大田(√)2．判断下列有关植物体细胞杂交的叙述(1)用果胶酶和胶原蛋白酶去除愈伤组织的细胞壁获得原生质体(×)提示植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，故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。(2)可以利用灭活的病毒对原生质体进行诱导融合(×)提示灭活病毒可以诱导动物细胞融合，不能用于诱导植物原生质体融合。(3)融合的原生质体再生出新的细胞壁与高尔基体有关(√)(4)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(√)(5)可根据细胞内染色体的数目、形态来鉴定杂种细胞(√)(6)植物体细胞杂交技术获得的植株表现出双亲的所有性状(×)提示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。(7)利用植物体细胞杂交技术培育出白菜—甘蓝，说明两物种间不存在生殖隔离(×)提示利用植物体细胞杂交技术培育出白菜—甘蓝，打破了生殖隔离，二者间存在生殖隔离。3．判断下列有关植物细胞工程应用的叙述(1)利用组织培养技术快速繁殖优良品种，能保持亲本优良的遗传特性(√)(2)利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种(×)提示利用组织培养技术培育脱毒苗，可以获得含病毒极少甚至不含病毒的植物，但该植物并不能抗病毒。(3)次生代谢物是植物生命活动必需的营养物质(×)提示次生代谢物不是植物生命活动必需的营养物质。(4)细胞产物工厂化生产是为了提高单个细胞中次生代谢物的含量(×)提示细胞产物工厂化生产主要是通过细胞增殖从而提高次生代谢物的总量，不是提高单个细胞中次生代谢物的含量。(5)植物细胞培养技术的原理是植物细胞的全能性(×)提示植物细胞培养技术的原理是细胞增殖。(6)植物细胞培养的方式几乎不受季节、天气等因素的限制(√)(7)用二倍体植株的配子与体细胞杂交能缩短三倍体无子果实培育年限(√)提示二倍体植株的配子与体细胞杂交形成的三倍体植株可以较快形成无子果实，因此能缩短培育年限。二、要语必背1．(选择性必修3P35)脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。2．(选择性必修3P35)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。3．(选择性必修3P34)在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，这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。4．(选择性必修3P35)植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。5．(选择性必修3P37)在进行植物体细胞杂交之前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。6．(选择性必修3P38)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。7．(选择性必修3P41)植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。课时精练[分值：100分][1～12题，每题5分；13题6分。共66分]一、选择题1．(2025·河南天一大联考)某科研团队致力于保护一种濒危兰花，由于其野外种群数量稀少，且自然繁殖困难，科研人员选取兰花的茎尖作为外植体，通过植物组织培养的方式进行人工繁殖。下列叙述正确的是()A．茎尖全能性高且不易发生变异，故选其作外植体B．提高生长素和细胞分裂素的比值能促进根的分化C．提供适当的光照有利于加速外植体形成愈伤组织D．常用诱导剂直接处理外植体以获得大量的突变体答案B解析选取茎尖作为外植体是因为其分裂能力强，且含病毒少，A错误；在植物组织培养中，提高生长素和细胞分裂素的比值能促进根的分化，B正确；外植体培育形成愈伤组织的过程中一般不需要光照，C错误；常用诱导剂处理愈伤组织来获得大量的突变体，因为愈伤组织细胞的细胞壁较薄、处于不断分裂状态，更容易发生突变，D错误。2．某科学小组探索长寿花组织培养过程中外植体的消毒条件，实验结果如表。下列分析错误的是()次氯酸钠处理时间/min81012酒精处理时间/s203040203040203040污染率/%25.621.113.322.216.712.22017.88.9褐化率/%008.905.614.47.816.716.9注：褐化是指培养材料在组培过程中向培养基中释放褐色物质，并变褐死亡的现象。A．消毒处理时间越长，组织培养成功率越高B．消毒处理时间越长，外植体的污染率越低C．诱导培养外植体脱分化为愈伤组织的过程中一般不需要光照D．组织培养过程中提高生长素与细胞分裂素的比例有助于生根答案A解析由表格信息可知，消毒处理时间越长褐化率越高，死亡率越高，组织培养成功率越低，A错误；表中数据显示消毒处理时间越长，外植体的污染率越低，B正确；诱导愈伤组织形成过程中一般不需要光照，因为光可以诱导产生微管组织，不利于愈伤组织形成，C正确；生长素和细胞分裂素的比值大时有利于根的形成，因此提高生长素与细胞分裂素的比例有助于生根，D正确。3．(2025·达州三模)野天麻是一种名贵的药用植物，具有镇静、抗癫痫等作用，对神经系统疾病有很好的治疗效果，其主要活性成分是天麻素。利用植物细胞工程可以生产天麻素，相关过程如图所示。下列叙述正确的是()A．可以用野天麻幼嫩的茎段作为外植体，外植体插入培养基时方向可以颠倒B．诱导愈伤组织的培养基中需要添加无机盐、维生素、蔗糖等物质，并置于黑暗中培养C．诱导生根培养基与诱导生芽培养基相比较，需要提高培养基中细胞分裂素的占比D．图中两种生产天麻素的途径均体现出植物细胞的全能性，其中途径②更加高效答案B解析接种时应注意外植体的方向，不能倒插，A错误；诱导生根培养基与诱导生芽培养基相比较，需要提高培养基中生长素的占比，C错误；途径②没有培养出完整植株，不能体现植物细胞的全能性，D错误。4．(2025·河南名校联盟一模)甘薯病毒病造成了薯类品种保种难的问题，因此脱毒技术被广泛应用于薯类品种防病毒、防退化。下列有关甘薯脱毒技术的叙述，正确的是()A．培育脱毒苗的外植体要依次用酒精和次氯酸钠消毒B．一般应选用植物成熟的组织作为外植体进行组织培育C．植株脱毒率主要取决于生长素和细胞分裂素的浓度比D．可通过接种病毒在个体水平检测是否成功获得脱毒苗答案A解析植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，故应选用分生区无病毒或病毒极少的组织作为外植体，B错误；植株脱毒率与生长素和细胞分裂素的浓度比无关，C错误；检测是否成功获得脱毒苗，可采用病毒核酸分子杂交或病毒蛋白免疫检测等技术，接种病毒检测会使脱毒苗感染病毒，不是合适的检测方法，D错误。5．(2024·北京，13)大豆叶片细胞的细胞壁被酶解后，可获得原生质体。以下对原生质体的叙述，错误的是()A．制备时需用纤维素酶和果胶酶B．膜具有选择透过性C．可再生出细胞壁D．失去细胞全能性答案D解析分离出的原生质体仍具有全能性，可用于植物体细胞杂交，为杂种植株的获得提供了理论基础，D错误。6．(2024·江苏，13)如图为植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列叙述正确的是()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答案C解析步骤①添加纤维素酶和果胶酶以去除细胞壁，A错误；步骤②吸取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，原生质体处于甘露醇和蔗糖溶液之间，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，染成蓝色的原生质体活性差或死亡，D错误。7．(2025·十堰一模)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。下列叙述正确的是()培养基类型NAA/(mg·L－1)6-BA/(mg·L－1)诱导率/%生长状况甲02.045.7淡黄色，疏松乙0.12.071.4淡黄色，疏松丙04.077.1黄色，生长速率快，过度致密丁0.14.022.9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．不添加萘乙酸时，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答案B解析接种前，要对铁线莲的外植体进行消毒处理，A错误；与甲组相比，丙组的诱导率更高，愈伤组织生长速率更快，因此不添加萘乙酸时，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比，D错误。8．(2024·安徽，15)植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养胡萝卜细胞并获取番茄红素，设计了实验流程和培养装置(如图)，请同学们进行评议。下列评议不合理的是()A．实验流程中应该用果胶酶等处理愈伤组织，制备悬浮细胞B．装置中的充气管应置于液面上方，该管可同时作为排气管C．装置充气口需要增设无菌滤器，用于防止杂菌污染培养液D．细胞培养需要适宜的温度，装置需增设温度监测和控制设备答案B解析装置中的充气管应置于液面下方，以利于增加培养液中的溶氧量，而排气管为及时排出多余气体，应置于液面上方，因此充气管不能同时作为排气管，B不合理。9．(2025·六安适应性考试)无毒化栽培是目前生产上防治马铃薯病毒病害最有效的方法，脱毒技术是生产无毒苗的关键技术。茎尖超低温疗法是一种马铃薯脱毒的方法。以被马铃薯卷叶病毒(PLRV)感染的马铃薯试管苗为实验材料，选择不同大小的茎尖进行超低温处理、再生培养，检测再生植株的病毒保存率，结果如表所示。下列叙述错误的是()病毒感染类型茎尖大小/mm病毒保存率/%PLRV0.501.535A.再生培养需要用到植物组织培养技术B．再生培养时，诱导生根、生芽的培养基的激素含量有差异C．再生培养时，脱分化和再分化过程一般都需要光照D．与0.5mm相比，用1.5mm的茎尖进行超低温处理脱毒的效果较差答案C解析再生培养需要用到植物组织培养技术，需要经过脱分化和再分化处理，A正确；再生培养时，诱导生根、生芽的培养基的激素含量有差异，诱导生根的培养基中生长素含量较高，B正确；再生培养时，脱分化过程不需要光照，而再分化过程一般需要光照，C错误；与0.5mm相比，用1.5mm的茎尖进行超低温处理脱毒的效果较差，即还具有一定的带毒率，D正确。10．(2025·成都二模)科学家将人参和胡萝卜细胞的原生质体融合，经培养获得8个杂种愈伤组织，检测发现这8个杂种愈伤组织均含有人参皂苷(一种次生代谢物)，其中大多数人参皂苷含量明显高于人参愈伤组织。蛋白质电泳检测中发现一条只在8个杂种愈伤组织中出现的特异条带。下列叙述正确的是()A．人参皂苷是杂种愈伤组织细胞分裂和分化所必需的重要物质B．可使用PEG融合法和灭活病毒诱导法促进两种原生质体融合C．愈伤组织形成杂种植株过程中不需要调整相关激素的比例和浓度D．大多数杂种愈伤组织的人参皂苷含量较高，可能与特异条带的蛋白质有关答案D解析人参皂苷是次生代谢物，不是杂种愈伤组织细胞分裂和分化所必需的重要物质，A错误；植物原生质体融合可使用PEG融合法，但灭活病毒诱导法常用于动物细胞融合，不能用于植物原生质体融合，B错误；愈伤组织形成杂种植株的过程属于植物组织培养，需要调整生长素和细胞分裂素等相关激素的比例和浓度，以调控其生芽和生根过程，C错误。11．(2022·重庆，15)植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是()条件基因表达产物和相互作用效应①WOX5维持未分化状态②WOX5＋PLT诱导出根③WOX5＋ARR2，抑制ARR5诱导出芽A.WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性B．WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累C．ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制答案C解析根据表格信息可知，WOX5能维持未分化状态，使植物细胞保持分裂能力强、具有较高的全能性，故可推测若WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞分裂能力强、分化程度低的特性，A合理；由题干信息“生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生”，再结合表格信息，WOX5＋PLT能诱导出根，可推测WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B合理；由题意可知，生长素的生理作用小于细胞分裂素时有利于芽的再生，而抑制ARR5能诱导出芽，可知ARR5被抑制时细胞分裂素较多，故可推测ARR5抑制细胞分裂素积累或降低细胞对细胞分裂素的敏感性，C不合理；由题干信息可知，出芽或生根都是生长素与细胞分裂素含量不均衡时才会发生，故可推测体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制，D合理。12．(2025·新乡二模)石蒜碱是从石蒜等的鳞茎中提取的一种次生代谢物，用石蒜碱制成的内胺盐具有较强的抗肿瘤作用，常用于肿瘤的治疗。实验人员采用植物细胞悬浮培养技术生产石蒜碱的过程如图所示。下列叙述正确的是()A．过程①为脱分化，通常用细胞分裂素和赤霉素进行诱导B．过程②为了使细胞分散开，通常用胶原蛋白酶进行处理C．过程③通过提取、分离和纯化的方法获取石蒜碱D．图示生产石蒜碱的过程体现了植物细胞的全能性答案C解析愈伤组织的诱导(过程①)通常需外源生长素和细胞分裂素配合使用，A错误；将愈伤组织分散成单个悬浮细胞(过程②)时常用纤维素酶和果胶酶处理，胶原蛋白酶主要用于动物组织分散成单个细胞，B错误；题图中仅体现了外植体脱分化并利用细胞产生次生代谢物，并未形成完整个体或分化为其他各种细胞，不能体现细胞全能性，D错误。13．(2025·南充二模)R-6G和FDA可分别使原生质体细胞质在荧光下呈红色和绿色，但R-6G还可抑制线粒体中的生化反应，进而使原生质体失活。当存活原生质体比例低于后期培养所需的最低比例时，原生质体就不能再生愈伤组织。科研人员用不同浓度的R-6G处理里奥百脉根、扁蓿豆及清水紫花苜蓿3种豆科牧草的原生质体，一段时间后分别测定其原生质体活力，实验结果如图。下列叙述错误的是()A．随着处理浓度升高，3种牧草原生质体活力的下降幅度有差异B．实验结果可知，R-6G对里奥百脉根原生质体的抑制作用最强C．用经R-6G和FDA分别处理的原生质体进行融合，有利于异源融合率的统计D．要确定R-6G处理的适宜浓度，还需要检测原生质体再生愈伤组织的能力答案B解析从实验结果的柱状图可以看出，随着R-6G处理浓度升高，里奥百脉根、扁蓿豆及清水紫花苜蓿3种牧草原生质体活力的下降幅度并不相同，存在差异，A正确；由柱状图可知，在相同R-6G浓度下，清水紫花苜蓿原生质体活力下降幅度最大，所以R-6G对清水紫花苜蓿原生质体的抑制作用最强，B错误；因为R-6G可使原生质体细胞质呈红色，FDA可使原生质体细胞质呈绿色，用经R-6G和FDA分别处理的原生质体进行融合，通过观察融合后细胞的颜色，就能区分同源融合和异源融合，有利于异源融合率的统计，C正确；由题意可知，当存活原生质体比例低于后期培养所需的最低比例时，原生质体就不能再生愈伤组织，所以要确定R-6G处理的适宜浓度，仅检测原生质体活力是不够的，还需要检测原生质体再生愈伤组织的能力，D正确。二、非选择题14．(16分)(2025·河南部分学校联考)铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热的功效，其主要成分石斛多糖具有提高机体免疫力的功能。自然条件下其繁殖力很低，利用植物组织培养技术快速繁殖铁皮石斛是解决其资源短缺的有效途径。相关的培育流程如图所示，数字代表相关过程。回答下列问题：(1)过程①是____________，该过程进行前一般需要用________________法对使用的培养基进行灭菌。(2)继代培养是继初代培养之后连续数代的扩培过程，旨在繁殖出相当数量的无根苗，最后能达到边繁殖边生根的目的。该过程________(填“需要”或“不需要”)光照，所用的培养基与②过程的主要区别是________________________。(3)通过植物组织培养技术繁殖铁皮石斛，属于________繁殖，这种繁殖方式的优点是____________________________________________________________________________。(4)若要通过植物细胞培养技术生产石斛多糖，需将外植体培养到____________(填结构名称)阶段。该技术不占用耕地，几乎不受____________等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义。答案(1)接种高压蒸汽灭菌(2)需要生长素和细胞分裂素的比例不同(3)无性能保持亲本的优良性状、繁殖速度快、可大量培养脱毒苗等(4)愈伤组织季节、气候15．(18分)(2025·四川名优校联盟一模)不对称体细胞杂交是指利用射线破坏供体细胞的染色质，与未经射线照射的受体细胞融合，所得融合细胞含受体全部遗传物质及供体部分遗传物质。研究人员尝试运用不对称体细胞杂交将红豆杉(2n＝24)与柴胡(2n＝12)进行了融合，培育能产