2027创新设计一轮生物第48讲　植物细胞工程

植物细胞工程第48讲课标要求1.阐明植物组织培养是在一定条件下，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，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种细胞，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、育种方式有效提高了生产效率。考情分析1.植物组织培养技术2025·广西卷，5；2025·黑吉辽蒙卷，8；2025·江苏卷，4;2025·浙江1月选考，18；2024·安徽卷，15；2024·北京卷，12、13；2024·浙江1月选考，8；2024·甘肃卷，15；2023·江苏卷，13；2023·重庆卷，15；2023·新课标卷，352.植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用2025·广西卷，3；2025·河北卷，13；2025·浙江6月选考，15；2024·广西卷，2；2024·江苏卷，13；2024·福建卷，7；2024·海南卷，7;2024·山东卷，20；2024·湖北卷，11；2024·浙江6月选考，23；2023·河北卷,13；2023·山东卷，14；2023·广东卷，12；2023·江苏卷，131目

录植物组织培养技术2植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用3情境·探究·长句考点一植物组织培养技术核心要点·再研典型例题·深研1.细胞工程的概念2.植物细胞的全能性

产生完整生物体分化成其他各种细胞全套基因

选择性地表达3.植物组织培养技术植物器官、组织或细胞全能性结构和功能未分化(1)操作实例——菊花的组织培养酒精无菌水次氯酸钠

愈伤组织生芽生根(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____的分化、抑制____的形成低有利于____的分化，抑制____的形成适中促进__________的生长根芽芽根愈伤组织①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。②植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，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。

(1)芽原基细胞由于基因选择性表达，不能用作外植体。(2025·黑吉辽蒙卷，8C)(

)提示芽原基细胞中含有植物生长发育所需的全套遗传信息，可以用作外植体。(2)花粉细胞和花粉壁细胞均具有全能性。(2024·江苏卷，16A)(

)(3)选用的外植体需经高温灭菌处理。(2024·广西卷，2B)(

)提示消毒处理。×√×(4)宜选用成熟叶片为材料制备外植体。(2022·辽宁卷，14D改编)(

)提示一般选择植物幼嫩的组织作为植物组织培养的外植体。(5)植物组织培养时，外植体须用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒。(2022·浙江6月选考，23A)(

)提示外植体的消毒步骤为流水冲洗→70%酒精消毒30s→无菌水清洗2～3次→次氯酸钠溶液处理30min→无菌水清洗2～3次。(6)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。(2021·江苏卷，5C)(

)××√考向

植物组织培养技术[科学探究]1.(2025·江苏卷，4)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(

)CA.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是由组织块形成愈伤组织，属于脱分化过程，脱分化过程中细胞通过有丝分裂增殖，A正确；过程②是愈伤组织形成胚状体，属于再分化过程，再分化会形成不同种类的细胞，进而发育成不同组织、器官，B正确；过程②(再分化形成胚状体)和过程③(胚状体发育成试管苗)所用培养基成分、浓度不完全相同，C错误；培养基中糖类可作为碳源，为植物细胞提供碳元素用于合成有机物等，同时糖类能影响培养基渗透压，维持细胞正常形态，D正确。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2.(2025·浙江1月选考，18)某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究，结果如下表所示。流程最佳措施或最适培养基①外植体腋芽消毒75%乙醇浸泡30s＋5%NaClO浸泡6min②诱导出丛生苗MS＋3.0mg·L－16－BA＋0.05mg·L－1NAA③丛生苗的扩增MS＋2.0mg·L－16－BA＋0.1mg·L－1NAA④丛生苗的生根1/2MS＋0.25mg·L－1IBA＋0.25mg·L－1NAA注：丛生苗为丛状生长的幼苗，IBA(吲哚丁酸)为生长素类物质。下列叙述正确的是(

)A.流程①的效果取决于消毒剂浓度B.流程②不需要经过脱分化形成愈伤组织的阶段C.与流程②相比，流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值更大D.与流程③相比，提高流程④培养基的盐浓度有利于丛生苗的生根解析流程①的效果不仅取决于消毒剂浓度，还与消毒剂种类、消毒时间等有关，A错误；腋芽中含有分生组织，可不经过脱分化形成愈伤组织，流程③培养基中细胞分裂素类与生长素类物质的比值为2.0∶0.1＝20，而流程②培养基中该比值为3.0∶0.05＝60，因此流程②培养基中该比值更大，C错误；与③相比，提高NAA浓度、降低其他营养物质浓度有利于生根，D错误。B考点二植物体细胞杂交技术及植物细胞工程的应用核心要点·再研典型例题·深研1.植物体细胞杂交技术无性生殖 (1)概念与原理流动性全能性(2)过程电融合离心聚乙二醇(PEG)融合高Ca2＋—高pH融合(3)意义在打破__________，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。生殖隔离2.植物细胞工程的应用 (1)植物繁殖的新途径 ①快速繁殖全能性②作物脱毒分生区(2)作物新品种的培育缩短育种年限(3)细胞产物的工厂化生产小分子植物细胞培养离体增殖(1)悬浮培养时需将愈伤组织打散成单个细胞或较小的细胞团。(2024·黑吉辽卷，6C)(

)(2)选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗。(2024·福建卷，7C)(

)(3)脱毒苗的形成包括再分化过程。(2024·广西卷，2D)(

)(4)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。(2024·山东卷，20A)(

)提示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。√√√×(5)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。(2023·江苏卷，13B)(

)提示原生质体在低渗溶液中会吸水涨破。×考向1

植物体细胞杂交技术[科学思维]1.(2025·广西卷，3)甘薯是重要的农作物，为了改良甘薯品质，科学家利用甘薯(2N＝90)与其近缘野生种(2N＝30)进行体细胞杂交，选育得到杂种植株M1。下列说法正确的是(

)A.需用几丁质酶和果胶酶来降解甘薯细胞壁B.为防止原生质体失水，需使用低渗缓冲液C.M1具有两个物种的所有性状，且染色体数目为2N＝120D.在培育M1时，配制的各种培养基常以MS培养基为基础D解析植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此需用纤维素酶和果胶酶降解细胞壁，而非几丁质酶，A错误；原生质体在低渗溶液中会因渗透吸水而涨破，需使用等渗缓冲液维持渗透压平衡，B错误；体细胞杂交后，杂种细胞的染色体数为两亲本之和(90＋30＝120)，但由于基因选择性表达或存在不亲和性，杂种植株的性状可能不完全包含两个物种的所有性状，C错误；MS培养基是植物组织培养的常用基础培养基，体细胞杂交后的杂种细胞脱分化和再分化所需的培养基均常以MS培养基为基础，D正确。2.(2023·广东卷，12)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。下列叙述错误的是(

)A.细胞融合前应去除细胞壁B.高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合C.融合的细胞即为杂交细胞D.杂交细胞可能具有生长快速的优势C解析在细胞融合前，必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，再诱导原生质体融合，A正确；人工诱导原生质体融合有物理法和化学法，用高Ca2＋—高pH溶液可促进细胞融合，B正确；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，C错误；杂交细胞含两种细胞的遗传物质，可能具有生长快速的优势，D正确。3.(2024·湖北卷，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，过程如下图所示。下列叙述错误的是(

)BA.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，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。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向2植物细胞工程的应用[科学探究]4.(2025·黑吉辽蒙卷，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A解析细胞分裂素比例高时有利于芽的分化，生长素比例高时有利于根的分化，二者比例适中时有利于愈伤组织的形成，A正确；干热灭菌法不能用于培养基灭菌，一般使用高压蒸汽灭菌法(或湿热灭菌法)对培养基进行灭菌，B错误；芽原基细胞中含有植物生长发育所需的全套遗传信息，可以用作外植体，C错误；紫杉醇能通过细胞产物的工厂化生产来获取，且比植物组织培养优势更明显，D错误。5.(2026·江西南昌测试)“悬浮培养”的植物细胞是相对均一、脱分化的单细胞或小细胞团，直接从人工配制的培养液中吸收营养物质和排出废物。如图为制备植物悬浮细胞的简易流程，下列说法正确的是(

)DA.外植体需要进行灭菌后置于无菌的培养基中培养B.外植体经诱导形成愈伤组织的过程体现了植物细胞的全能性C.愈伤组织细胞通过胰蛋白酶分散处理后形成悬浮细胞D.植物悬浮细胞培养有利于植物细胞次生代谢物的工厂化生产解析在诱导外植体形成愈伤组织前需对外植体进行消毒处理而非灭菌处理，灭菌处理会导致外植体失去活性，A错误；细胞的全能性是指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。外植体经诱导形成愈伤组织的过程没有体现植物细胞的全能性，B错误；可使用胰蛋白酶处理动物组织，将动物组织分散成单个细胞，用胰蛋白酶处理愈伤组织，不能将愈伤组织分散成单个细胞，C错误；A.外植体需要进行灭菌后置于无菌的培养基中培养B.外植体经诱导形成愈伤组织的过程体现了植物细胞的全能性C.愈伤组织细胞通过胰蛋白酶分散处理后形成悬浮细胞D.植物悬浮细胞培养有利于植物细胞次生代谢物的工厂化生产由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织提取会大量破坏植物资源，有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到，因此人们期望利用植物细胞培养来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工厂化生产。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。它不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制，因此对于社会、经济、环境保护具有重要意义，D正确。A.外植体需要进行灭菌后置于无菌的培养基中培养B.外植体经诱导形成愈伤组织的过程体现了植物细胞的全能性C.愈伤组织细胞通过胰蛋白酶分散处理后形成悬浮细胞D.植物悬浮细胞培养有利于植物细胞次生代谢物的工厂化生产情境·探究·长句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