第3課植物細胞工程

----------核心機念?自查.務實必備知識

【課標要求】

植物細胞工程包括組織培養和體細胞雜交等技術

【概念梳理】

一、細胞工程的概念和分類

1.概念：

⑴應用原理:細胞生物學、分子生物學和發育生物學。

⑵操作水平:細胞器、細胞或組織水平。

⑶操作目的:有目的地獲得特定的鯉、組織、器官、介體或其產

品。

2.分類:根據操作對象的不同分為植物細胞工程和動物細胞工程。

二、植物細胞工程的基本技術

1.植物細胞的全能性：

⑴概念:細胞經分裂和分化后,仍然具有產生遞生物徒或分化成其

他各種細胞的潛能。

⑵現實表現:在生物的生長發育過程中,并不是所有的細胞都表現出

全能性。

⑶原因:在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會壁性齷

達。

2.植物組織培養技術:

⑴概念將離體的植物器直、組織或細胞等，培養在人工配制的培養

基上,給予道宜的培養條件，誘導其形成完整植株的技術。

(2)原理:植物細胞具有全能性。

⑶過程:離體的植物器官、組織或細胞出”蟋組織迎與幼根和

芽一完整植物體。

3.植物體細胞雜交技術：

⑴概念可等不同來源的植物體細胞，在一定條件下融合成符幽膽，并

把雜種細胞培育成醛物體的技術。

⑵過程:不同來源的植物體細胞的細胞原生質體工飛甦質徒融

合再生細胞壁?雜種細胞生吵雜種植物。

⑶融合的方法:物理法包括電I蛉法，離心法等;化學法包括聚乙二醇

(PEG)融合法，高Ca2+-高pH融合法等。

(4)意義:植物體細胞雜交技術在打破生殖醯，實現遠鰻交育種，培

育植物新品種等方面展示出獨特的優勢。

三、植物細胞工程的應用

1.植物繁殖的新途徑：

⑴快速繁殖

①概念:用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。

②特點:屬于鏗繁殖，能夠保持優良品種的遺傳特性,還可以高效、

快速地實現種苗的大量繁殖。

③實例：20世紀60年代，荷蘭科學家成功地實現了利用組織置遨術

來培育蘭花。

(2)作物脫毒

①選材部位:植物的駕組織培養。

②選材原因:值物頂端先生區附近的病毒極少,甚至無病毒。

③實例:目前采用莖尖組織暨技術來脫去病毒，在馬鈴薯、草莓、大

蒜、甘蔗、菠蘿和香蕉等許多作物上已獲成功。

2.作物新品種的培育：

⑴單倍體育種：

①方法:花藥亶座培養一單倍體植株冬3純登植株。

②優點:后代是純合子,明顯鯉了育種年限。

(2)突變體的利用:

①產生原因:在植物的組織培養過程中，易受培養條件和透變醛(如

射線、化學物質等)的影響而產生突變。

②利用:篩選出對人們有用的突蟋進而培育成新品種。

3.細胞產物的工廠化生產：

⑴細胞產物種類:蛋白質、脂肪、糖類、核酸、香料、生物堿等。

(2)技術:植物細胞培養技術。

【概念辨析】

1.判斷下列有關細胞工程敘述的正誤：

⑴細胞工程可以通過在分子水平上的操作，有目的地獲得特定的細

胞、組織、器官、個體或其產品。(x)

分析:細胞工程是通過細胞水平或細胞器水平上的操作。

(2)植物的每個細胞在植物體內和體外都能表現出細胞的全能性。(x)

分析:具有某種生物全部遺傳信息的細胞在離體的情況下才能表現出

全能性。

（3）在植物組織培養過程中，細胞的遺傳物質一般都會發生改變。（x）

分析:植物組織培養主要是通過細胞分裂和分化實現的，遺傳物質一般

不會發生改變。

（4）在植物組織培養過程中需要給予光照,以誘導脫分化過程。（x）

分析:植物組織培養過程中，脫分化過程是要求避光培養的。

⑸植物體細胞雜交要先去除細胞壁的原因是細胞壁阻礙了原生質體

的融合。（力

2.判斷下列有關植物細胞工程應用敘述的正誤：

⑴葡萄的桿插、桃樹的嫁接、石榴的壓條繁殖方式都屬于快速繁

殖。（x）

分析:打插、嫁接和壓條都屬于無性繁殖，不屬于快速繁殖。快速繁殖

是指用于快速繁殖優良品種的植物組織培養技術。

（2）脫毒苗培育所選的組織培養材料可以來自植株的任何部位。（x）

分析:培育脫毒苗時選用的通常是莖尖等分生組織，原因是該組織附近

的病毒極少,甚至無病毒。

⑶單倍體育種和突變體培育的遺傳學原理是一致的。（x）

分析:單倍體育種的原理是染色體變異和植物細胞的全能性，突變體培

育利用的是基因突變。

（4）一般認為次生代謝物不是植物基本生命活動必需的產物，所以它對

植物不起任何作用。（x）

分析:次生代謝物是一類小分子有機化合物,在植物抗病、抗蟲等方面

發揮作用。

2關鍵能力?進階勿提升核、去招

考點一植物組織培養技術

【典例精研引領】

（2021.岳陽模擬）如圖表示用某二倍體植株進行植物組織培養的過程,

下列說法錯誤的是（）

①出"②③一④

A.②是一團有特定結構和功能的薄壁細胞，它的分化程度最低

B.②一③的再分化過程中，生長素與細胞分裂素比值高時，有利于生根

C.該技術可用于培育出無病毒植株

D.①一②的實質是使①的細胞恢復分裂能力

教師專用可?【名師授法解題】抓題眼練思維

關鍵能力理解能力、獲取信息能力

題眼1：植物組織培養過程

題眼信息

題眼2:脫分化和再分化

根據植物組織培養條件進行

解題思維

判斷

【解析】選A。②是愈傷組織，是一團沒有特定結構和功能的薄壁細

胞，它的分化程度最低,A錯誤;②愈傷組織一③胚狀體或根芽的再分

化過程中，生長素與細胞分裂素比值高時,有利于生根,B正確;該技術

（植物組織培養）可用于培育出無病毒植株和生產人工種子,C正確;①

離體的植物組織、器官和細胞一②愈傷組織即脫分化過程，其實質是

使①的細胞恢復分裂能力,D正確。

教師專用@

（1）植物細胞全能性表達所需條件有哪些?（科學思維:分析與綜合）

提示:材料:離體的細胞、組織或器官;培養基:種類齊全、比例合適的

營養物質及一定的植物激素;外界條件:①無菌操作，②光照:愈傷組織

培養最初避光培養，后期見光培養。

⑵植物激素是怎樣影響細胞分裂和分化的?（科學思維:分析與綜合）

提示:在植物組織培養時，通過調節生長素和細胞分裂素的比值能影響

愈傷組織分化出根或芽。生長素用量與細胞分裂素用量比值高時，有

利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時，有利于芽的分化、抑制根的

形成;比值適中時，促進愈傷組織的生長。

微【備選典例】

（2021.濱州模擬）如圖為植物組織培養過程，有關說法錯誤的是

（）

小植在唯

培養基—S

試管中細胞全能性最高

試管中培育出的個體都是純合子

C.a-c的過程需要激素的刺激

D.a-d的細胞分裂都是有絲分裂

【解析】選B。愈傷組織是由高度分化的植物器官、組織或細胞經

脫分化產生的，容易經再分化形成完整的植物體，在圖示四個試管的組

織細胞中全能性最高,A正確;d試管中是否為純合子取決于親本,B錯

誤;a-c過程都需要激素刺激,C正確;a-d過程都只發生有絲分裂，不

發生減數分裂,D正確。

【知能素養提升】

1.脫分化和再分化的比較（科學思維:比較、歸納）:

比較內容脫分化再分化

過程外植體一愈傷組織愈傷組織一幼苗

排列疏松、的溥

形成體特點分化出根、芽

壁組織團塊

①離體

①離體

②適宜的營養

②適宜的營養

③生長素與細胞分裂素

需要條件③生長素與細胞分裂素

的比例高（低）誘導生根

的比例適中

（生芽）

④不需要光照

④光照

2.植物激素在植物組織培養中的作用（科學思維:歸納、總結）:

⑴由愈傷組織進行細胞分化時，要先誘導其生芽，然后再誘導生根，可

通過控制培養基中生長素和細胞分裂素的比例來實現。

（2）生長素和細胞分裂素用量的比例影響植物細胞的發育方向。

生長素用量比細胞分裂素用

結果

量

有利于根的分化抑制芽的形

比值高

成

有利于芽的分化抑制根的形

比值低

成

比值適中促進愈傷組織的形成

(3)生長素和細胞分裂素是啟動細胞分裂、脫分化和再分化的關鍵性

激素。

(4)按照不同的順序使用生長素和細胞分裂素，會得至懷同的實驗結

果。

使用順序實驗結果

先使用生長素，后使用細胞分有利于細胞分裂，但細胞不

裂素分化

先使用細胞分裂素，后使用生

細胞既分裂也分化

長素

同時使用分化頻率提高

【熱點考向演練】

考向一結合植物組織培養技術概念，考查生命觀念的結構與功能觀

L下列各項植物培養中，屬于組織細胞培養技術的是()

A.無籽番茄的培育

B.無籽西瓜的培育

C.月季枝條嫁接到薔薇開出月季花

D.菊花幼嫩的莖段培養成菊花植株

【解析】選D。無籽番茄的培育屬于植物激素的應用范圍,A錯誤;三

倍體無籽西瓜的培育屬于多倍體育種,原理是染色體變異,B錯誤;月

季枝條嫁接到薔薇開出月季花屬于無性生殖的嫁接,C錯誤;用菊花幼

嫩的莖段培養成菊花植株，這體現了植物體細胞具有全能性，屬于植物

細胞培養技術,D正確。

考向二圍繞植物組織培養過程，考查科學思維能力

2.（2021?天津河東區模擬）如圖表示通過植物組織培養技術獲得煙草

植株的過程，下列敘述正確的是（）

形成愈傷組織發育成幼胚

通過懸浮培

養分散成單

細胞.并在

適宜培養基

中培養

煙草

植株

A.①過程往往選取煙草的幼嫩部位，需經過滅菌處理，才能置于培養基

中進行培養

B.在培養過程中，若要誘導芽的產生則配制植物激素時要適當配比生

長素和細胞分裂素

C.通過懸浮培養形成的單細胞可發育成胚狀體,繼而形成植物幼體;若

利用酶解法水解細胞壁，獲得的原生質體培養后不能形成植株

D.煙草細胞很容易再生出新植株，但在長期培養過程中,其胚狀體的發

生和器官形成能力下降，可能的原因是細胞全能性喪失

【解析】選B。圖中①過程往往選取煙草的幼嫩部位,需經過消毒處

理，才能置于培養基中進行培養,A錯誤;在培養過程中，若要誘導芽的

產生，則配制植物激素時要適當配比生長素和細胞分裂素,B正確;通

過懸浮培養形成的單細胞可發育成胚狀體，繼而形成植物幼體;若利用

酶解法水解細胞壁，獲得的原生質體培養后也能形成植株,C錯誤;煙

草細胞很容易再生出新植株，但在長期培養過程中，其胚狀體的發生和

器官形成能力下降,可能的原因有染色體變異、細胞核變異或非整倍

體產生等,D錯誤。

畿【加固訓練拔高】

1.（2021?青島模擬）如圖是將四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養形

成植株的流程示意圖，下列相關敘述正確的是（）

A.②階段會發生減數分裂過程

B.①階段需要激素,②階段不需要

C.此過程體現了植物細胞具有全能性

D.以此蘭花的花藥進行離體培養所得到的植株為二倍體

【解析】選C。②（再分化）階段產生根、芽是有絲分裂和細胞分化的

結果,A錯誤;①②階段均需要植物激素的參與,B錯誤;該過程經植物

組織培養發育成了完整植株，體現了植物細胞的全能性,C正確;花藥

離體培養得到的植株為單倍體,D錯誤。

2.（2021.重慶模擬）秋葵營養價值豐富，用秋葵的莖尖進行植物組織培

養可培育出試管苗。對該過程的說法正確的是（）

A.用于植物組織培養的材料不一定需要離體

B.進行培養時，一次性加足營養物質以防止污染

C.生長素用量與細胞分裂素用量比值適中時促進愈傷組織形成

D.整個培養過程都應在密閉條件下進行，以免雜菌的污染

【解析】選C。用于培養的材料一定需要離體，如不離體，基因選擇性

表達形成組織和器官,A錯誤;進行植物組織培養時，一般要定期消毒，

在不同的發育階段，所需營養物質的比例也不同,故營養物質也需要調

整，并不是一次性加入的,B錯誤;植物激素的濃度、使用的先后順序

及用量的比例等，都會影響實驗的結果。兩者用量比值適中時，促進愈

傷組織的形成,C正確;在植物組織培養長出根、芽等器官后,植物可

以進行光合作用，自己制造有機物，此后的階段不需要嚴格的密閉條

件,D錯誤。

考點二植物體細胞雜交技術

【典例精研引領】

（2020.山東等級考）兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體

被排出。若其中一個細胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成

的染色體片段在細胞融合后可能不會被全部排出，未排出的染色體片

段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該

原理,將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐

鹽小麥新品種，過程如圖所示。下列說法錯誤的是（）

普通小麥普通小麥

細胞―"原生質體、③雜種培,雜種篩耐耕

中間偃麥巫中間偃麥草/一*細胞養植株選小麥

草細胞原生質體

不同劑量的—

紫外線照射

A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞

B.過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂

C過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合

D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段

教師專用

關鍵能力理解能力、解決問題的能力

題干中提出的原理，關鍵句“未排出的染色體片段可以整

題眼信息

合到另一個細胞的染色體上”。

根據題干所提供信息及植物體細胞雜交技術相關知識，

解題思維

逐項判斷。

【解析】選C。本題主要考查植物體細胞雜交技術。由題圖信息可

知,①為細胞去掉細胞壁獲得原生質體的過程，去掉細胞壁一般用纖維

素酶和果膠酶處理細胞,A項正確;兩種遠緣植物的細胞融合后會導致

一方的染色體被排出，需要將中間偃麥草細胞染色體斷裂，所以②為用

不同劑量的紫外線照射斷裂中間偃麥草細胞的染色體,B項正確;圖中

③為兩種原生質體的融合，常用融合手段為物理法和化學法，滅活的病

毒通常用來融合動物細胞,C項錯誤;普通小麥不具有耐鹽性狀，因此

篩選出的耐鹽小麥中控制耐鹽性狀的基因來自中間偃麥草的染色體

片段,D項正確。

教師專用@?【母題變式延伸】核心素養新命題

⑴在去除細胞壁的過程中選擇使用纖維素酶和果膠酶的原因是什

么?（生命觀念:結構與功能觀）

提示:植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，利用酶的專一性可將其

降解。

⑵人工誘導原生質體融合常用方法有哪些?（生命觀念:結構與功能觀）

提示:人工誘導原生質體融合的方法基本可以分為兩大類，物理法和化

學法。物理法包括電融合法、離心法等;化學法包括聚乙二醇融合

法、高Ca2+-高pH融合法等。

邕i【備選典例】

科研人員通過體細胞雜交技術獲得了具有油菜葉綠體和蘿卜雄性不

育特性的春油菜，相關敘述正確的是（）

A.春油菜作為母本用于雜交實驗無須人工去雄操作

B.將油菜細胞與蘿卜細胞直接誘導融合形成雜種細胞

C雜種細胞培育成新植物體的過程屬于有性生殖

D.春油菜染色體數是油菜和蘿卜染色體總數的一半

【解析】選A。春油菜具有蘿卜雄性不育特性,將其作為母本用于雜

交實驗無須人工去雄操作,A正確也等油菜細胞與蘿卜細胞去掉細胞壁

后才能誘導融合形成雜種細胞,B錯誤;雜種細胞培育成新植物體的過

程為植物組織培養過程，該過程屬于無性生殖,C錯誤;春油菜染色體

數是油菜和蘿卜染色體總數的和,D錯誤。

【知能素養提升】

植物組織培養和植物體細胞雜交的比較（科學思維:比較、歸納）：

名稱植物組織培養植物體細胞雜交

細胞膜具有一定的流動

原理植物細胞的全能性

性和植物細胞的全能性

離體的植物器官、植物細胞A

］去壁

組織或細胞

1脫分化原生質體\人工融合的原

/誘季生質體A、B

愈傷組織原生質體BI

過程j去壁1再生壁

1再分化

雜種細

根、芽或胚狀體植物細胞B胞八B

|脫分化

1發育

雜種植株地畸%

植物體

選取根尖、莖尖、形成

不同植物細胞融合后形

選材層部位最容易誘導脫分

成的雜種細胞

化

除脫分化、再分化外，還

技術操要用酶解法去除細胞壁，

脫分化、再分化等

作用一定的方法誘導細胞

融合

植物組織培養是植物體細胞雜交的基礎，植物體細

關系

胞雜交所用的技術更復雜

【熱點考向演練】

考向一結合植物體細胞雜交技術，考查概念理解能力

1.下列關于植物體細胞雜交的敘述，錯誤的是（）

A.將不同種的植物體細胞融合形成的細胞稱為雜種細胞

B.將不同種的植物細胞融合為雜種細胞并培育成新的植物體的過程

屬于植物體細胞雜交過程

C.植物體細胞雜交技術可克服不同種植物之間遠緣雜交的障礙

D.將兩種二倍體植物經植物體細胞雜交技術獲得的新植物體仍為二

倍體

【解析】選D。不同種的植物體細胞融合形成的細胞稱為雜種細

胞,A正確;植物體細胞雜交是指從細胞融合為雜種細胞并培育成新的

植物體的過程,B正確;植物體細胞雜交技術可克服不同種植物之間遠

緣雜交的障礙,C正確;將兩種二倍體植物經植物體細胞雜交獲得的新

植物體，不再是二倍體植物了,其含有4個染色體組,應稱為（異源）四倍

體,D錯誤。

考向二分析植物體細胞雜交過程，考查科學思維能力

2.（2021?天津和平區模擬）如圖是通過植物體細胞雜交技術獲得“番茄-

馬鈴薯”植株的技術流程圖，下列說法正確的是（）

馬鈴磐細胞

Hef

番茄細胞

A.圖中過程②表示再分化的過程

B.植物體細胞融合完成的標志是原生質體融合

C.已知番茄、馬鈴薯分別為四倍體、二倍體，則“番茄-馬鈴薯”屬于三

倍體

D.人工種子是由發育到f過程的結構包裹上人工種皮制備而成的

【解析】選D。圖中過程②表示人工誘導原生質體融合,A項錯誤;植

物體細胞融合完成的標志是產生新的細胞壁,B項錯誤;由于番茄、馬

鈴薯分別為四倍體、二倍體，因此植物體細胞雜交得到的“番茄-馬鈴

薯”屬于異源多倍體里面的異源六倍體,C項錯誤;人工種子是用胚狀

體包裹上人工種皮制成的，其中圖中f階段為胚狀體階段,D項正確。

教師專用@

⑴植物體細胞雜交過程屬于無性生殖，遺傳物質的傳遞不遵循孟德爾

的遺傳定律。

⑵同種植物的原生質體更易融合,不同種植物原生質體的融合需要物

理或化學法誘導。得到的融合細胞類型有多種，必須經過篩選,才能獲

得所需要的雜種細胞。

⑶體細胞融合成功以后,不僅有AABB型雜種細胞，還能形成AAAA

型和BBBB型融合細胞,但只有AABB型細胞是植物體細胞雜交所

形成的雜種細胞，因此在雜種細胞形成后還應有一個篩選過程。

3.（2021.天津模擬）通過細胞工程技術，利用二倍體甲、乙兩種植物的

各自優勢，培育高產、耐鹽的雜種植株。下列敘述錯誤的是（）

叵□

乙原生質體/再

乙種植物細胞

生

細

細

胞

胞

分

裂

壁

選擇,_,用鈉鹽濃度為0.6%的

H的植株--------??固體培養基培養一愈傷組織

A.圖中A過程可用纖維素酶和果膠酶處理，圖中B是融合的原生質體

B.愈傷組織經再分化形成的幼苗C具有高產、耐鹽的優良性狀

C.選擇得到的目的植株，改變了雜種植物群體的基因頻率，該植株與

甲、乙植物存在生殖隔離

D.若目的植株丟失1條染色體，不能產生正常配子而高度不育,則可用

秋水仙素處理幼芽，以獲得可育的植株

【解析】選B。圖中A過程是獲取原生質體，需要去除細胞壁,所以可

用纖維素酶和果膠酶處理，圖中B是誘導融合的原生質體,A正確;愈

傷組織經再分化形成的幼苗C具有耐鹽的優良性狀，但不一定具有高

產的優良性狀，還需要進行篩選,B錯誤;選擇得到的目的植株是異源

四倍體，篩選改變了雜種植物群體的基因頻率,該植株（四倍體）與甲、

乙植物（二倍體）屬于不同種植物，存在生殖隔離,C正確;若目的植株丟

失1條染色體,用秋水仙素處理幼芽，可以使植株的染色體數目加倍，

從而獲得可育的植株,D正確。

1S

（2021.北京模擬）為拓寬白菜育種的基因資源，改良白菜品質，研究人員

以白菜（2〃=20,AA）和甘藍（2〃=18,CC）為材料進行植物體細胞雜交，以

期得到雜種植物。對兩種親本和某融合植株進行細胞DNA含量檢

測，結果如圖。下列說法正確的是（）

DNA相對含后DNA相對含淺DNA相對含甘

A.白菜的DNA相對含量較少說明其基因數量比甘藍少

B.操作中需要用滅活的病毒誘導原生質體融合

C該技術需要再生細胞壁后才能進行植物組織培養

D.檢測結果說明待檢測植株為白菜一甘藍雜種植株

【解析】選C。白菜的DNA相對含量較少，但基因是有遺傳效應的

DNA片段,基因數量不一定少,A錯誤;誘導原生質體融合的方法是物

理法和化學法，不能采用滅活的病毒,B錯誤;融合的原生質體再生細

胞壁標志融合成功，再進行植物組織培養形成雜種植株,C正確據圖

可知，白菜DNA相對含量為50，甘藍DNA相對含量為75檢測結果

DNA相對含量為150,說明待測植株為甘藍-甘藍融合形成的四倍體

植株,D錯誤。

考點三植物細胞工程的應用

【典例精研引領】

如圖是利用某植物（基因型為AaBb）產生的花粉進行單倍體育種的示

意圖，據圖判斷，下列敘述錯誤的是（）

花粉旦植株植株B

A.過程②通常使用的試劑是秋水仙素，作用時期為有絲分裂前期

B.通過過程①得到的植株既有純合子又有雜合子

C過程①屬于植物的組織培養，在此過程中必須使用一定量的植物激

素

D與雜交育種相比該育種方法的優點是能明顯縮短育種年限

教師專用。?【名師授法解題】抓題眼練思維

關鍵能力理解能力、解決問題的能力

利用某植物產生的花粉進行單倍體育種，關鍵詞:“基因型

題眼信息

為AaBb”。

解題思維根據圖示單倍體育種過程,結合題圖含義，逐項判斷。

【解析】選B。該過程是單倍體植株育種過程,所以過程①是花藥離

體培養，獲得的是單倍體植株，基因型為AB、Ab、aB、ab4種，經染

色體加倍后的植株B都為純合子,B錯誤;過程②使用秋水仙素使染色

體數目加倍，其作用機理是抑制有絲分裂前期紡錘體的形成，到后期染

色單體分開后不能向細胞兩極移動,A正確;過程①屬于植物組織培

養,需要生長素和細胞分裂素的誘導,C正確;雜交育種需要連續多年

進行選擇獲得純合體，與之相比，該育種方法的優點是能明顯縮短育種

年限,D正確。

母題變式延便L〈核心素養新命題

⑴單倍體育種與花藥離體培養是同一種技術嗎，有何區別?（科學思維:

分析與綜合）

提示:不是。花藥離體培養技術是單倍體育種中的一項技術手段，通過

花藥離體培養得到單倍體植株后再用秋水仙素處理就能夠得到最終

所需要的植株。

⑵秋水仙素處理幼苗后并非所有處理細胞的染色體都加倍，為什

么?（科學思維:分析與綜合）

提示:根據秋水仙素作用機理，只對處于細胞分裂前期的細胞有作用，

只有幼苗部分細胞的染色體加倍,根細胞的染色體不會加倍。

讖【備選典例】

（2021.天津模擬）科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成

苗率和脫毒率的影響，結果如圖。相關敘述錯誤的是（）

A.培育脫毒苗所依據的原理有基因突變和細胞全能性

B.培育脫毒苗的過程中涉及脫分化和再分化兩個階段

C.實驗結果表明莖尖越小脫毒率越高，成苗率越低

D.根據本實驗，培養脫毒苗時莖尖的適宜大小為0.27mm

【解析】選A。馬鈴薯莖尖病毒極少甚至無病毒，因此可利用馬鈴薯

莖尖進行組織培養形成脫毒苗，所依據的原理是細胞全能性,A錯誤；

培育脫毒苗的過程中涉及脫分化和再分化兩個階段,B正確;由圖可

知，莖尖越小，脫毒率越高，成苗率越低,C正確;在莖尖外植體大小為

0.27mm時，脫毒率和成苗率均較高，因此馬鈴薯脫毒培養中莖尖外植

體的適宜大小為0.27mm,D正確。

【知能素養提升】

1.單倍體育種、突變體的利用和細胞產物的工廠化生產比較（科學思

維:比較、歸納）：

細胞產物的工廠化

單倍體育種突變體的利用

生產

外植體

花藥離外植體j脫分化

體培育

j脫分化,從細胞內

［脫分化鬻;一提取細胞

愈傷._誘變

愈傷組織組織"一處理產物

過

［再分化再分化

程誘導y

、，一分化

單倍體植株胚狀體

突變體

［染色體加倍，篩選培育

1從體細胞

正常植株新品種植株一*內提取細

胞產物

生殖細胞的全能

原基因突變和植物

性；染色體數目的植物細胞的全能性

理細胞的全能性

變異

細胞產物的T.廠化

單倍體育種突變體的利用

生產

與雜交育種要經

提高愈傷組織的

過5~6年的連續可以大量生產細胞產

突變率.可以獲得

優篩選相比,單倍體物,工廠化、規模化程

高抗、高產、優質、

，占八、育種明顯縮短育度高

抗逆的新品種，加

種年限,加快育種

快了育種進程

進程

2.單倍體育種與多倍體育種的異同（科學思維:比較、歸納）：

⑴相同點:單倍體育種和多倍體育種均需要用秋水仙素誘導染色體數

目加倍。

⑵不同點:單倍體育種需要植物組織培養先形成單倍體幼苗,但多倍

體育種一般不使用植物組織培養技術。

【熱點考向演練】

考向一結合植物體細胞雜交，考查概念理解能力

1.（2020.南京模擬）下列關于植物體細胞雜交的敘述，錯誤的是（）

A.不同種植物原生質體融合的過程屬于植物體細胞雜交過程

B.參與雜種細胞壁形成的細胞器主要是線粒體和核糖體

C.植物體細胞雜交技術可克服生殖隔離的限制培育遠緣雜種植株

D.雜種植株表現出的性狀是基因選擇性表達的結果

【解析】選及植物的體細胞雜交就是將同種或不同種的細胞經過

一定的誘導方法誘導融合形成一個細胞，再將細胞培育成植株的過

程,A正確;植物細胞細胞壁的形成主要與高爾基體有關，同時需要線

粒體提供能量，但不需要核糖體,B錯誤;不同種的植物之間具有生殖

隔離,植物體細胞雜交可克服遠緣雜交不親和的障礙培育遠緣雜種植

株,C正確;雜種細胞經過植物組織培養可形成雜種植株，經過植物組

織培養的再分化過程，可選擇性表達出親本細胞的相應性狀,D正確。

考向二分析植物體細胞雜交過程，考查科學思維能力

2.（2021.大連模擬）如圖為植物體細胞雜交過程，下列敘述錯誤的是

番前紅色熒光標記

番茄細胞封原黑體--------\

雜

⑤\?種

融合融合的②

/篩選原生質體細

綠色熒光/胞

馬鈴普馬鈴薯標記/

細胞方*原生質體---------

植物體二工愈傷組織

A.上述技術應用的生物學原理包括細胞膜的流動性、植物細胞的全

能性

B.若細胞膜表面只有紅色熒光，則融合的原生質體至少由兩個番茄細

胞形成

C.③過程為脫分化，過程中雜種細胞失去了其特有的結構和功能

D.當細胞分裂素的效應高于生長素時，主要誘導根原基的形成

【解析】選D。上述技術應用的生物學原理包括細胞膜的流動性（原

生質體融合）、植物細胞的全能性（將雜種細胞培養成植物體）,A正確;

由于用紅色熒光標記番茄原生質體，綠色熒光標記馬鈴薯原生質體，所

以細胞膜表面如果只有紅色熒光,則融合的原生質體至少由兩個番茄

細胞形成,B正確;③過程為脫分化形成愈傷組織，過程中雜種細胞失

去了其特有的結構和功能,C正確;當細胞分裂素的效應高于生長素

時，主要誘導芽原基的形成,D錯誤。

3.（2021.北京高考）為培育具有市場競爭力的無籽柑橘，研究者設計如

下流程。相關敘述不正確的是（）

花藥（花粉）

離體

柑橘A培養柑橘A①柑橘A單倍體

（二倍體）單倍體一的原生質體、八

國雜種③一粒徐姑牲

尸細胞f二倍體植株

柑橘B①柑橘B二倍體/忙

（二倍體廠的原生質體

A.過程①需使用胰蛋白酶處理

B.實現過程②依賴膜的流動性

C過程③需應用植物組織培養技術

D.三倍體植株可產生無籽柑橘

【解析】選A。過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理,A錯誤;實現過

程②原生質體的融合依賴膜的流動性,B正確;過程③需應用植物組織

培養技術將雜種細胞培育成雜種植株,C正確;三倍體植株減數分裂時

聯會紊亂，不能產生正常配子，因此可產生無籽柑橘,D正確。

4.紫杉醇是一種生物堿類化合物，是目前已發現的最優秀的天然抗癌

藥物。如圖是通過植物細胞工程技術獲得紫杉醇的途徑，據圖回答下

紫

悴

提

紫杉

取

個

愈傷

單

產

包

A配

杉

螂

相

織

細

胞

組

物

I泌

醇

⑴該途徑__________（填"體現’或"不體現”）植物細胞的全能性原因

是________________________________。過程①中生長素與細胞分裂

素的用量比值應_______（填“高”“低”或‘適中

⑵過程③需使用液體培養基，其優點在于

⑶根據紫杉醇的化學本質,可以判斷有關基因控制紫杉醇合成的方式

是一O

（4）若通過誘變育種技術選育紫杉醇含量高的細胞，可對圖中的

__________進行誘變處理，然后進行篩選。

【解析】⑴細胞全能性以細胞發育成個體為標志，而圖中并沒有形成

完整植物體，因此不能體現細胞的全能性。當生長素與細胞分裂素的

用量比值適中時，有利于愈傷組織的形成。

(2)液體培養基可以使培養細胞與培養液充分接觸，有利于營養物質的

充分利用，有利于培養細胞的增殖。

⑶紫杉醇的化學本質不是蛋白質,因此可以判斷有關基因通過控制酶

的合成控制代謝，進而控制紫杉醇的合成。

(4)愈傷組織細胞分裂旺盛，對誘變劑較為敏感，對愈傷組織進行處理，

可得到較多的突變細胞。

答案：(1)不體現沒有形成完整植物體適中

(2)使培養細胞與培養液充分接觸,有利于營養物質的充分利用

⑶有關基因通過控制酶的合成控制代謝，進而控制紫杉醇的合成

(4)愈傷組織

1.為給工廠化繁殖脫毒甘薯苗提供技術支持，科研人員利用植物組織

培養技術研究甘薯莖尖(外植體)大小對誘導分化苗和脫毒苗的影響,

結果如表所示，下列相關敘述錯誤的是()

分化苗數/脫毒苗數/

莖尖大小外植體數/個

-++--++-

田田

小于0.3mm2011

0.3~0.5mm20107

大于0.6mm20134

A.為防止細菌污染，應使用體積分數為95%的酒精對外植體消毒

B.不同培養階段培養基中激素種類和比例應適時調整

C.可利用病毒cDNA制作探針對甘薯苗進行病毒檢測

D.0.3~0.5mm大小的莖尖有利于脫毒甘薯苗的培養

【解析】選A。外植體消毒所用的酒精的體積分數為70%,A錯誤;不

同培養階段對細胞分裂素和生長素的需求不同,故不同培養階段培養

基中激素種類和比例應適時調整,B正確;根據DNA分子雜交原理，可

利用病毒的cDNA制作探針對甘薯苗進行病毒檢測,C正確;根據表格

中數據可知，利用~0.5mm大小的莖尖培養獲得的脫毒苗數最多，因

此有利于培養脫毒甘薯苗,D正確。

2.現有甲、乙兩種二倍體純種植物，甲植物的光合產量高于乙植物，但

乙植物更適宜在鹽堿地種植(相關性狀均由核基因控制)。現要利用

甲、乙兩種植物培育出高產、耐鹽的植株。下列技術不可行的是

()

A.利用植物體細胞雜交技術，可以獲得符合要求的四倍體雜種植株

B.將乙種植物耐鹽基因導入甲種植物的體細胞中，可培育出所需植

株

C.兩種植物雜交后彳導到的F.再利用單倍體育種，可較快獲得所需植

株

D.誘導兩種植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素處理可培育

出所需植株

【解析】選C。利用植物體細胞雜交技術，獲得的雜種植株具有兩

個親本的遺傳特性,A不符合題意斗各乙種植物耐鹽基因導入甲種植物

的體細胞中,再利用組織培養技術可培育出所需植株,B不符合題意；

甲、乙為不同物種，不同物種間存