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专题 40 植物细胞工程
一、植物细胞工程
1．细胞工程
原理和方法 细胞生物学、分子生物学和发育生物学
操作水平 细胞器水平、细胞水平或组织水平
目的 获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品
分类 根据操作对象的不同分为植物细胞工程和动物细胞工程
2．植物细胞的全能性
(1)概念：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。
(2)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的原因：在特定的时间和空间条件下，
细胞中的基因会选择性表达。
3．植物组织培养技术
(1)概念：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。
(2)原理：植物细胞的全能性。
(3)过程
4．菊花的组织培养过程
5．植物体细胞杂交技术(1)概念：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。
(2)基本过程
(3)意义：打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种。
6．植物组织培养技术的应用
(1)植物繁殖的新途径：快速繁殖、作物脱毒。
①快速繁殖优点：能够保持亲本的优良性状。
②作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。
(2)作物新品种的培育：单倍体育种、突变体的利用。
(3)细胞产物的工厂化生产。
一、单选题
1．甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁
殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难
于解决的问题。下列相关操作不合理的是（ ）
A．快速繁殖，可解决种苗用量大、成本高的问题
B．利用茎尖分生组织培养脱毒苗，产品质量得到提高
C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和，充分利用遗传资源
D．利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频率，确保得到优良品种
【答案】D
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培
养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株，植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能
性。
【详解】A、利用植物组织培养技术，可在短时间内获得大量试管苗，实现大规模生产，从而降低成本，
解决种苗用量大、成本高的问题，A正确；B、茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染，所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，产品
质量得到提高，B正确；
C、通过植物体细胞杂交技术可以实现两个植物物种间的体细胞杂交，得到同时具有两种遗传物质的植物，
可以实现种间的杂交，克服了远缘杂交不亲和的障碍，C正确；
D、愈伤组织具有分裂旺盛的优点，适于诱变育种的取材，能提高突变频率，由于基因突变具有不定向性，
因此不能确保得到优良品种，D错误。
故选D。
2．下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ ）
A．用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B．培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C．组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D．再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
【答案】D
【分析】植物组织培养技术：
过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）→愈伤组织→胚状体→植株（新植体）；
原理：植物细胞的全能性；
条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无
机、有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒，先用体积分数为70%的酒精消毒，用无菌水清洗，再
用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理，最后再用无菌水清洗，A错误；
B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染，并不影响气体交换，B错误；
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软，持水性也较好，有利于幼苗的生根和叶
片的生长，C错误；
D、再生植株移种大田前，需去除根部残留的培养基，并进行锻炼，以使其能够适应移栽后的环境，提高
成活率，D正确。
故选D。
3．植物组织培养技术可以实现优良品种的快速繁殖，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．用药剂对外植体消毒时，要兼顾消毒效果和植物的耐受性
B．以同一植株不同部位细胞为材料培育出的植株基因型相同
C．植物组织培养时使用的培养基中都需添加植物激素
D．利用组织培养技术培育脱毒苗，获得具有抗病毒的新品种【答案】D
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、
芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、通常使用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理，要兼顾消毒效果和植物的耐受性，避
免过度消毒对外植体造成损伤，A正确；
B、同一植株不同部位细胞的基因型一般是相同的（配子除外），以此为材料培育出的植株基因型相同，B
正确；
C、植物组织培养时使用的培养基中常需要添加生长素和细胞分裂素，C正确；
D、利用植物的幼嫩的芽或茎进行植物组织培养技术可以培育脱毒苗，但不能获得抗病毒的新品种，D错
误。
故选D。
4．为了培育菊花新品种，科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交，培育过程如图所示。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质
B．与②过程有关的细胞器只有高尔基体
C．①过程常选择酶解法去壁，一般在低渗溶液中进行
D．野生夏菊和栽培秋菊自然杂交后是四倍体，属于同一物种
【答案】A
【分析】题图分析：过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b，过程②融合原生质体再生细胞
壁的过程，过程③是脱分化过程形成愈伤组织，过程④是再分化生成完整植株d。
【详解】A、形成d植株的过程采用了植物体细胞杂交，属于无性生殖，d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质，
A正确；
B、过程②融合原生质体再生细胞壁的过程，与②过程有关的细胞器有高尔基体、线粒体等，B错误；
C、过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b，为了防止原生质体变形，一般在等渗溶液中进行，
C错误；
D、野生夏菊是二倍体，栽培秋菊是六倍体，两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株，D错误。
故选A。5．下图为利用玉米的幼苗芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．植株A一般能保持原来玉米幼芽的遗传特性
B．培育成幼苗2的过程，需更换培养基调整生长素和细胞分裂素的比例
C．培育幼苗1所选用的外植体需要做彻底的灭菌处理
D．脱分化过程中，细胞的形态和结构发生变化
【答案】C
【分析】图示为利用玉米(2n=20)的幼苗茸尖细胞(基因型AaBb)进行实验的流程示意图，其中幼苗1表示利
用芽尖细胞进行植物组织培养获得的植株，为无性繁殖过程，所得植株A的基因型与亲本相同;幼苗2为花
药离体培养形成的单倍体，其经过秋水仙素处理可以得到纯合体植株B。
【详解】A、植株A的获得利用了植物组织培养技术，属于无性繁殖，因此植株A一般能保持玉米幼芽的
遗传特性，A正确；
B、培育成幼苗2的过程利用率植物组织培养技术，包括脱分化和再分化，需更换培养基调整生长素和细
胞分裂素的比例，B正确；
C、培育幼苗1所选用的外植体需要进行消毒，C错误；
D、脱分化过程中，细胞失去其特有的结构和功能，转化为未分化的细胞，D正确。
故选C。
6．某杂种植株的获取过程如图所示，下列有关分析正确的是（ ）
A．叶片经消毒后需用流水多次冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B．图示①过程采用酶解法获取原生质体时，可用聚乙二醇调节渗透压C．图示②过程通过抽真空处理使酶溶液渗入细胞间隙，提高酶解效率
D．经④过程获得的杂种细胞经鉴定和筛选后进行植物组培，获得的幼苗即可用于生产实践
【答案】C
【分析】1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，
并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程：（1）诱导融合的方法：物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇（PEG）
作为诱导剂。（2）细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。（3）植物体细胞杂交的终点是培育成杂种
植株，而不是形成杂种细胞就结束。（4）杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株
中含有两种植物的遗传物质。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗，以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用，A错误；
B、聚乙二醇是诱导细胞融合的物质，不是调节渗透压的物质，通常加入甘露醇来调节渗透压，B错误；
C、为了提高酶解效率，图示②过程可通过抽真空处理，利用负压使酶溶液快速渗入细胞间隙，通过处理，
酶解效率会提高，C正确；
D、经组培获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践，D错误。
故选C。
7．通过植物细胞工程技术，可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植
株，实验流程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中处理
B．诱导形成②的方法有PEG融合法、电融合法和灭活病毒诱导法等
C．目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
D．由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
【答案】D
【分析】由图分析可知，①是酶解法去除细胞壁，②是诱导原生质体融合，③是杂种细胞，④是筛选获得
的具有耐盐特性的胚状体。
【详解】A、①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程，该过程需要在等渗透液中进行，以维持原生质体的形态和功能，也有为了避免原生质体受到伤害，该过程在浓度较高的溶液中进行，A错误；
B、过程②为诱导原生质体融合，常用的方法包括PEG融合法、电融合，但不包括灭活的病毒诱导法，灭
活的病毒用于诱导动物细胞融合，B错误；
C、甲、乙是二倍体植株，通过体细胞杂交技术获得的目的植株是四倍体，故目的植株相对于甲、乙而言
发生了染色体数目变异，但四倍体含有同源染色体，是可育的，C错误；
D、④是筛选获得的具有耐盐特性的胚状体，但不能确定其是高产还是低产，故需要进一步筛选，D正确。
故选D。
8．人参皂苷具有抗肿瘤等作用，科研人员设计如图1所示流程制备人参皂苷Rg3，并研究了过程③生物反
应器中人参细胞产量、人参皂苷Rg3产量随培养时间的变化，结果如图2。下列叙述正确的是（ ）
A．图1中过程①为脱分化，体现了植物细胞的全能性
B．图1中过程②常需用纤维素酶或果胶酶处理将愈伤组织分散成单个细胞
C．图1中过程③采用静置培养，并加入适量蔗糖有利于维持渗透压
D．由图2可知，人参细胞的数量和培养时间等因素会影响人参皂苷Rg3产量
【答案】D
【分析】题图分析：图1所示流程制备人参皂甙Rg3的过程，其中①②③分别表示脱分化、细胞增殖、大
量培养提取人参皂甙Rg3。图2表示生物反应器中人参细胞产量、人参皂甙Rg3产量随培养时间的变化，
由曲线可知，影响人参皂甙Rg3产量的因素有人参细胞数量和培养时间。
【详解】A、图1中①表示脱分化，该过程是没有体现植物细胞的全能性，整个实验的目的是利用细胞株
得到细胞产物，其原理是细胞增殖，没有体现细胞的全能性，A错误；
B、过程②为细胞增殖，不需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B错误；
C、过程③通常采用振荡培养获得大量组织细胞，除有利于增加溶解氧外，还能防止细胞聚集，C错误；
D、由图2可知，生物反应器中人参细胞的数量和人参皂甙Rg3产量增加趋势基本一致，因而可推测，影
响人参皂甙Rg3产量的因素有人参细胞数量和培养时间，D正确。故选D。
9．在花椰菜种植过程中发现，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，而野生的黑芥则具有抗黑腐病的
特性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种，培育过程如图所示，培育过
程中通过紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①用含有胶原蛋白酶和胰蛋白酶的等渗溶液处理植物细胞，获得有活力的原生质体
B．过程②后筛选出异核融合的原生质体转移到诱导愈伤组织形成的培养基中避光培养
C．过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来自黑芥苗叶肉细胞的叶绿体
D．进行抗病接种实验鉴定的杂种抗病植株，具有完整的花椰菜和黑芥的遗传信息
【答案】C
【分析】题图分析：图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图，其中①表示采用酶
解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁的过程；②表示诱导原生质体融合的过程；③表示脱分化过程。
【详解】A、①过程将两种细胞置于等渗溶液中，用纤维素酶和果胶酶处理以除去细胞壁，获得有活力的
原生质体，A错误；
B、异核融合的原生质体再生出新的细胞壁，形成杂种细胞后再转移到诱导愈伤组织形成的培养基上诱导
脱分化，脱分化过程需要避光，B错误；
C、愈伤组织为脱分化形成的细胞不含叶绿体，因此过程③获得的愈伤组织细胞在显微镜下无法观察到来
自黑芥苗叶肉细胞的叶绿体，C正确；
D、由于紫外线照射使黑芥部分染色体结构被破坏，因此完成鉴定后，最终获得的杂种抗病植株中不具有
完整的黑芥的遗传信息，D错误。
故选C。
10．某杂种植株的获取过程如下图所示。下列叙述正确的是（ ）A．叶片消毒后，可用自来水冲洗以避免消毒时间过长产生毒害
B．过程①中，应将叶片置于含有纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中
C．过程③中，可使用聚乙二醇或灭活的病毒来诱导原生质体融合
D．过程④中，脱分化过程中不需要光照而后续再分化中需要光照
【答案】D
【分析】1、植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成
根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
2、植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将
杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、叶片消毒后，可用无菌水冲洗以避免消毒时间过长产生毒害，A错误；
B、过程①为酶解法去除细胞壁的过程，应置于等渗溶液中或较高渗液会使原生质体失水，低渗液会使原
生质体吸水、甚至涨破，B错误；
C、过程③为促融过程，可使用聚乙二醇诱导融合，但灭活的病毒诱导法是诱导动物细胞融合特有的方法，
C错误；
D、过程④为植物组织培养过程，脱分化过程中不需要光照，而后续再分化中需要光照诱导合成叶绿素，D
正确。
故选D。
11．利用基因型为AaBb（两对基因独立遗传）的某植物的叶肉细胞原生质体分离和培养植株的过程，如
下图所示，关于该过程下列表述错误的是（ ）
A．a过程中一般要加入纤维素酶和果胶酶
B．d过程需要在含有特定激素的培养基上进行
C．胚状体是愈伤组织进行有丝分裂和减数分裂的结果
D．若用该植株的花粉细胞进行培养，则可得到4种单倍体植株【答案】C
【分析】题图分析：图示为植物组织培养过程，a过程是酶解去壁过程，b过程是分离纯净原生质体的过程，
c过程原生质体培养，在该过程中，原生质体会长出细胞壁，d过程是再分化过程，e过程胚状体细胞经细
胞分裂、分化形成完整植物个体。
【详解】A、植物细胞由纤维素和果胶构成细胞壁，要制备原生质体，一般用纤维素酶和果胶酶去壁，A
正确；
B、d过程细胞进行再分化，需要相应的激素进行诱导，B正确；
C、胚状体是愈伤组织进行有丝分裂、分化的结果，C错误；
D、该植株的基因型为AaBb,减数分裂产生AB、ab、Ab、aB四种配子，若用该植株的花粉细胞进行培养，
则可得到4种单倍体植株，D正确。
故选C。
12．下图是白菜与甘蓝体细胞杂交技术的流程，下列分析错误的是（ ）
A．该过程发生了染色体变异
B．过程①②均应置于较高渗透压溶液中
C．经过程②③获得的均为杂种细胞
D．过程④⑤通常需要适宜的植物生长调节剂的配比
【答案】C
【分析】1、植物体细胞杂交的原理是利用细胞膜的流动性，其过程是先利用纤维素酶和果胶酶去壁形成
原生质体，利用一定的方式诱导原生质体融合形成杂合的原生质体，进一步形成杂种细胞，最后利用植物
组织培养获得杂种植株。
2、题图分析，图示为植物体细胞杂交过程，①是用纤维素酶和果胶酶处理去除细胞壁获得原生质体，②
过程采用物理或化学方法促使其发生细胞融合，③过程是再生细胞壁，④过程是脱分化形成愈伤组织，⑤
再分化形成杂种植株。
【详解】A、图示为植物体细胞杂交的过程，杂种细胞为异源四倍体，即发生了染色体数目的变异，A正
确；B、过程①②均应置于较高渗透压溶液中，这样可以避免原生质体吸水涨破，B正确；
C、经过程②③获得的未必都是杂种细胞，因为只考虑两两融合，则融合的细胞会有三种情况，即白菜和
甘蓝的原生质体自融的情况和互融获得的杂种细胞，因而还需要筛选才能获得所需的杂种细胞，C错误；
D、过程④⑤为植物组织培养技术的脱分化和再分化过程，该过程中通常需要适宜的植物生长调节剂的配
比来获得不同的细胞团，如当培养基中细胞分裂素和生长素比例适当时会诱导愈伤组织的产生，D正确。
故选C。
13．研究者通过体细胞杂交技术，探索利用条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，活的原生质体被染色
D．聚乙二醇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
【答案】D
【分析】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，并把杂种新培育
成新植物体的技术。
【详解】A、从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶，不能用于去除细胞壁，因为紫菜细胞的细胞壁成分
中没有蛋白质，A错误；
B、获得的原生质体若处在低渗溶液中，会吸水涨破，B错误；
C、检测原生质体活力时可用台盼蓝染色，活的原生质体不能被染色，C错误；
D、聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合，对于杂种细胞可以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别，D
正确。
故选D。
14．紫罗兰花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进
行了下图所示实验。下列叙述错误的是（ ）A．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
B．原生质体融合后，可利用选择培养基从混合细胞群中筛选出所需杂种细胞
C．由愈伤组织到杂种植株培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照
D．获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定
【答案】A
【分析】图示为植物体细胞杂交过程，首先去壁获得原生质体，其次诱导原生质体融合形成杂种细胞，最
后由植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。
【详解】A、细胞融合依赖于生物膜的流动性，但获得的原生质体（没有细胞壁）不能放在无菌水，以防
原生质体吸水涨破，A错误；
B、融合原生质体后，两两融合的细胞有AA型、BB型、AB型，可以利用选择培养基从混合细胞群体中
筛选出所需杂种细胞，B正确；
C、由愈伤组织到杂种植株培养过程中，为了诱导叶绿素的形成，每日需要给予适当时间和适当强度的光
照，C正确；
D、获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定，其中前者属于分子
水平的鉴定，后者属于个体生物学水平的鉴定，D正确。
故选A。
15．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图所示。下列叙述
错误的是（ ）
A．图示途径体现了植物组织培养技术用于作物繁殖的新途径
B．通常需用体积分数为70%的酒精对外植体进行消毒
C．通过固体培养基来大量培养高产细胞系，可以实现对辣椒素的工业化生产
D．植物茎尖分生区附近几乎无病毒，可用作外植体培养脱毒苗
【答案】C
【分析】由图可知：途径1是通过植物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应的产物；途径2是
采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物。
【详解】 A、途径1是通过植物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应的产物，途径2是采用植物细胞培养技术获得大量细胞产物，图示途径体现了植物组织培养技术用于作物繁殖的新途径，A正确；
B、植物组织培养过程中需用体积分数70%的酒精对外植体进行消毒，以实现无菌操作，B正确；
C、植物细胞的培养一般使用液体培养基，辣椒素可从细胞培养物中获取，从而实现对辣椒素的工业化生
产，C错误；
D、植物茎尖分生区附近几乎无病毒，可用作外植体培养脱毒苗，D正确。
故选C。
16．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线如图所示。下列有关叙述错误的是（ ）
A．消毒的流程为酒精消毒→无菌水冲洗→次氯酸钠溶液处理→无菌水清洗
B．过程①的目的是让外植体细胞失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞
C．过程②的实质是基因的选择性表达，过程①~④体现了植物细胞的全能性
D．过程①和②均需在培养基中添加细胞分裂素和生长素，且均必须在光照下进行
【答案】D
【分析】植物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、
芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、对外植体的消毒流程为先用酒精消毒30s，立即用无菌水清洗2～3次，再用次氯酸钠溶液处
理30min，立即用无菌水冲洗2～3次，A正确；
B、过程①为脱分化，目的是让外植体细胞失去特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，B正确；
C、过程②表示再分化，实质是基因的选择性表达，过程①～④体现了植物细胞的全能性，C正确；
D、过程①和②均需在培养基中添加细胞分裂素和生长素，但过程①脱分化不需要光，D错误。
故选D。
17．西瓜消暑解渴，深受百姓喜爱，已知西瓜的染色体数目2n=22，品种甲、乙都能稳定遗传，如图是几
种育种方法流程图，据此以下说法中正确的是（ ）A．在⑦⑧过程中使用高强度的紫外线照射，得到的单倍体植株可能出现品种乙从未出现过的性状表
现
B．用试剂2处理F 产生的花粉，可更快地得到纯合二倍体品种
1
C．若品种甲、乙的优良性状都由显性基因控制，则④⑤育种过程中，表现出优良性状组合的个体最
早在F 出现
2
D．⑧过程产生的单倍体植株的体细胞与①过程产生的无子西瓜a体细胞中含有数量相同的染色体组
【答案】A
【分析】题图分析：试剂2是秋水仙素，可以使二倍体变异为四倍体。多倍体育种的原理：用秋水仙素处
理幼苗或萌发的种子--适当浓度的秋水仙素能在不影响细胞活力的条件下抑制纺锤体生成或破坏纺锤体，
导致染色体复制且着丝点分裂后不能分配到两个细胞中，从而使细胞内的染色体数目加倍；图中①过程将
一定浓度生长素喷洒在未授粉的花蕾上，刺激了子房壁发育成无子西瓜；⑥将品种乙和四倍体经过植物体
细胞杂交技术获得杂种体细胞；④⑤是杂交育种，先杂交后自交。
【详解】A、⑦为杂种细胞到杂种植株，⑧为杂种植株培育单倍体植株，二者都用到了植物组织培养技术，
都有细胞旺盛的分裂过程，在这两个过程中使用高强度的紫外线照射，可能诱发基因突变，进而出现从未
表现过的性状，A正确；
B、试剂2是秋水仙素，秋水仙素能抑制纺锤体的形成，因此，用试剂2处理F1产生的花粉发育成的单倍
体植株，可更快地得到纯合二倍体，B错误；
C、若品种甲、乙的优良性状都由显性基因控制，则④⑤育种过程中，表现出优良性状组合的个体最早在
F1出现，F2中会有稳定遗传显性性状个体出现，C错误；
D、⑧过程产生的单倍体植株的体细胞与①过程产生的无子西瓜a体细胞中含有数量不同的染色体组，前者有一套染色体组，后者有两套染色体组，D错误。
故选A。
18．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病闲侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员
利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜紫罗 兰新品种，过程如图1所示，他们还通过蛋白质
电泳技术分析了亲本及待测植株（1~4）中的某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列叙述正确的是（
）
A．过程①可用酶解法获得原生质体，需要在无菌水中进行
B．过程②可用电融合法，筛选到的杂种细胞不含叶绿体
C．图2中，2属于杂种植株，该植株是四倍体，能产生可育的配子
D．图2中，1、3、4均是抗病性强的植株
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把
杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结
束;杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质;植物体细胞
杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。【详解】A、过程①可用酶解法获得原生质体，需要在等渗溶液中进行，A错误；
B、过程②需用物理或化学的方法处理，杂种细胞中含有叶绿体，B错误
C、图2中，2属于杂种植株，该植株是四倍体，能产生可育的配子，C正确；
D、图2中，2和4是抗病性强的植株，它们有紫罗兰表达的某些特异性蛋白，而1和3没有，D错误。
故选C。
19．辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域。辣椒素的获得途径如图。下列表述正确
的是（ ）
A．实现①过程的条件是外植体细胞发生基因突变
B．①过程受外源激素的调控，②过程受内源激素的调控
C．获得脱毒苗常用的外植体是根和芽，脱毒苗具有更强的抗病毒能力
D．通过细胞培养获得辣椒素的过程不需要体现细胞的全能性
【答案】D
【分析】图①和②是植物组织培养过程，其中①是脱分化过程、②是再分化过程，上面一种途径是通过植
物组织培养技术获得脱毒苗，再从果实中获得相应的产物；下面一种途径是采用植物细胞培养技术获得大
量细胞产物。
【详解】A、①和②分别表示脱分化和再分化，细胞核中的遗传物质不变，基因发生了选择性表达，但没
发生基因突变，A错误；
B、在进行植物组织培养时，需要添加外源激素如生长素和细胞分裂素，需要在培养基中添加适当比例的
生长素和细胞分裂素诱导生根、生芽，B错误；
C、因为植物顶端分生区附近的病毒极少，甚至没有病毒，所以将茎尖进行离体培养能获得脱毒植株，脱
毒苗不具有更强的抗病毒能力，C错误；
D、由题图可知辣椒素是细胞代谢产物，通过细胞培养得到高产细胞系时就可产生，不需要发育成植株，
所以不需要体现植物细胞的全能性，D正确。
故选D。
20．青蒿素主要从黄花蒿的叶片中提取，但提取量很少。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现它的
愈伤组织中没有青蒿素，但是由愈伤组织形成的芽和苗中均有少量青蒿素。下列叙述正确的是（ ）
A．可利用植物细胞培养大量获取青蒿素B．生长素/细胞分裂素比值高时，可促进愈伤组织再分化形成芽
C．对黄花蒿进行组织培养时，最好选取成熟的叶片作为外植体进行培养
D．黄花蒿的愈伤组织中没有青蒿素是因为相关基因没有表达
【答案】D
【分析】植物组织培养技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种
的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。
【详解】A、青蒿素是从植物黄花蒿的叶片中所提取的一种代谢产物，而茎及其他部位中的青蒿素含量及
其微小，因此利用植物细胞培养不能大量获取青蒿素，A错误；
B、生长素/细胞分裂素比值高时，可促进愈伤组织分化成根，B错误；
C、对黄花蒿进行组织培养时，最好选取幼嫩的叶片作为外植体进行培养，C错误；
D、由同一个受精卵发育而来的个体细胞中基因都相同，黄花蒿的愈伤组织中没有青蒿素是因为相关基因
没有表达，D正确。
故选D。
21．红豆杉是世界上公认濒临灭绝的天然珍稀抗癌植物，它的细胞提取物紫杉醇是重要的抗癌药物之一。
红豆杉可通过播种的方法进行繁殖，但其生长速度缓慢，再生能力差，而植物组织培养技术是实现其大规
模培养的途径之一。下列有关叙述正确的是（ ）
A．培养红豆杉的愈伤组织可用于紫杉醇的工业化生产
B．红豆杉不同部位的细胞，经植物组织培养获得的愈伤组织，基因型相同
C．培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用体积分数为50%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸
钠溶液消毒处理
D．将花粉培育获得单倍体，经加倍处理后可得到杂合子
【答案】A
【分析】组织培养就是取一部分植物组织，如叶、芽、茎等，在无菌的条件下接种在三角瓶中的琼脂培养
基上，给予一定的温度和光照，使之产生愈伤组织，或进而生根发芽。
【详解】A、培养红豆杉的愈伤组织，可以从中提取紫杉醇，用于紫杉醇的工业化生产，A正确；
B、花粉是经过减数分裂形成的，因此红豆杉体细胞和花粉经植物组织培养获得的愈伤组织基因型不相同，
B错误；
C、培养基需要用高压蒸汽灭菌，外植体需要用体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶
液消毒处理，C错误；
D、将花粉培育获得单倍体，经加倍处理后可获得纯合子，D错误。
故选A。二、多选题
22．水竹是单子叶禾本科植物，易管理和培植，干净而雅致。下图为通过植物组织培养大量获得水竹幼苗
的过程。下列叙述正确的是（ ）
―→
A．①过程为脱分化，②过程为再分化，②过程的实质是基因的选择性表达
B．在水竹植物组织培养过程中，经过筛选可能获得有用的突变体
C．愈伤组织是一团排列疏松而无规则、高度液泡化、有一定形态和功能的薄壁细胞
D．选择水竹的叶和根尖分生区作为外植体诱导形成愈伤组织的难度相同
【答案】AB
【分析】离体的植物组织或细胞，在培养一段时间后，会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排
列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤
组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等
器官，这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗，移栽到地里，可以发育成完整的植株体。
【详解】A、由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程，称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的
愈伤组织继续进行培养，又可以重新分化成根或芽等器官，这个过程叫做再分化，①过程为脱分化，②过
程为再分化，②过程的实质是基因的选择性表达，A正确；
B、在水竹植物组织培养过程中，如果受到外界压力和培养条件的影响而产生突变，从而可能获得突变体，
通过对突变体进行筛选，便有可能获得有用的突变体，B正确；
C、愈伤组织的细胞排列疏松而无规则，是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞，C错误；
D、植物组织培养是利用细胞的全能性，通常采用分裂旺盛的组织，如：根尖、茎尖，故选择水竹的叶和
根尖分生区作为外植体诱导形成愈伤组织的难度不同，D错误。
故选AB。
23．紫杉醇是一种高效抗癌的药物。国内某团队研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，
实验结果如表：
光照条 接种干重/（g·L－ 收获干重/（g·L－
紫杉醇含量/%（干重）
件 1） 1）
光照 4.33 9.13 0.007 0
黑暗 4.38 12.10 0.016 4
下列叙述错误的是（ ）A．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C．光照能促进愈伤组织的生长并提高紫杉醇含量
D．培养基中的有机物仅能为愈伤组织提供能量
【答案】ACD
【分析】根据题干信息和表格信息分析，该实验研究光照条件对红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响，
自变量是光照的有无，因变量是愈伤组织生长和紫杉醇含量，表格数据显示：黑暗条件下，愈伤组织干重
增加较多，紫杉醇含量较高。
【详解】A、植物组织培养过程中，愈伤组织主要进行细胞生长和分裂，不能体现植物细胞的全能性，A
错误；
B、愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，以避免微生物的污染，B正确；
C、由表格数据可知，两组接种干重相似，但光照条件下收获的愈伤组织干重和紫杉醇含量均低于黑暗条
件下的，C错误；
D、植物组织培养过程中，有机物可以为植物细胞提供必需的营养物质和能量，此外还可以调节渗透压，D
错误。
故选ACD。
24．油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产，萝卜具有抗线虫病基因。科研人员以萝卜和油菜为亲本杂交，通
过下图所示途径获得抗线虫病油菜。以下分析正确的是（ ）
A．F 植株的体细胞中含有三个染色体组
1
B．BC 细胞中的染色体组成为AACCR
1
C．BC 植株群体的体细胞中含有的染色体数目为 38~47
2
D．为尽快排除萝卜染色体，应将BC 植株多代连续自交
2
【答案】ABC
【分析】图示为多倍体育种过程，利用了染色体数目变异的原理。秋水仙素可抑制纺锤体形成，使染色体
数目加倍。【详解】A、油菜细胞含有4个染色体组，萝卜为二倍体，含有2个染色体组，二者杂交获得的F1植株的
体细胞中含有三个染色体组，A正确；
B、油菜的配子含有AC两个染色体组，图中异源多倍体的配子含有ACR三个染色体组，BC1细胞中的染
色体组成为AACCR，B正确；
C、BC1细胞中的染色体组成为AACCR，产生的配子中至少含有AC两个染色体组，还可能含有R中的部
分染色体，至多含有ACR三个染色体组，BC2植株群体的体细胞中含有的染色体数目为 38~47，C正确；
D、萝卜具有抗线虫病基因，获得抗线虫病油菜，可将BC2植株与油菜连续杂交，筛选子代的抗病植株，
来自萝卜的染色体会随机丢失，D错误。
故选ABC。
25．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的野生花卉且其细胞中的黄酮类化合物可入药。为满足狼爪瓦松 市场
化需求，某科研小组利用植物细胞工程等技术手段，进行狼爪瓦松的扩大培养，具体过程如图 所示（其
中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析错误的有（ ）
A．过程③先在生长素/细胞分裂素的值高的培养基中培养，再转移至其值低的培养基中
B．制备培养基的正确顺序是：称量→溶解→定容→调 pH 值→分装→灭菌
C．过程④常用射线或化学物质处理即可获得大量所需的突变体植株丙
D．过程⑥利用愈伤组织分裂能力强、全能性高的特点可大量获得黄酮类化合物
【答案】ACD
【分析】根据图分析，过程①为接种外植体，②为诱导脱分化形成愈伤组织，③为诱导再分化，④为诱变
育种，⑤为植物体细胞杂交。
【详解】A、生长素/细胞分裂素的值高时，利于生根，该值低时利于生芽，过程③需先生芽，再生根，因
此过程③先在生长素/细胞分裂素的值低的培养基中培养，再转移至其值高的培养基中，A错误；
B、制备培养基时，先调节pH后灭菌，因此制备培养基的正确顺序是：称量→溶解→定容→调pH值→分
装→灭菌，B正确；
C、过程④常用射线或化学物质处理，发生的是基因突变，基因突变具有不定向性和低频率性，故过程④
常用射线或化学物质处理后不一定可获得大量所需的突变体植株丙，C错误；D、过程⑥利用愈伤组织分裂能力强的特点可大量获得黄酮类化合物，没有培育成相应植株，不能体现其
全能性，D错误。
故选ACD。
26．将基因型为AAbbcc、aaBBcc的植株杂交得到幼苗，将其分别作如下图所示处理，下列叙述不正确的
是（ ）
A．经过多次选育不一定能得到所需性状的①植株
B．②植株中能稳定遗传的个体占总数的1/4
C．③植株一定是纯合子
D．④到⑤过程中，基因A、a所在的染色体会移向细胞同一极
【答案】CD
【分析】据图分析，获得①植株的育种方法是诱变育种，原理是基因突变；获得②植株的育种方法是杂交
育种，原理是基因重组；获得③植株的育种方法是多倍体育种，原理是染色体数目的变异；获得⑤植株的
育种方法是单倍体育种，原理是染色体数目的变异。
【详解】A、据图分析，①植株的育种方法是诱变育种，其原理是基因突变，而基因突变具有不定向性、
多害少利性、低频性等特点，因此经过多次选育不一定能得到所需性状的①植株，A正确；
B、②植株的育种方法是杂交育种，亲本基因型为AAbbcc、aaBBcc，则子一代（图中的幼苗）基因型为
AaBbcc，因此②植株中能稳定遗传的个体占总数的1/2×1/2×1=1/4，B正确；
C、将基因型为AAbbcc、aaBBcc的植株杂交得到幼苗，幼苗的基因型为AaBbcc，则③植株的基因型为
AAaaBBbbcccc，③植株是杂合子，C错误；
D、④植株是花药离体培养获得的，细胞中不存在等位基因A、a，因此④到⑤过程中，不会出现基因A、
a所在的染色体移向细胞同一极的现象，D错误。
故选CD。
27．紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，主要存在于紫杉的树皮和树叶中，具有高抗癌
活性，现在已被广泛应用于乳腺癌等癌症的治疗。现在可以利用植物细胞工程在反应器中培养红豆杉愈伤
组织以大量生产紫杉醇（如下图），同时还可以通过组织培养获得红豆杉植株。下列相关叙述错误的是（）
A．①为脱分化，过程中生长素的用量要低于细胞分裂素的，一般不需要光照
B．利用愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基均为固体培养基，可将含紫杉醇的细胞置于低渗
溶液中使其涨破提取紫杉醇
C．②过程用肽聚糖酶处理，③过程细胞进行的是有丝分裂，利用植物细胞工程获得紫杉醇和红豆杉
植株的过程均体现了植物细胞的全能性
D．紫杉醇可能不属于红豆杉基本生命活动所必需的代谢物，可利用培养的动物癌细胞来检测紫杉醇
的抗癌活性
【答案】ABC
【分析】植物组织培养技术：
（1）过程：离体的植物组织，器官或细胞（外植体）脱分化形成愈伤组织再分化形成胚状体→植株（新
植体）。
（2）原理：植物细胞的全能性。
（3）条件：①细胞离体和适宜的外界条件（如温度、光照、pH和无菌环境等）；②一定的营养（无机、
有机成分）和植物激素（生长素和细胞分裂素）。
（4）植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响：生长素用量比细胞分裂素用
量，比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低时，有利于芽的分化、抑制根的形成；比值适中
时，促进愈伤组织的形成。
【详解】A、①为脱分化，此过程中生长素与细胞分裂素的比值适中，一般不需要光照，A错误；
B、利用愈伤组织细胞获得紫杉醇的过程所用培养基均为液体培养基，植物细胞有细胞壁，不会吸水涨破，
可通过研磨使其破碎再提取紫杉醇，B错误；
C、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶，②过程用纤维素酶和果胶酶处理，③过程细胞进行的是有丝分裂，
利用植物细胞工程获得紫杉醇没有体现细胞的全能性，获得红豆杉植株的过程体现了植物细胞的全能性，
C错误；
D、紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，不是红豆杉基本生命活动所必需的物质，可利
用培养的动物癌细胞来检测紫杉醇的抗癌活性，D正确。
故选ABC。三、综合题
28．阅读以下两则资料，回答相关问题：
资料一：在20世纪50年代以前，种植最广泛的香蕉品种是“大麦克（Gros Michel）"。这种香蕉香味浓郁
深受人们喜爱，但是一种真菌（TR1）引起的香蕉枯萎病却差点将全世界的“大麦克”香蕉尽数消灭。好
在育种专家培育出的新品种“香芽蕉（Cavendish）”可以抵御TRI。“香芽蕉”成为了种植最广泛的香蕉
品种。不幸的是真菌也在进化，TRI的进化类型TR4已经可以感染“香芽蕉”，有科学家预计“香芽蕉”
将会在30年内灭绝。
资料二：水稻（2n）是自花传粉植物，有香味和耐盐碱是优良水稻品种的重要特征。 水稻的无香味（A）
和有香味（a）、耐盐碱（B）和不耐盐碱（b）是两对独立遗传的相对性状。某团队为培育纯合有香味耐
盐碱水稻植株，采用了如下方法进行育种。
(1)香蕉是由二倍体芭蕉（2n=22）和四倍体芭蕉（4n=44）杂交产生的，香蕉细胞在有丝分裂后期时染色体
数目是 。观察香蕉细胞中染色体数目前可以用 浸泡样品0.5~1小时，以
固定细胞形态。香蕉一般无种子，原因是染色体在 （答具体时期）出现联会紊乱，因此不能形
成可育的配子。
(2)因为个体差异的存在，生物一般不会因为单病原体侵染导致灭绝， 但三倍体香蕉却两次面临灭顶之灾，
请分析其原因： 。
(3)从育种周期来看，资料二中经过②、③过程培育出有香味和耐盐碱的优良水稻品种的育种方法的优点是
。
(4)在资料二过程③中，若要获得基因型为aaBB的植株，需要对 （填“萌发的种子”或“幼
苗”）用 试剂进行诱导处理。
(5)选取基因型为AaBb正在萌发的种子低温诱导使其染色体加倍后发育而来的植株属于 倍体，
种植加倍后发育而来的植株开花后，对其进行花药离体培养获得的植株属于 倍体。
【答案】(1) 66 卡诺氏液 减数第一次分裂前期
(2)三倍体香蕉进行无性繁殖，几乎不产生新的变异，在病原体侵染时，三倍体香蕉因不能适应新变化而面
临灭绝(3)明显缩短育种年限
(4) 幼苗 秋水仙素
(5) 四 单
【分析】根据题意和图示分析可知：①④为杂交育种，①②③为单倍体育种。
【详解】（1）香蕉是由二倍体芭蕉（2n=22）和四倍体芭蕉（4n=44）杂交产生的，所以香蕉体细胞中有
11+22共33条染色体，三个染色体组，所以有丝分裂后期时染色体数目是66条。因为卡诺氏液可以固定
细胞形态，要观察香蕉细胞中染色体数目前可以用卡诺氏液浸泡样品0.5～1小时，以固定细胞形态。香蕉
属于三倍体，减数第一次分裂前期同源染色体联会紊乱，不能产生正常生殖细胞，所以一般无种子。
（2）因为个体差异的存在，生物一般不会因为单病原体侵染导致灭绝，但三倍体香蕉属于三倍体，减数
分裂同源染色体联会紊乱，无法产生正常配子，一般选择无性生殖繁殖后代，而无性繁殖几乎不产生新的
变异，在病原体侵染时，三倍体香蕉因不能适应新变化而面临灭绝。
（3）①②③为单倍体育种，从育种周期来看，单倍体育种能够明显缩短育种年限。
（4）aB高度不育，在过程③中，若要获得基因型为aaBB的植株，需要对幼苗用秋水仙素试剂进行诱导处
理。
（5）基因型为AaBb植株为二倍体，若对其萌发的种子进行低温诱导使其染色体加倍，则形成的植株属于
四倍体。单倍体是由配子发育而来，体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体。如果某个体由本物种的
配子不经受精直接发育而成，则不管它有多少染色体组都叫“单倍体”，对花药离体培养获得的植株属于
单倍体。
29．紫花首蓿是全世界栽培历史最悠久、面积最大、利用最广泛的一种豆科牧草，也是研究最多的牧草之
一。百脉根由于富含缩合单宁，单独饲喂其鲜草或直接放牧不会引起膨胀病发生。目前，利用体细胞杂交
技术将百脉根细胞中控制单宁合成的基因转入紫花首蓿成为改良首蓿品质、创造新品种的重要方法和途径。
为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，研究人员利用红色荧光和绿色荧光颜料分别标记首蓿和里奥百脉根的原
生质体膜上的蛋白质，再生植株培育过程如图所示，图中①、②、③、④表示相关操作过程。回答下列问
题:(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有 。过程①常用的酶是 ，细胞融合完成的标
志是 。
(2)植物原生质体融合过程常利用化学试剂 诱导，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察，根
据细胞膜表面荧光颜色不同可观察到 种不同的原生质体（只考虑细胞两两融合的情况）。
(3)过程③和过程④依次为 。
【答案】(1) 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 纤维素酶和果胶酶 再生出新的细胞壁
(2) 聚乙二醇（或PEG） 3
(3)脱分化、再分化
【分析】据图可知：过程①是去除植物的细胞壁获得原生质体，过程③表示将杂种细胞培养成愈伤组织，
属于植物组织培养过程中的脱分化；过程④表示将愈伤组织培养成植物体，该过程属于再分化。
【详解】（1）植物体细胞杂交就是将不同种植物的体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，再利用植物
组织培养技术把杂种细胞培育成新的植株体的技术。所以植物体细胞杂交依据的生物学原理有细胞膜的流
动性和植物细胞的全能性。过程①是去除植物的细胞壁获得原生质体，而细胞壁的主要成分是纤维素和果
胶，所以常用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。
（2）植物原生质体融合过程，常用的化学法有聚乙二醇(PEG)融合法。依题意，科学家利用红色荧光和绿
色荧光分别标记首蓿和里奥百脉根的原生质体膜上的蛋白质，所以融合后根据细胞膜表面的荧光的不同可
观察到有3种不同类型的原生质体：红色荧光标记的首蓿原生质体及其融合后的原生质体、绿色荧光标记
的里奥百脉根原生质体及其融合后的原生质体、红色荧光和绿色荧光共同存在的首蓿与里奥百脉根的原生
质融合后所形成的原生质体。
（3）过程③表示将杂种细胞培养成愈伤组织，属于植物组织培养过程中的脱分化；过程④表示将愈伤组织培养成植物体，该过程属于再分化。
30．下图是科学家利用滩涂野耐盐大豆和普通高产大豆进行体细胞杂交，培育“耐盐—高产大豆”新品种
的过程示意图，①—⑤表示培育过程，请据图回答下列问题：
(1)过程①使用了 去除细胞壁，获得植物原生质体。
(2)过程②常用的化学法包括 、 ，使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细
胞融合而来，则经过该过程后，产生的融合细胞最多有 种。
(3)过程③表示 ，过程④⑤分别表示 、 过程，过程④⑤运用的技术是 ，体现出 。
(4)科学家在甲瓶的培养基中加入了质量分数为0．6%的NaCl溶液，发现仅有部分细胞形成愈伤组织，未
形成愈伤组织的细胞是 （填“滩涂野耐盐大豆细胞”“普通高产大豆细胞”或“杂种细胞”），原
因是 。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2) 聚乙二醇（PEG）融合法 高Ca2+—高pH融合法 3
(3) 杂种细胞再生出细胞壁 脱分化 再分化 植物组织培养 植物细胞具有全能性
(4) 普通高产大豆细胞 加入质量分数为0．6%的氯化钠溶液以后，只有具有耐盐特性的细胞才能
生存，普通高产大豆细胞不具有耐盐特性，不能形成愈伤组织
【分析】题图分析：①表示去壁过程，常用酶解法；②表示诱导原生质体融合，③表示杂种细胞再生出细
胞壁，④表示脱分化过程，⑤表示再分化过程。
【详解】（1）细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，过程①使用了纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得植
物原生质体。
（2）过程②是诱导原生质体融合，常用的化学法包括聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+—高pH融合法，
使两种细胞的原生质体融合。若过程②形成的细胞均为2个细胞融合而来，则两种细胞的原生质体融合时
有可能是两个滩涂野耐盐大豆细胞相互融合，也可能是两个普通高产大豆相互融合，或滩涂野耐盐大豆细
胞和普通高产大豆细胞相互融合，所以有3种情况。
（3）过程③表示杂种细胞再生出细胞壁，过程④⑤分别表示脱分化形成愈伤组织、再分化形成幼苗的过
程，过程④⑤运用的技术是植物组织培养，体现了植物细胞具有全能性。（4）分析题意，加入0.6%的氯化钠以后，只有具有耐盐特性的细胞才能生存，则普通高产大豆细胞不具
有耐盐特性，不能形成愈伤组织，而另外两种细胞（滩涂野耐盐大豆细胞和杂种细胞）都具有耐盐特性，
能够在0.6%的氯化钠环境中存活，所以能形成愈伤组织。
31．野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。利用相关工程技术可以获
得抗黑腐病杂种黑芥一花椰菜植株。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，再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合，流程如下图。据图
回答：
(1)该过程用到的细胞工程技术有 、 。
(2)过程①所需的酶是 ，过程②中PEG的作用是 ，经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，
显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的 （填写细胞器名称）存在可作为初步筛选杂种细胞
的标志。
(3)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的 以维持原生质体的形态和活性。原生
质体经过 再生，进而脱分化形成 ，（需要/不需要） 光照条件。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型，应剪取再生植株和双亲植株的根尖，制成装片，在显微镜下观察并
比较染色体的形态和 。对杂种植株进行 的接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
【答案】(1) 植物组织培养 植物体细胞杂交
(2) 纤维素酶和果胶酶 促进原生质体融合 叶绿体
(3) 渗透压 细胞壁 愈伤组织 不需要
(4) 数目 黑腐病菌
【分析】植物体细胞杂交技术是指将来源不同的植物体细胞，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。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。人工诱导原生质体融合的方法分为两大类—物理法和化学法。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。
【详解】（1）该过程用到的细胞工程技术有植物组织培养和植物体细胞杂交技术。（2）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，依据酶的专一性原理，故过程①所需的酶是纤维素酶和果
胶酶，过程②中PEG的作用是诱导原生质体融合。显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的叶绿体
存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（3）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压以维持原生质体的形态和活性。
原生质体经过细胞壁的再生，进而脱分化形成愈伤组织，该过程不需要光照。
（4）染色体在显微镜下可见，因此制成装片，在显微镜下观察并比较染色体的形态和数目，以确定染色
体变异类型；据题意：野生黑芥具有黑腐病的抗性基因，花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，故对杂
种植株进行黑腐病菌的接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
32．花椰菜（2n=18）易受黑腐病菌的危害而患黑腐病，野生黑芥具有黑腐病的抗性基因。科研人员用一
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。再利用此原生质体作为部分遗
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。据图回答下列问题：
(1)过程①所用的酶是 。
(2)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的 ，从而维持原生质体的形态和活性。
细胞融合完成的标志是 的再生，进而经过 形成愈伤组织。
(3)经过②操作后，需筛选出融合的杂种细胞，显微镜下观察融合的活细胞中有黑芥叶肉细胞的
（填写细胞器名称）存在，可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(4)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组DNA 进行PCR扩增，得到两亲本的差异性条带，可用于杂种植
株的鉴定。下图是用该引物对双亲及再生植株1~4进行 PCR 扩增的结果。据图判断，再生植株1~4中一
定是杂种植株的有 。杂种植株染色体数目
材料 染色体数
花椰菜 18
黑芥 16
杂种植株1 28
杂种植株2 26
杂种植株3 30
杂种植株4 24
杂种植株5 34
(5)进一步检测获得的杂种植株的染色体条数，结果如上表，除了紫外线处理使黑芥原生质体染色体片段化
导致染色体条数改变以外，杂种植株染色体条数在24-34范围内不等的原因可能是 。
(6)对杂种植株进行 接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。
【答案】(1)纤维素酶和果胶酶
(2) 渗透压 细胞壁 脱分化
(3)叶绿体
(4)1、2、4
(5)杂种细胞分裂过程中会丢失来自黑芥、花椰菜的部分染色体，有时会发生染色体易位
(6)黑腐病菌
【分析】分析题图：图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图，其中①表示采用酶
解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁的过程；②表示诱导原生质体融合的过程；之后再采用植物组织培
养技术即可得到杂种植株。【详解】（1）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，可采用纤维素酶和果胶酶
去掉植物细胞的细胞壁。
（2）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压以维持原生质体的形态和活性。
原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成愈伤组织。
（3）过程②使用PEG诱导原生质体融合后，需要筛选出融合的杂种细胞，可以通过观察融合的活细胞中
有黑芥叶肉细胞的叶绿体存在可作为初步筛选杂种细胞的标志。
（4）根据图谱，花椰菜含有碱基对为300和600的DNA片段，黑芥含有碱基对为1000、1300和1500的
片段，再生植株3只含有长度为300和600的片段，与花椰菜一致，而1、2、4既含有花椰菜DNA片段，
又含有黑芥DNA片段，为杂种植株。
（5）杂种细胞分裂过程中会丢失来自黑芥、花椰菜的部分染色体，有时会发生染色体易位，这使杂种植
株染色体组成呈现多样性，因此杂种植株染色体条数在24-34范围内不等。
（6）对杂种植株进行个体水平上进行检测，即接种黑腐病菌，观察植物的性状，即可筛选出具有高抗性
的杂种植株。
