文档文本内容
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第39 讲 植物细胞工程
目 录
01 考情解码·考点定标................................................2
02 体系构建·思维领航................................................3
03 考点突破·考向探究................................................3
考点一 植物细胞工程的基本技术 .....................................................4
知识点1 植物组织培养技术................................................5
知识点2 植物体细胞杂交技术.............................................6
考向1 植物组织培养技术..................................................8
考向2 植物体细胞杂交技术...............................................9
考点二 植物细胞工程的应用 ................................................11
知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育..............................11
知识点2 细胞产物的工厂化生产..........................................11
考向1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育.................................12
考向2 细胞产物的工厂化生产.............................................14
04 真题感知·命题洞见（含2025 年高考真题）..........................14
05 学以致用·能力提升..............................................17
一、教材知识链接..........................................................................................................................................17
二、教材深挖拓展..........................................................................................................................................18
三、情境创新素材..........................................................................................................................................19
1
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考点要求
考查形式
2025 年
2024 年
2023 年
植物细胞工程的
基本技术
选择题
非选择题
江苏卷，T4,2 分
江苏卷，T13,2 分
湖北卷，T1,2 分
植物细胞工程的
应用
选择题
非选择题
浙江省1 月，T18,2 分
湖北卷，T8,2 分
黑吉辽卷，T6,2 分
山东卷，T14,2 分
考情分析：
1．从命题题型和内容上看，高考命题不多，非选择为主， 例如综合应用题：结合农业生产（如作物脱
毒、快速繁殖）、育种（如培育抗虫杂种植株）或科研场景，考查技术选择依据和优缺点（如体细胞杂交
克服远缘杂交不亲和的优势），选择题（较少见）：多为概念辨析，如区分“脱分化”与“再分化”的实
质，或判断某操作（如去壁）的常用试剂（纤维素酶和果胶酶）。
2．从命题思路上看，从以下几个方面进行考查
(1)原理与操作的深度绑定：不单独考查原理，而是将“细胞全能性”“细胞膜流动性”等原理融入操作步
骤中。例如，问“植物组织培养为何能获得完整植株”，需答出“基于植物细胞的全能性”，同时关联脱
分化形成愈伤组织的过程。；
(2)技术与实际的紧密联系：题目背景多来自真实应用场景，如“利用组织培养繁殖兰花苗”“培育番茄-
马铃薯杂种植株”，要求分析技术在该场景中的具体优势（如快速繁殖可缩短育种周期）；
复习目标：
1．聚焦“结构与功能观”和“稳态与平衡观。(生命观念)
2．要求根据实验数据（如不同培养基配方下愈伤组织形成率）绘制折线图，或解读已有图表的含义，考
查模型与建模能力，将抽象数据转化为直观的数学模型。。(科学思维)
3．强调“技术应用”与“社会价值”，结合“利用组织培养进行作物脱毒（如马铃薯脱毒苗）”“培育
抗逆杂种植株（如抗盐碱小麦）”等案例，考查对技术在农业增产、资源利用等方面社会价值的认知。
(社会责任)
2
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3
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考点一 植物细胞工程的基本技术
知识夯基
知识点1 植物组织培养技术
1．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，即细胞具有全能性。
但是，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，比如，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，细胞中的基因会选择性地表达。
2.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)理论基础：植物细胞的全能性。
(3)基本过程
―――→―――→―→
①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，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：脱分化产生的不定形的薄壁组织团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
植物组织培养流程图
3．植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，
即失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈
伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为再分化。植物激素中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，它们的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向。（P35“探究·实
践”）
4．诱导愈伤组织期间一般不需要光照，在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
（P36“探究·实践”）
5.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
4
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适中
促进愈伤组织的生长
简记为：“高”根，“低”芽，“中”愈伤
知识点2 植物体细胞杂交技术
1.概念：植物体细胞杂交是指将__不同来_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.原理：__植物细胞的全能性、细胞膜具有一定的流动性__
3.意义：__打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种__
4．在进行体细胞杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体。
5．人工诱导原生质体融合的方法基本可以分为两大类——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
Ca
2 ＋ —高
pH
融合法等，融合后得到的杂种细胞再经过诱导
可形成愈伤组织，并可进一步发育成完整的杂种植株（如图）。
植物体细胞杂交技术流程图
7．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。
（P38）
重难点透析 植物体细胞杂交技术的梳理
1、观察菊花的组织培养流程图，探究以下问题：
(1)选用菊花的外植体时，一般选用形成层细胞或组织块，其原因是什么？
提示 形成层细胞由于分裂旺盛，全能性高，容易诱导形成愈伤组织，其他部分如叶、花全能性低，
不易培养成完整植株。
(2)为什么说从繁殖方式上看，植物组织培养的繁殖方式是无性繁殖？
提示 植物组织培养是在细胞有丝分裂和细胞分化的基础上实现的，此过程并没有生殖细胞的产生，
所以是无性繁殖。
(3)在植物组织培养的过程中，为什么要求无菌操作？
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
量对外植体有害的物质，导致外植体死亡。
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2．细胞的全能性
(1)植物细胞表现全能性的条件
材料
离体的细胞、组织、器官
培养基
种类齐全、比例适当的营养物质、一定的植物激素及琼脂等
外界条件
无菌操作；光照的控制；酸碱度等
(2)细胞具有全能性的原因
一般来说，生物体的细胞中都含有该物种的全套遗传物质，都有发育成完整个体所必需的全部遗传信
息。
(3)不同细胞全能性的大小
①体细胞全能性：分化程度低的＞分化程度高的，细胞分裂能力强的＞细胞分裂能力弱的。
②不同细胞的全能性：受精卵＞胚胎干细胞＞生殖细胞＞体细胞。
③不同生物的细胞全能性：植物细胞＞动物细胞。
(4)全能性与细胞分化的关系：随着细胞分化程度不断提高，细胞的全能性逐渐降低。
[温馨提示] (1)细胞具有全能性≠细胞表现全能性。理论上，几乎所有的活细胞都具有全能性，但是只
有发育为完整个体或分化成其他各种细胞才能体现其全能性。
(2)培养顺序：将愈伤组织转接到分化培养基上，要先进行生芽培养，再进行生根培养，最终诱导出
试管苗。
3.植物组织培养过程中应注意的问题
(1)接种时注意外植体的方向，应将外植体的形态学下端插入培养基，不能倒插。
(2)培养一株完整的试管苗，必须先进行生芽培养，再进行生根培养。如果顺序颠倒，先诱导生根，
就不好诱导生芽了。
(3)菊花的组织培养中，愈伤组织的形成一般不需要光照，而在后续的培养过程中，需要一定量的光
照。
(4)试管苗一般在高湿、弱光、恒温等条件下培养生长，出瓶后一定要注意保温、保湿。
(5)试管苗的光合作用能力弱，在移栽前应给予较强光照、闭瓶炼苗，以促进幼苗向自养苗转化。
4.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 细胞膜的流动性；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 3 种：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细胞杂交得到的“番茄—马铃薯”有多少个染色体组，是几倍体？
提示 有4 个染色体组；是四倍体。
6
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(4)从结果上看杂种植株在遗传上有什么特点？从杂种植株的染色体组成上看属于哪种变异类型？
提示 遗传物质来自两个亲本，具有双亲的遗传性状；从染色体组成上看属于染色体数
植物体细胞杂交属于无性生殖。
[温馨提示] (1)植物体细胞杂交技术包括植物细胞融合和植物组织培养两个过程，结果是产生新的
植株。
(2)植物体细胞杂交的培养基中要添加蔗糖溶液且浓度略大于原生质体内的浓度，这样不仅能为原生
质体提供营养，而且还能维持一定的渗透压，使原生质体保持正常的形态。
5．杂种植株遗传物质的变化
(1)细胞融合属于染色体变异，杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数之和。
(2)杂种植株的染色体组数通常也是两亲本细胞染色体组数之和，为异源多倍体。
考向研析
考向1 植物组织培养技术
例1.关于植物组织培养的再分化过程，说法错误的是( )
A．再分化过程中，不同细胞内合成了功能不同的特异性蛋白质
B．脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同
C．再分化过程在实验室或植物组织培养车间进行，需要避光处理
D．再分化过程中，核遗传物质没有发生改变，但mRNA 有变化
【答案】C
【解析】 选C 再分化的本质就是细胞分化，分化的实质是细胞内的基因选择性表达，不同细胞内转录出不
同的mRNA，合成了功能不同的特异性蛋白质，A、D 正确；决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素
的浓度和用量比例，因此脱分化与再分化过程所使用的培养基主要是激素浓度及用量比例的不同，B 正确；
诱导愈伤组织期间一般不需要光照，但再分化过程是形成根和芽等营养器官，芽的形成需要光照的参与，
才能形成叶绿素，所以再分化过程需要光照，C 错误。
【变式训练1·变载体】 SOD 是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基
形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD 农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是(
)
植物细胞(二倍体)―――→新细胞―――→愈伤组织―――→胚状体―→新品种
A．①过程中最常用的方法是采用Ca2+处理法将SOD 基因导入植物细胞
B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成
C．③表示再分化过程，不需要严格的无菌操作
D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性
【答案】D
【解析】 选D ①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD 基因导入植物细胞，A 错误；②表示脱分
化过程，不需要在光照条件下进行，B 错误；②③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条
件下完成，C 错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现植物细
胞的全能性，D 正确。
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【变式训练2·变考法】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
【答案】D
【解析】 选D。①为脱分化过程，愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块，A 错误；②为再分化过程，愈
伤组织分裂和分化过程中可能会发生基因突变，不会发生基因重组，B 错误；细胞分裂素浓度与生长素浓
度比值小于1 时诱导植物生根，C 错误；分生区附近病毒极少，甚至无病毒，可以用来培育脱毒苗，D 正确。
考向2 植物体细胞杂交技术
例2.酸性土壤是pH 小于7 的土壤总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围
内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。如图表示利用耐酸植物甲(4N)和高产植物乙(2N)培育高产耐酸
杂种植物的过程，图中序号表示过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列叙述正确的
是( )
A．①过程用到的酶是纤维素酶，A、B 表示原生质层
B．②过程可以使用高Ca2+—高pH 融合或灭活的病毒诱导融合
C．③过程得到的杂种细胞含有3 个染色体组
D．④⑤过程使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同
【答案】D
【解析】 选D ①过程是用酶解法去除植物细胞壁，用到的酶是纤维素酶和果胶酶，A、B 表示原生质体，A
错误；②过程可以使用化学方法或物理方法诱导原生质体融合，但灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合的
方法，B 错误；③过程得到的杂种细胞含有两种细胞的遗传物质，故有4＋2＝6 个染色体组，C 错误；决定
植物④(脱分化)和⑤(再分化)的关键因素是生长素和细胞分裂素的加入的比例，D 正确。
【变式训练1·变考法】紫罗兰(2n＝14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n＝
38)具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了图所示实验。下列有关叙述错误的是( )
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A．制备原生质体时，可使植物细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理
B．原生质体融合依赖膜的流动性，融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂
C．紫罗兰和油菜杂交也能获得满足需要的异源四倍体植株
D．融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植株
【答案】C
【解析】 选C 用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞处于微弱的质壁
分离状态，然后用酶解法去除细胞壁，获得原生质体，A 正确；原生质体融合依赖细胞膜的流动性，融合
的原生质体只有重新形成细胞壁后，才可进行有丝分裂，B 正确；紫罗兰和油菜之间存在生殖隔离，不能
杂交得到所需植株，C 错误；融合原生质体后，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种植
株，D 正确。
【变式训练2·变载体】某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核，获得保留细胞质(含
叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲，再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交，筛选出杂种细
胞丙，进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是( )
A．培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离
B．细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C.为获得杂种细胞丙，可利用含链霉素的选择培养基进行筛选
D．杂种细胞发育为杂种植株需经外源生长素和细胞分裂素的诱导
【答案】A
【解析】 选A 培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核，与原有的烟草植株属于同一物种，不存在生殖
隔离，A 错误；细胞甲、乙杂交前，需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，制备原生质体，然后诱导原生质
体融合，B 正确；杂种细胞丙具有链霉素的抗性，在培养基上加入链霉素，使未融合的乙细胞，以及乙细
胞和乙细胞融合的细胞不能存活，从而筛选出杂种细胞丙，C 正确；利用组织培养技术使杂种细胞发育为
杂种植株，该过程需经外源生长素和细胞分裂素的诱导，D 正确。
考点二 植物细胞工程的应用
知识夯基
知识点1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育
1．用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术，被人们形象地称为植物的快速繁殖技术，也叫作微型繁
殖技术。它不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。（P39）
2．单倍体育种可以先通过花药（或花粉）培养获得单倍体植株，然后经过诱导染色体加倍，当年就能培
育出遗传性状相对稳定的纯合二倍体植株，这极大地缩短了育种的年限，节约了大量的人力和物力。
（P40）
（2）作物新品种的培育
项目
单倍体育种
突变体的利用
原理
染色体变异
基因突变
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优点
明显缩短育种年限
产生新基因，大幅度改良某些性状
过程
知识点2 细胞产物的工厂化生产
1．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。
2.细胞产物的工厂化生产
①次生代谢物：是一类小分子
有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等)，在植物抗病、抗虫等方
面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
②细胞产物的工厂化生产：人们利用植物细胞培养
来获得目标产物，这个过程就是细胞产物的工
厂化生产。
③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。
【易错提醒】
1.快速繁殖(微型繁殖)技术不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种
的遗传特性。
2.切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
3.单倍体育种先通过花药(或花粉)培养获得单倍体植株，再诱导染色体加倍，当年便可培育出
遗传性状相对稳定的优良品种，极大地缩短了育种年限。
4.利用植物细胞工程，可以快速繁殖优良品种、培育作物新品种、进行作物脱毒和细胞产物
的工厂化生产等，有效提高生产效率。
【名师提醒】
教材隐性知识：(教材P41 相关信息)生物的代谢分为初生代谢和次生代谢，初生代谢是生物生长和生
存所必需的代谢活动，而次生代谢不是生物生长所必需的。那么次生代谢对生物生存来说就是无用的吗？
提示：次生代谢对生物生存也是有积极意义的，如次生代谢物有利于增强植物的抗病、抗虫能力。
【易错辨析】
[经典·基础·诊断]
(1)(2024·
州
贵
T13)获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养。( √ )
(2)植物快速繁殖运用了植物组织培养技术，可快速繁殖良种植物。( √ )
(3)葡萄的扦插、桃树的嫁接、石榴的压条繁殖方式都属于微型繁殖。( × )
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提示：微型繁殖是指快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,而扦插、嫁接、压条不属于植物组织培
养技术。
(4)单倍体育种和突变体培育的遗传学原理是一致的。( × )
提示：单倍体育种原理是染色体数目变异，突变体培育的原理是基因突变
(5)初生代谢和次生代谢在生物整个的生命过程中始终进行。( × )
提示：初生代谢在整个生命过程中始终进行，但次生代谢并非如此。
考向研析
考向1 植物繁殖新途径和作物新品种的培育
例1、马铃薯普通栽培种是同源四倍体，这使得马铃薯的杂交育种变得十分困难。若要通过二倍体马
铃薯杂交来改良品种，则必须破解马铃薯单倍体、二倍体和四倍体的基因组，实现难度同样很大。但植物
细胞工程技术为马铃薯育种提供了可行的育种方案。下列相关植物细胞工程的说法，不合理的是( )
A．利用组织培养可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖
B．利用茎尖分生组织培育脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高
C．利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服远缘杂交不亲和的障碍，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，获得有用的突变体
【答案】B
【解析】 选B 利用茎尖分生组织培育脱毒苗是因为茎尖分生组织细胞中病毒极少甚至无病毒，而不是因为
其含有抗病毒基因，所以，此方法不能使植株具备抗病毒的能力，B 错误。
【变式训练1·变载体】茎尖超低温疗法是一种马铃薯脱毒方法。科学家以单病毒PLRV(马铃薯卷叶
病毒)、PVS(马铃薯S 病毒)感染的马铃薯试管苗为实验材料，对不同大小的茎尖超低温处理后，再生培养，
选取培养18 周的20 棵植株进行检测以获得病毒保存率，实验结果如表所示。
病毒感染类型
茎尖大小(mm)
病毒保存率(%)
PLRV
0.5
0(0/20)
1.5
35(7/20)
PVS
0.5
100(20/20)
1.5
100(20/20)
注：括号内数字表示检测阳性样本量/检测总样本量。
结合以上实验结果，下列分析不正确的是( )
A．超低温处理后的再生培养利用了植物组织培养技术
B．可以利用PCR 技术检测马铃薯植株中的病毒保存率
C．1.5 mm 的茎尖超低温脱毒效果优于0.5 mm 的茎尖
D．应设置一组未受病毒感染的马铃薯试管苗作对照组
【答案】C
【解析】 选C,PLRV 感染的试管苗经超低温处理后，1.5 mm 的茎尖超低温脱毒效果不如0.5 mm 的茎尖，C
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错误。
【变式训练2·变考法】植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，在快速繁殖、作
物脱毒及提高作物产量等方面有广泛应用。下列叙述错误的是( )
A．植物组织培养技术可以实现人参皂苷、紫杉醇等细胞产物的工厂化生产
B．利用植物组织培养技术培育脱毒苗，获得抗病的新品种
C．杂种细胞再生细胞壁时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行
D．植物体细胞杂交技术能克服生物远缘杂交不亲和的障碍
【答案】B
【解析】 选B,利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产，A 正确；利用植物组织培养技术培
养脱毒苗，不能获得抗病的新品种，B 错误；杂种细胞再生细胞壁时，需在与细胞液浓度相当的缓冲液中
进行，以免细胞过度吸水或失水，C 正确；植物体细胞杂交技术最大的优点就是克服生物远缘杂交不亲和
的障碍，D 正确。
考向2 细胞产物的工厂化生产
例2、紫杉醇具有良好的抗癌作用。科研人员用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培
养基中进行细胞悬浮培养，以获得更多紫杉醇。下列叙述错误的是( )
A．诱导愈伤组织需要考虑外植体的取材部位、培养基组成和激素种类等
B．由愈伤组织得到悬浮细胞可以使用纤维素酶和果胶酶进行处理
C．使用液体培养基并振荡有利于细胞获取氧气和营养物质，促进细胞生长
D．利用植物细胞培养技术获得初生代谢物紫杉醇能避免大量破坏野生红豆杉种群
【答案】D
【解析】 选D。幼嫩组织细胞分化程度低，容易诱导脱分化，故植物组织培养的外植体常取自幼嫩组织，
诱导愈伤组织的培养基常为MS 培养基，培养基中需加入生长素和细胞分裂素，A 正确；使用纤维素酶和果
胶酶进行处理，可使愈伤组织分散得到悬浮细胞，B 正确；使用液体培养基并振荡可增大溶氧量，且使细
胞与营养物质易接触，利于细胞的生长和增殖，C 正确；紫杉醇属于次生代谢物，D 错误。
【变式训练1·变考法】现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物
更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下
列技术不可行的是( )
A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株
B．将乙植物耐盐基因导入甲植物的体细胞中，可培育出所需植株
C．两种植物杂交后，得到的子代再利用单倍体育种，可较快获得所需植株
D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株
【答案】C
12
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【解析】 选C,利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的
四倍体杂种植株，A 正确；将乙植物耐盐基因导入甲植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需
植株，B 正确；甲、乙为不同物种，二者之间存在生殖隔离，一般不能杂交，即使能杂交，形成的后代也
是不可育的，C 错误；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，培育出符合要求的四
倍体纯种植株，D 正确。
【变式训练2·变载体】外植体及愈伤组织褐变是指在获取外植体时，由于部分组织细胞结构被破坏
而出现的植物组织褐色化现象。研究发现，褐变过程主要与液泡中的多酚物质和细胞质基质中的多酚氧化
酶(PPO)有关，其主要机理如图所示。相关叙述错误的是( )
A．醌类化合物的产生与聚集会进一步加剧植物组织褐变
B．多酚物质和PPO 分布场所不同可避免植物组织褐变
C.连续转移培养可减轻醌类化合物对外植体的毒害作用
D．尽量增大切割面积和外植体体积比可有效降低褐变率
【答案】D
【解析】 选D,分析题图可知，醌类化合物的产生与聚集会促进多酚物质的合成，进一步加剧植物组织褐
变，A 正确；多酚物质在液泡内，PPO 在细胞质基质中，分布场所不同，可避免植物组织褐变，B 正确；分
析题图可知，部分组织细胞结构被破坏而产生的醌类化合物会加剧褐变产生，因此，连续转移培养可减轻
醌类化合物对外植体的毒害作用，C 正确；切割可能破坏组织细胞，使褐变产生，因此应尽量减少切割面
积和外植体体积比来降低褐变率，D 错误。
1．(2024·湖北选择考)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( )
A．过程①中酶处理的时间存在差异，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】选B。利用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁时，可能因植物细胞壁结构差异而调整酶处理的时
间，A 正确；灭活的仙台病毒用于诱导动物细胞融合，B 错误；植物组织培养过程中的脱分化(④)和再分化
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(⑤)过程均需要添加生长素和细胞分裂素，但两过程中两种激素比例不同，C 正确；分析植物丙的染色体，
若植物丙的染色体数目是植物甲、乙的染色体数目之和，则表明其为杂种植株，D 正确。
2．(2024·山东等级考改编)下列关于植物愈伤组织的说法正确的是( )
A．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
B．融合的原生质体需再生出细胞壁后才能形成愈伤组织
C．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
D．通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于有性繁殖
【答案】B
【解析】选B。愈伤组织的细胞壁主要由纤维素和果胶组成，可用纤维素酶和果胶酶去除愈伤组织的细胞
壁获得原生质体，A 错误；融合的原生质体再生出细胞壁标志着原生质体融合完成，之后才能形成愈伤组
织，B 正确；体细胞杂交获得的杂种植株细胞中只有1 个细胞核，C 错误；通过愈伤组织再生出多个完整植
株的过程没有生殖细胞的参与，属于无性繁殖，D 错误。
3．(2024·北京等级考)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】选D。植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁来制备原
生质体，A 正确；原生质体中的细胞膜、细胞器膜等具有选择透过性，B 正确；原生质体经过培养可再生出
细胞壁，C 正确；原生质体中含有全套遗传物质，没有失去细胞全能性，D 错误。
4．(2023·河北选择考)植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙
述错误的是( )
A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH 和渗透压
D．利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
【答案】B
【解析】选B。为防止杂菌污染，植物细胞悬浮培养使用的培养基及培养器具需要灭菌处理，A 正确；经纤
维素酶和果胶酶处理后，可去除植物细胞细胞壁，获得原生质体，B 错误；为使悬浮细胞正常生长，培养
基须保持适当的温度、pH 和渗透压，C 正确；由于植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织中提取会
大量破坏植物资源，利用植物细胞悬浮培养技术生产次生代谢物可减少对植物资源的消耗，D 正确。
5．(2023·重庆选择考)某小组以拟南芥原生质体为材料，研究了生长素(IAA)、组蛋白乙酰化及R 基
因对原生质体形成愈伤组织的影响。野生型(WT)和R 基因突变型(rr)的原生质体分别经下表不同条件培养
相同时间后，检测培养材料中R 基因表达量，并统计愈伤组织形成率，结果如图所示，据此判断，下列叙
述正确的是( )
编号
原生质体
培养条件
①
WT
培养基
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②
WT
培养基＋合适浓度的IAA
③
rr
培养基
④
rr
培养基＋合适浓度的IAA
⑤
WT
培养基＋组蛋白乙酰化抑制剂
A．组蛋白乙酰化有利于WT 原生质体形成愈伤组织
B．R 基因通过促进IAA 的合成提高愈伤组织形成率
C．组蛋白乙酰化通过改变DNA 碱基序列影响R 基因表达量
D．若用IAA 合成抑制剂处理WT 原生质体，愈伤组织形成率将升高
【答案】A
【解析】 选A。①和③进行对比可以看出R 基因表达量高，愈伤组织形成率高，①和⑤对比，使用组蛋白
乙酰化抑制剂之后，R 基因的表达量下降，则愈伤组织的形成率会降低，因此推测组蛋白乙酰化有利于WT
原生质体形成愈伤组织，A 正确；题图数据无法得出R 基因是通过促进IAA 的合成提高愈伤组织形成率的，
B 错误；题图中的数据没有关于DNA 碱基序列的测定，因此无法推测组蛋白乙酰化通过改变DNA 碱基序列
影响R 基因表达量，C 错误；①和②对比可以看出合适浓度的IAA 能够促进愈伤组织形成，因此若用IAA 合
成抑制剂处理WT 原生质体，愈伤组织形成率将降低，D 错误。
6、(2025·湖北选择考)水母雪莲是我国的一种名贵药材,主要活性成分次生代谢产物黄酮。水母雪莲
生长缓慢,长期的期夺性采挖导致该药材资源严重匮乏。研究人员展了悬浮培养水母雪莲细胞合成黄酮的
工程技术下列叙述错误的是研究,结果如表所示。下列叙述错误的是（ ）
A.黄酮产量与细胞干重呈正相关
B.黄酮是水母雪莲细胞生存和生长所必需的
C.氧气供给对于水母雪莲细胞生长、分裂和代谢是必需的
D.转速为75 r/min 时既利于细胞分裂,又利于黄酮的积累
【答案】B
【解析】 选B 根据表格数据分析,随着细胞干重增加,黄酮产量也增加;随着细胞干重减少,黄酮产量也降
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低,说明黄酮产量与细胞于重呈正相关,A 正确。氧气的供给有利于细胞呼吸为生命活动提供能量,对水母雪
莲细胞生长、分裂和代谢是必需的C 正确。根据表格数据分析,转速为75r/min 时,细胞的相对生长速率
(0.26)最大,黄酮产量(0.32 g/L)最高,D 正确。错误项分析 黄酮属于次生代谢产物,次生代谢产物不是细
胞生存和生长所必需的,B 错误。
长句作答类
一、教材知识链接
1.（P34）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，即细胞具有全
能性。
2.（P35）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。
3.（P38）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。
4．种子萌发成幼苗是否能体现细胞的全能性？
答案：不能 种子是由受精卵发育而来的，具有胚的结构，其萌发成幼苗是自然生长的结果
5．植物组织培养时要在无菌的条件下进行，其理由是
答案：防止杂菌污染，否则将不利于外植体的培养，甚至导致外植体死亡
6．甲、乙两种植物体细胞杂交依据的原理
答案：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
7．甲、乙两种植物进行体细胞杂交时，原生质体两两融合后会形成几种细胞？
答案：三种融合细胞，即甲甲、甲乙、乙乙
8.为什么分生区的细胞病毒极少甚至无病毒？
答案：分生区细胞分裂快，病毒来不及入侵，因此此区的病毒极少
8．微型繁殖、单倍体育种、突变体的利用分别是有性繁殖还是无性繁殖？
答案：分别是无性繁殖、有性繁殖、无性繁殖
二、教材深挖拓展
1．(选择性必修3 P35 探究·实践)(1)实验中使用的培养基和所有的器械都要________。接种操作必须在
酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要______________________。
(2)接种时注意外植体的方向，不要________。
(3)诱导愈伤组织期间一般________光照，在后续的培养过程中，每日________给予适当时间和强度的光
照。
提示：(1)灭菌 灭菌 (2)倒插 (3)不需要 需要
2．(选择性必修3 P38 练习与应用)为什么“番茄—马铃薯”杂种植株没有如科学家所想象的那样，地上结
番茄，地下长马铃薯？_____________________________________________________________
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____________________________________________________________。
提示：主要原因是生物基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，所以“番茄—马
铃薯”杂种植株的细胞中虽然具备两个物种的遗传物质，但这些遗传物质的表达相互干扰，不能像马铃薯
或番茄植株中的遗传物质一样有序表达
3．结合教材，分析并回答下列问题：
(1)在进行植物组织培养的实验时，要严格控制杂菌污染的原因是
_____________________________________________________________
_______________________________________________________。
(2)若想利用植物体细胞杂交技术培育出马铃薯—草莓杂种植株以提高土地的利用率，________(填“能”
或“不能”)把两物种细胞直接融合，理由是____________________________。
提示：(1)杂菌在培养基上生长争夺营养、杂菌产生的物质影响植物组织的生长
(2)不能 植物细胞外面有一层细胞壁，阻碍了细胞间的杂交(融合)
4．结合教材，分析并回答下列问题：
(1)单倍体植株是进行体细胞诱变和研究遗传突变的理想材料，其原因在于
____________________________________________。
(2)结合诱变育种，从细胞工程的角度出发，简述一种培养抗寒香蕉品种的方法及步骤。
提示：(1)大多数单倍体植株的细胞中只含有一套染色体，染色体加倍后得到的植株的隐性性状容易
显现
(2)体细胞诱变育种。利用诱变剂等方法使香蕉离体培养细胞产生突变，再利用植物组织培养技术发
育成完整植株，然后筛选培育出抗寒品种。
三、新情境素材速递
1．据下图分析植物体细胞杂交过程并回答下列问题。
(1)如何根据细胞膜表面荧光判断该原生质体是由番茄和马铃薯细胞融合而成的？
(2)图中③④都需要光照吗？
提示：(1)融合的细胞表面既有红色荧光又有绿色荧光。
(2)③脱分化阶段不需要给予光照，④再分化阶段需要给予光照，以利于叶绿素形成。
2．长春新碱(VCR)主要从天然植物中提取，但是它在植物体中的含量极其微小，化学合成也不太理想，故
VCR 短缺、价格奇高，科研人员在寻找实现批量化生产的方法。
(1)完善细胞产物工厂化生产的流程：
(2)要提取细胞产物应培养到什么阶段？
提示：(1)愈伤组织 细胞产物
(2)培养到愈伤组织阶段。
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3.下面是某科研小组研究某植物组织培养过程中的实验数据。
编号
植物生长调节剂浓度/
(mg·L－1)
愈伤组织诱导
率/%
2，4-D
6-BA
1
3
0
52.1±2.2
2
5
0
55.2±2.1
3
3
0.1
42.4±1.9
4
5
0.1
46.9±2.0
5
7
0.1
38.6±1.4
6
3
0.3
43.7±2.8
试探究：
(1)表中2，4-D 和6-BA 分别是什么类型的植物生长调节剂？(科学思维)
(2)诱导愈伤组织的最佳植物生长调节剂浓度是多少？(科学探究)
(3)诱导愈伤组织的培养基中加入的3%的蔗糖的作用是什么？(科学思维)
提示：(1)2，4-D 是生长素类调节剂，6-BA 是细胞分裂素类调节剂。
(2)5 mg·L－1 2，4-D，不添加6-BA。
(3)提供营养，调节渗透压。
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