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第39 讲 植物细胞工程
目录
01 模拟基础练
【题型一】植物的组织培养技术
【题型二】植物体细胞杂交技术
【题型三】植物细胞工程的实际应用
02 重难创新练
03 真题实战练
题型一 植物的组织培养技术
1．大花杓兰是一种濒危药用植物，研究人员利用其地下芽，实现了大花杓兰苗株大规模培养。下列说法
不正确的是（ ）
A．该过程证明了植物细胞的全能性
B．该培养技术能保持植物的优良品质
C．该过程中发生了细胞的分化
D．只有培养地下芽才能得到完整植株
【答案】D
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下，将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块，培养在特制
的培养基上，通过细胞的增值和分化，使它逐渐发育成完整的植物体。
【详解】A、分析题意，本过程是将大花杓兰地下芽培育为大花杓兰苗株的过程，该过程证明了植物细胞
的全能性，A 正确；
B、植物组织培养过程是一种无性繁殖的方式，该培养技术能保持植物的优良品质，B 正确；
C、该过程中分化出根和芽等不同器官，发生了细胞的分化，C 正确；
D、理论上植物细胞都具有发育为完整个体的潜能，故不只是培养地下芽才能得到完整植株，D 错误。
故选D。
2．五小叶槭是中国珍稀濒危野生植物。研究人员以五小叶槭带芽茎段为外植体，筛选出五小叶槭外植体
的最佳消毒处理方案、茎段诱导生芽和生根的最佳培养基，建立了五小叶槭快速繁殖体系，为保护五小叶
槭提供了重要繁育技术手段。下列叙述错误的是（ ）
1
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A．该快速繁殖体系可以保持五小叶槭的遗传特性
B．不同消毒处理方法对外植体会产生不同的影响
C．茎段诱导生芽和生根的培养基成分不完全相同
D．愈伤组织诱导生根后再转接到生芽的培养基上
【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、该快速繁殖体系运用植物组织培养技术，属于无性繁殖，可以保持五小叶槭的遗传特性，A
正确；
B、不同时间以及不同消毒处理方法对外植体会产生不同的影响，B 正确；
C、茎段诱导生芽和生根的培养基成分不完全相同，诱导分化生根时，培养基中生长素与细胞分裂素用量
的比值较高，生长素与细胞分裂素用量的比值较低利于生芽，C 正确；
D、愈伤组织诱导生芽后再转接到生根的培养基上，D 错误。
故选D。
3．科研人员在进行某植物的组织培养时，激素配比如下：
植物组织培养阶段
细胞分裂素浓度/（μmol·L-1）
生长素浓度/（μmol·L-1）
Ⅰ诱导形成愈伤组
织
m1
n1
Ⅱ诱导形成幼芽
m2
n2
Ⅲ诱导生根
m3
n3
以下说法错误的是（ ）
A．Ⅰ阶段通常选择茎尖、幼叶等作为外植体
B．细胞分裂素的合成部位主要是根尖，其作用是促进细胞的分裂和根的分化
C．在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处理容易获得由单个细胞形成的多倍体
D．当m3＜n3时，有利于Ⅲ阶段诱导形成根
【答案】B
【分析】植物组织培养：1、基本过程往往包括脱分化和再分化的过程：2、培养条件：①在无菌条件下进
行人工操作。②保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含氮有机物）、生长因子（维生素）等营养
物质的供应。③需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和细胞分裂素。④愈伤组织再分化到一定
阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。3、主要用途：①植物体快速繁殖。②培养无病毒植株
（植株脱病毒）。③花药离体培养（单倍体育种）。④制作“人工种子”。⑤利用愈伤组织生产植物细胞
产品。
【详解】 A、由于茎尖、幼叶等组织细胞分化程度低，容易诱导产生愈伤组织，因此常作为植物组织培养
的材料，A 正确；
B、细胞分裂素的合成部位主要是根尖，其作用是促进细胞的分裂和芽的分化，B 错误；
2
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C、Ⅰ阶段诱导形成的愈伤组织细胞处于不断分裂的未分化状态，而秋水仙素诱导多倍体形成的机理是抑
制有丝分裂过程中纺锤体的形成，从而使细胞内染色体数目加倍，所以在Ⅰ阶段用秋水仙素对材料进行处
理容易获得由单个细胞形成的多倍体，C 正确；
D、生长素能促进侧根和不定根的发生，故生长素浓度高时有利于Ⅲ阶段诱导形成根，D 正确。
故选B。
4．马铃薯长期营养繁殖会导致病毒蔓延，我国科研人员利用马铃薯茎尖培养获得脱毒苗，使马铃薯的产
量和品质大幅度提高，脱毒流程如下图，下列叙述正确的是（ ）
A．茎尖材料消毒时，要用配制好的酒精和次氯酸钠溶液各处理30min
B．茎尖培养到愈伤组织后须先转移到生长素比例较高的培养基再培养
C．病毒检测时可用抗毒血清进行免疫检测，呈阳性反应则为带毒苗
D．生根试管苗炼苗后，应连带培养基栽植于消过毒的蛭石或珍珠岩中
【答案】C
【分析】植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。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。病毒在作物体内逐年积累，就会导致作物产量降
低，品质变差。早在20 世纪50 年代，科学家就发现植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无
病毒。因此，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。
【详解】A、茎尖材料消毒时，酒精处理的时间一般较短，通常为30s 左右，次氯酸钠溶液处理的时间一
般为30min，A 错误；
B、脱分化和再分化使用的培养基不同，通常使愈伤组织先生芽再生根，所以茎尖培养到愈伤组织后须先
转移到细胞分裂素比例较高的培养基再培养，B 错误；
C、病毒含有特定的蛋白质抗原，可利用抗毒血清进行检测，呈阳性反应则为带毒苗，C 正确；
D、生根试管苗在培养箱内生长几日，用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠
岩等环境中，待其长壮后再移栽入土，D 错误。
故选C。
题型二 植物体细胞杂交技术
5．图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列叙述错误的是（ ）
A．步骤①可添加相关酶以去除细胞壁
B．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
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C．步骤②吸取原生质体放入等渗或略高渗的聚乙二醇溶液中清洗
D．台盼蓝检测后应选择未被染成蓝色的原生质体继续培养
【答案】C
【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、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，在制备原生质体时，步骤①可添加纤维素酶和果胶
酶去除细胞壁，A 正确；
B、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，B 正确；
C、步骤②吸取原生质体放入等渗液中清洗，若放入略高渗的聚乙二醇溶液中，原生质体会失水，C 错误；
D、台盼蓝检测后应选择未被染成蓝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 正确。
故选C。
6．科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病的新型牧草，研究主要流程如下
图。下列叙述错误的是（ ）
注：IOA 可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G 可阻止线粒体的功能
A．将两种细胞分别置于较高渗透压环境下，有利于获得原生质体
B．异源融合体因代谢互补可恢复生长并获得再生能力
C．①可利用高Ca2+-高pH、灭活的病毒或PEG 进行诱导
D．图示技术可克服远缘杂交不亲和的障碍
【答案】C
【分析】题图分析：图示为植物体细胞杂交获得杂种植株的过程，图中①表示原生质体融合形成杂种细胞
以及杂种细胞的增殖，②表示脱分化过程，③表示再分化过程。
【详解】A、将两种细胞分别置于较高渗透压环境下，有利于去除细胞壁获得两种植物的原生质体，避免
原生质体在酶解过程中受到损伤，同时也不至于导致原生质体吸水涨破，A 正确；
B、结合图示信息可推测，异源融合体因代谢互补可恢复生长并获得再生能力，B 正确；
C、植物细胞融合不能使用灭活的病毒诱导，C 错误；
D、图示技术为植物体细胞杂交技术，该技术的优势在于克服远缘杂交不亲和的障碍，D 正确。
故选C。
7．作为野生植物的后代，许多栽培植物与它们的祖先产生了生殖隔离。野生型油菜抗病能力强，但出油
率低，栽培油菜品种出油率高，但抗病能力低。科学家利用植物体细胞杂交技术培育具有较强抗病能力的
油菜新品种，培育过程如图所示。下列叙述错误的是（ ）
4
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A．进行①处理时能用纤维素酶和果胶酶
B．需要在低渗溶液环境下进行①处理
C．②过程中经PEG 处理可诱导原生质体融合
D．细胞融合后，显微镜观察选用体积大、含叶绿体的细胞用于继续培养
【答案】B
【分析】据图分析可知，图示为采用植物体细胞杂交技术和植物组织培养技术获得具有较强抗病能力油菜
新品种的流程图，图中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。原生质体融合后利用植物组织培养技术得到杂种植株。
【详解】A、进行①处理时能用纤维素酶和果胶酶，制备原生质体，A 正确：
B、需要在等渗（或稍微高渗）溶液环境下进行①处理，低渗溶液环境下可能会导致原生质体吸水破裂，B
错误；
C、PEG 能够诱导原生质体融合，C 正确：
D、细胞融合后，显微镜观察选用体积大、含叶绿体的细胞用于继续培养，D 正确。
故选B。
8．三白草和鱼腥草二者因疗效相近且具有叠加效应常被中医用作“药对”，在我国全年可采收两次。研
究者欲利用原生质体融合技术将复方的配伍（两种或两种以上药物配合使用）提前到个体生长或生产过程，
并实现有效成分的工厂化生产如下图。下列叙述正确是（ ）
A．①过程可以利用盐酸和酒精1：1 混合配制的解离液来完成
B．②过程通常在等渗的培养液中，采用化学法或物理法诱导原生质体融合
C．④过程需要调节培养基中生长素和细胞分裂素的比例，诱导生芽和生根
D．图中所示的生产流程中体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
【答案】B
【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。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①三白草和鱼腥草体细胞杂交过程中要利
用纤维素酶和果胶酶水解细胞壁获得原生质体，盐酸和酒精1：1 混合配制的解离液会杀死细胞，A 错误；
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B、过程②通常在等渗培养液中，以维持原生质体的正常形态，可以采用化学法（聚乙二醇融合法）或物
理法(离心、振动、电激等)诱导原生质体融合，B 正确；
C、④过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细胞，不需要诱导生芽和生根，C 错误；
D、图中过程②原生质体融合体现了细胞膜的流动性，④过程是利用植物组织培养技术获得愈伤组织或细
胞，没有体现植物细胞的全能性，D 错误。
故选B。
题型三 植物细胞工程的实际应用
9．生物制药是生物技术的综合利用，从生物体、生物组织、细胞和体液中分离出有效成分，制备用于预
防、治疗和诊断的产品。如令，细胞工程在生物制药工业发挥着不可替代的作用，下列相关关于细胞工程
制药的叙述，错误的是（ ）
A．乳腺生物反应器是将药用蛋白基因的表达载体直接导入生物的乳腺细胞中，而后在转基因动物的乳
汁中获得人类需要的药用蛋白
B．将能够分泌特异性抗体的B 淋巴细胞与能够无限增殖的骨髓瘤细胞融合筛选，形成能产生特定抗体
的杂交瘤细胞，从而获得单克隆抗体
C．利用植物细胞培养技术获得植物细胞次生代谢物，不会大量破坏植物资源，对于环境保护具有重要
意义
D．利用转基因植物也能生产疫苗，以植物作为生物反应器，将携带抗原基因的载体导入受体细胞，在
植物体内表达和修饰这类特定抗原，成为具有免疫活性的蛋白质
【答案】A
【分析】效应B 细胞能够分泌抗体，但是不具有增殖能力，而骨髓瘤细胞具有无限增殖的能力，因此利用
动物细胞融合技术将效应B 细胞和骨髓瘤细胞融合成杂交瘤细胞，利用该细胞制备单克隆抗体。
【详解】A、制备乳腺生物反应器时，需将目的基因（药用蛋白基因）与乳腺中特异表达的基因的启动子
等调控元件重组在一起，然后导入受精卵中，A 错误；
B、将能够分泌特异性抗体的B 淋巴细胞与能够无限增殖的骨髓瘤细胞融合，在进行二次筛选，获得能产
生特定抗体的杂交瘤细胞，从而获得单克隆抗体，B 正确；
C、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，利用植物细胞培养技术实现
次生代谢物的工厂化生产，可获得大量植物细胞次生代谢物，不会大量破坏植物资源，对于环境保护具有
重要意义，C 正确；
D、以植物作为生物反应器，将携带抗原基因的载体导入植物的受体细胞，获得转基因植物，该植物能表
达和修饰这类特定抗原，成为具有免疫活性的蛋白质，再制成疫苗，D 正确。
故选A。
10．罕见草药红景天体内的次生代谢物Sal（红景天苷）具有重要药用价值。由于稀有草药供应不足，科
研人员研究了不同光照条件对红景天愈伤组织生长和Sal 产生的影响，旨在寻找提高红景天体外培养产量
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的新途径。研究人员首先取红景天叶片诱导出愈伤组织，过程如图1 所示，随后分别在红光、蓝光、绿光、
RGB 光（红、绿、蓝混合光）和白光的不同光照条件下培养红景天愈伤组织，并定期统计，结果如图2 所
示。下列叙述正确的是（ ）
A．外植体需分别用70%乙醇和10%次氯酸钠进行消毒，随后用自来水清洗多次
B．图1 培养基中NAA 和细胞分裂素的配制比例适中时容易诱导外植体形成愈伤组织
C．接种的外植体经脱分化诱导形成愈伤组织的过程，体现了植物细胞的全能性
D．由上图可知，不同光照条件会影响红景天Sal 的积累量，红光下最有利于Sal 积累
【答案】B
【分析】1、外植体消毒步骤：将流水充分冲洗后的外植 体（幼嫩的茎段）用酒精消毒30 s， 然后立即用
无菌水清洗2〜3 次； 再用次氯酸钠溶液处理30 min 后， 立即用无菌水清洗2〜3 次。
2、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，转变成未分化的细胞，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。将愈伤组织
接种到含有特定激素的 培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体， 长出芽和根，进而发育成完整的植株。
【详解】A、外植体需分别用体积分数为70%酒精和质量分数5%次氯酸钠进行消毒，随后用无菌水清洗多
次，A 错误；
B、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；NAA 为生长素类似物，图1 培养基中NAA 和细胞分裂素的配制比例适中
时容易诱导外植体形成愈伤组织，B 正确；
C、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；
接种的外植体经脱分化诱导形成愈伤组织的过程，并未形成完整个体或分化为各种细胞，不能体现了植物
细胞的全能性，C 错误；
D、根据题图可知，在蓝光处理下，Sal 积累量最多，可见不同光照条件会影响红景天Sal 的积累量，蓝光
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下最有利于Sal 积累，D 错误。
故选B。
11．紫杉醇是存在于红豆杉植物体内的一种次生代谢物，具有独特的抗肿瘤作用。我国科学家经过多年研
究，筛选出了高产紫杉醇的细胞。利用植物组织细胞技术生产紫杉醇的两条途径如图所示。下列相关叙述
错误的是（ ）
A．图中外植体一般选自红豆杉的茎尖、芽尖分生区细胞
B．①②过程配制的培养基中生长素/细胞分裂素的值相同有利于细胞分裂分化
C．进行培养时①过程一般不需要光照，②过程要给予光照以促进叶绿素的合成
D．从细胞培养物中提取紫杉醇时可采取分离、纯化等措施
【答案】B
【分析】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、茎尖、芽尖分生区细胞一般不含病毒或含病毒极少，是外植体的良好选择，A 正确；
B、①过程是脱分化，配制的培养基中生长素/细胞分裂素的值相同有利于形成愈伤组织，②过程是再分化，
配制的培养基中生长素/细胞分裂素的值高有利于根分化，生长素/细胞分裂素的值低有利于芽分化，所以
①②过程配制的培养基中生长素/细胞分裂素的值不同，B 错误；
C、①过程是脱分化，一般不需要光照，②过程是再分化，要给予光照以促进叶绿素的合成，C 正确；
D、从细胞培养物中提取紫杉醇时，采取分离、纯化等措施可以提高紫杉醇的纯度和产量，D 正确。
故选B。
12．植物细胞悬浮培养技术在生产中已得到广泛应用。某兴趣小组尝试利用该技术培养红豆杉细胞并获取
紫杉醇（如图）。下列叙述错误的是（ ）
A．选择根尖组织为材料与其细胞分裂能力强，易于诱导形成愈伤组织有关
B．①②不能体现植物细胞具有全能性
C．愈伤组织来源的单个细胞不能进行光合作用，故培养液中应添加牛肉膏、蛋白胨等有机碳源
D．大规模培养高产细胞群时，应向培养液中通入无菌空气
【答案】C
【分析】植物组织培养依据的原理是细胞的全能性。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。影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因
素是植物激素。
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【详解】A、根尖分生区细胞分裂能力强，易于诱导愈伤组织，A 正确；
B、①②只实现了脱分化，未发育成完整植株或分化为各种细胞，故不能体现植物细胞具有全能性，B 正
确；
C、愈伤组织无叶绿体，不能进行光合作用，应添加蔗糖为微生物培养常用碳源，需要要加牛肉膏、蛋白
胨，C 错误；
D、大规模培养高产细胞群时，应向培养液中通入无菌空气，保证细胞的有氧呼吸，D 正确。
故选C。
一、单选题
1．樱桃中的槲皮素等酚类化合物有抗氧化活性。科研人员用组织培养技术繁育樱桃优良品种，满足人们
食用和药用的需要。下列叙述错误的是（ ）
A．可用茎尖通过组织培养获得脱毒幼苗
B．外植体在培养基上经过脱分化形成胚状体
C．试管苗经炼苗后再移栽到珍珠岩等环境中
D．可利用植物细胞培养工厂化生产槲皮素
【答案】B
【分析】植物细胞工程技术的应用：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、应用微型繁殖技术采用茎尖作为外植体可获得大量樱桃脱毒苗，A 正确；
B、外植体在培养基上经过脱分化形成愈伤组织，B 错误；
C、试管苗经炼苗后再移栽到珍珠岩等环境中，C 正确；
D、应用樱桃细胞培养可工厂化生产次生代谢产物槲皮素，D 正确。
故选B。
2．不对称体细胞杂交是一种将一个亲本的染色体片段随机转移到另一个亲本体细胞中的技术，疣粒野生
稻对白叶枯病有较高抗性，研究人员利用上述技术对疣粒野生稻和栽培稻进行处理，获得抗病栽培稻，过
程如图所示，其中①～④为不同步骤。已知大剂量的X 射线能随机破坏细胞核中染色体的结构，使其发生
断裂、易位、染色体消除等。碘乙酰胺能使细胞质中的某些酶失活，从而抑制细胞分裂。下列分析正确的
是（ ）
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A．过程①中，需要对两种外植体进行灭菌处理，有利于愈伤组织的形成
B．过程②中，获得原生质体时须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C．过程③中，诱导原生质体融合的方法有PEG 融合法、灭活病毒诱导法等
D．培养图中异源融合的原生质体得到的水稻均对白叶枯病有较高抗性
【答案】B
【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，并把杂种细胞培
育成新植株的技术。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
现出独特的优势。原理：细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、过程①中，可以使用流水冲洗外植体，然后用酒精和次氯酸钠消毒，但不能对外植体进行灭
菌处理，A 错误；
B、过程②表示采用酶解法去除植物细胞的细胞壁，获取原生质体，植物细胞细胞壁的成分是纤维素和果
胶，故须利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，B 正确；
C、灭活病毒诱导法适用于动物细胞融合，C 错误；
D、培养图中异源融合的原生质体得到的水稻中，只有含抗白叶枯病染色体片段的水稻才对白叶枯病有较
高抗性，D 错误。
故选B。
3．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，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新品种如图1 所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本
及待测植株中某些特异性蛋白，结果图2 所示。下列有关叙述错误的是（ ）
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A．图1 包括原生质体融合和植物组织培养等步骤
B．图1 过程①是在无菌水中进行，过程②是在固体培养基中进行
C．若只考虑原生质体两两融合，图2 中4、5 植株体细胞染色体数目最多可达到64 条
D．病菌接种到杂种植株叶片一段时间后，病斑面积占叶片总面积比例最小的植株抗病性最强
【答案】B
【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；
图谱分析，4 号和5 号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，而1、2、3 号个体
只有紫罗兰中的蛋白质，说明不是杂种细胞。
【详解】A、图1 包括原生质体融合和植物组织培养等步骤，其中原生质体融合过程依赖膜的流动性实现，
A 正确；
B、为保证组织细胞的活性，图1 过程①应在等渗或略微高渗的溶液中进行，过程②应在液体培养基中进
行，B 错误；
C、若只考虑原生质体两两融合，图2 中4、5 植株是杂种植株，其细胞在有丝分裂后期染色体数目为64 条，
C 正确；
D、病菌接种到杂种植株叶片一段时间后，若病斑面积占叶片总面积比例越小，则说明该植株抗病性越强，
即病斑面积占叶片总面积比例最小的植株是抗病性最强的个体，D 正确。
故选B。
4．科研人员利用两种植物进行体细胞杂交时，各组分别加入不同浓度的PEG 来促进原生质体融合，其他
条件均相同，结果如下表。下列叙述错误的是（ ）
PEG 浓度/%
2
5
30
3
5
40
45
融合率/%
1
0
12
1
5
30
20
A．植物体细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B．原生质体融合利用了细胞膜具有流动性的原理
C．低浓度PEG 促进原生质体融合，高浓度则抑制融合
D．融合后的细胞经组织培养得到的一般为多倍体植株
【答案】C
【分析】植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技术），
把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。
【详解】A、植物体细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶处理细胞，去除细胞壁，A 正确；
B、原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性，只有依赖于细胞膜的流动性，原生质体才能融合，B 正确；
C、由表可知，PEG 浓度为45%时，融合率较40%时低，但仍为促进融合，C 错误；
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D、融合后的细胞的染色体是两种植物细胞染色体的总和，经组织培养得到的一般为多倍体植株，D 正确。
故选C。
5．叶绿体遗传转化体系是近年发展起来的一种新的植物生物反应器。研究人员以HIV 病毒包膜蛋白上的
V3 环和C4 结构域序列的基因作为目的基因，与叶绿体特异性启动子、终止子等序列整合后，构建成基因
表达载体，转入叶绿体成功表达出C4V3 抗原。下列说法不正确的是（ ）
A．植物生物反应器主要依赖基因工程和细胞工程等现代生物学技术
B．构建叶绿体遗传转化体系需要的工具酶有限制酶、DNA 聚合酶
C．按上述方式构建的基因表达载体使得目的基因只能在叶绿体中表达
D．C4V3 抗原表达成功与否，可以用凝胶电泳法进行分子水平的检测
【答案】B
【分析】基因工程包括四个基本程序：目的基因的筛选与获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受
体细 胞、目的基因的检测与鉴定。
【详解】A、植物生物反应器首先需要用基因工程技术将目的基因导入植物细胞，其次需要采用植物细胞
工程技术将转基因植物细胞培育成转基因植株或转基因植物组织或转基因植物悬浮细胞，因此涉及基因工
程和细胞工程技术，A 正确；
B、构建叶绿体遗传转化体系需要的工具酶有限制酶、DNA 连接酶，不需要DNA 聚合酶，B 错误；
C、据题意可知，该过程构建的基因表达载体中含有叶绿体特异性启动子，使得目的基因只能在叶绿体中
表达，C 正确；
D、凝胶电泳法是一种分离和分析生物分子的技术，主要用于检测DNA、RNA 或蛋白质分子的大小和纯度，
C4V3 抗原表达成功与否，可以用凝胶电泳法进行分子水平的检测，D 正确。
故选B。
6．甲植物的细胞质基因决定高产性状，乙植物的细胞核基因决定耐盐性状。某研究小组用一定的方法使
甲植物细胞的细胞核失活、乙植物细胞的细胞质失活，之后利用植物体细胞杂交技术培育高产耐盐再生植
株。下列相关叙述错误的是（ ）
A．进行植物体细胞杂交之前，先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
B．失活处理可使得未融合和同种融合的原生质体均不能正常生长分裂
C．愈伤组织经再分化可形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整植株
D．再生植株含有两种优良性状的基因，一定能表现出高产耐盐的性状
【答案】D
【分析】植物体细胞杂交技术：
1、过程：先植物细胞融合（原理为细胞膜的流动性），再植物组织培养(原理为植物细胞的全能性)；
2、诱导原生质体融合的方法：物理法包括离心、振动、电激等；化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱
导剂；
3、意义：克服了远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展杂交的亲本组合范围；
4、不足：没有完全按照人们的意愿表达出双亲的优良性状；
5、融合成功的标志是：杂种细胞再生出细胞壁，与高尔基体有关。核融合后的DNA 数和染色体数、染色
体组数均采取加法，会出现异源多倍体。再生细胞壁之前注意培养基的渗透压；
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6．由于植物细胞有细胞壁，所以在融合之前要用纤维素和果胶酶去壁，得到球形的原生质体。
【详解】A、细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，在获取原生质体时，常采用纤维素酶和果胶酶去壁处理，
A 正确；
B、对甲植物细胞的细胞核失活、乙植物细胞的细胞质失活进行处理，可使得未融合和同种融合的原生质
体均不能正常生长分裂，从而筛选出杂种细胞，B 正确；
C、愈伤组织经再分化可形成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整植株，这是植物组织培养过程中的正
常发育途径，C 正确；
D、再生植株含有两种优良性状的基因，但基因的表达是复杂的，受到多种因素的调控，不一定能表现出
高产耐盐的性状，D 错误。
故选D。
7．迷迭香酸具有多种药理活性，进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养
获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。下列叙述错误的是（ ）
A．迷迭香酸顶端幼嫩的茎段适合用作外植体
B．诱导愈伤组织时需加入适宜比例的IAA 和细胞分裂素
C．培养获得迷迭香酸时，应使用固体培养基
D．茉莉酸甲酯可能改变了迷迭香酸次生代谢产物的合成速率
【答案】C
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人
工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株；
2、植物组织培养的条件：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、迷迭香酸顶端幼嫩的茎段细胞分裂能力强、代谢旺盛，适合用作外植体，A 正确；
B、诱导愈伤组织时需加入适宜比例的IAA 和细胞分裂素，B 正确；
C、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，以便于和培养液充分接触获得营养物质和
排出代谢废物，应使用液体培养基，C 错误；
D、加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量，所以可能茉莉酸甲酯改变了迷迭香酸次生代谢产物的合成速
率，D 正确。
故选C。
8．迷迭香酸具有多种药理活性。进行工厂化生产时，先诱导外植体形成愈伤组织，再进行细胞悬浮培养
获得迷迭香酸，加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高产量。相关叙述正确的是（ ）
A．茉莉酸甲酯改变了迷迭香酸等次生代谢产物的合成效率
B．选取幼嫩的茎段作外植体，经灭菌处理后才能用于愈伤组织的培育
C．外植体脱分化形成的愈伤组织是一团呈正方形的薄壁细胞
D．悬浮培养时需将愈伤组织分散成单个细胞，保证充足的氧气供应和适宜的光照
【答案】A
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人
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工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。
2、植物组织培养的条件：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、加入诱导剂茉莉酸甲酯可大幅提高迷迭香酸产量，说明茉莉酸甲酯改变了迷迭香酸等次生代
谢产物的合成效率，A 正确；
B、对外植体进行灭菌处理会使外植体细胞失去活性，无法进行植物组织培养，B 错误；
C、愈伤组织是一团排列疏松而无规则的薄壁细胞，不是呈正方形，C 错误；
D、悬浮培养时需将愈伤组织分散成单个细胞，此时不需要适宜的光照，D 错误。
故选A。
9．中华猕猴桃是中国所特有的一种水果，富含维生素C。为探究不同植物生长调节剂种类及浓度组合对不
定芽形成的影响，科研人员分别以中华猕猴桃的叶片和叶柄为外植体进行了-系列相关实验，浓度组合如表
所示，实验结果如图所示。下列叙述正确的是（ ）
NAA6-BA
0.1μg·mL-1
0.2μg·mL-1
0.4μg·mL-1
2.0μg·mL-1
1
2
3
1.0μg·mL-1
4
5
6
0.5μg·mL-1
7
8
9
注：6-BA 为细胞分裂素类生长调节剂，NAA 是生长素类生长调节剂。1～9 为不同的浓度组合
A．植物组织培养依据的生物学原理是植物细胞的全能性
B．随6-BA/NAA 浓度比值下降，不定芽的再生率先升高后下降
C．后续诱导生根的培养中，培养基中各成分的含量不需要做任何变化
D．作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒，然后立刻用清水清洗2～3 次
【答案】A
【分析】1、植物组织培养是指在无菌和人工控制的环境条件下，利用适当的培养基，对离体的植物器官、
组织、细胞等进行培养，使其再生出完整植株的技术。其依据的生物学原理是植物细胞具有全能性，即每
个细胞都具有发育成完整植株的潜能；
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2、在植物组织培养中，细胞分裂素和生长素的比例会影响植物细胞的分化方向和生长状态。
【详解】A、植物组织培养依据的原理为植物体细胞的全能性，即已经分化的细胞仍然具有发育成
完整植株的潜能，A 正确；
B、不定芽的再生率与6-BA 和NAA 的浓度及比例均有关系，由图可知，随6-BA/NAA 浓度比值升高，叶
片不定芽的再生率先升高后下降，叶柄不定芽的再生率先升高后下降再升高，B 错误；
C、诱导生根和诱导生芽所需的培养基成分和比例通常是不同的，后续诱导生根的培养中，培养基中各成
分的含量需要做出相应的变化，C 错误；
D、作为外植体的叶片诱导培养前需要用酒精消毒，然后用无菌水清洗 2~3 次，而不是立刻用清水清洗，
D 错误。
10．“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。下图为制备植物悬浮细胞的简易流程，下列说法中正确的是（ ）
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．愈伤组织细胞能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
【答案】D
【分析】1、植物组织培养的原理是植物细胞的全能性，其过程是：离体的植物组织、器官或细胞（外植
体）脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化形成胚状体，进一步发育植株（新植体）。
2、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。
【详解】A、外植体在诱导形成愈伤组织前需进行消毒处理而非灭菌，灭菌处理会导致外植体时失去其活
性，A 错误；
B、外植体诱导形成愈伤组织的过程未分化成各种细胞或得到完整植株，故不能体现植物细胞的全能性，B
错误；
C、使用胰蛋白酶进行处理细胞将细胞分散的对象是动物细胞而非植物细胞 ，C 错误；
D、使用液体培养基并振荡可增大培养基溶氧量，使细胞与培养基充分接触，有利于细胞获取氧气和营养
物质，促进细胞生长和代谢，进而有利于植物细胞次生代谢物的工厂化生产，D 正确。
故选D。
二、多选题
11．野生黑芥具有黑腐病菌的抗性基因。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
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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。下列分析错误的是（ ）
A．过程①需要使用纤维素酶和胰蛋白酶来处理两种细胞
B．过程②后，显微镜下观察到有叶绿体的融合细胞即为杂种细胞
C．融合后的原生质体，经脱分化形成具有特定形态和功能的愈伤组织
D．可通过黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定
【答案】ABC
【分析】植物体细胞杂交是指将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育
成新的植物体的技术。诱导原生质体融合的方法：物理法（离心、振动、电激等）和化学法（聚乙二醇
等）。植物体细胞杂交的意义：克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围，培育作物新品种。
【详解】A、植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，过程①需要使用纤维素酶和果胶酶处理获得原生质
体，A 错误；
B、用于融合的两个细胞，一个是黑芥苗的叶肉细胞，一个是花椰菜的根部细胞，其中供体细胞特有的结
构是叶绿体，因此可通过光学显微镜观察叶绿体的有无，作为初步筛选杂种细胞的标志，但也可能是是黑
芥自身融合的细胞，B 错误；
C、融合的原生质体经过细胞壁再生，进而脱分化形成愈伤组织，再分化形成胚状体，C 错误；
D、可通过黑腐病菌接种实验对杂种植株进行鉴定，杂种植株应表现为抗黑腐病，D 正确。
故选ABC。
12．青花菜甲具有由核基因控制的多种优良性状，另一远缘植物乙的细胞质中存在抗除草剂基因，欲将乙
细胞质中的抗性基因引入甲中。相关叙述错误的是（ ）
A．过程A 中取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得抗毒苗
B．过程B 中常用PEG 诱导原生质体融合
C．过程D 通常在有光的条件下培养，且需要合适比例的生长素和细胞分裂素
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D．杂种植株抗除草剂基因的遗传遵循孟德尔遗传规律
【答案】ACD
【分析】分析题图：该图为植物体细胞杂交过程，其中A 为去除细胞壁，制备原生质体，可用酶解法；B
为诱导原生质体融合，可以用聚乙二醇处理；C 为培养筛选出所需的杂种细胞；D 为脱分化。
【详解】A、茎尖或芽尖（分生组织）没有病毒，因此利用顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗，A
错误；
B、B 为诱导原生质体融合，常用聚乙二醇（PEG）处理，诱导原生质体融合，B 正确；
C、过程D 是诱导外植体脱分化获得愈伤组织的过程，需要在黑暗下进行，C 错误；
D、杂种植株的抗除草剂基因位于细胞质内，不遵循孟德尔遗传定律，D 错误。
故选ACD。
13．植物甲抗旱、抗病性强，植物乙分蘖（niè 枝芽）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。下列叙述正确的是（ ）
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中常采用离心、振动、电激或PEG 诱导原生质体融合
C．过程③成功的标志是甲、乙原生质体的细胞核完成融合
D．过程④和⑤的培养基中添加生长素和细胞分裂素的比例有差异
【答案】ABD
【分析】1、植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技
术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。
杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。植
物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。
2、分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁获取原生质体的过
程；②③表示人工诱导原生质体融合以及再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再
分化以及个体发育形成植株丙的过程。
【详解】A、据图可知，过程①表示去壁获取原生质体的过程，酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，该过
程酶处理的时间不同，说明两种亲本的细胞壁结构可能有差异，A 正确；
B、据图可知，过程②表示人工诱导原生质体融合，常用离心、振动、电激等物理方法和PEG 等化学方法
诱导原生质体融合，B 正确；
C、据图可知，过程③表示再生出新细胞壁的过程，该过程成功的标志是再生出新的细胞壁，C 错误；
D、据图可知，过程④表示脱分化形成愈伤组织，过程⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。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，D 正确。
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故选ABD。
14．栽培大豆甲产量高、抗病性强，野生大豆乙抗干旱、耐盐碱。科研人员通过植物体细胞杂交技术培育
出兼有甲、乙优良性状的大豆丙，过程如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①中的酶是纤维素酶和果胶酶
B．过程②中可采用灭活的病毒进行诱导
C．过程③会再生出细胞壁
D．过程④和⑤表达的基因不完全相同
【答案】ACD
【分析】1、植物体细胞杂交技术将来自两个不同植物的体细胞融合成一个杂种细胞（植物体细胞杂交技
术），把杂种细胞培育成植株（植物组织培养技术）。其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有流动性。
杂种细胞再生出新的细胞壁是体细胞融合完成的标志，细胞壁的形成与细胞内高尔基体有重要的关系。植
物体细胞杂交技术可以克服远源杂交不亲和的障碍，在培育作物新品种方面所取得的重大突破。
2、分析题图：图示为甲、乙两种植物细胞融合并培育新植株的过程，其中①表示去壁，获取原生质体的
过程；②表示人工诱导原生质体融合；③表示再生出新细胞壁的过程；④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表
示再分化以及个体发育形成植株丙的过程。
【详解】A、酶解是为了去除植物细胞的细胞壁，植物细胞的成分是纤维素和果胶，因此去掉植物细胞的
细胞壁需要用到纤维素酶和果胶酶，A 正确；
B、过程②为原生质体的融合，常用PEG 诱导原生质体融合，灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，B 错误；
C、过程③中杂种细胞会再生出新的细胞壁，C 正确；
D、④表示脱分化形成愈伤组织；⑤表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程，本质区别是基因的选择
性表达，D 正确。
故选ACD。
15．紫花苜蓿（2n=32）是应用较为广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根（2n=12）富含单宁，
单宁可与植物蛋白质结合，不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为
材料培育抗鼓胀病苜蓿新品种。研究流程如图（注：IOA 可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G 可阻止线粒
体的呼吸作用），下列有关叙述错误的是（ ）
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A．将两种细胞分别置于略低渗透压环境下，有利于去除细胞壁获得两种植物的原生质体
B．②过程需要利用选择培养基筛选出杂种愈伤组织
C．③过程需要光照、植物激素等条件形成完整植株
D．②过程细胞中的染色体可通过光学显微镜观察
【答案】AB
【分析】植物体细胞杂交技术：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。
【详解】A、在制备两种植物原生质体时，需用酶解法去除植物细胞的细胞壁，去壁后的原生质体在较高
渗透压环境下处于较稳定状态，不易破裂，从而有利于获得两种植物的原生质体，A 错误；
B、由题意可知，使用IOA 和R-6G 处理后，原生质体和同源融合体不能再生愈伤组织，故②过程不需要
使用选择培养基筛选杂种愈伤组织，B 错误；
C、③过程分别表示再分化，脱分化所需的生长素/细胞分裂素比值为1，再分化时，提高该比值有利于根
的分化，降低该比值有利于芽的分化，再分化过程需要光照，C 正确；
D、②过程表示脱分化，进行的是有丝分裂，可通过光学显微镜观察染色体的行为和数量变化，D 正确。
故选AB。
三、非选择题
16．甲植物（2n=18）具有由核基因控制的多种优良性状，远缘植物乙（4n=32）的细胞质中存在抗除草剂
基因，科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗除草剂性状的优良品种丙，途径如图所示。已知X 射
线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体功能，丙烯酸异辛酯（IOA）处理会使线粒体失活，但不影
响细胞分裂。回答下列问题：
(1)利用植物体细胞杂交技术获得新植物体，利用的生物学原理是 。取植物的顶芽细胞进行培育，有利
于获得脱毒苗，原因是 。
(2)过程①常用酶解法去除细胞壁，利用的酶是 。过程②可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融
合法外，还有 法等。
(3)过程④中，会在培养基中加入蔗糖，蔗糖的作用是 。过程⑤先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生
芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，此时生长素与细胞分裂素的比值 （填“＞
1”、“＜1”或“=1”）。
(4)与其他育种方式相比，植物体细胞杂交的突出优点是 。
(5)在细胞融合体系中，未融合的细胞不能形成愈伤组织，原因是 。杂种植株丙的抗除草剂基因不会通
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过花粉造成基因污染，原因是 。
【答案】(1) 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒
(2) 纤维素酶和果胶酶 高Ca2+-高pH 融合
(3) 提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压 ＜1
(4)克服远缘杂交不亲和的障碍，打破生殖隔离，实现远缘杂交
(5) 甲细胞用IOA 处理后线粒体失活，细胞生命活动受限；乙细胞经X 射线处理后失去分裂能力
抗除草剂基因位于细胞质中，受精时，只有精子头部（即细胞核）进入卵母细胞
【分析】该图为植物体细胞杂交过程，其中①为去除细胞壁，制备原生质体，可用酶解法；②为诱导融合
过程，可以用聚乙二醇处理；③为杂种细胞再生细胞壁的过程；④为脱分化；⑤为再分化形成杂种植株。
【详解】（1）植物体细胞杂交利用细胞膜的流动性，杂种细胞形成新植物体利用植物细胞的全能性。植
物顶端分生区附近的病毒极少，甚至无病毒，取顶芽细胞进行体细胞杂交有利于获得脱毒苗。
（2）植物细胞的主要成分是纤维素和果胶，去壁是用纤维素酶和果胶酶。步骤②是促进原生质体融合，
可以采用化学法进行诱导，其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法，还有高Ca2+-高pH 融合法等。
（3）过程④为脱分化，蔗糖的作用是提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压。植物组织培养时，细胞
分裂素用量较高，即生长素与细胞分裂素的比值＜1，有利于芽的分化，抑制根的形成。
（4）植物体细胞杂交的突出优点是克服远缘杂交不亲和的障碍，打破生殖隔离，实现远缘杂交。
（5）X 射线处理会使细胞分裂功能丧失但不影响线粒体的功能，IOA 处理会使线粒体失活，但不影响细胞
分裂，因此未融合的细胞和同种细胞的融合细胞均不能正常分裂，都不能形成愈伤组织，只有杂种细胞由
于生理互补能形成愈伤组织。丙的抗除草剂基因位于细胞质中，精子的头部几乎只有细胞核，线粒体主要
集中在尾部。受精时，精子的头部进入卵母细胞而尾部留在外面，因此质基因一般不会通过花粉遗传给后
代，避免了基因污染。
17．某科研小组发现某种植物（M）耐盐碱，控制性状的基因位于细胞质中，另一种植物（N）高产氰化
物，控制性状的基因位于染色体上。该科研小组利用植物体细胞杂交技术对培育耐盐碱高产氰化物植物进
行了课题立项，研究思路如图（序号表示过程）。请回答下列问题：
(1)图中①过程常用 去除细胞壁。甲细胞通过④过程得到愈伤组织，该过程所用培养基除了加入基本
的营养物质外，还需添加一定比例的 。通过PCR 技术发现，甲细胞含有耐盐碱基因，而部分愈伤
组织细胞中没有检测到耐盐碱基因，从细胞分裂时基因分配的角度分析，主要原因是 。
(2)对处理后的M、N 两种原生质体分别制成适宜浓度的细胞悬液，进行密度检测并等比例混合后，用PEG
诱导融合。如果融合时只考虑两个原生质体的融合，一定时间后混合细胞悬液中的原生质体最多有
种。当原生质体融合到一定程度时，在混合悬液中加入过量的培养液可以阻止原生质体融合，主要原理是
。
(3)丙需要移栽到 的环境中才可以筛选出目的植株。
【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 生长素和细胞分裂素 植物（M）耐盐碱的基因位于细胞质
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中，而细胞质基因在细胞分裂过程中是随机分配的
(2) 3 过量培养液可以达到稀释的目的，进而可降低PEG 浓度，使其失去融合作用
(3)高浓度盐溶液
【分析】1、植物组织培养过程：离体的植物组织经过脱分化形成愈伤组织，经过再分化愈伤组织又能重
新分化为有结构的组织和器官，最终形成完整的植株。
2、植物体细胞杂交可以克服植物有性杂交不亲和性、打破物种之间的生殖隔离，操作过程包括:原生质体
制备、原生质体融合、杂种细胞筛选、杂种细胞培养、杂种植株再生以及杂种植株鉴定等步骤。
【详解】（1）图中①过程的操作是为了获得原生质体，由于细胞壁的成分是纤维素和果胶，根据酶的专
一性可推知，为了获得原生质体常用酶解法获得，即用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁。甲细胞通过④过程，
即脱分化得到愈伤组织，该过程所用培养基除了加入基本的营养物质外，还需添加一定比例的生长素和细
胞分裂素。通过PCR 技术发现，甲细胞含有耐盐碱基因，而部分愈伤组织细胞中没有检测到耐盐碱基因，
题意显示，植物（M）耐盐碱的基因位于细胞质中，而细胞质基因在细胞分裂过程中是随机分配的，因此
就可能出现有的愈伤组织细胞中含有耐盐基因，有的愈伤组织细胞中不含有耐盐基因。
（2）对处理后的M、N 两种原生质体分别制成适宜浓度的细胞悬液，进行密度检测并等比例混合后，用
PEG 诱导融合。如果融合时只考虑两个原生质体的融合，一定时间后混合细胞悬液中的原生质体最多有3
种，分别为两种细胞自融和互融的类型，可表示为MM、NN、MN 类型。当原生质体融合到一定程度时，
在混合悬液中加入过量的培养液可以阻止原生质体融合，因为过量培养液可以达到稀释的目的，进而可降
低PEG 浓度，使其失去融合作用。
（3）丙需要移栽到高浓度盐溶液的环境中才可以筛选出目的植株，因为目的植株需要具有耐盐碱的特征。
一、单选题
1．（2024·福建·高考真题）中国水仙是一种三倍体观赏花卉。传统生产采用分球茎繁殖方式，不仅周期长、
产率低、花色单调，还易积累病毒。下列措施无法达到改良目的的是（ ）
A．用水仙鳞片进行植物组织培养以提高产率
B．利用单倍体育种对中国水仙进行品种选育
C．选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗
D．通过基因工程技术引入外源基因改变花色
【答案】B
【分析】由题意可知，中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，
不能进行单倍体育种。
【详解】A、用水仙鳞片进行植物组织培养可以在短期内得到大量植株，可以提高产率，A 正确；
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B、中国水仙是一种三倍体观赏花卉，其在形成配子是联会紊乱，不能形成正常的配子，不能进行单倍体
育种，B 错误；
C、幼嫩组织几乎不含病毒，可选用水仙幼嫩组织作为外植体获得脱毒苗，C 正确；
D、生物的性状受基因的控制，可通过基因工程技术引入外源基因改变花色，D 正确。
故选B。
2．（2024·北京·高考真题）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
【分析】植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定的条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培
育成新的植物体的技术。该技术涉及的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性。
【详解】A、大豆叶片细胞是植物细胞，具有细胞壁，其细胞壁的成分是纤维素和果胶，所以制备原生质
体，需用纤维素酶和果胶酶进行处理，A 正确；
B、生物膜的功能特点是具有选择透过性，所以膜具有选择透过性，B 正确；
C、原生质体可以再生出新的细胞壁，C 正确；
D、分离出的原生质体具有全能性，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。
故选D。
3．（2024·安徽·高考真题）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，设计了以下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
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【分析】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。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，欲利用愈伤组织制备悬浮细胞，可用纤维素酶和果
胶酶进行处理愈伤组织，A 正确；
B、装置中的充气管应置于液面下方，以利于培养液中的溶氧量的增加，该管不能同时作为排气管，B 错
误；
C、为了防止杂菌污染培养液，装置充气口需要增设无菌滤器，C 正确；
D、细胞培养时需要保证适宜的温度，因此装置需增设温度监测和控制设备，D 正确。
故选B。
4．（2024·浙江·高考真题）山药在生长过程中易受病毒侵害导致品质和产量下降。采用组织培养技术得到
脱毒苗，可恢复其原有的优质高产特性，流程如图。下列操作不可行的是（ ）
外植体→愈伤组织→丛生芽→试管苗
A．选择芽尖作为外植体可减少病毒感染
B．培养基中加入抗生素可降低杂菌的污染
C．将丛生芽切割后进行继代培养可实现快速繁殖
D．提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成丛生芽
【答案】D
【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)→愈伤组织→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、芽尖等分生组织分裂旺盛，且含病毒少，取材时常选用其作为外植体，A 正确；
B、培养基中有大量的营养物质容易被细菌污染，加入抗生素可降低杂菌的污染，B 正确；
C、将丛生芽切割后转移到新的培养基上继续进行扩大培养称为继代培养，其又可分为第二代培养、第三
代培养等。大多数植物每隔4~6 周进行一次继代培养，每进行一次继代培养，培养物一般能增殖3~4 倍。
正因为培养物可以不断继代培养，所以离体繁殖速度比常规方法通常要快数万倍，可实现快速繁殖，C 正
确；
D、提高生长素和细胞分裂素的比值可促进愈伤组织形成根而不是芽，D 错误。
故选D。
5．（2023·河北·高考真题）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
【分析】植物细胞培养需要在无菌条件下进行人工操作：保证水、无机盐、碳源（常用蔗糖）、氮源（含
氮有机物）、生长因子（维生素）等营养物质的供应；需要添加一些植物生长调节物质，主要是生长素和
细胞分裂素；愈伤组织再分化到一定阶段，形成叶绿体，能进行光合作用，故需光照。
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【详解】A、为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A 正确；
B、纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B 错误；
C、细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，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；
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，同样也不受季节和天气得限制，D 正确。
故选B。
6．（2023·江苏·高考真题）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。
7．（2023·山东·高考真题）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。下列说法正确的是（ ）
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
【分析】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。
【详解】A、有些产物不能或难以通过化学合成途径得到，故可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，A 正确；
B、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，故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产，B 错误；
C、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产物的产量，
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C 错误；
D、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，提高了多个细胞中次生代谢物的含量，
不能提高单个细胞中次生代谢物的含量，D 错误。
故选A。
8．（2023·广东·高考真题）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
【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。
【详解】A、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；
B、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；
C、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；
D、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。
故选C。
9．（2022·重庆·高考真题）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（见如表）。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
①
WOX5
维持未分化状态
②
WOX5+PLT
诱导出根
③
WOX5+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
【分析】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，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组
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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。生长素的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、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、较大的全能性，
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 正确；
B、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
可能诱导出根，可推测WOX5+PLT 可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B 正确；
C、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 错误；
D、由题干信息可知，出芽或出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 正确。
故选C。
二、多选题
10．（2024·江苏·高考真题）图示普通韭菜（2n=16）的花药结构。为了快速获得普通韭菜的纯系，科研人
员利用其花药进行单倍体育种。下列相关叙述正确的有（ ）
A．花粉细胞和花药壁细胞均具有全能性
B．培养基中生长素与细胞分裂素的比例影响愈伤组织再分化
C．镜检根尖分生区细胞的染色体，可鉴定出单倍体幼苗
D．秋水仙素处理单倍体幼苗，所得植株的细胞中染色体数都是16
【答案】ABC
【分析】生长素与细胞分裂素的用量比值高，有利于根的分化，抑制芽的形成；用量比值低，有利于芽的
分化，抑制根的形成；用量比值适中，促进愈伤组织的形成。
【详解】A、花粉细胞含有一个完整的染色体组，花药壁细胞含有2 个染色体组，都含有该生物生长发育
繁殖的全部遗传信息，均具有全能性，A 正确；
B、愈伤组织再分化过程中，如果细胞分裂素和生长素同时使用，且生长素用量较高，有利于根的分化、
抑制芽的形成，如果同时使用，且细胞分裂素用量较高，有利于芽的分化、抑制根的形成，所以培养基中
生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向，B 正确；
C、单倍体幼苗细胞含有的染色体数目减半，因此可镜检根尖分生区细胞的染色体，鉴定出单倍体幼苗，C
正确；
D、秋水仙素处理单倍体幼苗，可能有些细胞染色体数目没有加倍，只含有8 条，D 错误。
故选ABC。
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11．（2024·山东·高考真题）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无性繁殖
【答案】BD
【分析】植物体细胞杂交过程：将植物细胞A 与植物细胞B 用纤维素酶和果胶酶处理，得到不含细胞壁的
原生质体A 和原生质体B，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。
【详解】A、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，A 错误；
B、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，B 正确；
C、体细胞杂交获得的杂种植株细胞中具有来自亲本的的遗传物质，只有1 个细胞核，C 错误；
D、通过愈伤组织再生出多个完整植株的过程属于植物的组织培养，从繁殖看属于无性繁殖，D 正确。
故选BD。
三、非选择题
12．（2024·浙江·高考真题）植物体在干旱、虫害或微生物侵害等胁迫过程中会产生防御物质，这类物质
属于次生代谢产物。次生代谢产物在植物抗虫、抗病等方面发挥作用，也是药物、香料和色素等的重要来
源。次生代谢产物X 的研发流程如下：
筛选高产细胞→细胞生长和产物X 合成关系的确定→发酵生产X
回答下列问题：
(1)获得高产细胞时，以X 含量高的植物品种的器官和组织作为 ，经脱分化形成愈伤组织，然后通过
液体振荡和用一定孔径的筛网进行 获得分散的单细胞。
(2)对分离获得的单细胞进行 培养，并通过添加 或营养缺陷培养方法获取细胞周期同步、遗传和
代谢稳定、来源单一的细胞群。为进一步提高目标细胞的X 含量，将微生物菌体或其产物作为诱导子加入
到培养基中，该过程模拟了 的胁迫。
(3)在大规模培养高产细胞前，需了解植物细胞生长和产物合成的关系。培养细胞生产次生代谢产物的模型
分为3 种，如图所示。若X 只在细胞生长停止后才能合成，则X 的合成符合图 （填“甲”“乙”
“丙”），根据该图所示的关系，从培养阶段及其目标角度，提出获得大量X 的方法。
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(4)多种次生代谢产物在根部合成与积累，如人参、三叶青等药用植物，可通过 培养替代细胞悬浮培
养生产次生代谢产物。随着基因组测序和功能基因组学的发展，在全面了解生物体合成某次生代谢产物的
和 的基础上，可利用合成生物学的方法改造酵母菌等微生物，利用 工程生产植物的次生代谢产
物。
【答案】(1) 外植体 过滤
(2) 克隆 DNA 合成抑制剂 微生物侵害
(3) 丙 先培养大量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X
(4) 器官 代谢途径 关键酶 发酵
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下，将离体的植物器官、组织、细胞，培养在人
工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤组织、丛芽，最终形成完整的植株。2、植物
组织培养的条件：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】（1）植物体的器官和组织、细胞都可以作为外植体，经脱分化形成愈伤组织，将愈伤组织进行
振荡培养，使其分散成小的细胞团或单细胞，然后用适当孔径的不锈钢筛网过滤，除去大的细胞团和残渣，
离心除去小的残渣，得到单细胞悬浮液。
（2）分离获得的单细胞进行克隆培养，并通过添加DNA 合成抑制剂，处于S 期的细胞立刻被抑制，洗去
TdR 后可恢复正常分裂，而处于其它时期的细胞不受过量TdR 影响）或营养缺陷培养方法获取细胞周期同
步、遗传和代谢稳定、来源单一的细胞群。将微生物菌体或其产物作为诱导子加入到培养基中，模拟了微
生物侵害的迫害条件。
（3）由题可知X 只在细胞生长停止后才能合成，所以丙图符合。所以要获得大量X 的方法，是先培养大
量细胞，改变条件使细胞停止生长，大量产生X。
（4）由题知，多种次生代谢产物在根部合成与积累，所以要对根进行培养，为了方便进行次生代谢物的
收集，可以通过器官培养替代细胞悬浮培养生产次生代谢产物。要大量获得次生代谢物可以通过基因工程，
将相关基因转入酵母菌体内，然后通过发酵工程获得，基因工程的前提是要了解生物体合成某次生代谢产
物的代谢途径和关键酶。
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