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第42 讲 植物细胞工程
目录
01 课标达标练
【题型一】植物组织培养技术
【题型二】植物体细胞杂交技术
【题型三】植物细胞工程的应用
02 能力突破练 （新情境+新角度）
03 高考溯源练 （含2025 高考真题）
题型一 植物组织培养技术
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．培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关
2．人参是名贵的中药材。研究人员利用植物组织培养技术，实现了人参的快速繁殖，流程如下图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需对外植体进行消毒以抑制细胞变异
B．②过程不会发生基因的选择性表达
C．③、④过程所用的培养基的植物激素比例相同
1
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D．⑤过程中存在细胞的分裂、生长、分化和凋亡
3．百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
程如图。下列叙述错误的是（ ）
A．1 号培养基中的愈伤组织是排列不规则的薄壁组织团块
B．②为再分化过程，愈伤组织分化时可能会发生突变或基因重组
C．外植体切成小块前需要用体积分数70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠进行消毒处理
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
4．铁皮石斛是珍贵中药材，野生资源稀缺，植物组织培养可用于铁皮石斛快速繁殖和脱毒。下列叙述正
确的是（ ）
A．铁皮石斛外植体应该用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B．选取幼嫩茎段为外植体时，接种时注意外植体不要倒插
C．利用铁皮石斛茎尖作为外植体，通过植物组织培养可获得抗毒苗
D．细胞分裂素与生长素的比值在生根培养基中比生芽培养基中更大
题型二 植物体细胞杂交技术
5．某研究人员设计了下列技术路线，以期获得甘蓝和萝卜体细胞杂交植株。下列说法错误的是（ ）
A．细胞融合过程都涉及膜的流动性，常用聚乙二醇、电融合等进行促融
B．上述过程涉及有丝分裂和减数分裂两种分裂方式
C．为诱导融合体产生不定芽，通常应在培养基中加入两类植物激素
D．植物体细胞杂交打破生殖隔离，实现远缘杂交育种
6．科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图
所示。有关分析正确的是（ ）
2
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A．过程①应将叶片上表皮向上，置于含纤维素酶和果胶酶的无菌水中
B．过程②中的原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成
C．④过程可用高Ca2+—低pH 融合法，目的是促进原生质体融合
D．⑤进行脱分化和再分化过程，脱分化时需要避光，在诱导愈伤组织的培养基中培养，再分化则需要
光照，先在诱导生芽培养基上培养，再转接到诱导生根培养基上培养
7．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，结果如图2 所示。下列有关叙述正确的是（ ）
注：1 为花椰菜，Ⅱ为紫罗兰：1、2、3、4、5 为待测植株
A．图1 培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理
B．②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合，杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志
C．只考虑细胞两两融合，图1 培育出的植株体细胞中最多含有72 条染色体，减数分裂时最多可形成
18 个四分体
D．可将病菌悬浮液均匀喷施于图2 中的3 和5 植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积
的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株
题型三 植物细胞工程的应用
8．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，
实验结果如下表。下列叙述正确的是（ ）
光照条
件
接种干重 g·L-1
收获干重 g·L-1
紫杉醇含量%（干重）
光照
4.33
9.13
0.0070
黑暗
4.38
12.10
0.0164
A．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
B．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
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
9．狼爪瓦松是一种具有观赏价值的二倍体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
3
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（其中数字序号代表相应的处理过程）。下列有关分析正确的是（ ）
A．过程①前需要用70%酒精对植株甲进行消毒，以保证外植体不被污染
B．过程③需要先在生长素/细胞分裂素的比值高的培养基中培养
C．过程⑥利用愈伤组织分裂能力强的特点进行细胞培养可大量获得黄酮类化合物
D．除了植株丙，植物乙、丁细胞核遗传物质与甲相同，属于同一物种
10．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．植物细胞融合前用胰蛋白酶去除细胞壁,有利于细胞的融合
B．高Ca2+、高pH 溶液可促进细胞融合,属于化学法
C．融合过程体现出不同细胞膜的结构相似,且具有一定的流动性
D．杂交细胞可能具有生长快速的优势,可以提高人参皂苷的产率
11．百合科植物重楼具有抗肿瘤、止血、抗菌、抗病毒等作用，被广泛用于云南白药等重要中成药的制作，
甾体皂苷是重楼中重要的活性成分之一、研究人员开发了重楼珠心细胞悬浮培养技术获得甾体皂苷，技术
流程如下图。下列叙述错误的是（ ）
重楼珠心细胞
悬浮细胞
细胞培养物
甾体皂苷
A．重楼珠心细胞悬浮培养技术的主要原理是植物细胞增殖
B．检测甾体皂苷的抗肿瘤效果，可采用动物细胞培养技术
C．①②过程分别表示脱分化、再分化，所需植物激素的浓度和比例不同
D．细胞悬浮培养技术获得甾体皂苷，可减少植物资源消耗，有利于保护生物多样性
12．植物次生代谢产物是一类具有特殊作用的活性成分，例如丹参中的活性成分丹参酮以及酚酸类成分在
心脑血管疾病的治疗方面效果显著。以丹参为材料，可通过植物细胞工程获得丹参酮用于临床应用。下列
相关叙述正确的是（ ）
A．次生代谢物一般在特定的组织或器官中生成
B．次生代谢物是植物基本生命活动所必需的
C．应对丹参的外植体做消毒处理以获得脱毒组织
D．该过程利用了植物细胞全能性的原理
13．为获得具有抗肿瘤活性的骆驼蓬生物碱，并解决野生骆驼蓬稀缺问题，研究团队设计了“细胞工程
+突变育种”双路径方案，流程如下图所示。下列相关叙述正确的是（ ）
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A．骆驼蓬外植体需用酒精、次氯酸钠消毒，以彻底灭活外植体表面微生物
B．步骤②中直接用PEG 处理愈伤组织，可获得染色体组数加倍的骆驼蓬
C．以茎尖作为外植体，经过③培育的幼苗，可作为“抗毒苗”用于生产
D．步骤①②③过程中进行化学物质诱变，可能筛选出有用的突变体
14．某兴趣小组尝试利用植物细胞悬浮培养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，请同学们进行评议。下列评议不合理的是（ ）
A．培养装置中应该增设置于液面以上的排气管
B．装置充气口需要增设无菌滤器防止杂菌污染
C．实验中应采用果胶酶或溶菌酶代替胰蛋白酶
D．装置不受季节约束，但应增设温度监测和控制设备
1．药用植物板蓝根（2n=14）具有抗病毒及抗菌等作用。某课题组以甘蓝型油菜（2n=38）与板
蓝根作为原材料，通过体细胞杂交培育了抗病菌的板蓝根-油菜杂交种。部分杂交种细胞染色体组成以及分
裂过程中细胞两极染色体数目占比如表所示，下列叙述正确的是（ ）
杂交种
体细胞染色体数
后期I 细胞两极染色体数目比的占比（%）
26:26
28:24
23:29
27:25
其它
AS1
52
63.4
10.6
7.2
14.8
0.0
AS6
52-62
32.3
9.6
8.2
11.0
38.8
AS7
52-58
40.3
9.6
7.2
12.5
30.5
A．板蓝根—油菜杂种AS1 属于二倍体，体细胞中有两个染色体组
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B．板蓝根产生的配子与甘蓝型油菜产生的配子受精后需用秋水仙素诱导细胞染色体数目加倍
C．杂交种ASI 在后期I 时，有10.6%的细胞两极染色体数目比为28：24，造成这一现象的可能原因是
后期I 有部分染色单体未分离
D．若要将获得的AS1、AS6 和AS7 等杂交种作为有性杂交的亲本，最好选择AS1
2．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 。
(2)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
通过花粉造成基因污染，原因是 。
3．花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将
紫外线（UV）照射处理的花椰菜根原生质体和黑芥叶肉原生质体融合，获得了抗黑腐病的杂合新植株。
对双亲和部分杂合新植株的染色体计数，结果如下表所示。请回答下列问题：
植株
花椰
菜
黑芥
杂合新植株A
杂合新植株B
杂合新植株C
染色体数/条
18
16
34
30
58
(1)原生质体融合的理论依据是 。诱导原生质体融合的化学法包括 （写2 个），融合完成的
标志是 。
(2)将花椰菜和黑芥体细胞在一定条件下融合成杂种细胞，继而经 和 过程培养成新植物体。
这项技术称为 ，该技术的优势在于 。
(3)已知用一定剂量的UV 处理黑芥原生质体可破坏其染色体。根据表中数据，尝试推测已获得的花椰菜黑
芥杂合新植株B 染色体数目少于34（双亲染色体数之和）、杂合新植株C 染色体数目大于34，可能的原
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因是 。若要分析杂合新植株的染色体变异类型，应剪取杂合新植株与 植株的根尖，制成
装片，在显微镜下观察比较染色体的形态和数目。简要写出从杂合新植株中筛选出具有高抗性的杂合新植
株的思路： 。
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
2．（2021·福建·高考真题）科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如下。
下列叙述正确的是（ ）
A．愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞分化形成的
B．获得的杂种植株都能表现双亲的优良性状
C．可用聚乙二醇诱导原生质体甲和乙的融合和细胞壁再生
D．用纤维素酶和果胶酶处理愈伤组织以获得原生质体
3．（2023·重庆·高考真题）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。据此推断，
下列叙述正确的是（ ）
编
号
原生质
体
培养条件
①
WT
培养基
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
7
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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
4．（2025·广西·高考真题）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=120
D．在培育M1 时，配制的各种培养基常以MS 培养基为基础
5．（2025·广西·高考真题）切取虎尾兰的叶插入土壤，置于适宜条件下培养。一段时间后，切口处会长出
新植株。下列有关该过程的说法错误的是（ ）
A．体现了细胞的全能性
B．受到植物激素的调节
C．属于有性生殖的范畴
D．包含脱分化及再分化
6．（2025·浙江·高考真题）科研人员研究某种红豆杉的细胞悬浮培养和原生质体培养方式对合成紫杉醇的
影响，甲组为细胞悬浮培养，乙组为原生质体的液体静置培养，丙组为琼脂糖包埋后的原生质体悬浮培养。
三组的培养基相同，其中乙、丙两组另加细胞壁合成抑制剂等。结果如图所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．比较甲和丙，丙组的培养方式有利于原生质体的增殖，从而提高紫杉醇总产量
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B．比较乙和丙，丙组的培养方式有利于应用到发酵罐进行紫杉醇的生产
C．丙组中琼脂糖凝胶的作用是持续为原生质体供应碳源
D．上述实验表明细胞壁完整有助于紫杉醇在细胞内的合成与积累
7．（2025·甘肃·高考真题）肿瘤坏死因子α（TNF-α）是一种细胞因子，高浓度时可以引发疾病。研究者
利用细胞工程技术制备了TNF-α 的单克隆抗体，用于治疗由TNF-α 引发的疾病，制备流程如下图。下列叙
述正确的是（ ）
A．①是从小鼠的血液中获得的骨髓瘤细胞
B．②含未融合细胞、同种核及异种核融合细胞
C．③需用特定培养基筛选得到大量的杂交瘤细胞
D．④需在体外或小鼠腹腔进行克隆化培养和抗体检测
8．（2025·四川·高考真题）研究人员用花椰菜（BB，2n=18）根与黑芥（CC，2n=16）叶片分别制备原生
质体，经PEG 诱导融合形成杂种细胞，进一步培养获得再生植株，其中的植株N 经鉴定有33 条染色体。
下列叙述正确的是（ ）
A．两个原生质体融合形成的细胞即为杂种细胞
B．再生植株N 的形成证明杂种细胞仍具有全能性
C．花椰菜和黑芥的原生质体能融合，证明两种植物间不存在生殖隔离
D．植株N 的B 组和C 组染色体不能正常联会配对，无法产生可育配子
9．（2025·江苏·高考真题）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（
）
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
9
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D．培养基中糖类既能作为碳源，又与维持渗透压有关
10．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）佝偻病伴发的手足抽搐症状与人体内某种元素缺乏有关。该元素还可
以（ ）
A．参与构成叶绿素
B．用于诱导原生质体融合
C．辅助血红蛋白携氧
D．参与构成甲状腺激素
11．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）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
12．（2024·广西·高考真题）广西是我国甘蔗主产地。甘蔗一般采用无性繁殖，但会由于病毒积累而产量
下降，可通过植物组织培养获得脱毒苗的方法来解决。关于该方法，下列说法错误的是（ ）
A．可选用甘蔗的茎尖为外植体
B．选用的外植体需经高温灭菌处理
C．一般采用加入琼脂的固体培养基
D．脱毒苗的形成包括再分化过程
13．（2025·浙江·高考真题）某研究小组进行微型月季的快速繁殖研究，结果如表所示。
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6min
②诱导出丛生苗
MS+3.0mg·L-16-BA+0.05mg·L-1NAA
③丛生苗的扩增
MS+2.0mg·L-16-BA+0.1mg·L-1NAA
④丛生苗的生根
1/2MS+0.25mg·L-1IBA+0.25mg·L-1NAA
注：从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从生苗的生根
14．（2024·江苏·高考真题）图示植物原生质体制备、分离和检测的流程。下列相关叙述正确的是（ ）
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A．步骤①添加盐酸以去除细胞壁
B．步骤②吸取原生质体放入无菌水中清洗
C．原生质体密度介于图中甘露醇和蔗糖溶液密度之间
D．台盼蓝检测后应选择蓝色的原生质体继续培养
15．（2023·福建·高考真题）菊花是两性花，LFY 基因是控制植物花分生组织形成的基因。过量表达LFY
导致植物提早开花。为使菊花花期提前，科学家制备了含有拟南芥过量表达的LFY 基因的转基因菊花。重
组Ti 质粒的部分信息及实验流程如图1 所示。启动子均为真核细胞启动子。
一、将重组Ti 质粒导入农杆菌中，利用农杆菌转化法转化并筛选LFY 转基因菊花。
(1)根据图中的信息，加入潮霉素是为了筛选 ，步骤①培养过程一般 （填“需要”或“不需要”）
光照，流程图中的Ⅰ是 。
(2)通过调整过程②和③中 的浓度和比例，可诱导菊花根和芽的形成，进而培养LFY 转基因菊花。
(3)以 为模板、选用与LFY 基因特异性结合的引物，利用PCR 技术鉴定菊花细胞是否存在LFY 基因。
再选用 技术检测转基因菊花的LFY 蛋白的表达水平，进一步筛选LFY 转基因菊花。
二、为了避免潮霉素抗性基因对环境造成污染，请优化以上实验。利用携带双T-DNA 的Ti 质粒（如图2）
培养转基因植物。
(4)已知Ti 质粒携带双T-DNA 时，每个T-DNA 都可以独立地整合到植物细胞的染色体DNA 上。请设计培
育转基因植物和杂交育种相结合的实验方案，筛选出只表达LFY 转基因菊花 。（写出实验思路即可）
16．（2025·甘肃·高考真题）水稻白叶枯病（植株的叶片上会出现逐渐扩大的黄白色至枯白色病斑）由白
叶枯病菌引起，严重威胁水稻生产和粮食安全。科学家利用CRISPR-Cas9 基因组编辑技术，对水稻白叶枯
病的感病基因SWEET（该基因被白叶枯病菌利用以侵染水稻）的启动子区进行了定点“修改”，编辑后
的水稻幼胚通过植物组织培养技术获得抗病植株（如下图）。回答下列问题。
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(1)CRISPR-Cas9 重组Ti 质粒构建完成后，可通过 （方法）将该质粒转入植物细胞，并将
整合到该细胞的染色体上。为了能够筛选出转化成功的细胞，需要在植物组织培养基中添加 。
(2)实验中用到的水稻幼胚在植物组织培养中被称为 ，对其消毒时需依次使用酒精和
处理。诱导形成再生植株的过程中需使用生长素和细胞分裂素，原因是 。
(3)为了检测基因编辑水稻是否成功，首先需采用 技术检测目标基因的启动子区是否被成功编辑；
然后，在个体水平需将基因编辑后的水稻与野生型水稻分别接种白叶枯病菌，通过比较 来验证
抗病性。
(4)在该研究中，基因编辑成功后的水稻可以抗白叶枯病的原因为 。
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