2024年高考重点复习知识点之“植物细胞工程”

复习材料

考点82植物细胞工程

高考频度：★★★☆☆难易程度：★★★☆☆

考点解读

1.细胞工程

(1)操作水平：细胞水平或细胞器水平。

(2)目的：按照人的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产物。

2.植物细胞的全能性

m概念：具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞,都具有发育成完整生物体的潜能。

[2)原理：细胞内含有本物种的全部遗传信息。

(3)全能性表达条件：具有完整的细胞结构，处于离体状态,提供肯定的萱也遨＞和其他适宜外界

条件。

3.植物组织培养技术

(1)原理：植物细胞具有全能性。

⑵过程

I胚状体I人造胚乳和种叫人工种下1

发育

离体的植物

脱分化,,再分化I__I,,

器官、组织

营养物质、激翥庭组织植物体I

或细胞----------激素、尤---------------

4.植物体细胞杂交技术

(1)概念：将丕回独的植物体细胞，在肯定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培养成新的植物体

的技术。

⑵过程

|植物细胞A、B1

|纤维素酶和果胶酶处理去掉细胞壁

原生质体A、母

|聚乙二醇处理(或离心、振动、电激等)

|融合的原生质雨

再生出细胞壁(融合完成的标志)

5.植物细胞工程的应用

(1〕微型繁殖：优点是能够保持亲本的优良性状。

复习材料

(2)作物脱毒：利用茎尖、根尖等无毒组织进行微型繁殖。

(3)培养人工种子:可以解决某些植物结实率低、繁殖困难的问题。

(4〕作物新品种的培养：单倍体育种和突变体的利用。

(5〕细胞产物的工厂化生产：即利用植物组织培养技术生产蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料和生物

碱等。学科&网

点考向,

考向一植物组织培养过程分析

1.以下列图表示植物组织培养过程。据图分析以下表达正确的选项是

通过悬浮培养

分散成单细胞,

并在适宜培霹

事中培养

A.②试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物

B.③试管中的细胞能进行减数分裂

C.调节④培养基中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官

D.⑤植株根尖细胞的全能性比①植株根尖细胞的强

【参考答案】C

【试题弊析】②试詈的培龙基中含有植物生长调节剂叁有机物等，A结误；③试管中的细胞能进行有丝

分裂，B错误：调节④培齐基中植物生长调节剂的比例，可普导产生根和芽，C正瑜；⑤植株根生细胞

的全能性与①楂林根尖细胞相同,D绻误.

技法提炼

植物组织培养和植物体细胞杂交的比较

名称植物组织培养植物体细胞杂交

原理细胞的全能性细胞膜具有肯定的流动性和细胞的全能性

复习材料

植物细胞A

卜壁

离体的植物器官、

组织或细胞原生质体A.人工诱导融合的原

1脱分化原生质体B，生质体AB

愈伤组织［去壁］再生壁

过程1再分化

植物细胞B杂种细

根、芽或胚状体

胞AB

1发育］脱分化

植物体

杂种再分化愈伤

植株组织

选取根尖、茎尖、形成层

选材不同的植物细胞

部位最简单诱导脱分化

技术除脱分化、再分化外，还要用酶解法去除细胞壁，

脱分化、再分化等

操作用肯定的方法诱导细胞融合

关系植物组织培养是植物体细月包杂交的根底，植物体细胞杂交所用的技术更复杂

2.植物叶肉细胞原生质体的别离和培养的主要过程可用下面所示图解简单表示：

EH------------------------>1原生..质体悬液纯洁.的■原生质.体―土薪媪隔新—愈伤组织I—

(1)培养胚状体利用了这一项生物技术，胚状体再继续培养，则可培养出完整的

植株，这表达了。培养基中除了含有肯定的营养外，还必须含有

等植物激素，还需要对培养基进行严格的o

(2)如果愈伤组织是三七叶肉细胞培养产生的，假设为了获得三七的细胞产物，则只需要培养到

；假设为了获得三七的人工种子，则需要培养到O如果愈伤组织是棉

花叶肉细胞培养产生的，要通过基因工程猎取抗虫棉，目的基因导入棉花愈伤组织细胞常用的方

法是法O

(3)从叶片的叶肉细胞到获得胚状体的过程中，必需要经过o

①无丝分裂②有丝分裂③减数分裂④原代培养⑤传代培养⑥植物体细胞杂交⑦细胞

融合⑧脱分化⑨再分化

【答案】(1)植物组织培养植物细胞的全能性细胞分裂素、生长素灭菌

［2)愈伤组织胚状体农杆菌转化

(3)②⑧⑨

【解析】〔1〕离体植物细胞通过脱分化形成愈伤组织，通过再分化形成具有根和芽的胚状体，再通过

细胞分裂、分化发育成一个完整的植株。该技术称为植物组织培养，其原理为植物细胞的全能性。培养

基的成分包含水、无机盐、维生素、氨基酸、蔗糖、植物激素(生长素和细胞分裂素等)等；培养基要求

进行严格的灭菌。〔2〕三七的细胞产物为细胞的代谢产物，将三七叶肉细胞培养到愈伤组织即可；获

复习材料

得人工种子需培养至胚状体；棉花为双子叶植物，导入抗虫基因常用农杆菌转化法。〔3〕离体叶肉细

胞培养到胚状体的过程中必须经过脱分化和有丝分裂形成愈伤组织，再分化和有丝分裂形成具有根和芽

的胚状体。

点考向,

考向二植物体细胞杂交过程分析

3.“白菜一甘蓝”是用细胞工程的方法培养出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易于储藏等

优点。如图是“白菜一甘蓝"的杂交过程示意图。以下说法正确的选项是

甘飘凝质体B原生质体细胞组织一适株

A.除去细胞壁形成原生质体，可运用的酶是纤维素酶、淀粉酶和果胶酶

B.通常可诱导上述原生质体相互融合的方法是PEG和灭活的病毒诱导

C.杂种细胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁

D.愈伤组织形成“白菜一甘蓝〃植物体必须经过脱分化和再分化两个过程

【参考答案】C

【试题解析】除去细史壁的薛有纤鞋索薛夫果胶薛；诱导植物原生质体融合不能用灭活的病毒；杂种细

胞形成的标志是诱导产生了新的细胞壁；愈伤组织形成“白菜一甘芟”植物体属于再分化过程。

解题技巧

植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法

(1)诱导产物(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)：

①未融合的细胞：A和B。

②两两融合的细胞：AA、BB和AB。

③多细胞融合体。

(2)检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后依据得到的植物的性状进行推断。

①假设只表现出一种植物的性状，说明是未融合细胞。

②假设得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。

③假设得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状得到加强，则是多细胞融合体。

复习材料

④假设只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是同种细胞融合的结果。

4.科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄一马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,

科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培养过程如下列图,

请据图答复以下问题：

番茄细胞b原篇体耳器

融合，融合的②.种

筛选原生质体细

马铃薯马铃薯绿色荧光标记

细胞一豆一原生质体一

旦愈伤组织且植物体

m植物体细胞杂交依据的生物学原理有=

(2)过程①常用的酶是,细胞融合完成的标志是0

[3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微

镜观察，依据细胞膜外表荧光的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)，当观察到时可推断该原生质体是由番茄和马

铃薯融合而成的。

(4〕过程③和过程④依次为,过程④中

的培养基常添加的植物激素是0

(5)假设番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，贝心番茄一马铃薯〃细胞在有丝分裂

后期含条染色体。假设杂种细胞培养成的“番茄一马铃薯〃植株为四倍体，则此杂种植株的

花粉经离体培养得到的植株属于植株。

【答案】(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性

[2)纤维素酶和果胶酶再生出新的细胞壁

(3)聚乙二醇(或PEG)3融合的细胞外表既有红色荧光又有绿色荧光

(4)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素

[5[2(m+n)单倍体

【解析】〔1〕植物体细胞杂交包含原生质体融合和培养杂种植株两大步骤，两者的原理分别是细胞膜

的流动性和植物细胞的全能性。〔2〕去除细胞壁常用的酶是纤维素酶和果胶酶，细胞融合完成的标志

是再生出新的细胞壁。〔3〕化学促融剂是聚乙二醇，两两融合的原生质体有三种：番茄一番茄、马铃

薯一番茄、马铃薯—马铃薯，其中杂种细胞的细胞外表有两种颜色的荧光。〔4〕过程③和过程④分别

表示脱分化和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。〔5〕“番茄一马铃薯〃

体细胞有m+n条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍；由配子发育成的个体均为单倍体。

复习材料

、，点过关b*

1.在植物组织培养过程中，简单获得突变体的主要原因是

A.培养基营养丰富，易于植物生长

B.培养的细胞一直处于不断的分裂状态

C.纺锤丝的形成简单受抑制

D.DNA复制简单受抑制

2.以下关于植物细胞工程的应用，表达错误的选项是

A.利用植物的茎尖可以培养出极少感染病毒的脱毒苗

B.利用植物组织培养得到的胚状体可以制备人工种子

C.利用植物的愈伤组织进行诱变处理可以筛选出新品种

D.利用植物的花粉培养得到的植株能保持亲本的性状

3.如图表示利用棉花叶肉细胞进行原生质体培养的过程，据图分析不正确的选项是

A.①过程的目的是去除细胞壁

B.该过程表达了植物细胞的全能性

C.③过程中以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导

D.②过程形成的愈伤组织是高度分化的薄壁细胞

4.为了给工厂化繁殖脱毒甘薯苗提供技术支持，科研人员利用植物组织培养技术研究了甘薯茎尖大小对诱

导分化苗和脱毒苗的影响，结果如下表所示，相关表达错误的选项是

处理外植体数/个分化苗数/苗脱毒苗数/苗

小于0.3mm2011

0.3〜0.5mm20107

大于0.5mm20134

A.为预防细菌污染，应对外植体进行消毒

B.脱分化时，应给予适宜光照诱导基因表达

复习材料

C.依据培养阶段的不同要调整培养基中激素的比例

D.0.3〜0.5mm大小的茎尖有利于培养脱毒甘薯苗

5.为使玉米获得抗除草剂性状，需进行如下列图的操作。汇报基因的产物能催化无色物质K呈现蓝色。转

化过程中，愈伤组织外表常残留农杆菌，导致未转化愈伤组织也可能在选择培养基上生长。以下表达不

正确的

除草例抗性，因G

A.筛选1需要用氨苇青霉素培养基筛选出成功导入表达载体的农杆菌

B.筛选2需要用无色物质K处理愈伤组织并筛选出呈现蓝色的组织

C.汇报基因在玉米的愈伤组织和农杆菌细胞中均能正确表达

D.诱导幼胚脱分化形成愈伤组织的培养基需添加植物激素

6.以下列图所示为培养农作物新品种的一种方法。以下说法正确的选项是

植物细照丈新细胞®►愈伤组织圆►胚状体能火工种子f新品种

运载体某细菌的抗虫基因

A.③④过程分别称为脱分化和再分化

B.该育种与传统杂交育种相比，最大的优点是繁殖速度快

C.该育种过程说明已分化的细胞仍具有表达的潜能

D.该育种方法涉及转基因技术、胚胎移植技术

7.紫草素具有抗菌、消炎效果。在工业化生产中，取紫草植株局部组织诱导形成紫草愈伤组织，再转入紫

草素形成培养基，然后再将细胞破碎后提取出紫草素。以下相关表达中，不正确的选项是

A.工业化生产过程包含细胞的脱分化和再分化

B.愈伤组织无法进行光合作用，需从培养基汲取有机物

C.紫草素在细胞内合成后被分泌到细胞外

D.紫草的愈伤组织细胞在低渗溶液中不会涨破

8.下面为番茄植物组织培养过程的流程图解。以下相关表达不正确的选项是

A.脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用

复习材料

B.再分化发生在d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程

C.从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性

D.人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题

9.三七富含三七皂昔、三七多糖、三七素、黄酮等有效成分，具有止血、活血化瘀、消肿定痛、滋补强壮、

抗劳累、耐缺氧、抗衰老、降血脂、降血糖、提高机体免疫功能等众多作用。为了猎取上述有效成分,

某制药公司利用植物组织培养技术，从培养的愈伤组织中提取这些有效成分。请答复以下问题：

（1）培养时，通常选择新生营养芽作为外植体，这是因为。外植体经诱导后形成愈

伤组织的过程称为,此过程需要使用的生长调节剂是（填“脱落酸〃或“2,

4-D”）o

[2）多倍体的愈伤组织细胞产生的有效成重量常高于二倍体。为了获得更多的有效成分，科研人员利

用处理二倍体愈伤组织细胞，使其细胞中的染色体数目加倍。欲确定愈伤组织细胞中的

染色体数目，通常需制成装片，进行显微镜观察，此过程中需要对染色体染色，常用的染色剂是

（3）为获得多倍体的愈伤组织细胞，也可以先用酶去除细胞壁，获得具有活力的0

再用化学诱导剂诱导细胞两两融合，形成的融合细胞进一步培养形成愈伤组织。假设要得到多倍

体植株，可在上述的根底上，再经形成。

10.如下列图为科学家利用番茄叶细胞和马铃薯叶细胞杂交培养“番茄一马铃薯〃植株的过程，答复以下问

题：

U）①②过程使用了酶，以使植物原生质体相互别离；此处使用的溶液浓度较大，以保证

植物的细胞会发生，以保持原生质体不被破坏；在动物细胞培养技术中，使细胞别离

开来的酶是=

[2）过程③在化学药剂的作用下会发生植物原生质体的融合；动物细胞融合的方法与植物

细胞不相同的是o

[3）过程属于脱分化，过程属于再分化，细胞发生分化的根本原因是

。〔前两空用图中的数字作答）

[4）过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是,其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是

复习材料

[5）植物体细胞杂交的研究在方面，取得了庞大突破，其育种的原理是

%真题过关

11.（2024•江苏卷）花药离体培养是重要的育种手段。以下列图是某二倍体植物花药育种过程的示意图,

以下表达正确的选项是

A.为了预防微生物污染，过程①所用的花药需在70%乙醇中浸泡30min

B.过程②的培养基中需添加较高浓度的细胞分裂素以利于根的分化

C.过程③逐渐分化的植株中可筛选获得纯合的二倍体

D.过程④应将炼苗后的植株移栽到含有蔗糖和多种植物激素的基质上

12.（2024・江苏卷）如图为制备人工种子局部流程示意图，以下表达正确的选项是

A.胚状体是外植体在培养基上脱分化形成的一团愈伤组织

B.该过程以海藻酸钠作为营养成分，以CaCb溶液作为凝固剂

C.可在海藻酸钠溶液中添加蔗糖，为胚状体提供碳源

D.包埋胚状体的凝胶珠能够隔绝空气，有利于人工种子的储藏

13.12024•海南卷）甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技

术繁殖该植物。答复以下问题：

（1）以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在肯定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其

原理是o

（2）甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中，均参加肯定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到

o假设要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是

〔填“具有完整的细胞核"“具有叶绿体”或"己转入抗性基因”）。

（3）图中A、B、C所示的是不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量

复习材料

的不同造成的，这两种激素是oA中的愈伤组织是叶肉细胞经形成的。

(4)假设该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,

可用组织培养方法繁殖，在培养时，(填“能〃或'不能〃)采纳经减数分裂得到的花

粉粒作为外植体，原因是。

复习材料

匹昌考答瓮

1.【答案】B

【解析】培养基只是为培养物的生长提供了所需的营养物质（水、无机盐、蔗糖、氨基酸和有机酸等）、

激素（如细胞分裂素、生长素）等，植物的生长还需要操作无菌、适宜的温度和pH等条件，A错误；在植

物组织培养的过程中，由于培养细胞一直处于不断的分裂状态，因此简单受到培养条件和外界压力的影

响而产生突变，进而获得突变体，B正确；培养细胞在不断的分裂过程中，由于人为地调控培养条件，

因此纺锤丝的形成和DNA复制不简单受抑制，C、D错误。

2.【答案】D

【解析】植物分生区附近（如茎尖）的病毒蚊少，蒙至无病毒，因此，可以培育出极少感炎痣等的脱毒

苗，A正璃；可用胚状体、不定芽、顶芽叁睢芽等为树料来制备人工种子，B正磅：利用植物的愈伤组

织进行谤变处理可以拜选出新品种，C正蹒；旎粉中有植物细电中的纪子，是原始生殖细葩经过威致分

裂而来的，与妾本的性状不一定相同，因此，利用植物的花粉培界停到的植株不一定能保持亲本的性状，

D错误.

3.【答案】D

【解析】①表示去壁过程，需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理，才能得到原生质体，A

正确；该过程采纳植物组织培养技术，将棉花叶肉细胞培养成棉花幼苗，表达了植物细胞的全能性，B

正确；③是再分化过程，需要以适当配比的营养物质和生长调节剂进行诱导，C正确；②过程形成的愈

伤组织是未分化的薄壁细胞，D错误。学科&网

4.【答案】B

【解析】植物组织培养时，在接种前对外植体进行消毒处理可减少杂菌污染，A正确；脱分化时，愈伤

组织的诱导往往需要暗培养，不能给予光照，B错误；不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例

不同，C正确；依据表格中数据可知，0.3〜0.5mm大小的茎尖，脱毒苗数最多，因此有利于培养脱毒甘

薯，D正确。

5.【答案】C

复习材料

【踪析】据困分析可知，质粒上含有氯芋青客索抗性基因，可以作为标记基因，因此簿逸.1需美用氯芋

青霉素培乔基筛选.由成功导入表达载体的农杆菌，A正牖；根据提供信息可知，报告基因的产物能催化

无色物质K呈现主乏，因此筛选2需要用无之初质K处理套伤组织并筛选.出呈现基包的组织，B正确；

由于基因是造捱性表达的，因此授告基因在玉米的套伤组织叁农杆菌细电中不一定新能正踽表达，C绻

误；植物组织培界过程包括既分化布再分化过程，两个过程新需要加入植物激素，D正礴。

6.【答案】C

【解析】据图分析，图中①表示基因工程中构建基因表达载体并将其导入受体细胞〔植物细胞〕的过程；②

表示植物组织培养过程中的脱分化过程，③表示再分化过程，④表示胚状体包裹上人工种皮形成人工种

子的过程。依据以上分析已知，图中②表示脱分化，③表示再分化过程，A错误；该育种与传统杂交育

种相比，最大的优点是能够克服远缘杂交不亲和障碍，B错误；该育种过程表达了植物细胞具有全能性,

说明已分化的细胞仍具有表达的潜能，C正确；依据以上分析可知，该育种方法涉及转基因技术、植物

组织培养技术，D错误。

7.【答案】C

【解析】工业化生产过程包含细胞的脱分化和再分化，A正确；愈伤组织不能进行光合作用，需从培养

基汲取有机物，B正确；依据题干中“将细胞破碎后提取出紫草素〃可知，紫草素在细胞内合成后不能分

泌到细胞外，C错误；紫草的愈伤组织细胞有细胞壁，在低渗溶液中不会涨破，D正确。

8.【答案】B

【解析】由图可知，b代表的是脱分化，在此过程中发挥作用的植物激素有生长素和细胞分裂素，A正

确；c表示再分化，即由愈伤组织形成胚状体，B错误；由体细胞形成完整的植株，表达了植物细胞的

全能性，因为其具有本物种全部的遗传信息，C正确；人工种子是一种人工制造的替代天然种子的颗粒

体，可以直接播种于田间。特点是周期短，易储存和运输，完全保持优良品种的遗传特性，不受气候和

地域的限制，D正确。

9.【答案】(1)细胞分化程度低，简单诱导形成愈伤组织脱分化2,4-D

(2)秋水仙素或低温醋酸洋红液〔或“龙胆紫溶液")

[3)纤维素酶和果胶原生质体再分化

【解析】〔1〕因新生营养芽细胞分化程度低，简单诱导形成愈伤组织，所以进行植物组织培养时，通

常选择新生营养芽作为外植体。外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为脱分化。2,4-D为生长素类似

物，而生长素能够促进细胞伸长生长，脱落酸的主要作用之一是抑制细胞分裂，所以脱分化过程需要使

用的生长调节剂是2,4-D»〔2〕秋水仙素或低温可抑制纺锤体的形成，进而使其细胞中的染色体数目

加倍。染色体可被醋酸洋红液或龙胆紫溶液等碱性染料染成深色，因此欲用显微镜观察愈伤组织细胞中

复习材料

的染色体数目，常用醋酸洋红液或龙胆紫溶液对染色体染色。〔3〕植物细胞壁的主要成分是纤维素和

果胶，因此可用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体。愈伤组织细胞经过再分化可

发育成植物体。

10.【答案】U)纤维素酶和果胶质壁别离胰蛋白酶

12)聚乙二醇可以使用灭活的病毒

[3)⑤⑥基因