2025年高考生物精品教案第十一章生物技术与工程课时3植物细胞工程

这是一份2025年高考生物精品教案第十一章生物技术与工程课时3植物细胞工程，共16页。

考点1 植物细胞工程的基本技术
学生用书P329
1.细胞工程的概念分析
2.植物组织培养技术
（1）植物组织培养
提醒 植物组织培养中所需的碳源一般为蔗糖，少数为葡萄糖和果糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又能更好地调节培养基的渗透压，而相同质量分数的蔗糖和葡萄糖溶液，后者形成的渗透压可能过高。
（2）植物激素对植物组织培养的影响
①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。
②同时使用这两种激素，两者用量比例的影响
适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根，适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽，比例适中诱导产生愈伤组织（如图所示）。
提醒 由愈伤组织进行细胞分化时，一般要先诱导其生芽，然后诱导其生根，可通过控制培养基中生长素和细胞分裂素的比例来实现。
3.植物体细胞杂交技术
提醒 科学家在制备原生质体时，有时使用蜗牛消化道提取液来降解植物细胞的细胞壁。据此分析，蜗牛消化道提取液中可能含有的成分是纤维素酶、果胶酶。
基础自测
1.植物组织培养的目的都是获得完整的植株。（ × ）
2.植物的每个细胞在植物体内和体外都能表现出细胞的全能性。（ × ）
3.在植物组织培养过程中，细胞的遗传物质会发生改变。（ × ）
4.脱分化和再分化是植物组织培养的重要过程。（ √ ）
5.利用物理法或化学法，可以直接将两个植物细胞进行诱导融合。（ × ）
6.植物体细胞杂交所获得的杂种植株的变异类型属于染色体变异。（ √ ）
7.植物体细胞杂交过程中，原生质体融合后获得的细胞需要进行筛选。（ √ ）
情境应用
“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，原因是什么？
提示 生物体内基因的表达不是孤立的，它们之间是相互调控、相互影响的，因此“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。
深度思考
1.与体细胞相比，生殖细胞的遗传物质减少了一半，为什么仍具有全能性？
提示 生殖细胞中遗传物质虽然减少了一半，但仍具有控制生物体生长发育的全套基因，因此生殖细胞仍具有全能性。
2.愈伤组织形成杂种植株的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照的原因是什么？
提示 光照能诱导叶绿素形成，使杂种植株进行光合作用。
3.从繁殖方式上看，植物组织培养属于哪种繁殖方式？为什么？
提示 无性繁殖。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，此过程并没有两性生殖细胞的参与，所以是无性繁殖。
学生用书P331
命题点1 植物组织培养的过程分析
1.[2021江苏]植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为无菌培养物建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定，下列相关叙述错误的是（ D ）
A.为获得无菌培养物，外植体要消毒处理后才可以接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
解析 植物组织培养过程中应注意无菌操作，为获得无菌培养物，外植体要经过表面消毒处理后，才能进行培养，所用的培养基必须彻底灭菌，A正确；组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成，直接形成胚状体等结构，胚状体若包裹上人工种皮，可制作成人工种子，B正确；生长素和细胞分裂素的比值高时，有利于根的分化、抑制芽的形成，因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值，有利于诱导生根，C正确；用同一植株体细胞离体培养获得再生苗的过程中可能会发生基因突变、染色体变异，D错误。
2.[2022浙江6月]下列关于菊花组织培养的叙述，正确的是（ D ）
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的乙醇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.不带叶片的菊花幼茎切段可以通过器官发生的途径形成完整的菊花植株
解析 用自然生长的茎段进行组织培养，可取一茎段经流水冲洗后，用体积分数为70％的酒精消毒30 s，用无菌水清洗后再用次氯酸钠溶液处理30 min，最后再用无菌水冲洗，A错误；培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入，但不能阻止瓶内外的气体交换，B错误；蛭石不能为组培苗提供营养物质，C错误；不带叶片的菊花幼茎切段可以经脱分化后再分化成芽、根等器官，最终形成完整的菊花植株，该途径为器官发生途径，D正确。
命题点2 植物体细胞杂交技术分析
3.[2023江苏]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（ D ）
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
解析 植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此，去除植物细胞细胞壁需要使用纤维素酶和果胶酶，A错误；原生质体无细胞壁的支持和保护，若将其置于低渗溶液中，则会导致原生质体吸水涨破，B错误；苯酚品红和甲紫溶液均可使染色体着色，检测原生质体活力时可用台盼蓝染液进行染色，活的原生质体不能被染色，死的原生质体可被染色，C错误；不同种细胞的叶绿体颜色有差异，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，D正确。
4.[2021福建]科研人员利用植物体细胞杂交技术培育矮牵牛新品种，技术流程示意图如图。
下列叙述正确的是（ D ）
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
解析 愈伤组织是幼嫩叶片通过细胞脱分化形成的，A错误；由于基因的选择性表达和基因间的互作效应等，获得的杂种植株不一定都能表现出双亲的优良性状，B错误；聚乙二醇可诱导原生质体甲和乙的融合，细胞壁再生不需要聚乙二醇诱导，C错误。
考点2 植物细胞工程的应用
学生用书P331
1.植物繁殖的新途径
2.作物新品种的培育
3.细胞产物的工厂化生产
教材补遗 [选必3 P41“相关信息”]初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此在整个生命过程中它一直进行着；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。
基础自测
1.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。（ × ）
2.快速繁殖技术能保持亲本的优良特性。（ √ ）
3.脱毒苗培育所选的组织培养材料可以来自植株的任何部位。（ × ）
4.工厂化生产的细胞次生代谢物的化学成分都是蛋白质。（ × ）
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。（ × ）
深度思考
1.脱毒苗和抗毒苗是一回事吗？为什么？
提示 不是。脱毒苗是选择植物的顶端分生区（如茎尖）进行组织培养而获得的，属于细胞工程的范畴；抗毒苗是把某抗病毒基因导入受体细胞中，并通过一定的方法培养形成的，属于基因工程的范畴。
2.通过细胞产物的工厂化生产，获取次生代谢物，需要经过脱分化和再分化两个阶段吗？为什么？
提示 不需要。细胞产物的工厂化生产是利用植物细胞培养来获取次生代谢物，所以不需要经过脱分化和再分化两个阶段。
学生用书P332
命题点 结合实例考查植物细胞工程的应用
1.[2023山东]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 ）
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
解析 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，A正确、B错误。次生代谢物不是植物生长所必需的物质，C错误。植物细胞培养技术主要通过促进细胞增殖产生更多能产生所需次生代谢物的细胞，以提高次生代谢物的产量，而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量，D错误。
2.[2024常州华罗庚中学检测]辣椒素作为一种生物碱被广泛用于食品保健、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（ C ）
A.图示途径1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
解析 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，该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；植物组织培养过程中需用体积分数为70％的酒精对外植体进行消毒，以实现无菌操作，B正确；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，从而实现辣椒素的工业化生产，C错误；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。
1.[2023湖北]栽培稻甲产量高、品质好，但每年只能收获一次。野生稻乙种植一次可连续收获多年，但产量低。中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧。下列叙述错误的是（ A ）
A.该成果体现了生物多样性的间接价值
B.利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙
C.该育种技术为全球农业发展提供了新思路
D.品系丙的成功培育提示我们要注重野生种质资源的保护
解析 中国科学家利用栽培稻甲和野生稻乙杂交，培育出兼具两者优点的品系丙，为全球作物育种提供了中国智慧，该成果体现了生物多样性在科学研究方面的价值，属于生物多样性的直接价值，A错误；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，因此利用体细胞杂交技术也可培育出品系丙，B正确；该育种技术培育出的品系丙产量高、品质好，种植一次可连续收获多年，为全球农业发展提供了新思路，C正确；品系丙的成功培育利用了野生稻乙种植一次可连续收获多年的特点，提示我们要注重野生种质资源的保护，D正确。
2.[2023浙江6月]植物组织培养过程中，培养基中常添加蔗糖，植物细胞利用蔗糖的方式如图所示。
下列叙述正确的是（ B ）
A.转运蔗糖时，共转运体的构型不发生变化
B.使用ATP合成抑制剂，会使蔗糖运输速率下降
C.植物组培过程中蔗糖是植物细胞吸收的唯一碳源
D.培养基的pH高于细胞内，有利于蔗糖的吸收
解析 共转运体是转运蛋白，在运输蔗糖过程中会发生构型改变，A错误；据图分析可知，细胞内的H＋向细胞外运输消耗ATP，说明该过程中H＋的运输方式为逆浓度梯度的主动运输，即细胞内的H＋浓度小于细胞外；蔗糖从细胞外运输到细胞内依赖于细胞膜两侧的H＋的电化学梯度提供能量，且需要载体蔗糖－H＋共转运体，属于主动运输（但不消耗ATP），因此使用ATP合成抑制剂会抑制细胞内的H＋向细胞外运输而使蔗糖运输速率下降；培养基的pH值高于细胞内（细胞外的H＋浓度小于细胞内），不利于蔗糖的吸收，B正确、D错误；植物组培的培养基中氨基酸等有机物也可以作为碳源，C错误。
3.[2023辽宁]用含有不同植物生长调节剂配比的培养基诱导草莓茎尖形成不定芽，研究结果如下表。下列叙述错误的是（ D ）
注：诱导率＝出不定芽的外植体数/接种的外植体数×100％
A.培养基中NAA/6-BA比例过高，不利于不定芽的诱导
B.推断6-BA应为细胞分裂素类植物生长调节剂
C.该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产
D.相同条件下，NAA诱导草莓茎尖形成不定芽的效果优于2，4-D
解析 由题表可知，培养基中NAA/6-BA比例逐渐增大时，不定芽诱导率先上升后下降，故培养基中NAA/6-BA比例过高，不利于不定芽的诱导，A正确；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，当生长素用量与细胞分裂素用量的比值小于1时，有利于芽的分化，题表中NAA和2，4-D属于生长素类植物生长调节剂，故推断6-BA属于细胞分裂素类植物生长调节剂，B正确；脱毒苗是取植物顶端分生区附近部位（如茎尖）进行植物组织培养得到的没有病毒的植株，故该研究的结果可指导草莓脱毒苗的生产，C正确；由题表相关数据可知：当培养基中 NAA/6-BA和2，4-D/6-BA 比例相同时，2，4-D/6-BA组诱导草莓茎尖形成不定芽的效果更好，D错误。
4.[2022重庆]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（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（ C ）
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
解析 据表可知，WOX5能维持未分化状态，若WOX5失活，中层细胞可能会丧失干细胞特性，A合理；由题干信息“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”，再结合表格信息，WOX5＋PLT能诱导出根，推测WOX5＋PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累，B合理；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，再结合表可知，抑制ARR5能诱导出芽，即ARR5被抑制时细胞分裂素的生理作用大于生长素的生理作用，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不合理；由题干信息可知，愈伤组织再生出芽或根取决于生长素与细胞分裂素的生理作用大小，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合理。
5.[2020山东]两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂，形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理，将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种，过程如图所示。下列说法错误的是（ C ）
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
解析 由图可知，①为去除植物细胞的细胞壁获得原生质体的过程，该过程需用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；由题干信息可知，两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出，若其中一个细胞的染色体在融合前发生断裂，则形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出，未排出的染色体可存留在杂种细胞中，故为了使普通小麦获得中间偃麦草的耐盐性状，需要将中间偃麦草细胞中的染色体断裂，即过程②用不同剂量的紫外线照射的目的是使中间偃麦草的染色体断裂，B正确；图中过程③为两种原生质体的融合，常用的融合手段为物理法和化学法，灭活的病毒通常用来诱导动物细胞的融合，C错误；中间偃麦草具有耐盐性强的性状，因此筛选出的耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段，D正确。
6.[2023浙江1月，15分]甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应，乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究，基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定，最终获得高产耐盐碱再生植株。回答下列问题：
（1）根据研究目标，在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备形成 再生植株 的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体来自幼苗的根，则乙植物原生质体来自幼苗的 叶片 。
（2）植物细胞壁的主要成分为 纤维素 和果胶，在获取原生质体时，常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前，需对原生质体进行处理，分别使甲原生质体和乙原生质体的 细胞质、细胞核 失活。对处理后的原生质体在显微镜下用 血细胞计数板 计数，确定原生质体密度。两种原生质体1：1混合后，通过添加适宜浓度的PEG进行融合；一定时间后，加入过量的培养基进行稀释，稀释的目的是 终止原生质体融合 。
（3）将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合，在凝固前倒入培养皿，融合原生质体分散固定在平板中，并独立生长、分裂形成愈伤组织。同一块愈伤组织所有细胞源于 一个融合原生质体 。下列各项中能说明这些愈伤组织只能来自杂种细胞的理由是哪几项？ ABD （A.甲、乙原生质体经处理后失活，无法正常生长、分裂 B.同种融合的原生质体因甲或乙原生质体失活而不能生长、分裂 C.培养基含有抑制物质，只有杂种细胞才能正常生长、分裂 D.杂种细胞由于结构和功能完整可以生长、分裂）。
（4）愈伤组织经 再分化 可形成胚状体或芽。胚状体能长出 根和芽 ，直接发育形成再生植株。
（5）用PCR技术鉴定再生植株。已知甲植物细胞核具有特异性DNA序列a，乙植物细胞质具有特异性DNA序列b；M1、M2为序列a的特异性引物，N1、N2为序列b的特异性引物。完善实验思路：
Ⅰ.提取纯化再生植株的总DNA，作为PCR扩增的 模板 。
Ⅱ.将DNA提取物加入PCR反应体系， M1、M2 为特异性引物，扩增序列a；用同样的方法扩增序列b。
Ⅲ.得到的2个PCR扩增产物经 电泳 后，若每个PCR扩增产物在凝胶中均出现了预期的 1 个条带，则可初步确定再生植株来自杂种细胞。
解析 （1）在甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交前，应检验两种植物的原生质体是否具备形成再生植株的能力。为了便于观察细胞融合的状况，通常用不同颜色的原生质体进行融合，若甲植物原生质体来自幼苗的根，则乙植物原生质体应来自幼苗的叶片（注：叶片细胞中含有叶绿体，叶片细胞的原生质体呈绿色）。（2）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶。由于甲原生质体提供的是核基因，因此需使其细胞质失活；乙原生质体提供的是细胞质基因，因此需使其细胞核失活。可采用血细胞计数板对原生质体进行计数。加入过量的培养基可降低PEG浓度，使原生质体融合终止。（3）由于将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合后，在凝固前倒入培养基，融合原生质体分散固定在平板中，可独立生长、分裂形成愈伤组织，因此同一块愈伤组织所有细胞来源于一个融合原生质体。综合分析可知，甲原生质体的细胞质失活，乙原生质体的细胞核失活，因此，未发生融合的甲原生质体、未发生融合的乙原生质体，以及同种融合（甲原生质体与甲原生质体融合、乙原生质体与乙原生质体融合）的原生质体无法生长、分裂，A、B项符合题意；杂种细胞的结构和功能完整，能够进行生长、分裂形成愈伤组织，D项符合题意。（4）愈伤组织经再分化能形成胚状体或芽。胚状体能长出根、芽，直接发育成再生植株。（5）提取纯化再生植株的总DNA，可作为PCR扩增的模板。扩增序列a时所用的特异性引物是M1和M2。PCR的扩增产物常用凝胶电泳进行鉴定。若在2个PCR扩增体系中能分别扩增出a序列和b序列，则将2个PCR扩增体系扩增的产物进行凝胶电泳后，可观察到1个凝胶中含a序列对应的1个条带，1个凝胶中含b序列对应的1个条带。
学生用书·练习帮P523
一、选择题
1.[2024北京统考]华北地区某兰花产业园每年可利用植物组织培养技术培育成品花125万株，这些兰花畅销海内外。下列叙述错误的是（ B ）
A.该技术的原理是植物细胞具有全能性
B.外植体需要依次经历再分化和脱分化过程
C.用X射线照射愈伤组织可获得兰花突变体
D.以茎尖为外植体进行组织培养可培育脱毒兰花苗
解析 外植体需要依次经历脱分化和再分化过程，B错误；用X射线照射愈伤组织可能使其基因突变从而获得兰花突变体，C正确。
2.[2023广东]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（ C ）
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
解析 在进行植物体细胞杂交时，应先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得原生质体，A正确。人工诱导原生质体融合的方法基本分为两大类——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，B正确。融合的细胞可能由一种细胞融合而成，也可能由两种细胞融合而成，C错误。
3.[2023唐山十校联考]草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的，容易被病毒侵染，使品种退化。培育草莓脱毒苗可解决该问题，如图是利用植物组织培养技术获得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是（ B ）
外植体X胚状体 脱毒苗
A.培育草莓脱毒苗时，往往选择草莓匍匐茎的茎尖作为外植体
B.X是有特定结构和功能的薄壁组织团块
C.生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化
D.若要获得突变体，一般用诱变因素处理X而非外植体
解析 茎尖无毒或病毒很少，培育草莓脱毒苗往往选择草莓匍匐茎的茎尖作为外植体，A正确；X是外植体经脱分化形成的愈伤组织，其是无特定结构和功能的薄壁组织团块，B错误；脱分化和再分化对生长素和细胞分裂素的浓度、比例要求不同，生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化，C正确；X细胞分裂旺盛，易诱导产生突变，要获得突变体，一般用诱变因素处理X而非外植体，D正确。
4.[2024广东七校第一次联考]农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方法如图所示（其中A、B、C、D分别代表不同物种的一个染色体组），下列说法错误的是（ C ）
A.图中丙含有A和B两个染色体组，因为没有同源染色体，不能正常联会，所以丙高度不育
B.操作①常采用秋水仙素处理，由此获得染色体组加倍的丁，恢复育性
C.操作②常采用纤维素酶和胰蛋白酶处理，过程③通过脱分化过程即可形成杂种植株辛
D.方法一一般只能用于亲缘关系较近的不同物种，方法二则能实现远缘杂交育种
解析 图中丙含有A和B两个染色体组，A和B分别代表不同物种的一个染色体组，丙的细胞中没有同源染色体，不能正常联会，导致丙高度不育，A正确；秋水仙素能使植物细胞染色体数目加倍，操作①常采用秋水仙素处理，由此获得染色体组加倍的丁，恢复育性，B正确；方法二表示植物体细胞杂交，植物细胞细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，因此操作②应该用纤维素酶和果胶酶处理，以去除细胞壁，过程③需要通过脱分化、再分化过程才能形成杂种植株辛，C错误；方法一涉及杂交育种，一般只能用于亲缘关系较近的不同物种，方法二表示植物体细胞杂交，能实现远缘杂交育种，D正确。
二、非选择题
5.[2023西安一调，12分]为培育具有市场竞争力的无籽柑橘，研究者设计了如下流程。
请回答下列问题：
（1）花药离体培养可用于单倍体育种，该育种方法的优点是 明显缩短育种年限 。
（2）①过程常利用的酶是 纤维素酶和果胶酶 。 形成的原生质体不能放在清水中，原因是 原生质体在清水中会吸水涨破 。
（3）②过程常用的方法有物理法和化学法，物理法包括 电融合法、离心法 （答出2点即可）等，化学法一般是用 聚乙二醇（PEG） 作为诱导剂来诱导细胞融合。
（4）③过程通常包含脱分化和再分化的过程，脱分化是指 已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成愈伤组织的过程 ，诱导植物组织再分化时常用的“激素杠杆”体现在 生长素的用量高于细胞分裂素时，主要诱导根的分化、抑制芽的形成；细胞分裂素的用量高于生长素时，则主要诱导芽的分化、抑制根的形成 。
解析 图中①过程表示去除细胞壁，获得原生质体；②过程表示诱导原生质体融合；③过程表示采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成三倍体植株。（1）花药离体培养可用于单倍体育种，其原理是染色体变异，其优点是可以明显缩短育种年限。（2）植物细胞的细胞壁会阻碍细胞的融合，因此在进行植物细胞杂交时，应先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。若放在清水中原生质体会吸水涨破。（3）实现②过程（原生质体的融合）依赖膜的流动性，常用的方法有物理法和化学法，物理法包括电融合法、离心法等，化学法一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂来诱导细胞融合。（4）③植物组织培养过程通常包含脱分化和再分化的过程，脱分化是指已分化的细胞经诱导后，失去其特有的结构和功能，转变成未分化细胞，进而形成愈伤组织的过程；在植物组织培养过程中，生长素和细胞分裂素常作为诱导植物组织再分化的“激素杠杆”，主要体现在：当生长素的用量高于细胞分裂素时，主要诱导根的分化、抑制芽的形成；当细胞分裂素的用量高于生长素时，则主要诱导芽的分化、抑制根的形成。
一、选择题
6.[2024常州模拟]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，下列说法错误的是（ B ）
A.过程①②分别表示脱分化和再分化过程
B.获得辣椒素的两条途径都体现了植物细胞的全能性
C.脱毒苗的获得利用了芽尖组织病毒少的特点
D.两条途径分别利用了植物组织培养技术和植物细胞培养技术
解析 由图分析可知，过程①是脱分化过程，过程②通过愈伤组织形成根、芽，是再分化过程，A正确；利用细胞培养物获得辣椒素的途径没有体现植物细胞的全能性，B错误；植物芽尖组织的病毒极少，甚至没有病毒，所以脱毒苗的获得利用了芽尖组织病毒少的特点，C正确；由图分析可知，一条途径通过植物组织培养获得脱毒苗，再从果实中获取相应的产物，利用了植物组织培养技术，另一条途径通过细胞培养物实现工厂化生产获得大量的细胞产物，利用的是植物细胞培养技术，D正确。
7.[2023三明模拟]利用山金柑愈伤组织细胞（2n）和早花柠檬叶肉细胞（2n）进行体细胞杂交可以得到品质高、抗逆性强的杂种植株。如图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源的鉴定结果。下列分析正确的是（ C ）
A.进行原生质体融合有多种手段，如电融合法、离心法、聚乙二醇诱导法、灭活病毒诱导法等
B.细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在无菌水中以防杂菌污染
C.可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选
D.用于鉴定的杂种植株是四倍体，其核DNA只来自早花柠檬，线粒体DNA只来自山金柑
解析 灭活病毒可诱导动物细胞融合，但不能诱导原生质体融合，A错误；细胞融合依赖膜的流动性，获得的融合原生质体需放在等渗的无菌溶液中，不能放在无菌水中，否则原生质体会吸水涨破，B错误；愈伤组织细胞不含叶绿体，而叶肉细胞含有叶绿体，因此可通过观察融合后细胞的颜色进行初步筛选，C正确；由图可知，杂种植株的线粒体DNA只来自山金柑，杂种植株的核DNA只来自早花柠檬，因此杂种植株仍是二倍体，D错误。
二、非选择题
8.[2024宜春模拟，10分]甲、乙是两种药用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。回答下列问题：
（1）为了培育同时含有A和B的新型药用植物，可取植物甲、乙的叶肉细胞，先用 纤维素酶和果胶 酶去除细胞壁，获得原生质体，此过程需严格控制酶的 使用浓度、温度、pH、处理时间 （答出两点即可）。再利用PEG人工诱导原生质体融合，融合后经筛选可获得杂种细胞，融合完成的标志是再生出新的细胞壁，请写出一种判断新细胞壁再生的方法： 进行质壁分离实验，观察是否出现质壁分离（或加清水后用显微镜观察是否吸水涨破） 。最终将杂种细胞培育成同时含有A和B的新型药用植物。
（2）上述获得新型药用植物的过程中，使用的基本技术遵循的细胞学原理有 植物细胞的全能性、细胞膜的流动性 。
（3）在将杂种细胞培育成新的植物体的过程中，诱导愈伤组织形成和诱导愈伤组织分化形成试管苗所需的植物激素比例不同，所以从脱分化到再分化的过程中需要做的是 更换含有不同比例植物激素的新培养基（合理即可） 。
解析 （1）植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞可以去除植物细胞的细胞壁，获得原生质体。植物细胞的细胞壁具有支持和保护细胞的作用，且伸缩性比原生质体小，可通过进行质壁分离实验，观察是否出现质壁分离（或加清水后用显微镜观察是否吸水涨破）来判断是否再生出新的细胞壁。
9.[综合考查生物技术与工程/2023新课标，12分]根瘤菌与豆科植物之间是互利共生关系，根瘤菌侵入豆科植物根内可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。为了寻找抗逆性强的根瘤菌，某研究小组做了如下实验：从盐碱地生长的野生草本豆科植物中分离根瘤菌；选取该植物的茎尖为材料，通过组织培养获得试管苗（生根试管苗）；在实验室中探究试管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答下列问题。
（1）从豆科植物的根瘤中分离根瘤菌进行培养，可以获得纯培养物，此实验中的纯培养物是 根瘤菌单菌落 。
（2）取豆科植物的茎尖作为外植体，通过植物组织培养可以获得豆科植物的试管苗。外植体经诱导形成试管苗的流程是：外植体愈伤组织试管苗。其中①表示的过程是 脱分化 ，②表示的过程是 再分化 。由外植体最终获得完整的植株，这一过程说明植物细胞具有全能性。细胞的全能性是指 细胞经分裂和分化后，仍然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 。
（3）研究小组用上述获得的纯培养物和试管苗为材料，研究接种到试管苗上的根瘤菌是否具有固氮能力，其做法是将生长在培养液中的试管苗分成甲、乙两组，甲组中滴加根瘤菌菌液，让试管苗长出根瘤。然后将甲、乙两组的试管苗分别转入 无氮 的培养液中培养，观察两组试管苗的生长状况，若甲组的生长状况好于乙组，则说明 接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮作用 。
（4）若实验获得一种具有良好固氮能力的根瘤菌，可通过发酵工程获得大量根瘤菌，用于生产根瘤菌肥。根瘤菌肥是一种微生物肥料，在农业生产中使用微生物肥料的作用是 增加土壤肥力、改善土壤结构、提高作物的产量 （答出2点即可）。
解析 （1）纯培养物通常是由一个微生物生长、繁殖所形成的单菌落，根据题中信息“从豆科植物……获得纯培养物”可知，此实验中的纯培养物是根瘤菌单菌落。（2）植物组织培养的简单过程：取外植体并消毒→脱分化（也叫去分化）形成愈伤组织→再分化形成组织或器官→发育成一株完整的植株。植物细胞的全能性是指细胞经分裂和分化后，仍然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。（3）若接种到试管苗上的根瘤菌具有固氮作用，则该试管苗可以在无氮的培养液中正常生长。（4）微生物肥料的作用有提高作物的产量、增加土壤肥力、改善土壤结构等。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.阐明植物组织培养是在一定条件下，将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程；
2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞，继而培育成新植物体的技术；
3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率
植物细胞工程的基本技术
2023：辽宁T14、江苏T13、浙江6月T13、广东T12、浙江1月T24；
2022：浙江6月T23、重庆T15、辽宁T14、浙江1月T7；
2021：江苏T5、福建T11；
2020：天津T15、山东T13；
2019：北京T4、全国ⅡT38、江苏T20
1.生命观念——深入理解植物组织培养的原理，理解生命的发生、发展过程。
2.科学思维——分析植物组织培养的原理及影响因素，形成科学思维的习惯。
3.科学探究——通过植物组织培养的实际操作，培养科学探究能力
植物细胞工程的应用
2023：辽宁T24（4）、山东T14、湖北T1B；
2022：重庆T26（1）；
2020：浙江7月T29（二）（3）
命题分析预测
1.高考对本部分的考查主要有植物组织培养、植物体细胞杂交和植物细胞工程的应用，常以试管苗的培养等科研实践为情境，综合考查相关知识，既有选择题，也有非选择题。
2.预计2025年高考仍会注重情境创设和创新应用，结合生产或科研实践进行考查
项目
原理
优点
过程
单倍体
育种
植物细胞的全能性和染色体变异
明显缩短育种年限；后代一般是纯合子，能稳定遗传
花药（或花粉）离体培养→单倍体幼苗纯合子植株
突变体
的利用
植物细胞的全能性和基因突变
提高愈伤组织的突变率，加快育种进程
组别
处理及结果
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
6-BA（mg·L-1）
1
NAA（mg·L-1）
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
－
－
－
－
－
2，4-D（mg·L-1）
－
－
－
－
－
0.05
0.1
0.2
0.3
0.5
不定芽诱导率（％）
68
75
77
69
59
81
92
83
70
61
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