第3講植物細胞工程

1.闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物

通過建立植物組織培養(yǎng)、植物體

器官、組織和細胞在適宜的培養(yǎng)條件下誘導形成愈科學

細胞雜交流程圖，理解植物體細

傷組織，并重新分化，最終形成完整植株的過程思維

胞雜交的原理

2.概述植物體細胞雜交是將不同植物體細胞在一定

條件下融合成雜合細胞，繼而培育成新植物體的技

科學

術(shù)探究植物細胞工程的應用

探究

3.舉例說明植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次

社會正確看待植物細胞工程在生產(chǎn)

生代謝產(chǎn)物生產(chǎn)、育種等方式有效提高了生產(chǎn)效率

責任生活中的應用

1.細胞工程

(1)概念

原理、方法細胞生物學、分子生物學和__發(fā)育生物學__等

操作水平__細胞器__、細胞或組織水平

目的獲得特定的細胞、__組織__、__器官__、個體或其產(chǎn)品

(2)分類：植物細胞工程和動物細胞工程。

2.植物組織培養(yǎng)

(1)原理——細胞的全能性

(2)流程簡圖

脫分化再分化發(fā)育

外植體―――→愈傷組織―――→胚狀體(長出芽和根)―――→植株

①脫分化：在一定的激素和營養(yǎng)等條件的誘導下，__已經(jīng)分化__的細胞，失去其特有的

結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成__未分化__的細胞的過程。

②再分化：__愈傷組織__重新分化形成芽、根等器官的過程。

(3)實例——菊花的組織培養(yǎng)

①原理：植物細胞的全能性。

②方法步驟

3.植物體細胞雜交技術(shù)

(1)概念：將__不同__來源的植物體細胞，在一定條件下融合成__雜種細胞__，并把雜

種細胞培育成__新植物體__的技術(shù)。

(2)操作流程

①去壁：對應圖中__a__過程，即去除__細胞壁__，獲得具有活力的原生質(zhì)體，用到的

酶是__纖維素酶和果膠酶__。

②誘導融合：對應圖中__b__過程，即原生質(zhì)體的融合。

原理：細胞膜具有流動性

物理法：包括電融合法、離心法等

誘導融

化學法：包括聚乙二醇融合法、

合方法(PEG)

高Ca2+—高pH融合法等

融合成功標志：再生出細胞壁

③培養(yǎng)：過程d是__植物組織培養(yǎng)__，其原理是__植物細胞的全能性__。

(3)意義：在打破__生殖隔離__，實現(xiàn)__遠緣__雜交育種，培育植物新品種等方面展示

出獨特的優(yōu)勢。

4.植物細胞工程的實際應用

(1)植物繁殖的新途徑

(2)作物新品種的培育：單倍體育種、__突變體__的利用。

(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

①次生代謝物：是一類__小分子__有機化合物，在植物抗病、抗蟲等方面發(fā)揮作用，也

是很多藥物、香料和色素等的重要來源。

②細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)：人們利用__植物細胞培養(yǎng)__來獲得目標產(chǎn)物，這個過程就是

細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)。

③原理——植物細胞培養(yǎng)：是指在__離體__條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養(yǎng)使

其__增殖__的技術(shù)。

④過程

脫分化分散開培養(yǎng)、提取

外植體―――→愈傷組織―――→細胞懸液―――→細胞產(chǎn)物

【易錯易混自糾】

(1)培養(yǎng)基添加生長素和細胞分裂素后，愈傷組織一定能發(fā)育成完整的植株。(×)

提示：培養(yǎng)基添加生長素和細胞分裂素后，要有合適的生長素和細胞分裂素的比例，還

要有光照條件才能發(fā)育成完整的植株。

(2)植物的每個細胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出全能性。(×)

提示：在植物體體內(nèi)，在特定的時間和空間條件下，細胞中的基因會選擇性表達，所以

并不是所有的細胞都能表現(xiàn)出全能性。

(3)在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞。(×)

提示：在植物細胞融合之前必須用纖維素酶和果膠酶去掉細胞壁。

(4)同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)組織培養(yǎng)獲得的植株基因都是相同的。(×)

提示：不一定。如果取的都是體細胞，那么基因都是相同的；如果取的是花粉，就會形

成單倍體，基因可能不同。

(5)單倍體育種和突變體培育的遺傳學原理是一致的。(×)

提示：單倍體育種的原理是染色體變異，突變體培育的原理主要是基因突變。

1.(選擇性必修3P35)從繁殖方式上看，植物組織培養(yǎng)屬于哪種繁殖方式？為什么？__

無性繁殖。植物組織培養(yǎng)是在細胞有絲分裂和細胞分化的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，此過程并沒有生殖

細胞的產(chǎn)生，所以是無性繁殖__。

2.(選擇性必修3P35)植物組織培養(yǎng)離體的細胞能表達全能性的原因是__離體細胞含有

本物種全部的遺傳信息__，若不離體這些細胞在母體上發(fā)生__基因選擇性表達__而分化。

3.(選擇性必修3P40正文拓展)脫毒苗與抗毒苗有何區(qū)別？作物脫毒時應選取哪里的組

織進行組織培養(yǎng)？原因是什么？

__①脫毒苗是選擇植物的分生區(qū)如莖尖(剛形成，不含有病毒)進行組織培養(yǎng)而獲得的，

屬于細胞工程的范疇。一般選取根尖或莖尖的分生區(qū)；植物的分生區(qū)病毒極少，甚至無病毒，

用分生區(qū)細胞進行組織培養(yǎng)，就能得到大量的脫毒苗。②抗毒苗是把某抗病毒基因?qū)胧荏w

細胞中，并通過一定的方法培養(yǎng)形成的，屬于基因工程的范疇__。

教材拾遺

1.(選擇性必修3P35探究·實踐)在菊花組織培養(yǎng)過程中，誘導外植體脫分化形成愈傷組

織的培養(yǎng)基所需的碳源為什么一般用蔗糖，而不用葡萄糖？

__蔗糖既可提供充足的碳源，又可維持相對適中的滲透壓，而葡萄糖在與蔗糖提供相同

數(shù)量碳源的前提下，其造成的滲透壓可能過高__。

2.(選擇性必修3P41相關(guān)信息)初生代謝是__生物生長和生存所必需的代謝活動__，因此

在整個生命過程中它一直進行著。初生代謝物有__糖類__、__脂質(zhì)__、__蛋白質(zhì)__和核酸等。

次生代謝不是生物生長所必需的，一般在__特定的組織或者器官__中，并在__一定的環(huán)境和

時間__條件下才進行。

考點植物細胞工程

1.植物組織培養(yǎng)的關(guān)鍵

(1)條件：離體，一定營養(yǎng)物質(zhì)，激素(生長素、細胞分裂素)等。

(2)培養(yǎng)基狀態(tài)：固體培養(yǎng)基(有誘導愈傷組織的培養(yǎng)基、有誘導生根的培養(yǎng)基及誘導生

芽的培養(yǎng)基)。

(3)體內(nèi)細胞未表現(xiàn)全能性的原因：基因的表達具有選擇性。

(4)光照的應用：脫分化階段一般不需要給予光照；再分化階段需要給予光照，以利于

葉綠素的形成。

2.植物激素對植物組織培養(yǎng)的影響

(1)按照不同的順序使用激素，會得到不同的實驗結(jié)果

使用順序?qū)嶒灲Y(jié)果

先使用生長素，后使用細胞分裂素有利于細胞分裂，但細胞不分化

先使用細胞分裂素，后使用生長素細胞既分裂也分化

同時使用分化頻率提高

(2)當同時使用這兩類激素時，兩者用量的比例影響植物細胞的發(fā)育方向

生長素/細胞分裂素植物細胞的發(fā)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

適中促進愈傷組織的形成

3.植物體細胞雜交和有性雜交的辨析

4.植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的區(qū)別與聯(lián)系

名稱植物組織培養(yǎng)植物體細胞雜交

細胞膜具有一定的流動性和細

原理細胞的全能性

胞的全能性

離體的植物器官、組織或細胞

↓脫分化

愈傷組織

過程↓再分化

根、芽或胚狀體

↓發(fā)育

植物體

選取根尖、莖尖、形成層部位不同種的植物體細胞融合后形

選材

最容易誘導脫分化成雜種細胞

除脫分化、再分化外，還要用

技術(shù)

脫分化、再分化等酶解法去除細胞壁，用一定的

操作

方法誘導原生質(zhì)體融合

植物組織培養(yǎng)是植物體細胞雜交的基礎(chǔ)，植物體細胞雜交所用的

關(guān)系

技術(shù)更復雜

結(jié)合植物組織培養(yǎng)，考查科學思維

1.(2024·北京一模)某科學小組探索長壽花組織培養(yǎng)過程中外植體的消毒條件，實驗結(jié)果

如下表。下列分析不正確的是()

2%次氯酸

鈉處理時81012

間/min

75%酒精處

203040203040203040

理時間/min

21.

污染率/%25.613.322.216.712.22017.88.9

1

褐化率/%008.905.614.47.816.716.7

注：褐化是指培養(yǎng)材料在組培過程中向培養(yǎng)基中釋放褐色物質(zhì)，并變褐死亡的現(xiàn)象。

A.消毒處理時間越長，組織培養(yǎng)成功率越高

B.消毒處理時間越長，外植體的污染率越低

C.誘導培養(yǎng)外植體脫分化為愈傷組織的過程中一般不需要光照

D.組織培養(yǎng)過程中提高生長素與細胞分裂素的比例有助于生根

【答案】A

結(jié)合植物體細胞雜交過程，考查科學思維和科學探究

2.(2024·海南期末)從紫草(2N＝14)中提取的紫草寧能抗葡萄球菌、枯草桿菌及某些真菌，

并能抑制流感病毒，可用于治療皮炎、牛皮癬等。青蒿素是從黃花蒿(2N＝18)莖葉中提取的

一種代謝產(chǎn)物，主要用于間日瘧、惡性瘧的癥狀控制。某科研小組為培育能生產(chǎn)紫草寧的黃

花蒿，進行了不對稱體細胞雜交，如圖為培育過程。根據(jù)所學知識回答下列問題：

(1)過程①的處理為______________。過程②可采用的方法是________________(答出1

點)。能產(chǎn)生紫草寧的黃花蒿植株的遺傳信息來源是________________。

(2)圖中雜種細胞形成的標志是________________。過程③④所用培養(yǎng)基中需要添加的

植物激素為________________。圖中②③④過程所利用的原理是_______________________

_。在圖中愈傷組織中提取不到青蒿素，需將其培養(yǎng)成黃花蒿植株后從葉片中提取，根本原

因可能是____________________。

(3)與從紫草植株幼苗中提取紫草寧相比，利用植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫草寧的優(yōu)點有_____

_______________________(答出2點)。

【答案】(1)去除細胞壁PEG融合法黃花蒿和紫草(2)細胞壁的再生生長素和細

胞分裂素細胞膜的流動性、植物細胞的全能性基因的選擇性表達(3)不占用耕地，幾

乎不受季節(jié)、天氣等的限制

3.(2024·湖南一模)(不定項)為獲得利福平和鏈霉素雙抗的黃色短桿菌菌株，科研人員用

現(xiàn)有的甲、乙兩種菌株進行細菌細胞融合(基本過程與植物體細胞雜交一致)。菌株甲抗利福

平(Rifr)但對鏈霉素敏感(StrS)，菌株乙抗鏈霉素(Strr)但對利福平敏感(RifS)。下列敘述正確的

是()

A.過程①中需要用纖維素酶和果膠酶處理細菌甲和細菌乙

B.為避免原生質(zhì)體失水而影響融合，應將制備好的原生質(zhì)體置于低滲環(huán)境中

C.融合子有3種，可用含利福平和鏈霉素的固體培養(yǎng)基進行篩選

D.過程②體現(xiàn)了細胞膜的流動性，PEG同樣也可以誘導動物細胞融合

【解析】CD細菌細胞融合與植物體細胞雜交的基本過程一致，首先都是要去除細胞

壁，細菌細胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纖維素酶和果膠酶來處理，A錯誤；失去細

胞壁保護的原生質(zhì)體更容易受到外界環(huán)境的影響，在低滲環(huán)境中很容易吸水漲破，因此制備

好的原生質(zhì)體應該置于等滲環(huán)境中，B錯誤；形成的兩兩融合的融合子共有3種，分別是菌

株甲互融、菌株乙互融、菌株甲與菌株乙互融，其中只有菌株甲與菌株乙互融形成的融合子

才是所需要的雙抗菌株，可用含有利福平和鏈霉素的固體培養(yǎng)基進行篩選，C正確；過程②

是原生質(zhì)體甲、乙相互融合的過程，該過程體現(xiàn)了細胞膜的流動性，PEG是常用的細胞融

合誘導劑，除此之外還可以誘導動物細胞融合以及植物細胞的融合，D正確。

圍繞植物細胞工程的應用，考查理論與實踐相結(jié)合

4.(2024·山東一模)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、消炎和抗

腫瘤等活性。利用植物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫草寧的基本過程如下圖所示。下列敘述正確的是(

)

愈傷懸浮振植物生物工廠化

外植體

→組織→蕩培養(yǎng)→反應器→生產(chǎn)

A.為提高愈傷組織的誘導速率，誘導時應給予適當時間和強度的光照

B.懸浮振蕩培養(yǎng)前，需用胰蛋白酶從愈傷組織中分離出具活性的單個細胞

C.植物細胞培養(yǎng)時易發(fā)生突變，需篩選出高產(chǎn)突變體才能用來制備生物反應器

D.紫草寧是紫草細胞的初生代謝物，是紫草細胞基本生命活動所必需的產(chǎn)物

【解析】C光照不利于愈傷組織形成，因此形成愈傷組織的過程中不需要光照，A錯

誤。在動物細胞培養(yǎng)過程中，需用胰蛋白酶將組織分散成單個細胞，制成細胞懸液，防止接

觸抑制，在植物細胞培養(yǎng)時不用胰蛋白酶，B錯誤。組織培養(yǎng)過程中，愈傷組織易受到培養(yǎng)

條件和外界環(huán)境的影響而發(fā)生突變，進而發(fā)育成為新品種，所以可通過從中篩選獲得高產(chǎn)的

突變體制備生物反應器，C正確。紫草寧是從紫草細胞中提取的一種藥物和色素，具有抗菌、

消炎和抗腫瘤等活性。紫草寧屬于次生代謝產(chǎn)物，D錯誤。

5.(2024·天津一模)植物細胞工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)等方面有著廣泛的應用。下圖列舉了

幾項成果。下列敘述錯誤的是()

A.三種成果的獲得過程中，都發(fā)生了基因的選擇性表達

B.①過程獲得脫毒苗是因為該過程發(fā)生了基因突變產(chǎn)生了抗病毒基因

C.②過程可以提高隱性性狀的出現(xiàn)概率

D.③主要利用了細胞增殖的原理

【解析】B愈傷組織之后發(fā)生了再分化，細胞分化的實質(zhì)是基因的選擇性表達，A正

確；切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng)，再生的植株就有可能不帶病毒，從而獲得脫毒苗，

B錯誤；若單倍體植株只含有一個染色體組，染色體加倍后隱性性狀容易出現(xiàn)，C正確；植

物細胞培養(yǎng)：指在離體條件下對單個植物細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖的技術(shù)，原理為細

胞增殖，D正確。

6.(2024·黑龍江模擬)水果紅提中富含槲皮素，槲皮素具有抗氧化、抗癌等多種生物活性。

科研人員利用二倍體紅提和植物F，采用多種途徑嘗試培育不同品種，培育途徑如圖所示，

其中①～⑤表示過程。請回答下列問題：

(1)圖中過程________(填序號)均采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，細胞主要經(jīng)過了________

和________過程，最終發(fā)育為完整植株。

(2)在過程③中，對愈傷組織進行細胞培養(yǎng)，可實現(xiàn)槲皮素的工廠化生產(chǎn)，這是因為愈

傷組織具有______________________的特點。

(3)途徑丁采用______________技術(shù)培育紅提—F雜種植物，其中過程④需要先用_____

_____________處理獲得原生質(zhì)體，再用一定方法誘導，多次篩選后，得到雜種細胞。誘導

細胞融合的常用化學方法有___________________________(至少答出1種)。

(4)圖中植物A～F中，屬于四倍體植物的有______________。

【答案】(1)①③⑤脫分化再分化(2)未分化，分裂能力強(3)植物體細胞雜交纖

維素酶和果膠酶聚乙二醇(PEG)融合法或高Ca2+—高pH融合法(4)植株E、植株G

【解析】(1)圖中①為花藥離體培養(yǎng)，②為人工誘導染色體加倍，③為植物組織培養(yǎng)，

④為植物體細胞融合，⑤是植物組織培養(yǎng)，因此圖中過程①③⑤均采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù)，

細胞主要經(jīng)過了脫分化和再分化過程，最終發(fā)育為完整植株。(2)槲皮素的工廠化生產(chǎn)是因

為愈傷組織是未分化的細胞，分裂能力強，常采用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)，進行擴大培養(yǎng)后再提

取。(3)途徑丁采用植物體細胞雜交技術(shù)培育紅提—F雜種植物，其中過程④需要先用纖維素

酶和果膠酶處理形成原生質(zhì)體，再用一定方法誘導，多次篩選后，才能獲得融合的雜種細胞。

誘導植物細胞融合的常用化學方法有聚乙二醇(PEG)融合法或高Ca2+—高pH融合法等。(4)

植株A是有性生殖產(chǎn)生的二倍體，植株B是單倍體，植株C是單倍體育種獲得的純合二倍

體，植株D是植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得的二倍體，植株E是多倍體育種獲得的四倍體，植株

G是植物體細胞雜交技術(shù)獲得的四倍體，因此屬于四倍體植物的有植株E、植株G。

1.(2024·甘肅卷)蘭州百合栽培過程中易受病毒侵染，造成品質(zhì)退化。某研究小組嘗試通

過組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗，操作流程如下圖。下列敘述正確的是()

A.①為脫分化過程，1號培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列規(guī)則的薄壁組織團塊

B.②為再分化過程，愈傷組織細胞分化時可能會發(fā)生基因突變或基因重組

C.3號培養(yǎng)基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值大于1

D.百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，可以作為該研究中的外植體

【解析】D在脫分化過程中，1號培養(yǎng)基中的愈傷組織是排列不規(guī)則的薄壁組織團塊，

A錯誤；愈傷組織細胞分化時可能會發(fā)生基因突變，但基因重組發(fā)生在減數(shù)分裂過程中，B

錯誤；3號培養(yǎng)基用于誘導生根，其細胞分裂素濃度與生長素濃度的比值應該小于1，C錯

誤；百合分生區(qū)附近的病毒極少，甚至無病毒，因此可以作為該研究中的外植體，D正確。

2.(2024·吉林卷)迷迭香酸具有多種藥理活性。進行工廠化生產(chǎn)時，先誘導外植體形成愈

傷組織，再進行細胞懸浮培養(yǎng)獲得迷迭香酸，加入誘導劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量。下列

敘述錯誤的是()

A.迷迭香頂端幼嫩的莖段適合用作外植體

B.誘導愈傷組織時需加入NAA和脫落酸

C.懸浮培養(yǎng)時需將愈傷組織打散成單個細胞或較小的細胞團

D.茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物的合成速率

【解析】B迷迭香頂端幼嫩的莖段生長旺盛，分裂能力較強，適合用作外植體，A正

確；誘導愈傷組織時需加入NAA和細胞分裂素，B錯誤；懸浮培養(yǎng)時需將愈傷組織打散成

單個細胞或較小的細胞團，獲得更多的營養(yǎng)物質(zhì)和氧氣，使得其可以進一步分裂，C正確；

加入誘導劑茉莉酸甲酯可大幅提高產(chǎn)量，推測茉莉酸甲酯改變了迷迭香次生代謝產(chǎn)物(不是

植物生長所必需的)的合成速率，D正確。

3.(2024·安徽卷)植物細胞懸浮培養(yǎng)技術(shù)在生產(chǎn)中已得到應用。某興趣小組嘗試利用該技

術(shù)培養(yǎng)胡蘿卜細胞并獲取番茄紅素，設(shè)計了以下實驗流程和培養(yǎng)裝置(如圖)，請同學們進行

評議。下列評議不合理的是()

A.實驗流程中應該用果膠酶等處理愈傷組織，制備懸浮細胞

B.裝置中的充氣管應置于液面上方，該管可同時作為排氣管

C.裝置充氣口需要增設(shè)無菌濾器，用于防止雜菌污染培養(yǎng)液

D.細胞培養(yǎng)需要適宜的溫度，裝置需增設(shè)溫度監(jiān)測和控制設(shè)備

【解析】B裝置中的充氣管應置于液面下方，以利于培養(yǎng)液中的溶氧量的增加，該管

不能同時作為排氣管，B錯誤。

4.(2024·山東卷)(不定項)下列關(guān)于植物愈傷組織的說法，正確的是()

A.用果膠酶和膠原蛋白酶去除愈傷組織的細胞壁獲得原生質(zhì)體

B.融合的原生質(zhì)體需再生出細胞壁后才能形成愈傷組織

C.體細胞雜交獲得的雜種植株細胞中具有來自親本的2個細胞核

D.通過愈傷組織再生出多個完整植株的過程屬于無性繁殖

【答案】BD

5.(2024·湖北卷)植物甲抗旱、抗病性強，植物乙分蘗能力強、結(jié)實性好。科研人員通過

植物體細胞雜交技術(shù)培育出兼有甲、乙優(yōu)良性狀的植物丙，過程如下圖所示。下列敘述錯誤

的是()

A.過程①中酶處理的時間差異，原因可能是兩種親本的細胞壁結(jié)構(gòu)有差異

B.過程②中常采用滅活的仙臺病毒或PEG誘導原生質(zhì)體融合

C.過程④和⑤的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細胞分裂素

D.可通過分析植物丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株

【解析】B酶解是為了去除植物細胞的細胞壁，過程①中酶處理的時間不同，說明兩

種親本的細胞壁結(jié)構(gòu)有差異，A正確；過程②為原生質(zhì)體的融合，常用PEG誘導原生質(zhì)體

融合，滅活的仙臺病毒可誘導動物細胞融合，不能用于植物，B錯誤；過程④脫分化和⑤再

分化的培養(yǎng)基中均需要添加生長素和細胞分裂素，但在兩個過程中比例不同，C正確；植物

丙是植物甲和植物乙體細胞雜交形成的個體，應具備兩者的遺傳物質(zhì)，因此可通過分析植物

丙的染色體，來鑒定其是否為雜種植株，D正確。

6.(2024·浙江6月選考改編)植物體在干旱、蟲害或微生物侵害等脅迫過程中會產(chǎn)生防御

物質(zhì)，這類物質(zhì)屬于次生代謝產(chǎn)物。次生代謝產(chǎn)物在植物抗蟲、抗病等方面發(fā)揮作用，也是

藥物、香料和色素等的重要來源。次生代謝產(chǎn)物X的研發(fā)流程如下：

篩選高產(chǎn)細胞→細胞生長和產(chǎn)物X合成關(guān)系的確定→發(fā)酵生產(chǎn)X

回答下列問題：

(1)獲得高產(chǎn)細胞時，以X含量高的植物品種的器官和組織作為________，經(jīng)脫分化形

成愈傷組織，然后通過液體振蕩和用一定孔徑的篩網(wǎng)進行________獲得分散的單細胞。

(2)對分離獲得的單細胞進行________培養(yǎng)，并通過添加過量的胸苷或營養(yǎng)缺陷培養(yǎng)方

法獲取細胞周期同步、遺傳和代謝穩(wěn)定、來源單一的細胞群。為進一步提高目標細胞的X

含量，將微生物菌體或其產(chǎn)物作為誘導子加入培養(yǎng)基中，該過程模擬了____________的脅迫。

(3)在大規(guī)模培養(yǎng)高產(chǎn)細胞前，需了解植物細胞生長和產(chǎn)物合成的關(guān)系。培養(yǎng)細胞生產(chǎn)

次生代謝產(chǎn)物的模型分為3種，如圖所示。若X只在細胞生長停止后才能合成，則X的合

成符合圖______(填“甲”“乙”或“丙”)，根據(jù)該圖所示的關(guān)系，從培養(yǎng)階段及其目標角度，提

出獲得大量X的方法：___________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

______。

(4)多種次生代謝產(chǎn)物在根部合成與積累，如人參、三葉青等藥用植物，可通過______

的水培養(yǎng)替代細胞懸浮培養(yǎng)生產(chǎn)次生代謝產(chǎn)物。隨著基因組測序和功能基因組學的發(fā)展，在

全面了解生物體合成某次生代謝產(chǎn)物的______________和______________的基礎(chǔ)上，可利用

合成生物學的方法改造酵母菌等微生物，利用________________工程生產(chǎn)植物的次生代謝產(chǎn)

物。

【答案】(1)外植體過濾(2)擴大微生物侵害(3)丙將細胞培養(yǎng)至穩(wěn)定期(即停止

生長時期)一定時間后，通過分離提純獲得大量X(4)根相關(guān)基因組成基因表達過程

基因工程和發(fā)酵

(2024·山東期末)多肉植物因其觀賞性和耐旱易栽培的特點受到越來越多人的喜愛。研究

人員以葉插繁殖能力強的多肉植物長壽花為實驗材料，通過使用改良的“切—浸—芽”(CDB)

方法實現(xiàn)了多肉植物的遺傳轉(zhuǎn)化和基因編輯，為多肉植物的遺傳改良開辟了新途徑。圖甲、

圖乙分別表示利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和CDB法對長壽花進行基因改造的一般流程。回答下列問題：

(1)無菌操作是圖甲操作成功的關(guān)鍵，誘導愈傷組織的固體培養(yǎng)基分裝后應采用_______

_________法滅菌。當①過程的培養(yǎng)基中細胞分裂素和生長素的比例大于1時，有利于誘導_

_____(填“生根”或“生芽”)；該過程還需要提供光照，目的是___________________________

_______________________________________________________________________________

______________________________________。

(2)為測試圖乙CDB方法能否對長壽花實現(xiàn)遺傳轉(zhuǎn)化，研究人員用攜帶綠色熒光蛋白基

因(EGFP)和除草劑抗性基因(bar)的農(nóng)桿菌K599侵染外植體B，再將被侵染的外植體放入充

滿濕潤土壤的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。紫外燈下，實現(xiàn)遺傳轉(zhuǎn)化