第51講植物細胞工程

課標內(nèi)容（口闡明植物組織培養(yǎng)是在一定條件下，將離體植物器官、組織或細

胞等，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，在適宜的培養(yǎng)條件下誘導形成愈傷組織，并

重新分化，最終形成完整植株的過程。（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種細胞，繼而培育成新植物體的技術。（3）舉例說明

植物細胞工程利用快速繁殖、脫毒、次生代謝物生產(chǎn)、育種方式有效提高了生產(chǎn)

效率。

考點一植物組織培養(yǎng)技術

I基礎?精細梳理夯實必備知識

1.細胞工程的概念

一①一一②一

原理和方法操作水平

細胞生物學、分細胞器水平、獲彳的導定的細胞、

子生物學和發(fā)育細胞水平或組組織、器它、個體

生物學等織水平或其產(chǎn)品

2.植物組織培養(yǎng)技術

（1）過程（如菊花的組織培養(yǎng)）

植物組織培養(yǎng)的過程菊花的組織培養(yǎng)過程:

V

外植體是流水沖洗一酒精

指離體培

接種外植消毒一無菌水清

養(yǎng)的植物.

外植體消.洗一次氯酸鈉溶

器官、組

體毒液處理f無菌水

織或細胞清洗

脫壬;養(yǎng)才

分隔激怒

愈傷組

化將消毒后?的外植

織是不1

h希導,，體切成0.5~1cm

定形的長的小段

薄壁組愈傷

|組織|形態(tài)學下貼插入

織團塊培冬泉,

需

將生她接種到

培養(yǎng)基卑激素、

誘導愈傷組織的

中生長?

化光培養(yǎng)基中

素濃度

s細胞固本培樂泉

誘號

分裂素接種后的植物組

生芽

濃度.有1織擊養(yǎng)在18~22t

利于芽因?的培養(yǎng)箱中.id

的分化錄愈傷組織生長

情況

培養(yǎng)基

，先生茅后生根

中生長

/將愈傷組織轉(zhuǎn)接

素濃度

誘導至誘導生芽的培

二細胞誘導

生芽、A養(yǎng)基上.生芽后

分裂素生根

再轉(zhuǎn)接到誘導生

濃度.有生根

根的培養(yǎng)基上

利于根

的分化打開瓶蓋.在培

養(yǎng)甯內(nèi)生長兒日

一移植到消過毒

臥的蟀石或珍珠巖

移栽

成活等環(huán)境中

將試管苗移栽至

大田

(2)植物激素在植物組織培養(yǎng)中的作用

生長素/細咆分裂素植物組織的發(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

簡記為：“高”根,“低”芽，“中”愈傷

3.植物細胞的全能性

細胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生

一物體或分化成其他各種細胞的潛能,即細胞

具有全能性

^7-.生物體的每個細胞中都含有發(fā)育成完整個

史吵1一體所需的全套基因

①受精卵〉生殖細胞>體州胞

②分化程度低的細胞〉分化程度高的細胞

③植物細胞〉動物細胞

離體、營養(yǎng)物質(zhì)、避素、適宜的溫度和pH

名師解讀

①光照：在愈傷組織誘導階段，對有些植物來說，避光培養(yǎng)有利于細胞脫分化形

成愈傷組織。當愈傷組織再分化出芽和葉時，一定要有光照，有利于葉片內(nèi)葉綠

素的合成。

②植物組織培養(yǎng)中所需的碳源一般為蔗糖，原因是蔗糖既可提供充足的碳源，又

可維持相對適中的滲透壓。

L考點速覽

⑴宜選用成熟葉片為材料制備外植體。(2022?遼寧卷，14D)(X)

提示一般選擇植物幼嫩的組織作為植物組織培養(yǎng)的外植體。

⑵植物組織培養(yǎng)時，外植體須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消聿。

(2022?浙江6月選考,23A)(X)

提示外植體的消毒步驟為流水沖洗一70%酒精消毒3()s-*無菌水清洗2?3次

f次氯酸鈉溶液處理30min->無菌水清洗2?3次。

(3)提高培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比值，有利于誘導生根。(2021?江蘇卷，

5C)(J)

(4)常用滅活的病毒誘導植物原生質(zhì)體融合。(2020?山東卷，13C)(X)

提示滅活病毒誘導法常用于動物細胞融合。

典例?精心深研提升學科素養(yǎng)

考向結合植物組織培養(yǎng)技術，考查科學探究

1.(2023?重慶卷，15)某小組以擬南芥原生質(zhì)體為材料，研究了生長素(IAA)、組

蛋白乙?；癛基因?qū)υ|(zhì)體形成愈傷組織的影響。野生型(WT)和R基因突

變型（rr）的原生質(zhì)體分別經(jīng)下表不同條件培養(yǎng)相同時間后，檢測培養(yǎng)材料中R基

因表達量，并統(tǒng)計愈傷組織形成率，結果如圖所示，據(jù)此判斷，下列敘述正確的

是（）

編號原生質(zhì)體培養(yǎng)條件

①WT培養(yǎng)基

②WT培養(yǎng)基+合適濃度的IAA

③rr培養(yǎng)基

④rr培養(yǎng)基+合適濃度的IAA

⑤WT培養(yǎng)基+組蛋白乙?；种苿?/p>

2.(?

12

0.4_口？

。①②③④⑤

A.組蛋白乙酰化有利于WT原生質(zhì)體形成愈傷組織

B.R基因通過促進IAA的合成提高愈傷組織形成率

C.組蛋白乙?；ㄟ^改變DNA堿基序列影響R基因表達量

D.若用IAA合成抑制劑處理WT原生質(zhì)體，愈傷組織形成率將升高

答案A

解析分析圖表信息，①②對照，說明IAA會促進野生型R基因表達量，進而

提高愈傷組織形成率。③④對照，說明在不存在R基因時，IAA對突變型愈傷

組織形成率幾乎沒有影響。??對照，說明組蛋白乙?；种苿种芌基因

的表達，進而預測其抑制WT原生質(zhì)體愈傷組織的形成，即組蛋白乙?；瘯龠M

WT原生質(zhì)體形成愈傷組織。根據(jù)以上分析，A正確，B、D錯誤；組蛋白乙酰

化屬于表觀遺傳的機制之一，其本身不會改變DNA的堿基序列，C錯誤。

2.關于植物組織培養(yǎng)的再分化過程，說法錯誤的是（）

A.再分化過程中，不同細胞內(nèi)合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)

B.脫分化與再分化過程所使用的培養(yǎng)基主要是激素濃度及用量比例的不同

C.再分化過程在實驗室或植物組織培養(yǎng)車間進行，需要避光處理

D.再分化過程中，核遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變，但mRNA有變化

答案C

解析再分化的本質(zhì)就是細胞分化，分化的實質(zhì)是細胞內(nèi)的基因選擇性表達，不

同細胞內(nèi)轉(zhuǎn)錄出不同的mRNA,合成了功能不同的特異性蛋白質(zhì)，A、D正確；

決定植物脫分化和再分化的關鍵因素是植物激素的濃度和用量比例，因此脫分化

與再分化過程所使用的培養(yǎng)基主要是激素濃度及用量比例的不同，B正確；誘導

愈傷組織期間一般不需要光照，但再分化過程將形成根和芽等營養(yǎng)器官，芽的形

成需要一定的光照，同時葉綠素的形成過程也離不開光照，所以再分化過程需要

光照，C錯誤。

考點二植物體細胞雜交技術及植物細胞工程的應用

I基礎?精細梳理夯實必備知識

1.植物體細胞雜交技術無性生殖

(1)概念與原理

將不同來源的植物體細胞,在一定條件下融介

成雜種細胞,并把雜種細胞培育成新植物體的

技術

佩I體細胞雜交利用了細胞膜的流動性,雜種細胞

E-培育成雜種植株利用r植物細胞的全能性

(2)過程

誘導融合的方法：

物理法：電融合法、離心法余種粒株屬于齊源

化學法：聚乙二ff號(PEG)俄合法、多修體，變弄關型

高Ca2?一高pH楸合法屬千條色體'變弁

脫再

AA原生23

細胞質(zhì)體.一_1—=,

0正在融再生愈傷余班

BB原生合的原出緞組織起墳

細胞八質(zhì)體生質(zhì)體胞壁----^高爾泉體冬移栽后

與，江需線的植株

用纖維素酶和果細胞融合成

拉體便能

膠酶除去細胞壁,典竺J利用了雁的專一性

體細胞融合植物組織培養(yǎng)

(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

2.植物細胞工程的應用

(1)植物繁殖的新途徑

①快速繁殖：高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖，保持優(yōu)良品種的遺傳特性。

②作物脫毒：利用植物頂端分生區(qū)附近(如莖尖)進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗。

(2)作物新品種的培育

項目單倍體育種突變體的利用

染色體變異和植物細胞的全能

原理突變和植物細胞的全能性

性

優(yōu)點明顯縮短育種年限產(chǎn)生突變，大幅度改良某些性狀

誘變處理

雜交f花藥離體培養(yǎng)一單倍體

1

植株皤純合二倍體植

過程外植體J型L愈傷組織登

株(以二倍體為例)突變體髓新品種

(3)細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

①次生代謝物

次生代謝不是生物生長所必需的，一般在特定的組織或器官中，并在一定的環(huán)境

和時間條件下才進行。在該過程中產(chǎn)生的一類小分子有機化合物就是次生代謝

物，如酚類、菇類和含氮化合物等。

②方法植物細胞培養(yǎng)

在離體條件卜.對單個植物細胞或細胞團進行

培養(yǎng)使其增殖的技術

-細胞增殖

吊門不占用耕地?幾乎不受季節(jié)、天氣等的限制，

對社會、經(jīng)濟、環(huán)境保護具有爪要意義

③應用舉例人參皂甘、紫杉醇的工廠化生產(chǎn)

I重點透析

1.植物組織培養(yǎng)與植物體細胞雜交的比較

植物組織培養(yǎng):項目劉物沐細胞先交

VVV

細胞膜的流動性和植物細

植物細胞的全能性＜原理

胞的全能性

離體的植物器官、植物細胞A

1土曲

1去望人

組織或細胞原生質(zhì)體A倉融合的原

1

1脫分化原生質(zhì)體B與生質(zhì)體AB

愈傷粗織?過程?t去里導再用壁

1再分化植物細胞B雜種細

脹狀休胞AB

1發(fā)育脫分|化

植物體雜種植株*^廠愈傷組織

分化

選取根尖、莖尖、I

形成會等容易誘導?回回?不同種植物體細胞

脫分化的部位

除脫分化、再分化外.還要

脫分化、再分化，?用酶解法去除細胞壁,用

一定的方法誘導細胞融合

植物組織培養(yǎng)是植物體細胞雜交的基礎,植物體細

胞雜交所用的技術更復雜

2.植物體細胞雜交和有性雜交的辨析

|兩個不同品種的植物細胞A、B]

植物細胞A含有2x條染植物細庖B含有2y條染

色體.2個染色體組.基色體，2個染色體組，基

因型為Aabb因型為ccDd

植物體細胞雜婦植物有性雜交

V

無性生殖＜殖方式二〉A有性生殖

染色體變異＜U變異類型二＞＞基因重組

懿￡＞遵循

不遵循《

…條鶴…）條

石■:高----AbcD或abcD或

AabbccDd<Q粵絲>》Abed或abed

體細胞雜交即兩個細胞融合成一個細胞,不管是染色

體數(shù)、染色體組數(shù)還是基因型都采用直接相加的方法.

而植物有性雜交則為先減半再相加

典例?精心深研提升學科素養(yǎng)

考向1圍繞植物體細胞雜交技術，考查科學思維

1.（2024?西工大附中調(diào)圻）科學家利用馬鈴薯和西紅柿葉片分離原生質(zhì)體并進行

細胞雜交，最終獲得了雜種植株，相關過程如圖所示。有關分析正確的是（）

出撕去9保濕——/_

表及已消酶溶液及滲透壓穩(wěn)原生質(zhì)體沉

毒的葉片定劑.葉段漂浮其上于培養(yǎng)皿底

吸掉悔液圖卜,原生質(zhì)體

各」一目工巫*細胞雜交工雜種植株

原生質(zhì)體懸浮Wil胞

于清洗培養(yǎng)基碎片

A.過程①應將葉片上表皮向上，置于含纖維素酶和果膠酶的等滲或略高滲溶液中

R.過程②中的原生質(zhì)體由細胞膜、液泡膜及兩層膜之間的細胞質(zhì)構成

C.④過程可用高Ca2+—低pH融合法，目的是促進原生質(zhì)體融合

D.⑤進行脫分化和再分化過程，雜種植株一定具有馬鈴薯和西紅柿的優(yōu)良性狀

答案A

解析①過程為去除細胞壁以獲得原生質(zhì)體，應將葉片下表皮的一面朝下（能與

溶液接觸），原生質(zhì)體沒有細胞壁，為避免原生質(zhì)體吸水破裂，將葉片置于含纖

維素酶和果膠酶的等滲或略高滲溶液中，A正確；原生質(zhì)層是由細胞膜、液泡膜

以及這兩層膜之間的細胞質(zhì)組成的，B錯誤；誘導原生質(zhì)體融合的化學包括聚乙

二醇（PEG）融合法、高Ca?+—高pH融合法等，C錯誤；由于雜種細胞基因的表

達會相互影響等，獲得的雜種植株不一定能夠表現(xiàn)親本的優(yōu)良性狀，D錯誤。

2.（2024?安徽淮北調(diào)研）甲品種（2〃）青花菜具有由核基因控制的多種優(yōu)良性狀，但

屬于胞質(zhì)雄性不育品種。通過體細胞雜交，成功地將乙品種（2〃）細胞質(zhì)中的可育

基因引入甲中。下列相關敘述錯誤的是（）

R-6G處理

|細胞質(zhì)失去活力

雜

雜

種

種

植

細

株

胞

乙種了?]下胚軸

細胞

|細胞核失去活力

紫外線照射

A.照光處理的甲青花菜下胚軸細胞中有葉綠體，利于篩選雜種細胞

B.流程中A處理可使用纖維素酶和果膠酶，B處理可使用聚乙二醇

C.雜種細胞經(jīng)過外源生長素和赤霉素的誘導，直接再分化成為雜種植株

D.雜種植株含有控制甲青花菜優(yōu)良性狀的基因，并能通過父本進行傳遞

答案C

解析照光處理的甲青花菜下胚軸細胞中有葉綠體，原生質(zhì)體融合后具備乙品種

細胞質(zhì)中的可育基因，在題目中的條件下只有雜種細胞能夠存活下來，所以有利

于篩選雜種細胞，A正確；流程中A處理可使用纖維素酶和果膠酶，B處理可

使用聚乙二醇，B正確；雜種細胞經(jīng)過外源生長素和細胞分裂素的誘導，脫分化

形成愈傷組織，再分化形成胚狀體，進一步發(fā)育成雜種植株，C錯誤；甲品種青

花菜具有由核基因控制的多種優(yōu)良性狀，雜種植株細胞核內(nèi)含有控制甲青花菜優(yōu)

良性狀的基因，具備乙品種細胞質(zhì)中的可盲基因，因此精子中具備一半核基因，

并可通過父本（精子）進行傳遞，D正確。

考向2結合植物細胞工程的應用，考查科學思維能力

3.（2024.河南名校聯(lián)盟）為拯救珍稀植物紅豆杉，并同時獲得高抗癌活性物質(zhì)一

紫杉醇，科研小組設計了如圖所示的實驗流程。下列相關敘述正確的是（）

在日杉誘導愈傷沙土胚狀體一^紅豆杉植株

瑟2一組織和愈傷絹織普?紫杉醇

A.誘導紅豆杉莖尖經(jīng)過再分化過程形成愈傷組織

B.整個培養(yǎng)過程中生長素和細胞分裂素的比例固定不變

C.用液體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)愈傷組織生產(chǎn)紫杉醇時，通常要通入無菌空氣

D.同一植株不同部位的組織細胞經(jīng)誘導培養(yǎng)獲得的植株基因型一定相同

答案C

解析誘導紅豆杉莖尖經(jīng)過脫分化過程形成愈傷組織，A錯誤；培養(yǎng)基中生長素

和細胞分裂素的比例會影響細胞分化的方向，整個培養(yǎng)過程中生長素和細胞分裂

素的比例不是固定不變的，B錯誤；用液體培養(yǎng)基擴大培養(yǎng)的愈傷組織生產(chǎn)紫杉

醇時，需要通入無菌空氣，利于細胞進行有氧呼吸，C正確；同一植株不同部位

的組織細胞經(jīng)誘導培養(yǎng)獲得的植株基因型不一定相同，如用花粉粒培養(yǎng)獲得的愈

傷組織細胞內(nèi)染色體數(shù)目是正常體細胞的一半，D錯誤。

4.（2024?江蘇揚州模擬）辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領

域。辣椒素的獲得途徑如圖。下列表述正確的是（）

A.實現(xiàn)①過程的條件是外植體細胞發(fā)生基囚突變

B.①過程受外源激素的調(diào)控，②過程受內(nèi)源激素的調(diào)控

c.獲得脫毒苗常用的外植體是成熟的根和莖，脫毒苗具rr更強的抗病毒能力

D.通過細胞培養(yǎng)獲得辣椒素的過程可不需要實現(xiàn)細胞的全能性

答案D

解析①表示脫分化，細胞核中的遺傳物質(zhì)不變，沒有發(fā)生基因突變，A錯誤；

①和②分別表示脫分化和再分化，在進行植物組織培養(yǎng)時，需要在培養(yǎng)基中添加

適當比例的生長素和細胞分裂素誘導細胞的脫分化和再分化，B錯誤；因為分生

組織的病毒極少，甚至沒有病毒，所以將分生組織（如根尖、莖尖）進行離體培養(yǎng)

能獲得脫毒植株而并非根和莖，脫毒苗不具有更強的抗病毒能力，C錯誤；由圖

可知辣椒素是細胞產(chǎn)物，通過細胞培養(yǎng)得到高產(chǎn)細胞系時就可產(chǎn)生，不需要發(fā)育

成植株或分化形成其他各種細胞，所以可不實現(xiàn)細胞的全能性，D正確。

■關鍵-真題必刷

1.（2023?廣東卷，12）人參皂昔是人參的主要活性成分?？蒲腥藛T分別誘導人參根

與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進行細胞融合，以提高人參皂甘的產(chǎn)率。下列敘述錯

誤的是（）

A.細胞融合前應去除細胞壁

B.高Ca2+—高pH溶液可促進細胞融合

C.融合的細胞即為雜種細胞

D.雜種細胞可能具有生長快速的優(yōu)勢

答案C

解析在細胞融合前，必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，再誘導原生質(zhì)體

融合，A正確；人工誘導原生質(zhì)體融合有物理法和化學法，用高Ca2+—高pH溶

液可促進細胞融合，B正確：融合的細胞中有人參根一人參根細胞、人參根一胡

蘿卜根細胞、胡蘿卜根一胡蘿卜根細胞，只有人參根一胡蘿卜根細胞才是雜種細

胞，C錯誤；雜種細胞含兩種細胞的遺傳物質(zhì)，可能具有生長快速的優(yōu)勢，D正

確。

2.（2022?浙江6月選考，23）下列關于菊花組織培養(yǎng)的敘述，正確的是（）

A.用自然生長的莖進行組培須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒

B.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內(nèi)外的氣體交換

C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石帶菌量低且營養(yǎng)豐富

D.不帶葉片的菊花莖切段可以通過器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株

答案D

解析自然生長莖段的消毒屬于外植體消毒，先用70%酒精消毒3（）s,再用無菌

水清洗，然后用5%次氯酸鈉消毒處理，最后再用無菌水清洗，A錯誤；培養(yǎng)瓶

用專用封口膜封口的目的是防』卜雜菌污染，并不影響氣體交換，R錯誤：組培苗

鍛煉時采用電至石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石比較松軟，持水性也較好，有利于幼

苗的生根和葉片的生長，C錯誤；不帶葉片的菊花莖切段可通過植物組織培養(yǎng)分

化出芽和根這種器官發(fā)生的途徑形成完整的菊花植株，D正確。

3.（2022.遼寧卷，14）藍莓細胞富含花青素等多酚類化合物。在藍莓組織培養(yǎng)過程

中，外植體切口處細胞被破壞，多酚類化合物被氧化成褐色醍類化合物，這一過

程稱為褐變。褐變會引起細胞生長停滯甚至死亡，導致藍母組織培養(yǎng)失敗。下列

敘述錯誤的是（）

A.花青素通常存在于藍莓細胞的液泡中

B.適當增加培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率以減少褐變

C.在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑以減少褐變

D.宜選用藍莓成熟葉片為材料制備外植體

答案D

解析花青素是水溶性色素，主要存在于藍莓細胞的液泡中，A正確；適當增加

培養(yǎng)物轉(zhuǎn)移至新鮮培養(yǎng)基的頻率，以及時清除多酚類化合物被氧化成的褐色配類

化合物，以減少褐變，B正確；接種外植體時，在培養(yǎng)基中添加合適的抗氧化劑

以減少褐變，C正確；宜選用藍莓幼嫩葉片為材料制備外植體，因為幼嫩葉片細

胞分裂旺盛、易培養(yǎng)，D錯誤。

4.（2022?重慶卷，5）植物體細胞通常被誘導為愈傷組織后才能表現(xiàn)全能性。斫究

發(fā)現(xiàn)，愈傷組織的中層細胞是根或芽再生的源頭干細胞，其在不同條件下，通過

基因的特異性表達調(diào)控生長素、細胞分裂素的作用，表現(xiàn)出不同的效應（如表）。

己知生長素的生理作用大于細胞分裂素時有利于艱的再生；反之，有利于芽的再

生。下列推論不合理的是（）

條件基因表達產(chǎn)物和相互作用效應

①WOX5維持未分化狀態(tài)

②WOX5+PLT誘導出根

③WOX5+ARR2,抑制ARR5誘導出芽

A.WOX5失活后，中層細胞會喪失干細胞特性

B.WOX5+PLT可能有利于愈傷組織中生長素的積累

C.ARR5促進細胞分裂素積累或提高細胞對細胞分裂素的敏感性

D.體細胞中生長素和細胞分裂素的作用可能相互抑制

答案C

解析根據(jù)表格信息可知，WOX5能維持未分化狀態(tài)，使植物細胞保持分裂能

力強、較大的全能性，若WOX5失活后，中層組胞會喪失干細胞分裂能力強、

分化程度低的特性，A正確；由題干信息“生長素的生理作用大于細胞分裂素時

有利于根的再生”，再結合表格信息，WOX5+PLT可誘導出根，可推測WOX5

+PLT可能有利于愈傷組織中生長素的積累，B正確；由題意可知，生長素的生

理作用小于細胞分裂素時有利于芽的再生，而抑制ARR5能誘導出芽，可知ARR5

被抑制時細胞分裂素較多，故可推測ARR5抑制組胞分裂素積累或降低細胞對細

胞分裂素的敏感性，C錯誤；由題干信息可知，出芽或出根都是生長素與細胞分

裂素含量不均衡時才會發(fā)生，故可推測體細胞中生長素和細胞分裂素的作用可能

相互抑制，D正確。

5.（2023?新課標卷，35）根瘤菌與豆科植物之間是互利共生關系，根瘤菌侵入豆科

植物根內(nèi)可引起根瘤的形成，根瘤中的根瘤菌具有固氮能力。為了尋找抗逆性強

的根瘤菌，某研究小組做了如下實驗：從鹽堿地生長的野生草本豆科植物中分離

根瘤菌；選取該植物的莖尖為材料，通過組織培養(yǎng)獲得試管苗（生根試管苗）；在

實驗室中探究試管苗根瘤中所含根瘤菌的固氮能力。回答卜.列問題：

(1)從豆科植物的根瘤中分離根瘤菌進行培養(yǎng)，可以獲得純培養(yǎng)物，此實驗中的

純培養(yǎng)物是____________________________________________________________

⑵取豆科植物的莖尖作為外植體，通過植物組織培養(yǎng)可以獲得豆科植物的試管

苗。外植體經(jīng)誘導形成試管苗的流程是：外植體一雪愈傷組織區(qū)試管苗。其

中①表示的過程是________，②表示的過程是________O由外植體最終獲得完整

的植株，這一過程說明植物細胞具有全能性。細胞的全能性是指

⑶研究小組用上述獲得的純培養(yǎng)物和試管苗為材料r研究接種到試管苗上的根

瘤菌是否具有固氮能力，其做法是將生長在培養(yǎng)液中的試管苗分成甲、乙兩組，

甲組中滴加根瘤菌菌液，讓試管苗長出根瘤。然后將甲、乙兩組的試管苗分別轉(zhuǎn)

入的培養(yǎng)液中培養(yǎng)，觀察兩組試管苗的生長狀況，若甲組的生長狀況好

于乙組，則說明_____________________________________________________

(4)若實驗獲得一種具有良好固氮能力的根瘤菌，可通過發(fā)酵工程獲得大量根瘤

菌，用于生產(chǎn)根瘤菌肥。根瘤菌肥是一種微生物肥料，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用微生物

肥料的作用是__________________________________________________________

_______________________________________________________(答出2點即可)。

答案(1)由一個根瘤菌繁殖所獲得的根瘤菌群體

(2)脫分化再分化細胞經(jīng)分裂和分化后，仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成

其他各種細胞的潛能

(3)不含氮源分離得到的根瘤菌具有固氮能力

(4)增進土壤肥力、改良土壤結構

解析(1)在微生物學中，將接種于培養(yǎng)基內(nèi)，在合適條件下形成的含特定種類

微生物的群體稱為培養(yǎng)物。由單一個體繁殖所獲得的微生物群體稱為純培養(yǎng)物。

對于本實驗來說就是單個根瘤菌繁殖得到的單菌落。(2)植物組織培養(yǎng)的過程先

是脫分化形成愈傷組織，然后再分化形成試管苗。細胞全能性是指細胞經(jīng)分裂和

分化后，仍具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細胞的潛能。(3)甲組和乙組

的區(qū)別是有無固氮菌，因為探究的是接種到試管苗上的根瘤菌是否具有固氮能

力，所以要保證培養(yǎng)液其他營養(yǎng)成分齊全但沒有氮源，如果甲的生長狀況好于乙

組，說明接種到試管苗上的根瘤菌具有固氮能力。（4）根瘤菌肥料作為一種微生

物肥料（利用有益微生物直接改善植物營養(yǎng)和減少植物病害的活菌制劑）已在實

際生產(chǎn)中廣泛應用，除根瘤菌肥料外，還有固氮菌肥料、磷細菌肥料、鉀細菌肥

料等。使用微生物肥料可改善土康結構、增進土壤肥力、促進植株生長、提高農(nóng)

作物產(chǎn)量、改進農(nóng)作物品質(zhì)、增強抗逆性等。

限時強化練

（時間：30分鐘）

【對點強化】

考點一植物組織培養(yǎng)技術

1.（2024?東北師大附中）植物組織培養(yǎng)的常見流程為：外植體的消毒處理、接種一

誘導愈傷組織一分化長芽與生根一試管苗過渡等。下列相關敘述正確的是（）

A.外植體和培養(yǎng)基需消毒后再接種，接種時需注意外植體的方向，不要倒插

B.愈傷組織的誘導受激素組合的影響，不受營養(yǎng)、光照等因素的影響

C.獲得原生質(zhì)體后需在無菌水中用纖維素酶和果狡酶混合處理懸浮組織

D.試管苗移栽到室外前需用自來水洗掉根部的瓊脂，以免瓊脂發(fā)霉引起爛根

答案D

解析培養(yǎng)基需滅菌，外植體需消毒，之后再接種，接種外植體時要注意方向，

應使其形態(tài)學下端接觸培養(yǎng)基，故接種時要注意外植體的方向，不要倒插，A錯

誤；愈傷組織的誘導受激素組合的影響，也受營養(yǎng)、光照等因素的影響，B錯誤;

在獲得植物原生質(zhì)體時，應在0.5?O&molL-）的甘露醇溶液環(huán)境下用纖維素酶

和果膠酶混合液處理實驗材料，將細胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體，C錯

誤；經(jīng)過煉苗的幼苗移栽到實驗室外前需要洗苗，目的是洗掉根部的瓊脂，以免

瓊脂發(fā)霉引起爛根，此時試管苗出瓶后需要進行一定時間對外界環(huán)境的適應，故

洗苗時通常用自來水，D正確。

2.（2024?華師一附中質(zhì)檢）如圖是胡蘿卜根細胞形成植株的示意圖，下列有關說法

錯誤的是（）

單個細胞

分裂成多

②個為墀③<

一四一2

多個細胞試管植株長成的

胡蘿分離的

分化成胚（長在胡蘿卜

卜根單細胞

狀體瓊脂中）植株

A.過程③中進行的細胞分裂是有絲分裂

B.過程②表示細胞脫分化形成愈傷組織

C單個高度分化的動物細胞也可經(jīng)上述過程培養(yǎng)成新個體

D.胡蘿卜根、莖、葉等功能不同，其根本原因是基因的選擇性表達

答案C

解析高度分化的動物細胞的全能性很難表達，單個高度分化的動物細胞不能經(jīng)

題述過程培養(yǎng)成新個體，C錯誤。

考點二植物體細胞雜交技術和植物細胞工程的應用

3.（2024?江西臨川一中）如圖是利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢，通過植物細胞工

程技術培育高產(chǎn)、耐鹽的雜種植株的實驗流程圖。下列相關敘述錯誤的是（）

中植物細胞、a/甲原生質(zhì)體\PEG

乙植物細胞）處理乙原生質(zhì)體、誘導’”

細胞分裂

,增匹d用鈉鹽濃度為0.6%

H的1V植株;而O’的固體培養(yǎng)基培養(yǎng)愈傷組織

A.進行a處理時能用果膠酶和纖維素酶

B.b是誘導融合后得到的雜種細胞

C.c是培養(yǎng)后得到的具有高產(chǎn)、耐鹽性狀的幼芽

D.進行d選擇時要將植株種在高鹽環(huán)境中

答案C

解析a處理表示菊解法去除細胞壁，用纖維素酶和果膠酶，A正確；b表示誘

導原生質(zhì)體融合后得到的雜種細胞，B正確；c表示再分化形成的胚狀體，C錯

誤；進行d選擇時，要將植株種在高鹽環(huán)境中，篩選獲得耐鹽植株，D正確。

4.（2024.北京海淀模擬）自然條件下蘭花雜交后代不易萌發(fā)?？蒲腥藛T用四倍體品

種綠寶石和二倍體品種春劍進行雜交，獲得大量優(yōu)質(zhì)雜交蘭，并對其進行染色體

觀察與計數(shù)，培育過程如圖。下列分析錯誤的是（）

添加

植物

多

雜

培

素的

春劍？原球莖（一激

交

個

雜

基上

養(yǎng)

雜

(2.r=4O)培

蘭

試

種

一

一種類似嫩莖

一

上

交

x植

管

胚的結構.可增增殖分化

株

綠寶石d苗

(4x=8O)殖分化）

A.調(diào)整培養(yǎng)基中植物激素的配比可影響原球莖的分裂與分化

B.從雜交蘭組織中選擇有絲分裂中期的細胞觀察染色體并計數(shù)

C.所得雜交蘭植株的體細胞染色體數(shù)為120

D.通過植物組織培養(yǎng)技術從雜種胚繁殖得到的大量雜交蘭性狀一致

答案C

解析原球莖經(jīng)脫分化和再分化發(fā)育成試管苗，此過程需要不斷調(diào)整培養(yǎng)基中生

長素和細胞分裂素的比例，A正確；有絲分裂中期，染色體形態(tài)穩(wěn)定，數(shù)目清晰,

是觀察染色體的最佳時期，B正確；春劍配子的染色體數(shù)為20,綠寶石配子的

染色體數(shù)為4（）,春劍和綠寶石雜交，獲得的雜種胚染色體數(shù)為60,雜種胚增殖

分化過程中，遺傳物質(zhì)不變，所得雜交蘭植株的體細胞染色體數(shù)為60,C錯誤;

通過植物組織培養(yǎng)技術進行植物繁育，可以很好地保持親本的優(yōu)良性狀，原因是

植物組織培養(yǎng)過程中遺傳物質(zhì)不變，通過植物組織培養(yǎng)技術從雜種胚繁殖得到的

大量雜交蘭性狀一致，D正確。

5.（2024?江蘇泰州模擬）新疆棉的“硬核”得益于得天獨厚的自然條件，也得益于

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈、智慧農(nóng)業(yè)的助力。如圖是分離棉花原生質(zhì)體的過程，下列說法

錯誤的是（）

出裝口罌口-篝㈣

表面已施溶液及滲透原生質(zhì)體原生質(zhì)體重新懸

消毒的壓穩(wěn)定劑，葉沉于培養(yǎng)懸浮于清高浮于就

葉片段漂浮其上皿底洗培養(yǎng)基心彼清臉

培養(yǎng)基

原生

以適當?shù)拿芏热∩倭繕悠穘重新懸浮”質(zhì)體

史新型浮于培一用血細施汁；■于培養(yǎng)基

數(shù)板計數(shù)01細胞

養(yǎng)基中碎片

A.制備原生質(zhì)體的葉片應采用高壓蒸汽進行消毒

B.制備原生質(zhì)體的酶溶液可能含纖維素酶和果膠酶

C.分離出的棉花原生質(zhì)體可用于植物體細胞雜交

D.血細胞計數(shù)板是檢測原生質(zhì)體密度的工具之一

答案A

法

汽滅菌

高壓蒸

，因為

滅菌

進行

蒸汽

高壓

采用