高中生物植物细胞工程的基本技术随堂练习题

这是一份高中生物植物细胞工程的基本技术随堂练习题，共34页。试卷主要包含了植物细胞的全能性，植物组织培养技术，植物体细胞杂交技术等内容，欢迎下载使用。

自主梳理
一、植物细胞的全能性
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有 或 的潜能。
2．生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会 。
二、植物组织培养技术
1．概念：将 的植物器官、组织或细胞等，培养在 上，给予适宜的培养条件，诱导其形成 的技术。其中离体的植物器官、组织、细胞被称为 。
2.原理：植物细胞的 。
3.过程：
外植体 愈伤组织 根、芽 幼苗 完整植株
①脱分化：在一定的 和 等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的 和 ，转变为未分化的细胞，进而形成 的过程。
②愈伤组织： 的薄壁组织团块。
③再分化： 重新分化成 、 等器官的过程。
④植物激素中的 和 是启动细胞 的关键激素，它们的 、 等都会影响植物细胞的发育方向。
三、植物体细胞杂交技术
1.概念：将 的植物体细胞，在一定条件下融合成 ，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。
2.过程：植物 、植物 。
3.去除细胞壁：（1）原因： 阻碍着细胞间的杂交。（2）方法：用 。
4.原生质体间的融合（关键环节）
（1）原理：细胞膜具有 。
（2）诱导融合的方法：物理法（ 法、 法）和化学法（ 法、 法）。
5.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。
6.意义：植物体细胞杂交技术在打破 ，实现 育种，培育 等方面展示出独特的优势。
预习检测（限时10分钟）
1．将胡萝卜韧皮部细胞放入培养基中培养，最后能形成胡萝卜植株。与该过程相关的叙述，错误的是（ ）
A．高度分化的植物细胞仍具有细胞的全能性
B．该过程会发生细胞的分裂，无细胞的衰老
C．培养过程中，细胞中的基因会选择性表达
D．该技术可用于快速繁殖花卉和蔬菜等作物
2．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①~③中发生了有丝分裂和减数分裂
B．对香蕉进行花药培养可获得单倍体
C．过程②为脱分化
D．X代表愈伤组织
3．植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄-马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是（ ）
A．植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B．愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C．杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D．“番茄-马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
4．用紫外线照射番茄原生质体，使其部分染色体丢失（断裂），处理后的番茄原生质体与烟草原生质体融合，获得非对称杂种植株。相关叙述不正确的是（ ）
A．诱导原生质体融合前需去除细胞壁
B．用PEG处理诱导原生质体的融合
C．非对称融合技术属于细胞工程
D．非对称融合过程提高植物细胞的全能性
5．植物组织培养依据的原理、培养基本过程的顺序及诱导的植物激素分别包括（ ）
①植物细胞的全能性②离体的植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨完整植株
A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④
C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤
6．野生石斛是一种珍贵的兰科药用植物，种子小而多，不含胚乳，因此自然繁殖率低，但市场需求量大。可利用石斛叶片进行组织培养形成大量试管苗。下列叙述错误的是（ ）
A．组织培养前，需要用纤维素酶或果胶酶处理石斛叶片
B．野生石斛的叶片作为外植体，需先进行清洗和消毒处理
C．利用组织培养技术获得试管苗能保持优良品种的遗传特性
D．对石斛叶片进行组织培养需要经过脱分化和再分化过程
7．阳光玫瑰葡萄香味浓郁，甜度较高，深受人们的喜爱，但在种植过程中易受病毒感染，导致产量降低，品质变差。某兴趣小组采用植物组织培养技术脱去病毒，下列相关叙述错误的是（ ）
A．茎尖分生区细胞内的病毒少，甚至无病毒，可作为外植体
B．茎尖分生区不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
C．离体的茎尖含有本物种全套的遗传信息，具有全能性
D．脱分化和再分化使用的培养基中激素的种类和比例都不同
8．下图为利用植物组织培养技术生产人工种子的过程图解，以下叙述正确的是（ ）

A．实验中所用的培养基需要灭菌，操作器械也必须用次氯酸钠溶液处理后才可使用
B．脱分化发生在b步骤，需要置于18～22℃的培养箱中避光培养
C．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
D．b或c过程中进行诱变处理并继续培养，得到的种苗是抗逆性强的突变体
9．紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（ ）
A．加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体B．用灭活病毒诱导法可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞D．杂交细胞不一定具备双亲的优良性状
►环节 菊花的组织培养
【情景材料】
植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为植物激素中生长素和细胞分裂素是再分化。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。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体长出芽和根，进而发育成完整的植株。
目的要求
1.了解植物组织培养的基本原理。
2.了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响。
3.尝试进行植物组织培养。
材料用具
1.材料:幼嫩的菊花茎段、培养基、体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水等。
2.用具:50 mL锥形瓶(或植物组织培养瓶)、烧杯、酒精灯、超净工作台 (或接种箱)、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、封口膜、滤纸、标签、消毒用酒精棉球、培养皿、解剖刀和镊子等。
方法步骤
用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2-3次;再用次氯酸钠溶液处理30 min后立即用无菌水清洗2-3次。
将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段。
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3 -1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18-22C的培养箱中培养。在培养过程中定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
移裁前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽人土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
注意
1.实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。
2.接种时注意外植体的方向，不要倒插。
3.诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
【问题探究】
1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
2．在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？
3．诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？
若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？
典例精讲
【例1】植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：建立无菌培养物→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（ ）
A．建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理
B．外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成不定形的愈伤组织，此组织细胞全能性较高
C．生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量比值应大于1，生根培养需给予适当时间的光照
D．若培育的是耐盐植株，则可将获得的试管苗移栽于含高盐土壤中进行筛选后，再推广栽培
【例2】辣椒的辣椒素是食品调味料的重要成分之一，辣椒素可通过下图途径获得，下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需对外植体进行灭菌以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗
B．图中所示的愈伤组织是未分化的有固定形态的薄壁组织团块，具备较强的分裂分化能力
C．若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离，则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁
D．在脱分化过程中一般不需要光照，在再分化过程中光照可诱导植物形态建成
【例3】某种名贵植物通常用无性繁殖的方式进行繁殖，但容易将感染的病毒传给后代。某技术中心计划获取该种植物的脱毒苗，技术路线如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．由愈伤组织到脱毒苗需要经过脱分化、再分化等过程
B．外植体可以选择该种植物的茎尖分生组织
C．制备培养基时需要在培养基中添加琼脂等成分
D．生长素/细胞分裂素的值较高时有利于根的分化
【例4】科研人员用抗病、抗寒的二倍体阿宽蕉和三倍体无籽龙牙蕉进行体细胞杂交，培育出抗病、抗寒的无籽新品种，拓宽了香蕉种植区域。相关叙述正确的是（ ）

A．体细胞杂交技术无法获得含双亲优良细胞质基因的个体
B．②过程可用灭活病毒诱导法、PEG融合法等方法实施诱导
C．③过程成功的原因是杂种细胞含个体发育的整套遗传信息
D．抗病、抗寒无籽新品种自交，可获得抗病、抗寒无籽后代
【例5】农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方式如下图（A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组），不正确的是（ ）

A．图中丙含有A和B两个染色体组，因没有同源染色体，不能正常联会导致高度不育
B．操作①常处理幼苗，获得染色体组加倍的丁，恢复育性
C．操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理，过程③通过脱分化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
【例6】(多选)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，实验结果如表：
下列叙述错误的是（ ）
A．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
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
【例7】紫罗兰花色丰富、抗虫性强，其种子中富含亚麻酸。为了让油菜具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了如图所示实验。下列叙述错误的是（ ）
A．原生质体间的融合依赖于生物膜的流动性，为防止杂菌污染，融合原生质体需放在无菌水中
B．原生质体融合后，可利用选择培养基从混合细胞群中筛选出所需杂种细胞
C．将愈伤组织培养为杂种植株的过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照
D．获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定
【例8】(多选)下图表示利用耐酸植物甲(4n)和高产植物乙(2n)培育高产耐酸杂种植物的过程(图中标号表示过程或处理手段)，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图示过程中依据的原理主要有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B．过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理
C．过程②可以用 PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组
D．过程④⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同
要点归纳
1．细胞具有全能性的原因
一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2．细胞全能性大小的比较
(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的，幼嫩的细胞>衰老的细胞。
3．植物细胞表现全能性的条件
（1）离体状态。
（2）营养物质：种类齐全、比例合适。
（3）植物激素：生长素、细胞分裂素。
（4）适宜的培养条件：离体、无菌条件、种类和比例适宜的营养物质、植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）的诱导和调节、适宜的外界条件（温度、pH、光照等）。
（5）无菌操作。
4．植物组织培养技术的注意事项
(1)外植体的选择与制备
①外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。
②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
(2)无菌操作
植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。
(3)光照的控制
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
(4)植物激素的使用
（5）①植物细胞融合完成的标志：再生出新细胞壁。②植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体。
1．浠水县清泉镇金宝山村通过植物组织培养复壮中药材白芨种苗，带动周边400 多名农民增收致富。下列有关植物组织培养的说法正确的是（ ）
A．植物组织培养时，对外植体可用75%的酒精进行灭菌
B．取白芨茎尖进行植物组织培养，可获得不带病毒的抗病毒苗
C．植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根
D．诱导愈伤组织形成时需要每日给予适当时间的光照
2．植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（ ）
A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D．利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
3．下列实验操作能达成所述目标的是（ ）
A．用含有纤维素酶和果胶酶的高渗溶液获得原生质体
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
4．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得诺贝尔生理奖或医学奖。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现其愈伤组织中没有青蒿素，但由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素。下列叙述正确的是（ ）
A．青蒿素是黄花蒿细胞生长所必需的物质
B．选取黄花蒿的花粉作外植体，经培养后获得的植株为单倍体
C．从愈伤组织中不能提取出青蒿素的原因可能是其不含合成青蒿素的基因
D．生长素与细胞分裂素之间的比值高时，可促进愈伤组织再分化形成芽
5．用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的二倍体番茄植株甲，促进子房发育成无子番茄。将二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理得到植株乙，再以植株乙作母本，二倍体植株作父本，杂交获得三倍体种子，进而获得三倍体无子西瓜。下列叙述错误的是（ ）
A．无子番茄和无子西瓜的培育原理不同且细胞内遗传物质均未发生改变
B．植株乙的芽尖细胞有丝分裂后期，随着丝粒分裂染色体组数增加为8个
C．三倍体西瓜无子的原因是其减数分裂过程中联会紊乱不能形成正常生殖细胞
D．无子西瓜每年都要制种，可利用植物组织培养技术获得幼苗来解决该问题
6．科学家将天竺葵(二倍体)的原生质体和香茅草(二倍体)的原生质体诱导融合，培育出的驱蚊香草能散发出特殊气味，从而达到驱蚊的效果。下列关于驱蚊香草培育的叙述错误的是（ ）
A．该方法培育获得的驱蚊香草植株减数分裂过程不能产生可育配子
B．驱蚊香草植株培育过程中产生的变异类型属于染色体数目变异
C．杂种细胞培育过程需添加一定量的生长素和细胞分裂素来调节发育
D．诱导原生质体融合可用离心法、电融合法、高Ca2+-高pH融合法等.
7．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（ ）
A．过程①应将叶片上表皮向下，置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中
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．过程④常选择不同大小或颜色的双亲原生质体，以便显微镜下直接识别杂合细胞
D．过程⑤进行脱分化和再分化过程，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的全部遗传物质
8．如图表示通过植物细胞工程技术，利用马铃薯细胞和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程，下列相关叙述错误的是（ ）
A．c过程表示再分化，需要适当时间和强度的光照
B．经a过程处理后的细胞可置于清水中保存待用
C．b过程依赖于细胞膜的流动性
D．甲是呈不定形的薄壁组织团块
9．粉美人萱草形态优美、色彩艳丽，具有极大的栽培价值。剪取健壮、无病虫害的单株粉美人萱草的新鲜花茎进行离体培养，下列相关说法错误的是（ ）
A．首选花序轴作为外植体，脱分化后形成具有特定结构和功能的愈伤组织
B．取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得
C．不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异
D．为防止一些代谢产物的积累等因素影响培养物生长，一般需要在2～4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养
10．（多选）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（ ）

A．过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙
B．为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中
C．融合后的融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选
D．过程②体现了细胞膜的流动性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合
11．（多选）紫花苜蓿（2n=32）是应用较为广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根（2n=12）富含单宁，单宁可与植物蛋白质结合，不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病的苜蓿新品种。研究流程如图（注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同），下列说法不正确的是（ ）
A．用纤维素酶和果胶酶处理实验材料获得的原生质体由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成
B．②和③过程所需的植物激素比例不同
C．②③过程需要在有光照、植物激素的作用下才能脱分化和再分化形成完整植株
D．②过程的细胞中染色体数目最多有88条，③过程产生的再生植株是可育的多倍体
12．下图为植物体细胞杂交过程示意图，请分析回答：

(1)植物原生质体融合的理论基础是 。
(2)①过程中，目前最常用的方法是 ，即在0.5～0.6ml/L的甘露醇溶液提供的较 渗透压条件下用 水解植物的细胞壁。
(3)②过程可以用 等物理方法或用 作诱导剂的化学方法，获得的C称为 。
(4)④和⑤过程可称为 和 。
(5)在得到融合的原生质体后，利用植物组织培养技术获得新植株。通过植物体细胞杂交和植物组织培养技术能使 同时在新的植物体上有所表现。
(6)若远缘杂交亲本A和B都是二倍体，则理论上杂种植株为 倍体。从理论上讲，这类杂种植株是 （填“可育”或“不育”）的。
(7)若运用传统的有性杂交方法则 （填“能”或“不能”）实现上述结果，其原因是 。因此这项研究对于培育作物新品种方面的重大意义在于 。
(8)利用植物体细胞杂交的方法培育新品种的过程中，基因的传递 （填“遵循”或“不遵循”）孟德尔的遗传定律，其原因是 。
13．蝴蝶兰为二倍体植物，因其具有形态曼妙、花色艳丽、观赏期长等特点，被人们誉为“洋兰皇后”，具有极高的观赏价值和经济价值。近些年，通过植物组织培养技术种植蝴蝶兰，成为大规模育苗生产的重要途径。回答下列问题：

(1)为保持蝴蝶兰的优良性状，并且使其快速繁育，下列最适合进行植物组织培养的是____________。
A．花粉B．叶肉细胞C．表皮细胞D．茎尖分生区细胞
(2)图中过程 （填写图中字母）证明高度分化细胞可被诱导成为未分化的状态，其实现的前提条件是培育的组织或细胞处于离体状态。其中过程a一般不需要光照，通过过程b形成胚状体的实质是 。
(3)植物组织培养通常使用MS培养基，从物理性质来看，属于 培养基，其中 （填激素）的占比高时，更利于诱导生根。
(4)若要使用该植株的花粉进行培育，则还需要使用 的方法对过程c得到的幼苗进行处理，才能得到可育植株。
2.1.1 植物细胞工程的基本技术
Part1目标任务：对接课标，了解目标
Part2预习导学：自主梳理+预习检测，掌握基本知识点
Part3探究提升：代入情景+典例精讲，深入学习知识要点
菊花的组织培养
Part4网络梳理：建立知识间的联系
Part5强化训练：必刷经典试题，能力提升
内容
导航
自主梳理
一、植物细胞的全能性
1．概念：细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2．生长发育过程中细胞没有表现全能性的原因
在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性的表达。
二、植物组织培养技术
1．概念：将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。其中离体的植物器官、组织、细胞被称为外植体。
2.原理：植物细胞的全能性。
3.过程：
外植体 愈伤组织 根、芽 幼苗 完整植株
①脱分化：在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程。
②愈伤组织：不定形的薄壁组织团块。
③再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。
④植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化、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。
三、植物体细胞杂交技术
1.概念：将来源不同的植物体细胞，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。
2.过程：植物体细胞融合、植物组织培养。
3.去除细胞壁：（1）原因：细胞壁阻碍着细胞间的杂交。（2）方法：用纤维素酶和果胶酶。
4.原生质体间的融合（关键环节）
（1）原理：细胞膜具有一定的流动性。
（2）诱导融合的方法：物理法（电融合法、离心法）和化学法（聚乙二醇（PEG）融合法、高Ca2+-高pH融合法）。
5.实例：白菜—甘蓝、普通小麦—长穗偃麦草等。
6.意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
预习检测（限时10分钟）
1．将胡萝卜韧皮部细胞放入培养基中培养，最后能形成胡萝卜植株。与该过程相关的叙述，错误的是（ ）
A．高度分化的植物细胞仍具有细胞的全能性
B．该过程会发生细胞的分裂，无细胞的衰老
C．培养过程中，细胞中的基因会选择性表达
D．该技术可用于快速繁殖花卉和蔬菜等作物
【答案】B
【详解】A、高度分化的植物细胞中仍含有该生物全部的遗传物质，因此仍具有全能性，A正确；
B、该过程既会发生细胞的分裂，也会发生细胞的衰老和细胞的凋亡，B错误；
C、胡萝卜韧皮部细胞最终发育成胡萝卜植株，这过程存在细胞分化，细胞分化的实质是基因的选择性表达，C正确；
D、该技术属于植物组织培养，植物组织培养可用于快速繁殖花卉和蔬菜等作物，D正确。故选B。
2．下图是利用三倍体香蕉的茎尖培养脱毒香蕉植株的过程示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．过程①~③中发生了有丝分裂和减数分裂
B．对香蕉进行花药培养可获得单倍体
C．过程②为脱分化
D．X代表愈伤组织
【答案】D
【详解】A、①～③过程（①表示脱分化，②表示再分化，③④表示个体发育过程）中发生了有丝分裂，但没有发生减数分裂，A错误；
B、三倍体香蕉高度不育，不能产生配子，不能进行花药离体培养，B错误；
C、②阶段表示再分化过程，C错误；
D、X是经过①脱分化过程形成的愈伤组织，D正确。故选D。
3．植物体细胞杂交技术可克服种间生殖隔离。应用该技术获得“番茄-马铃薯”杂种植株，拓展了植物的种质资源。下列叙述正确的是（ ）
A．植物细胞壁的水解需要纤维素酶和几丁质酶
B．愈伤组织是由已分化的细胞所构成的细胞团
C．杂种细胞的染色体数一定是原细胞染色体数的2倍
D．“番茄-马铃薯”杂种植株未表现出亲本的所有性状
【答案】D
【详解】A、植物细胞有细胞壁，细胞壁阻碍细胞的杂交，由于植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，根据酶的专一性，在进行体细胞杂交之前，必须先利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，A错误；
B、愈伤组织是由已分化的细胞经过初分化而形成的具有分生能力的薄壁细胞，B错误；
C、杂种细胞的染色体数不一定是原细胞染色体数的2倍，C错误；
D、生物体中基因的作用是相互的，且基因控制相关性状，“番茄一马铃薯”杂种植株没达预期目标与基因无法有序表达有关，D正确。故选D。
4．用紫外线照射番茄原生质体，使其部分染色体丢失（断裂），处理后的番茄原生质体与烟草原生质体融合，获得非对称杂种植株。相关叙述不正确的是（ ）
A．诱导原生质体融合前需去除细胞壁
B．用PEG处理诱导原生质体的融合
C．非对称融合技术属于细胞工程
D．非对称融合过程提高植物细胞的全能性
【答案】D
【详解】A、诱导原生质体融合的障碍是细胞壁，所以通过纤维素酶和果胶酶可以去除植物的细胞壁，A正确；
B、用化学的方法可以诱导原生质体融合，例如PEG诱导，B正确；
C、细胞工程通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品，所以非对称融合属于细胞工程，C正确；
D、非对称融合过程中部分染色体丢失（断裂），所以会降低植物细胞的全能性，D错误。故选D。
5．植物组织培养依据的原理、培养基本过程的顺序及诱导的植物激素分别包括（ ）
①植物细胞的全能性②离体的植物器官、组织或细胞③根、芽④生长素和细胞分裂素⑤生长素和乙烯⑥愈伤组织⑦再分化⑧脱分化⑨完整植株
A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④
C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤
【答案】B
【详解】植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性，即①；
植物组织培养的过程是将离体的植物器官、组织或细胞经脱分化过程形成愈伤组织，之后经再分化过程形成根、芽，最终发育成完整的植物体，即②⑧⑥⑦③⑨；
决定植物细胞脱分化和再分化的关键因素是生长素和细胞分裂素的浓度和比例，即④。
综上分析可知，B正确。故选B。
6．野生石斛是一种珍贵的兰科药用植物，种子小而多，不含胚乳，因此自然繁殖率低，但市场需求量大。可利用石斛叶片进行组织培养形成大量试管苗。下列叙述错误的是（ ）
A．组织培养前，需要用纤维素酶或果胶酶处理石斛叶片
B．野生石斛的叶片作为外植体，需先进行清洗和消毒处理
C．利用组织培养技术获得试管苗能保持优良品种的遗传特性
D．对石斛叶片进行组织培养需要经过脱分化和再分化过程
【答案】A
【详解】A、进行植物组织培养前，石斛叶片无需酶解去壁，A错误；
B、诱导愈伤组织形成时，取野生石斛的叶、茎等组织作为外植体，需先进行清洗和消毒处理，B正确；
C、利用组织培养技术获得试管苗属于无性繁殖，能保持优良品种的遗传特性，C正确；
D、组织培养经过脱分化形成愈伤组织和再分化两个关键步骤，D正确。故选A。
7．阳光玫瑰葡萄香味浓郁，甜度较高，深受人们的喜爱，但在种植过程中易受病毒感染，导致产量降低，品质变差。某兴趣小组采用植物组织培养技术脱去病毒，下列相关叙述错误的是（ ）
A．茎尖分生区细胞内的病毒少，甚至无病毒，可作为外植体
B．茎尖分生区不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达
C．离体的茎尖含有本物种全套的遗传信息，具有全能性
D．脱分化和再分化使用的培养基中激素的种类和比例都不同
【答案】D
【详解】A、茎尖分生区细胞内的病毒少，甚至无病毒，可作为外植体，A正确；
B、由于病毒可以通过胞间连丝扩散，茎尖分生区不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达，B正确；
C、离体的茎尖细胞是通过有丝分裂产生的，含有本物种全套的遗传信息，具有全能性，C正确；
D、脱分化和再分化使用的培养基中激素的种类是相同的，浓度和比例是不同的，D错误。故选D。
8．下图为利用植物组织培养技术生产人工种子的过程图解，以下叙述正确的是（ ）

A．实验中所用的培养基需要灭菌，操作器械也必须用次氯酸钠溶液处理后才可使用
B．脱分化发生在b步骤，需要置于18～22℃的培养箱中避光培养
C．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
D．b或c过程中进行诱变处理并继续培养，得到的种苗是抗逆性强的突变体
【答案】B
【详解】A、该实验属于植物组织培养，实验中所用的培养基需要高压蒸汽灭菌处理，操作器械也需要灭菌处理，叶组织块需要用次氯酸钠溶液处理后才可接种，A错误；
B、b表示脱分化形成愈伤组织(高度液泡化，无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织)，即脱分化发生在b步骤，需要置于18～22℃的培养箱中避光培养，B正确；
C、再分化发生在c步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程，d表示经过人工包裹形成人工种子，C错误；
D、基因突变具有不定向性和低频性，b或c过程中进行诱变处理并继续培养，得到的种苗不一定是抗逆性强的突变体，D错误。故选B。
9．紫花苜蓿营养价值高，百脉根耐酸性强。研究者欲通过植物体细胞杂交的方法培育兼具二者优良性状的杂交种，相关分析正确的是（ ）
A．加入胰蛋白酶酶解以制备原生质体B．用灭活病毒诱导法可促进细胞融合
C．融合的细胞即为杂交细胞D．杂交细胞不一定具备双亲的优良性状
【答案】D
【详解】A、紫花苜蓿培育过程中不需要使用胰蛋白酶，需要使用生长素和细胞分裂素等植物激素，需要纤维素酶除去细胞壁，A错误；
B、诱导植物细胞原生质融合的方法有物理诱导和化学诱导两种，没有生物诱导，B错误；
C、融合的细胞不一定为杂交细胞，也可能为同种细胞，需要进一步筛选，C错误；
D、基因的表达可能存在相互干扰，杂交细胞不一定具备双亲的优良性状，D正确。故选D。
►环节 菊花的组织培养
【情景材料】
植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化，即失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞，进而形成不定形的薄壁组织团块，这称为愈伤组织。愈伤组织能重新分化成芽、根等器官，该过程称为植物激素中生长素和细胞分裂素是再分化。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。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体长出芽和根，进而发育成完整的植株。
目的要求
1.了解植物组织培养的基本原理。
2.了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响。
3.尝试进行植物组织培养。
材料用具
1.材料:幼嫩的菊花茎段、培养基、体积分数为70%的酒精、质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液和无菌水等。
2.用具:50 mL锥形瓶(或植物组织培养瓶)、烧杯、酒精灯、超净工作台 (或接种箱)、高压蒸汽灭菌锅、培养箱、封口膜、滤纸、标签、消毒用酒精棉球、培养皿、解剖刀和镊子等。
方法步骤
用酒精擦拭双手和超净工作台台面。将流水充分冲洗后的外植体(幼嫩的茎段)用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2-3次;再用次氯酸钠溶液处理30 min后立即用无菌水清洗2-3次。
将消过毒的外植体置于无菌的培养皿中，用无菌滤纸吸去表面的水分。用解剖刀将外植体切成0.5-1cm长的小段。
在酒精灯火焰旁，将外植体的1/3 -1/2插入诱导愈伤组织的培养基中。用封口膜或瓶盖封盖瓶口，并在培养瓶上做好标记。
将接种了外植体的锥形瓶或植物组织培养瓶置于18-22C的培养箱中培养。在培养过程中定期观察和记录愈伤组织的生长情况。
培养15-20d后，将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，进一步诱导形成试管苗。
移裁前先打开封口膜或瓶盖，让试管苗在培养箱内生长几日。用流水清洗掉根部的培养基后，将幼苗移植到消过毒的石或珍珠岩等环境中，待其长壮后再移栽人土。每天观察并记录幼苗的生长情况，适时浇水、施肥，直至开花。
注意
1.实验中使用的培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。
2.接种时注意外植体的方向，不要倒插。
3.诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。
【问题探究】
1.在植物组织培养过程中，为什么要进行一系列的消毒、灭菌，并且要求无菌操作？
2．在组织培养过程中，诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基和诱导生根的培养基的成分有什么不同？
3．诱导愈伤组织期间一般不需要光，后续培养过程中，为什么每日要给予适当时间和强度的光照？
若培养物取自植物的幼茎、叶片等含有叶绿体的部位，愈伤组织中是否会含有叶绿体？
【答案】
1.避免杂菌在上面迅速生长消耗营养，且有些杂菌会危害培养物的生长。
2.三种培养基成分的不同是生长素和细胞分裂素的比例不同。
3.后续培养过程中，给予适当时间和强度的光照的目的是诱导叶绿素的形成，进一步形成叶绿体进行光合作用。
4.培养物经过诱导后，失去其特有的结构和功能而转变成未分化细胞，愈伤组织中不含有叶绿体。
典例精讲
【例1】植物组织培养技术常用于商业化生产，其过程一般为：建立无菌培养物→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（ ）
A．建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理
B．外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成不定形的愈伤组织，此组织细胞全能性较高
C．生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量比值应大于1，生根培养需给予适当时间的光照
D．若培育的是耐盐植株，则可将获得的试管苗移栽于含高盐土壤中进行筛选后，再推广栽培
【答案】C
【详解】A、建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对叶片、茎尖、花药等进行消毒处理，A正确；
B、外植体需置于脱分化培养基中，诱导形成愈伤组织，愈伤组织细胞为脱分化细胞，全能性较高，B正确；
C、生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量之比应小于1，生长素有利于生根，同时生根培养需给予适当时间和强度的光照，C错误；
D、若培育的是耐盐植株，则需将获得的试管苗移栽于含高盐土壤（培养液）中进行筛选，筛选出所需的幼苗后再推广栽培，D正确。故选C。
【例2】辣椒的辣椒素是食品调味料的重要成分之一，辣椒素可通过下图途径获得，下列叙述正确的是（ ）
A．①过程需对外植体进行灭菌以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗
B．图中所示的愈伤组织是未分化的有固定形态的薄壁组织团块，具备较强的分裂分化能力
C．若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离，则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁
D．在脱分化过程中一般不需要光照，在再分化过程中光照可诱导植物形态建成
【答案】D
【详解】A、①过程需对外植体进行消毒以防止后续培养过程中杂菌污染，且有利于获得脱毒苗，A错误；
B、愈伤组织是一团没有特定结构和功能，排列疏松而无规则，高度液泡化的呈无定形状态的薄壁组织团块。愈伤组织是由外植体脱分化形成，它要经过再分化形成植物个体，因此愈伤组织是未分化的，具有分裂分化能力，B错误。
C、盐酸会杀死细胞，不能用盐酸分离细胞，C错误；
D、在脱分化过程中一般不需要光照，利于形成愈伤组织，再分化过程中光可诱导叶绿素的合成，可诱导植物形态建成，D正确。故选D。
【例3】某种名贵植物通常用无性繁殖的方式进行繁殖，但容易将感染的病毒传给后代。某技术中心计划获取该种植物的脱毒苗，技术路线如图所示。下列叙述错误的是（ ）
A．由愈伤组织到脱毒苗需要经过脱分化、再分化等过程
B．外植体可以选择该种植物的茎尖分生组织
C．制备培养基时需要在培养基中添加琼脂等成分
D．生长素/细胞分裂素的值较高时有利于根的分化
【答案】A
【详解】A、由愈伤组织到脱毒苗需要经过再分化过程，由外植体到愈伤组织需要经过脱分化过程，A错误；
B、外植体可以选择该种植物的茎尖分生组织，经过组织培养后可以获得无毒苗，原因是分生组织中不带毒或带毒很少，B正确；
C、植物组织培培养所用的培养基是固体培养基，因此，在制备培养基时需要在培养基中添加琼脂等成分，C正确；
D、由于生长素能促进生根，因此，在生长素/细胞分裂素的值较高时有利于根的分化，D正确。故选A。
【例4】科研人员用抗病、抗寒的二倍体阿宽蕉和三倍体无籽龙牙蕉进行体细胞杂交，培育出抗病、抗寒的无籽新品种，拓宽了香蕉种植区域。相关叙述正确的是（ ）

A．体细胞杂交技术无法获得含双亲优良细胞质基因的个体
B．②过程可用灭活病毒诱导法、PEG融合法等方法实施诱导
C．③过程成功的原因是杂种细胞含个体发育的整套遗传信息
D．抗病、抗寒无籽新品种自交，可获得抗病、抗寒无籽后代
【答案】C
【详解】A、体细胞杂交技术是促进双亲细胞融合，也融合了双亲优良细胞质基因，A错误；
B、诱导原生质体融合的方法不能用灭活病毒诱导法，B错误；
C、③过程是杂种细胞发育成一个新个体，体现了植物细胞的全能性，全能性的表现说明了该植物细胞含有个体发育的整套遗传信息，C正确；
D、抗病、抗寒无籽新品种是抗病、抗寒的二倍体阿宽蕉和三倍体无籽龙牙蕉进行体细胞杂交获得，属于异源五倍体，细胞内联会紊乱，是不育的，D错误。故选C。
【例5】农业生产中，获得异源多倍体植物的常见方式如下图（A、B、C、D代表不同物种的一个染色体组），不正确的是（ ）

A．图中丙含有A和B两个染色体组，因没有同源染色体，不能正常联会导致高度不育
B．操作①常处理幼苗，获得染色体组加倍的丁，恢复育性
C．操作②常采用纤维素酶和果胶酶处理，过程③通过脱分化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
【答案】C
【详解】A、方法一表示杂交育种，图中丙含有A和B两个染色体组，没有同源染色体，不能正常联会导致丙高度不育，A正确；
B、秋水仙素能诱导染色体数目加倍，操作①常采用秋水仙素处理幼苗，由此获得染色体组加倍的丁，恢复育性，B正确；
C、方法二表示植物体细胞杂交，植物细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此操作②用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，过程③通过脱分化、再分化过程能形成杂种植株辛，C错误；
D、方法一表示杂交育种，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。故选C。
【例6】(多选)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，实验结果如表：
下列叙述错误的是（ ）
A．愈伤组织生长的原理是植物细胞具有全能性
B．愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
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
【答案】ACD
【详解】A、植物组织培养过程中，愈伤组织主要进行细胞生长和分裂，不能体现植物细胞的全能性，A错误；
B、愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行，以避免微生物的污染，B正确；
C、由表格数据可知，两组接种干重相似，但光照条件下收获的愈伤组织干重和紫杉醇含量均低于黑暗条件下的，C错误；
D、植物组织培养过程中，有机物可以为植物细胞提供必需的营养物质和能量，此外还可以调节渗透压，D错误。故选ACD。
【例7】紫罗兰花色丰富、抗虫性强，其种子中富含亚麻酸。为了让油菜具有紫罗兰的诸多优良性状，科研人员进行了如图所示实验。下列叙述错误的是（ ）
A．原生质体间的融合依赖于生物膜的流动性，为防止杂菌污染，融合原生质体需放在无菌水中
B．原生质体融合后，可利用选择培养基从混合细胞群中筛选出所需杂种细胞
C．将愈伤组织培养为杂种植株的过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照
D．获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定
【答案】A
【详解】A、细胞融合依赖于生物膜的流动性，获得的融合原生质体没有细胞壁，若将其放在无菌水中，融合原生质体可能会吸水涨破，A错误；
B、原生质体融合后，两两融合的细胞有AA型、BB型、AB型，可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞，B正确；
C、将愈伤组织培养为杂种植株的过程中，为了诱导叶绿素的形成，每日需要给予适当时间和适当强度的光照，C正确；
D、获得杂种植株后，可借助抗原—抗体杂交、病虫感染实验进行新性状表达的鉴定，其中前者属于分子水平的鉴定，后者属于个体生物学水平的鉴定，D正确。
故选A。
【例8】(多选)下图表示利用耐酸植物甲(4n)和高产植物乙(2n)培育高产耐酸杂种植物的过程(图中标号表示过程或处理手段)，下列相关叙述正确的是（ ）
A．图示过程中依据的原理主要有细胞膜的流动性、植物细胞的全能性等
B．过程①可将甲、乙植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理
C．过程②可以用 PEG诱导，过程③得到的杂种细胞中含有3个染色体组
D．过程④⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同
【答案】ABD
【详解】A、图示过程为植物体细胞杂交技术，该过程中原生质体融合利用的原理是细胞膜的流动性，植物组织培养利用的原理是植物细胞的全能性，A正确；
B、图中①表示酶解法去壁获得原生质体的过程，由于原生质体失去了细胞壁的保护会发生失水皱缩或吸水涨破的现象，因此该过程需要在含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中处理，B正确；
C、过程②表示诱导原生质体融合的过程，可以用PEG诱导，产生的杂种细胞中的染色体组数是两种原生质体中染色体组之和，因此杂种细胞中应该含有6个染色体组，C错误；
D、过程④⑤表示脱分化和再分化的过程，两个过程的培养基中都需要进入生长素和细胞分裂素，但是两种植物激素的比例应该不同，D正确。
故选ABD。
要点归纳
1．细胞具有全能性的原因
一般生物体的每一个细胞都包含该物种所特有的全套遗传物质，都具有发育成为完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。
2．细胞全能性大小的比较
(1)植物细胞>动物细胞(动物细胞只有细胞核具有全能性)。
(2)受精卵>生殖细胞(精子、卵细胞)>体细胞。
(3)体细胞：分化程度低的>分化程度高的，细胞分裂能力强的>细胞分裂能力弱的，幼嫩的细胞>衰老的细胞。
3．植物细胞表现全能性的条件
（1）离体状态。
（2）营养物质：种类齐全、比例合适。
（3）植物激素：生长素、细胞分裂素。
（4）适宜的培养条件：离体、无菌条件、种类和比例适宜的营养物质、植物激素（主要是生长素和细胞分裂素）的诱导和调节、适宜的外界条件（温度、pH、光照等）。
（5）无菌操作。
4．植物组织培养技术的注意事项
(1)外植体的选择与制备
①外植体的选择：外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说，植物的花和幼嫩的组织脱分化相对比较容易，而植物的茎、叶和成熟的组织较难。
②制备外植体首先要消毒，其次要选取有形成层的部分，因为形成层细胞易脱分化。
(2)无菌操作
植物组织培养成功的关键是避免微生物的污染，所有实验用具要严格灭菌，接种过程要进行严格的无菌操作。
(3)光照的控制
对于植物组织培养来说，光照条件非常重要。在愈伤组织的诱导阶段往往要避光培养，有利于细胞脱分化产生愈伤组织(如果是在光照条件下，容易分化产生维管等组织，不利于产生大量的愈伤组织)。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成。
(4)植物激素的使用
（5）①植物细胞融合完成的标志：再生出新细胞壁。②植物体细胞杂交完成的标志：培育成新植物体。
1．浠水县清泉镇金宝山村通过植物组织培养复壮中药材白芨种苗，带动周边400 多名农民增收致富。下列有关植物组织培养的说法正确的是（ ）
A．植物组织培养时，对外植体可用75%的酒精进行灭菌
B．取白芨茎尖进行植物组织培养，可获得不带病毒的抗病毒苗
C．植物组织培养一般先诱导生芽后诱导生根
D．诱导愈伤组织形成时需要每日给予适当时间的光照
【答案】C
【详解】A、植物组织培养时，对外植体可用75%的酒精进行消毒，A错误；
B、可取白芨茎尖进行植物组织培养，获得不带病毒的脱毒苗但并不能获得抗病毒苗，B错误；
C、在植物组织培养过程中，一般是先诱导形成芽、再诱导生根，C正确；
D、诱导愈伤组织形成时一般不需要光照，D错误。
故选C。
2．植物细胞悬浮培养是将单个细胞或细胞团进行液体培养增殖的技术。下列叙述错误的是（ ）
A．植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理
B．经纤维素酶和果胶酶充分处理后，植物细胞团分散为单个完整的悬浮细胞
C．为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压
D．利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗
【答案】B
【详解】A、为了避免杂菌污染，植物细胞悬浮培养的培养基须经无菌处理，A正确；
B、纤维素酶和果胶酶处理植物细胞获得的是原生质体，不能获得单个完整的悬浮细胞，B错误；
C、细胞的正常生长需要适宜的条件，因此，为使悬浮细胞正常生长，培养基须保持适当的温度、pH和渗透压，C正确；
D、利用悬浮培养技术生产次生代谢物，可减少植物资源的消耗，同样也不受季节和天气得限制，D正确。
故选B。
3．下列实验操作能达成所述目标的是（ ）
A．用含有纤维素酶和果胶酶的高渗溶液获得原生质体
B．向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无菌环境
C．在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度
D．对外植体进行消毒以杜绝接种过程中的微生物污染
【答案】A
【详解】A、用酶解法制备原生质体时，需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞，使细胞失水，处于微弱的质壁分离状态，然后用纤维素酶和果胶酶催化去除细胞壁，获得原生质体，A正确；
B、向泡菜坛盖边沿的水槽中注满水形成内部无氧环境，不能创造无菌环境，B错误；
C、在用样方法调查种群密度时，应该做到随机取样，而不是在目标个体集中分布的区域划定样方调查种群密度，C错误；
D、对外植体进行消毒可以减少外植体携带的微生物，但不能杜绝接种过程中的微生物污染，D错误。
故选A。
4．我国科学家屠呦呦因发现青蒿素可以有效降低疟疾患者的死亡率而获得诺贝尔生理奖或医学奖。研究人员在对黄花蒿进行组织培养时，发现其愈伤组织中没有青蒿素，但由愈伤组织再分化形成的芽和苗中均有青蒿素。下列叙述正确的是（ ）
A．青蒿素是黄花蒿细胞生长所必需的物质
B．选取黄花蒿的花粉作外植体，经培养后获得的植株为单倍体
C．从愈伤组织中不能提取出青蒿素的原因可能是其不含合成青蒿素的基因
D．生长素与细胞分裂素之间的比值高时，可促进愈伤组织再分化形成芽
【答案】B
【详解】A、由题中黄花蒿愈伤组织中没有青蒿素可以推测青蒿素不是黄花蒿细胞生长所必需的物质，A错误；
B、由配子直接发育形成的个体为单倍体，外植体若是黄花蒿的花粉，则经培养后获得的植株为单倍体，B正确；
C、由同一个受精卵发育而来的个体细胞中基因都相同，黄花蒿的愈伤组织中没有青蒿素是因为相关基因没有表达，C错误；
D、生长素与细胞分裂素之间的比值高时，可促进愈伤组织分化成根，D错误。
故选B。
5．用适宜浓度的生长素类似物处理未受粉的二倍体番茄植株甲，促进子房发育成无子番茄。将二倍体西瓜幼苗用秋水仙素处理得到植株乙，再以植株乙作母本，二倍体植株作父本，杂交获得三倍体种子，进而获得三倍体无子西瓜。下列叙述错误的是（ ）
A．无子番茄和无子西瓜的培育原理不同且细胞内遗传物质均未发生改变
B．植株乙的芽尖细胞有丝分裂后期，随着丝粒分裂染色体组数增加为8个
C．三倍体西瓜无子的原因是其减数分裂过程中联会紊乱不能形成正常生殖细胞
D．无子西瓜每年都要制种，可利用植物组织培养技术获得幼苗来解决该问题
【答案】A
【详解】A、无子番茄的培育原理是生长素促进果实的发育，无子西瓜的培育原理是染色体变异，二者培育原理不同，但无子西瓜细胞内遗传物质发生了改变，A错误；
B、植株乙是四倍体，体细胞含4个染色体组，植株乙的芽尖细胞有丝分裂后期，随着丝粒分裂染色体数目加倍，染色体组数也加倍为8个，B正确；
C、三倍体无子西瓜细胞内有3个染色体组，其减数分裂过程中会因为联会紊乱而不能形成正常生殖细胞，C正确；
D、三倍体无子西瓜因为联会紊乱而不能形成正常的生殖细胞，因此不能形成种子，所以每年都要制种，可利用植物组织培养技术获得幼苗来解决该问题，D正确。
故选A。
6．科学家将天竺葵(二倍体)的原生质体和香茅草(二倍体)的原生质体诱导融合，培育出的驱蚊香草能散发出特殊气味，从而达到驱蚊的效果。下列关于驱蚊香草培育的叙述错误的是（ ）
A．该方法培育获得的驱蚊香草植株减数分裂过程不能产生可育配子
B．驱蚊香草植株培育过程中产生的变异类型属于染色体数目变异
C．杂种细胞培育过程需添加一定量的生长素和细胞分裂素来调节发育
D．诱导原生质体融合可用离心法、电融合法、高Ca2+-高pH融合法等.
【答案】A
【详解】A、将天竺葵(二倍体)的原生质体和香茅草(二倍体)的原生质体诱导融合，培育出的驱蚊香草植株减数分裂过程能产生可育配子，A错误；
B、融合形成的杂种细胞中从理论上来讲是天竺葵和香茅草细胞中染色体数目之和，该变异类型属于染色体数目变异，B正确；
C、植物组织培养的过程中，需添加一定量的生长素和细胞分裂素来调节杂种细胞发育为杂种植株，C正确；
D、驱蚊草培育过程利用了植物体细胞杂交技术，该过程中用纤维素酶、果胶酶处理获得原生质体，用离心法、电融合法、高Ca2+-高pH融合法等方法促融，D正确。
故选A。
7．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（ ）
A．过程①应将叶片上表皮向下，置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中
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．过程④常选择不同大小或颜色的双亲原生质体，以便显微镜下直接识别杂合细胞
D．过程⑤进行脱分化和再分化过程，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的全部遗传物质
【答案】C
【详解】A、过程①应将叶片上表皮向上（能与溶液接触），置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中去除细胞壁，原生质体没有细胞壁，为避免原生质体吸水涨破，将叶片置于等渗或略高渗溶液中，A错误；
B、原生质层是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成，而原生质体是指植物细胞去除细胞壁后的剩余部分，B错误；
C、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，C正确；
D、由于基因的选择性表达，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，番茄-马铃薯杂种植物，地上没有结番茄，地下也没有长马铃薯，D错误。
故选C。
8．如图表示通过植物细胞工程技术，利用马铃薯细胞和番茄细胞培育出杂种植株的实验流程，下列相关叙述错误的是（ ）
A．c过程表示再分化，需要适当时间和强度的光照
B．经a过程处理后的细胞可置于清水中保存待用
C．b过程依赖于细胞膜的流动性
D．甲是呈不定形的薄壁组织团块
【答案】B
【详解】A、c过程表示再分化，需要适当时间和强度的光照，有利于叶绿素的合成和叶绿体的形成，A正确；
B、经a过程处理后获得的是原生质体，此时失去了细胞壁的保护，不能将细胞置于清水中，否则会由于外界溶液浓度小于细胞液浓度而导致细胞吸水涨破，B错误；
C、b表示诱导原生质体融合，依赖于细胞膜的流动性，C正确；
D、甲表示愈伤组织，呈不定形的薄壁组织团块，具有全能性，D正确。
故选B。
9．粉美人萱草形态优美、色彩艳丽，具有极大的栽培价值。剪取健壮、无病虫害的单株粉美人萱草的新鲜花茎进行离体培养，下列相关说法错误的是（ ）
A．首选花序轴作为外植体，脱分化后形成具有特定结构和功能的愈伤组织
B．取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得
C．不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异
D．为防止一些代谢产物的积累等因素影响培养物生长，一般需要在2～4周后将培养物转移至新鲜培养基中继续培养
【答案】A
【详解】A、细胞若离体后在培养基上培养时会由原来的分化状态，失去原有的某些具有特定结构和功能的细胞结构（如叶肉细胞的叶绿体等），变成分生状态的细胞，分裂产生愈伤组织，即愈伤组织是没有特定功能的，A错误；
B、幼嫩的材料容易在酒精中失绿或被酒精杀死，不同取样时期消毒处理方法有差别，故取样时间也会影响粉美人萱草无菌材料的获得，B正确；
C、植物生命活动受到激素、环境以及基因表达的共同调控，不同种类植物对培养基的成分如激素浓度、比例要求不同，再生能力也存在差异，C正确；
D、为了防止由于营养物质的枯竭，水分的散失，以及一些组织代谢产物的积累，必须将组织及时转移到新的培养基上，以免影响细胞正常生命活动，D正确。
故选A。
10．（多选）为获得利福平和链霉素双抗的黄色短杆菌菌株，科研人员用现有的甲、乙两种菌株进行细菌细胞融合（基本过程与植物体细胞杂交一致）。菌株甲抗利福平（Rifr）但对链霉素敏感（StrS），菌株乙抗链霉素（Strr）但对利福平敏感（RifS）。下列叙述正确的是（ ）

A．过程①中需要用纤维素酶和果胶酶处理细菌甲和细菌乙
B．为避免原生质体失水而影响融合，应将制备好的原生质体置于低渗环境中
C．融合后的融合子有3种，可用含利福平和链霉素的固体培养基进行筛选
D．过程②体现了细胞膜的流动性，PEG同样也可以诱导动物细胞融合
【答案】CD
【详解】A、细菌细胞融合与植物体细胞杂交的基本过程一致，首先都是要去除细胞壁，细菌细胞壁的主要成分是肽聚糖，不能使用纤维素酶和果胶酶来处理，A错误；
B、失去细胞壁保护的原生质体更容易受到外界环境的影响，在低渗环境中很容易吸水涨破，因此制备好的原生质体应该置于等渗环境中，B错误；
C、形成的两两融合的融合子共有3种，分别是菌株甲互融、菌株乙互融、菌株甲与菌株乙互融，其中只有菌株甲与菌株乙互融形成的融合子才是所需要的双抗菌株，可用含有利福平和链霉素的固体培养基进行筛选，C正确；
D、过程②是原生质体甲、乙相互融合的过程，该过程体现了细胞膜的流动性，PEG是常用的细胞融合诱导剂，除此之外还可以诱导动物细胞融合以及植物细胞的融合，D正确。
故选CD。
11．（多选）紫花苜蓿（2n=32）是应用较为广泛的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根（2n=12）富含单宁，单宁可与植物蛋白质结合，不会引起家畜采食后鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料培育抗鼓胀病的苜蓿新品种。研究流程如图（注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R-6G可阻止线粒体的呼吸作用，二者抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同），下列说法不正确的是（ ）
A．用纤维素酶和果胶酶处理实验材料获得的原生质体由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成
B．②和③过程所需的植物激素比例不同
C．②③过程需要在有光照、植物激素的作用下才能脱分化和再分化形成完整植株
D．②过程的细胞中染色体数目最多有88条，③过程产生的再生植株是可育的多倍体
【答案】AC
【详解】A、原生质层是由细胞膜、液泡膜及两膜之间的细胞质组成，原生质体是由植物细胞去除细胞壁后形成的，包括细胞核等结构，A错误；
BC、②③过程分别表示脱分化和再分化，两个过程所需的植物激素比例不同，通常，脱分化所需的生长素/细胞分裂素比值为1，再分化时，提高该比值有利于根的分化，降低该比值有利于芽的分化，脱分化过程不需要光照，B正确，C错误；
D、紫花苜蓿染色体数目为32条，百脉染色体数目为12条，融合之后细胞内染色体数目为32+12=44条，②过程表示脱分化，进行的是有丝分裂，此时染色体数目最多有44×2=88条，紫花苜蓿是二倍体，百脉是二倍体，③过程产生的再生植株是可育的多倍体（四倍体），D正确。
故选D。
12．下图为植物体细胞杂交过程示意图，请分析回答：

(1)植物原生质体融合的理论基础是 。
(2)①过程中，目前最常用的方法是 ，即在0.5～0.6ml/L的甘露醇溶液提供的较 渗透压条件下用 水解植物的细胞壁。
(3)②过程可以用 等物理方法或用 作诱导剂的化学方法，获得的C称为 。
(4)④和⑤过程可称为 和 。
(5)在得到融合的原生质体后，利用植物组织培养技术获得新植株。通过植物体细胞杂交和植物组织培养技术能使 同时在新的植物体上有所表现。
(6)若远缘杂交亲本A和B都是二倍体，则理论上杂种植株为 倍体。从理论上讲，这类杂种植株是 （填“可育”或“不育”）的。
(7)若运用传统的有性杂交方法则 （填“能”或“不能”）实现上述结果，其原因是 。因此这项研究对于培育作物新品种方面的重大意义在于 。
(8)利用植物体细胞杂交的方法培育新品种的过程中，基因的传递 （填“遵循”或“不遵循”）孟德尔的遗传定律，其原因是 。
【答案】(1)细胞膜具有一定的流动性
(2) 酶解法 高 纤维素酶和果胶酶
(3) 离心、振动、电激 PEG（聚乙二醇） 融合的原生质体
(4) 脱分化 再分化
(5)（亲缘关系较远的）亲本的遗传特征
(6) （异源）四 可育
(7) 不能 不同种生物之间存在生殖隔离 克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围
(8) 不遵循 只有在生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖
【详解】（1）植物原生质体融合的理论基础是细胞膜具有一定的流动性。
（2）植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，根据酶的专一性原理，采用酶解法去除植物细胞壁，常用的酶是纤维素酶和果胶酶。在0.5～0.6ml/L的甘露醇溶液提供的较高渗透压条件下，用纤维素酶和果胶酶水解植物的细胞壁。
（3）②过程为人工诱导原生质体融合，物理方法有离心、振动、电激等，化学方法是用聚乙二醇（PEG）等试剂作为诱导剂诱导融合。获得的C称为融合的原生质体。
（4）④和⑤过程可称为脱分化和再分化。
（5）在得到融合的原生质体后，利用植物组织培养技术获得新植株。通过植物体细胞杂交和植物组织培养技术能使（亲缘关系较远的）亲本的遗传特征同时在新的植物体上有所表现。
（6）若远缘杂交亲本A和B都是二倍体，则理论上杂种植株为异源四倍体。杂种植株含有植株A和植株B的全部遗传物质，从理论上讲是可育的。
（7）因为不同种生物之间存在生殖隔离，传统的有性杂交方法不能实现上述结果。这项研究对于培养作物新品种方面的重大意义在于克服远缘杂交不亲和的障碍，大大扩展了可用于杂交的亲本组合范围。
（8）利用植物体细胞杂交的方法培育新品种的过程中，基因的传递不遵循孟德尔的遗传定律，其原因是只有在生物进行有性生殖的过程中，才遵循孟德尔的遗传规律，而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖。
13．蝴蝶兰为二倍体植物，因其具有形态曼妙、花色艳丽、观赏期长等特点，被人们誉为“洋兰皇后”，具有极高的观赏价值和经济价值。近些年，通过植物组织培养技术种植蝴蝶兰，成为大规模育苗生产的重要途径。回答下列问题：

(1)为保持蝴蝶兰的优良性状，并且使其快速繁育，下列最适合进行植物组织培养的是____________。
A．花粉B．叶肉细胞C．表皮细胞D．茎尖分生区细胞
(2)图中过程 （填写图中字母）证明高度分化细胞可被诱导成为未分化的状态，其实现的前提条件是培育的组织或细胞处于离体状态。其中过程a一般不需要光照，通过过程b形成胚状体的实质是 。
(3)植物组织培养通常使用MS培养基，从物理性质来看，属于 培养基，其中 （填激素）的占比高时，更利于诱导生根。
(4)若要使用该植株的花粉进行培育，则还需要使用 的方法对过程c得到的幼苗进行处理，才能得到可育植株。
【答案】(1)D
(2) a 基因的选择性表达
(3) 固体 生长素
(4)低温诱导或喷洒秋水仙素
【详解】（1）分化程度较低的部位的细胞分裂能力强、分化程度低，全能性容易表达，所以茎尖分生区细胞最适合进行植物组织培养，花粉、叶肉细胞、表皮细胞分化程度高，全能性低，不适合进行植物组织培养，D正确。
故选D。
（2）过程a表示脱分化，能证明高度分化细胞可被诱导成为未分化的状态。经过程b产生的胚状体中出现形态结构不同的细胞，是细胞再分化的结果，细胞分化的根本原因是基因的选择性表达。
（3）植物组织培养通常使用MS培养基，属于固体培养基；过程c在形成幼苗时，生长素的占比高时，更利于诱导生根；细胞分裂素的占比高时，更利于诱导生芽。
（4）若要使用该植株的花粉进行培育，形成的个体是单倍体，高度不育，还需要用低温诱导或喷洒秋水仙素的方法对过程c得到的幼苗进行处理，才能得到可育植株。
新课程标准
学习目标
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。
1.说出植物细胞工程的基本原理。
2.简述细胞全能性的概念。
3.简述植物组织培养的过程与方法。
4.通过菊花组织培养的实验操作，进一步掌握植物组织培养技术。
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
0.007 0
黑暗
4.38
12.10
0.016 4
生长素用量/细胞分裂素用量
结果
比值高
有利于根的分化，抑制芽的形成
比值低
有利于芽的分化，抑制根的形成
比值适中
促进愈伤组织的形成
新课程标准
学习目标
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。
1.说出植物细胞工程的基本原理。
2.简述细胞全能性的概念。
3.简述植物组织培养的过程与方法。
4.通过菊花组织培养的实验操作，进一步掌握植物组织培养技术。
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
0.007 0
黑暗
4.38
12.10
0.016 4
生长素用量/细胞分裂素用量
结果
比值高
有利于根的分化，抑制芽的形成
比值低
有利于芽的分化，抑制根的形成
比值适中
促进愈伤组织的形成