專題21細胞工程

考點1植物細胞工程

1.（2023山東，14,2分）利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養

使其增殖,可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是（）

A.利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物

B.植物細胞體積小,故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產

C.次生代謝物是植物所必需的,但含量少，應選擇產量高的細胞進行培養

D.該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量

答案A某些次生代謝物合成過程很復雜,難以通過化學合成途徑得到，而利用植物細胞培

養技術可獲得,A正確；可以利用植物細胞培養技術大規模培養植物細胞,來大量獲取次生代

謝物,B錯誤;次生代謝物不是植物生長所必需的，含量很低,C錯誤；該技術主要利用促進細

胞增殖增加細胞數量,來提高次生代謝物的產量,D錯誤。

2.（2023廣東，12,2分）人參皂昔是人參的主要活性成分。科研人員分別誘導人參根與胡蘿卜

根產生愈傷組織并進行細胞融合，以提高人參層昔的產率。卜列敘述恃送的是（）

A.細胞融合前應去除細胞壁

B.高C『一高pH溶液可促進細胞融合

C.融合的細胞即為雜交細胞

D.雜交細胞可能具有生長快速的優勢

答案C植物細胞的細胞壁會阻礙細胞的融合，故植物細胞融合前應去除細胞壁,A正確；

誘導植物細胞原生質體融合的方法有物理法、化學法，化學法包括PEG融合法、高Ca2‘一高

pH融合法等,B正確;細胞融合時既有同種細胞的融合，也有不同種細胞的融合，后者才是所

需要的雜交細胞,C錯誤;雜交細胞具有雙方的遺傳物質，可能具有胡蘿卜細胞生長快速的優

勢,D正確。

3.（2023河北，13,2分）植物細胞懸浮培養是將單個細胞或細胞團進行液體培養增殖的技術。

下列敘述錯誤的是（）

A.植物細胞懸浮培養的培養基須經無菌處理

B.經纖維素酶和果膠酶充分處理后,植物細胞團分散為單個完整的懸浮細胞

C.為使懸浮細胞正常生長，培養基須保持適當的溫度、pH和滲透壓

D.利用懸浮培養技術生產次生代謝物,可減少植物資源的消耗

答案B為防止雜菌污染，植物細胞懸浮培養中的外植體需要消毒，培養基及培養器具需要

滅菌處理,A正確;纖維素酶和果膠酶處理后，植物細胞去除細胞壁,獲得原生質體,B錯誤；由

于植物細胞的次生代謝物含量很低，從植物組織中提取會大量破壞植物資源，利用植物細胞

懸浮培養技術生產次生代謝物,可減少對植物資源的消耗,D正確。

4.（2023江蘇，13,2分）研究者通過體細胞雜交技術，探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種

紫菜。下列相關敘述正確的是（）

A.從食用紫菜的動物消化道內提取蛋白酶,用于去除細胞壁

B.原生質體需在低滲溶液中長期保存，以防止過度失水而死亡

C.檢測原生質體活力時可用茶酚品紅或甲紫溶液處理,活的原生質體被染色

D.聚乙二醇促進原生質體融合后，以葉綠體顏色等差異為標志可識別雜種細胞

答案D紫菜細胞壁的主要成分為多糖（纖維素、果膠），蛋白酶不能用于去除細胞壁,A錯誤；

原生質體沒有細胞壁,獲得的原生質體若處在低滲溶液中，會吸水漲破,B錯誤;茶酚品紅或

甲紫溶液主要用于染色體的染色，檢測原生質體活力時常用分盼藍染色,活的原生質體不能

被染色,C錯誤;兩種紫菜細胞的葉綠體顏色不同，聚乙二醇作為誘導劑可促進原生質體融合,

對于雜種細胞可以葉綠體顏色等差異為標志來進行識別,D正確。

.易混易錯題中所述兩種紫菜的葉綠體因色素的含量不同而呈現不同的顏色，故可在顯

微鏡下觀察葉綠體的顏色來識別雜種細胞。

5.（2022浙江1月選考,7,2分）農作物秸稈的回收利用方式很多，其中之一是將秸稈碎化后

作為食用菌的栽培基質。碎化桔稈中纖維所起的作用，相當于植物組織培養中固體培養基的

（）

A.瓊脂+蔗糖E.蔗糖+激素

C.激素+無機鹽E.無機鹽+瓊脂

答案A碎化秸稈作為食用的栽培基質時，其富含的纖維一方面可用于維持基質的基本形

態，另一方而在食用菌菌絲生長過程中被大量降解并提供碳源,故其作用相當于植物組織培

養中固體培養基的瓊脂和蔗糖,故選A。

6.（2022遼寧，14,2分）藍莓細胞富含花青素等多酚類化合物。在藍莓組織培養過程中，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，導致藍益組織培養失敗。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.適當增加培養物轉移至新鮮培養基的頻率以減少禍變

C.在培養基中添加合適的抗氧化劑以減少相變

D.宜選用藍萄成熟葉片為材料制備外植體

答案D花青素等多酚類化合物通常存在于植物細胞的液泡中，在不同pH條件下使花和果

實呈現不同的顏色,A正確;在組織培養過程中，適當增加培養物轉移至新鮮培養基的頻率，

可以剔除易褐變的細胞，減輕多酚類物質對培養物的毒害作用,B正確;培養基中添加合適的

抗氧化劑可以抑制多酚類化合物被氧化成褐色醍類化合物，從而減少褐變,C正確；藍莓成熟

葉片中央液泡中富含多酚類化合物，易發生褐變,D錯誤。

7.（2022浙江6月選考,23,2分）下列關于菊花組織培養的敘述，正確的是（）

A.用自然生長的莖進行組培（組織培養）須用適宜濃度的乙醇和次氯酸鈉的混合液消毒

B.培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換

C.組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石帶菌量低且營養豐富

D.不帶葉片的菊花幼莖切段可以通過器官發生的途徑形成完整的菊花植株

答案D植物組織培養中對自然生長的莖進行消毒的步驟為“洗滌靈稀釋液浸泡2min-

流水沖凈一75%酒精消毒30s一流水沖洗一10%次氯酸鈉溶液消毒10min或0.1%氯化汞溶液

消毒5~7min一無菌水多次沖洗”，A錯誤;用專用封口膜封口的目的是防止外界雜菌侵入，

且保證瓶內外的氣體交換,B錯誤;組培苗鍛煉時采用蛭石作為栽培基質的原因是其具有透

氣性和保水性,C錯誤。

易錯辨析器官發生途徑和體細胞胚發生途徑

器官發生途徑為外植體一意傷組織一激素誘導出組織器官（可以先誘導出芽，再誘導出根）一

完整植株;體細胞胚發生途徑為外植體一愈傷組織一激素誘導出胚狀體~完整植株。

8.（2021北京,7,2分）研究者擬通過有性雜交的方法將簇毛麥（2n=14）的優良性狀導入普通

小麥（2n=42）中。用簇毛麥花粉給數以千計的小麥小花授粉，10天后只發現兩個雜種幼胚，將

其離體培養，產牛.愈傷組織,進而獲得含28條染色體的大量雜種植株。以下表述箱族的是

（）

A.簇毛麥與小麥之間存在生殖隔離

B.培養過程中幼胚細胞經過脫分化和再分化

C.雜種植株減數分裂時染色體能正常聯會

D.雜種植株的染色體加倍后能產生可育植株

答案C簇毛麥與普通小麥是兩個物種，存在生殖隔離,A正確;在將雜種幼胚離體培養時，

幼胚先脫分化形成愈傷組織，繼而再分化出根、莖和葉，長成新植株,B正確;形成的新植株含

28條染色體,其中有7條染色體來自簇毛麥,有21條染色體來自普通小麥,在減數分裂過程

中，染色體不能正常聯會,C錯誤;雜種植株的染色體加倍后,每一條染色體都有與其相同的

染色體,在減數分裂過程中，染色體可以正常聯會,進而產生可育后代,D正確。

9.（2020山東，13,2分）兩種遠緣植物的細胞融合后會導致一方的染色體被排出。若其中一個

細胞的染色體在融合前由于某種原因斷裂，形成的染色體片段在細胞融合后可能不會被仝部

排出，未排出的染色體片段可以整合到另一個細胞的染色體上而留存在雜種細胞中。依據該

原理,將普通小麥與耐鹽性強的中間偃麥草進行體細胞雜交獲得了耐鹽小麥新品種,過程如

圖所示。下列說法錯誤的是（）

省

普小

小

麥

迅

通

雜

雜

耐

泮

麥

原質

胞

體

細

生

笳

培

種

種

鹽

一

選

植

細

小

養

中候

畫

響

株

胞

1)麥

一

麥

細胞

草

窗

盤

不劑

同

的

照

紫線

外

射

A.過程①需使用纖維素酶和果膠酶處理細胞

B.過程②的目的是使中間偃麥草的染色體斷裂

C.過程③中常用滅活的病毒誘導原生質體融合

D.耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥草的染色體片段

答案C分析題圖可知，①過程是去除植物細胞的細胞壁，該過程需要使用纖維素能和果膠

前處理細胞,A正確;結合題干信息分析，過程②的目的是使中間偃麥草原生質體中的染色體

發生斷裂,斷裂后的染色體片段可能能保留在雜種植株中，從而可能培養出耐鹽小麥,B正確;

過程③是原生質體融合的過程,該過程必須借助一定的技術手段進行人工誘導，而人工誘導

的方法有物理法和化學法，滅活的病毒用于動物細胞融合,C錯誤;結合題干信息和題圖中②

的處理，可推斷耐鹽小麥的染色體上整合了中間偃麥苒的染色體片段,D正確。

10.（2019北京理綜,4,6分）甲、乙是嚴重危害某二倍體觀賞植物的病害。研究者先分別獲得

抗甲、乙的轉基因植株，再將二者雜交后得到件,結合單倍體育種技術，培育出同時抗甲、乙

的植物新品種。以卜.對相關操作及結果的敘述，惜送的是（；

A.將含有目的基因和標記基因的載體導入受體細胞

B.通過接種病原體對轉基因的植株進行抗病性鑒定

C.調整培養基中植物激素比例獲得E花粉再生植株

D.經花粉離體培養獲得的若干再生植株均為二倍體

答案D本題借助育種相關知識，考查考生運用所學知識，分析某些生物學問題、作出合理

判斷的能力;試題通過抗甲、乙病害的植物新品種的培育,體現了科學思維素養中的演繹與推

理要素。基因工程中需將含有目的基因和標記基因的載體導入受體細胞,A正確;通過接種病

原體,可在個體生物學水平上對轉基因的植株進行抗病性鑒定,B正確;在花粉離體培養過程

中，生長素與細胞分裂素的比例影響脫分化與再分化過程,調整培養基中生長素與細胞分裂

素比例有利于獲得R花粉再生植株,C正確;經花粉離體培養獲得的若干再生植株均為單倍

體,D錯誤”

11.（2018天津理綜,2,6分）蘆笄是雌雄異株植物,雄株性染色體為XY,雌株為XX;其幼莖可食

用，雄株產量高。以下為兩種培育雄株的技術路線。有關敘述苗族的是（）

r、廣麗~心―:-----^^1-------

：：：幼唯^倍T植株小

':麗/?好株丁

4幼一一染色體加儕.他株過/

A.形成愈傷組織可通過添加植物生長調節劑進行誘導

B.幼苗乙和內的形成均經過脫分化和IU?分化過程

C.雄株丁的親本的性染色體組成分別為XY、XX

D.與雄株甲不同，雄株］.培育過程中發生了基因重組

答案C木題以考查育種的相關知識為背景，考查學生獲得信息、解決問題的能力，體現了

對科學思維素養中歸納與概括、模型與建模等方法解決生命現象及規律的考查。植物組織培

養過程中，可利用植物生長調節劑調節愈傷組織的形成與分化,A正確；由花粉形成單倍體幼

苗乙、丙的過程包括脫分化、再分化兩個階段,B正確；雄株丁的親本乙、丙由雄株的花粉經

單倍體育種培育而來，只有植物乙、丙的性染色體組成為XX、YY時，雄株丁的性染色體組成

才為XY,C錯誤;雄株丁的培育過程中經歷了減數分裂產生花粉的過程，該過程中發生了基因

重組,D正確。

知識拓展植物激素在植物組織培養中的作用

植物組織培養過程中，生氏素和細胞分裂素兩者用量的比例影響植物細胞的分化方向。

生長素用量比細胞分裂素用量比值高吐有利于根的分化、抑制芽的形成；比值低時，有利于

芽的分化、抑制根的形成；比值適中時，促進愈傷組織的形成。

12.（2018江蘇單科,8,2分）花藥離體培養是重要的育種手段。如圖是某二倍體植物花藥育種

過程的示意圖，下列敘述正確的是（）

A.為了防止微生物污染,過程①所用的花藥需在70%乙靜中浸泡30min

B.過程②的培養基中需添加較高濃度的細胞分裂素以利于根的分化

C.過程③逐步分化的植株中可篩選獲得純合的二倍體

D.過程④應將煉苗后的植株移栽到含有蔗糖和多種植物激素的基質上

答案C本題主要考查花藥離體培養的相關知識。為了防止微生物污染，過程①所用的花藥

需在70%乙醇中浸泡約30s,A錯誤;過程②的培養基中生長素與細胞分裂素的比值適中，且

生長素含量高于細胞分裂素時，有利于根的分化,B錯誤;進行過程③的愈傷組織經過了秋水

仙素的處理，故其分化后的植株中可篩選獲得純合的二倍體,C正確;經煉苗后的幼苗是能進

行光合作用且能獨立進行代謝的植株，故幼苗的生長基質中不用添加蔗糖和多種植物激素,D

錯誤。

13.（2013江蘇單科，11,2分）某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快

推廣種植,可應用多種技術獲得大量優質苗,下列技術中不能選用的是（）

A.利用莖段桿插誘導生根技術快速育苗

B.采用花粉粒組織培養獲得單倍體苗

C.采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上

D.采用幼葉?、莖尖等部位的組織進行組織培養

答案B本題考查對獲得大量優質苗的多種技術手段的分析。為了使優質苗的生物性狀不

發生性狀分離，可采用莖段桿插誘導生根技術快速育苗，也可采用將幼芽嫁接到合適的其他

種類植物體上的方法或用莖尖或幼葉等部位的組織進行植物組織培養獲得大量優質苗;花粉

粒是減數分裂的產物,利用花粉粒離體培養得到的是單倍體苗,其高度不育,且會發生性狀分

離，因此B項方案不能選用。

14.（2023浙江1月選考,24,15分）甲植物細胞核基因具有耐鹽就效應，乙植物細胞質基因具

有高產效應。某研究小組用甲、乙兩種植物細胞進行體細胞雜交相關研究，基本過程包括獲

取原生質體、誘導原生質體融合、篩選融合細胞、雜種植株再生和鑒定，最終獲得高產耐鹽

堿再生植株。回答下列問題：

（1）根據研究目標，在甲、乙兩種植物細胞進行體細胞雜交前，應檢驗兩種植物的原生質體是

否具備的能力。為了便于觀察細胞融合的狀況,通常用不同顏色的原生質體進行

融合,若甲植物原生質體采用幼苗的根為外植體,則乙植物可用幼苗的為外植體。

（2）植物細胞壁的主要成分為和果膠,在獲取原生質體時，常采用相應的酶進行去壁

處理。在原生質體融合前，需對原生質體進行處理，分別使甲原生質體和乙原生質體的

失活。對處理后的原生質體在顯微鏡下用計數,確定原生質體密度。兩種原

生質體1：1混合后，通過添加適宜濃度的PEG進行融合;一定時間后，加入過量的培養基進行

稀釋,稀釋的目的是0

（3）將融合原生質體懸浮液和海態的瓊脂糖混合,在凝固前倒入涪養皿,融合原生質體分散固

定在平板中，并獨立生長、分裂形成愈傷組織。同一塊愈傷組織所有細胞源

于。下列各項中能說明這些愈傷組織只能來自雜種細胞的理由是哪幾

項?（A.甲、乙原生質體經處理后失活,無法正常生長、分裂B.同種融合的原生質

體因甲或乙原生質體失活而不能生長、分裂C.培養基含有抑制物質，只有雜種細胞才能正

常生長、分裂D.雜種細胞由于結構和功能完整可以生長、分裂）

（4）愈傷組織經可形成胚狀體或芽。胚狀體能長出,直接發育形成再生植

株。

（5）用PCR技術鑒定再生植株。已知甲植物細胞核具有特異性DKA序列a,乙植物細胞質具有

特異性DNA序列b;Ml、M2為序列a的特異性引物,Nl、N2為序列b的特異性引物。完善實

驗思路：

I.提取純化再生植株的總DNA,作為PCR擴增的。

II.將DNA提取物加入PCR反應體系,為特異性引物,擴增序列a;用同樣的方法擴

增序列b0

HL得到的2個PCR擴增產物經后，若每個PCR擴增產物在凝膠中均出現了預期的

個條帶,則可初步確定再生植株來自雜種細胞。

答案（1）再生植株葉片（2）纖維素細胞質、細胞核血細胞計數板終止原生質體融

合（3）一個融合原生質體ABD（4）再分化根和芽（5）模板Ml,M2電泳1

解析（1）根據研究目標需要得到再生植株，故進行植物體細胞雜交操作前，應先檢驗兩種植

物的原生質體是否具備再生植株的能力。為了便于觀察細胞融合的狀況,通常用不同顏色的

原生質體進行融合，若甲植物原生質體采用幼苗的根為外植體,則乙植物可采用球色幼苗的

葉片為外植體。（2）植物細胞壁的主要成分為纖維素和果膠。為使獲得的雜種細胞具有耐鹽

堿效應（甲植物的細胞核基因）和高產效應（乙植物的細胞質基因），在原生質體融合前要分別

使甲原生質體的細胞質和乙原生質體的細胞核失活。融合后的原生質體密度可在顯微鏡下用

血細胞計數板計數法測定。用適宜濃度的PEG促進融合后，需加入過量的培養基進行稀釋，

通過降低PEG濃度,終止原生質體融合。（3）由于甲、乙原生質體分別破壞了細胞質和細胞核，

未融合的原生質體和同種融合的原生質體都不能正常生長、分裂，只有雜種細胞具有完整的

核質結構，可以正常生長、分裂，因此這些愈傷組織只能來自雜種細胞。（4）愈傷組織經再分

化可形成胚狀體或芽。胚狀體能長出根和芽，直接發育形成再生植株。（5）PCR技術鑒定再生

植株時，再生植株的總DNA作為PCR擴增的模板，使用特異性引物皿和M2獲得擴增序列a,

使用特異性引物N1和N2獲得擴增序列b,若兩個擴增序列在凝膠中均只有一個條帶,則可初

步確定再生植株只含甲的細胞核基因和乙的細胞質基因，即來E雜種細胞。

15.（2023新課標,35,12分）根痛菌與豆科植物之間是互利共生關系，根痛菌侵入豆科植物根

內可引起根痛的形成,根痛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瘠菌：選取該植物的莖尖為材

料，通過組織培養獲得試管苗: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。回答下列問題。

⑴從豆科植物的根瘤中分離根瘤菌進行培養，可以獲得純培養物，此實驗中的純培養物

是。

（2）取豆科植物的莖尖作為外植體，通過植物組織培養可以獲得豆科植物的試管苗。外植體經

①②

誘導形成試管苗的流程是：外植體一^愈傷組織一~^試管苗。其中①表示的過程

是,②表示的過程是。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o

⑶研究小組用上述獲得的純培養物和試管苗為材料,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入的培養液中培養，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O

⑷若實驗獲得一種具有良好固氮能力的根瘤菌,可通過發酵工程獲得大量根瘤菌,用于生產

根瘤菌肥。根瘤菌肥是一種微生物肥料，在農業生產中使用微生物肥料的作用是

（答出2點即可）。

答案（1）根瘤菌（2）脫分化再分化細胞經分裂和分化后，仍然具有產生完整生物體或

分化成其他各種細胞的潛能（3）不含氮根瘤菌具有固氮能力（4）增進土壤肥力，改良土

壤結構,促進植物生長

解析（1）根據題干信息“分離根痛菌進行培養,可以獲得純培養物”可知,純培養物是根瘤

菌。（2）已經分化的細胞可以經過脫分化,即失去其特有的結構和功能,轉變成未分化的細胞，

進而形成不定形的薄壁組織團塊，即愈傷組織。愈傷組織經再分化形成芽、根等器官，發育成

試管苗。細胞全能性的概念見答案。（3）具有固氮能力的固氮菌可以固定空氣中的氮氣，為植

物的生長提供氮元素，故應將甲、乙兩組的試管苗分別轉入不含氮的培養液中培養,若甲組生

長狀況更好，則說明甲組中滴加的根瘤菌具有固氮能力。（4）見答案。

16.[2022浙江6月選考,29（二），8分]回答與植物轉基因和植物克隆有關的問題：

（1）在用農桿菌侵染的方法進行植物轉基因過程中,通常要使用抗生素，其目的一是抑制—

生長,二是篩選轉化細胞。當選擇培養基中抗生素濃度時,通常會出現較多假陽性植

株,因此在轉基因前需要對受體進行抗生素的檢測。

（2）為提高培育轉基因植株的戊功率,植物轉基因受體需具有較強的能力和遺傳穩

定性。對培養的受體細胞遺傳穩定性的早期檢測,可通過觀察細胞內形態是否改變

進行判斷，也可通過觀察分裂期染色體的,分析染色體組型是否改變進行

判斷。

（3）植物轉基因受體全能性表達程度的高低主要與受體的基因型、培養環境、繼代次數和—

長短等有關。同時也與受體的取材有關，其中受體為時全能性表達能力最高。

答案（每空1分）（1）農桿菌過低敏感性（2）再生細胞咳形態特征和數量（3）培

養時間受精卵

解析（1）農桿菌一般不攜帶抗生素抗性基因，基因工程操作中，常將目的基因插入Ti質粒

（經人工改造，含抗生素抗性基因）的T-DNA中，再將重組質粒轉入衣桿菌中，這樣使用含相應

抗生素的培養基培養可以抑制不含重組質粒的農桿菌的生長，從而篩選出攜帶術組質粒的農

桿菌。當選擇培養基中抗生素濃度過低時，會導致抗生素不足以抑制不含抗性基因的細胞的

生長繁殖,從而出現較多的假陽性植株，因此在轉基因前需要對受體進行抗生素的敏感性檢

測。（2）植物轉基因受體獲得目的基因后需培養成完整植株并可使目的基因穩定存在并遺傳

給下一代等，因此轉基因受體需具有較強的再生能力和遺傳穩定性。受體細胞的遺傳物質主

要分布在細胞核中,通過觀察細胞核的形態是否改變,可對受體細胞的遺傳穩定性進行早期

檢測；染色體是遺傳物質的主要載體,通過觀察分裂期染色體的形態特征和數量,分析染色體

組型是否改變也可對受體細胞遺傳穩定性進行早期檢測。（3）植物轉基因受體全能性的表達

程度受多種因素的影響，如培養環境、繼代次數、培養時間長短、受體的取材部位和基因型

等。一般來說,選取的受體分化程度越低,全能性表達能力越高，選擇受精卵作為受體時全能

性表達能力最高。

17.[2021浙江1月選考,29（二），8分]三葉青為愛生的藤本植物，以根入藥。由于野生三葉青

對生長環境要求非常苛刻，以及生態環境的破壞和過度的采挖，目前我國野生三葉青已十分

珍稀。

（1）為保護三葉青的多樣性和保證藥材的品質，科技工作者依據生態工程原理,利用,

技術，實現了三葉寺的林下種植。

（2）依據基因工程原理,利用發根農桿菌侵染三葉青帶傷口的葉片\葉片產生酚類化合物，誘

導發根農桿菌質粒上vir系列基因表達形成和限制性核酸內切酶等,進而從

質粒上復制并切割出一段可轉移的DNA片段（T-DNA）。T-DNA進入葉片細胞并整合到染色體

上,T-DNA上rol系列基因表達，產生相應的植物激素,促使葉片細胞持續不斷地分裂形

成,再分化形成毛狀根。

（3）剪取毛狀根,轉入含頭抱類抗生素的固體培養基上進行多次培養,培養基中添加

抗生素的主要目的是o最后取毛狀根轉入液體培養基、置于搖床上進行懸

浮培養,通過控制搖床的和溫度，調節培養基成分中

的,獲得大量毛狀根,用于泥取藥用成分。

答案（1）遺傳間種（2）DNA聚合酶愈傷組織（3）繼代殺滅發根農桿菌轉速營

養元素以及生長調節劑的種類和濃度

解析（1）三葉寺具有遺傳多樣性。在林下種植三葉青，利用了間種技術。（2）利用發根農桿

菌侵染三葉青帶傷口的葉片，葉片產生的酚類化合物可誘導發根農桿菌質檢上vir系列基因

的表達,進而能從質粒上復制并切割出一段可轉移的DNA片段（T-DNA片段），因此推測vir系

列基因表達形成了DNA聚合酶和限制性核酸內切酶等。T-DNA進入葉片細胞并整合到染色體

上后，其上的rol系列基因表達產生相應的植物激素，促使葉片細胞先脫分化形成愈傷組織，

然后再分化形成毛狀根。（3）將剪取的毛狀根轉入含頭抱類抗生素的固體培養基上進行多次

繼代培養，培養基中添加抗生素的主要目的是殺滅發根農桿菌。將毛狀根轉入液體培養基、

置于搖床上進行懸浮培養,通過控制搖床的轉速和溫度，調節培養基成分中的營養元素和植

物生長調節劑的種類和濃度,可獲得大量毛狀根,用于提取藥用成分。

18.（2020天津，15,10分）某植物有A、B兩品種。科研人員在設計品種A組織培養實驗時,

參照品種B的最佳激素配比（見下表）進行預實驗。

品種B組織培養階段細胞分裂素濃度（口mol/L）生長素濃度（umol/L）

I誘導形成愈傷組織miMi

II誘導形成幼芽m2Hi!

III誘導生根m：＜n；1

據表回答：

（1）I階段時通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體,原因是0

（2）在I、II、IH階段中發生甚因選擇性表達的是階段.

（3）為確定品種A的I階段的最適細胞分裂素濃度,參照品種B的激素配比（m）2.0）,以0.5

umol/L為梯度,設計5個濃度水平的實驗,細胞分裂素最高濃度應設為u

mol/Lo

（4）HI階段時,科研人員分別選用濃度低于或高于mumol/L的生長素處理品種A幼芽都能

達到最佳生根效果，原因是處理幼芽時,選用低濃度生長素時的處理方法為,選

用高濃度生長素時的處理方法為。

⑸在階段用秋水仙素對材料進行處理，最易獲得由單個細胞形成的多倍體。

答案（1）細胞分化程度低，容易誘導產生愈傷組織（2）1、II、HI（3）mi+1.0（4）浸泡

法（長時間處理）沾蘸法（短時間處理）（5）I

解析（1）在植物組織培養時，一般選莖尖、幼葉等作為外植體的原因是這些部位的細胞分化

程度低,容易誘導其脫分化形戊愈傷組織。（2）細胞分化的實質是基因的選擇性表達,在形成

愈傷組織、幼芽、根的過程中都有細胞分化，所以I、II、HI階段都發生了基因的選擇性表

達。（3）為了確定品種A的I階段細胞分裂素的最適濃度，以品種B的激素配比為參照,

以0.5口mol/L為梯度設計5個濃度水平實驗，即m「L0、m「0.5、mi、叫+0.5、nn+l.O,所

以最高濃度為加+1.0。⑷生長素處理幼芽生根的方法有很多，比較簡單的兩類方法是浸泡法

和沾蘸法,前者是把幼芽浸泡在配好的生長素溶液中，要求生長素溶液的濃度較低;后者是要

求幼芽在濃度較高的生長素溶液中蘸一下，處理時間較短。（5）秋水仙素誘導多倍體的原理主

要是抑制紡錘體的形成，導致染色體不能移向兩極，從而引起染色體數目加倍,形成多倍體。

I階段形成愈傷組織的過程中細胞發生了脫分化,分裂能力較強，所以更易獲得多倍體。

19.[2020浙江7月選考,29（二），9分]回答與基因工程和植物克隆有關的問題：

（1）天然農桿菌的Ti質粒上存在著一段DNA片段（T-DNA）,該片段可轉移并整合到植物細胞染

色體匕為便于轉基因植物在組織培養階段的篩選,設計重組Ti質粒時,應考慮T-DNA中要

有可表達的目的基因,還需要有可表達的0

（2）結合植物克隆技術進行轉基因實驗，為獲得轉基因植株，農桿菌侵染的宿主一般要選用具

有優良性狀、較高的遺傳穩定性、及易被農阡菌侵染等特點的植物材料。

若植物材料對農桿菌不敏感，則可用的轉基因方法。

（3）利用帶側芽的莖段獲得從狀苗的過程與利用莖段誘導產生愈傷組織再獲得從狀苗的過程

相比,前者總培養時間，且不經歷過程,因而其遺傳性狀穩定,是大多數植物

快速繁殖的常用方法。

（力與發芽培養基相比，配制轉基因從狀苗生根培養基時，可根據.文際情況適當添加.

促進從狀苗基部細胞分裂形成愈傷組織并進一步分化形成,最終形成根。還可

通過改變MS培養基促進生根，如（A.提高蔗糖濃度B.降低培養基濃度C.提高大量

元素濃度D.不添加瓊脂）。

答案（1）抗性基因（2）全能性表達充分顯微注射（3）短脫分化（4）生長素根的

分生組織B

解析（1）利用農桿菌轉化法培育轉基因植物時，為便于檢測Ti質粒中的T-DNA片段是否成

功導入植物細胞,T-DNA中既要有可表達的目的基因，也要有可表達的抗性基因。（2）為獲得

轉基因植株,農桿菌侵染的宿主一般要選用易被農桿菌侵染，同時性狀優良、具有較高的遺傳

穩定性和全能性表達充分的植物材料。轉基因植株培育中，還可采用顯微注射的方法導入目

的基因。（3）利用帶側芽的莖段獲得從狀苗的過程不經歷愈傷組織階段,因此不經歷脫分化的

過程，其總培養時間較短。（4）與發芽培養基相比,生根培養基中可適當添加生長素,從而促進

從狀苗基部細胞分裂形成愈傷組織并進一步分化形成根的分生組織,最終形成根。還可通過

降低MS培養基的濃度促進生根,植物通過根的生長從外界獲取更多養分。

20.（2019課標全國川,38,15分）培養胡蘿卜根組織可獲得試管苗,獲得試管苗的過程如圖所

zF?o

回答下列問題。

（1）利用胡蘿卜根段進行組織培養可以形成試管苗。用分化的植物細胞可以培養成完整的植

株,這是因為植物細胞具有。

（2）步驟③切取的組織塊中要帶有形成層,原因是,

（3）從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基,其原因是，在新的

培養基上愈傷組織通過細胞的過程,最終可形成試管苗。

（4）步驟⑥要進行照光培養，其作用是

⑸經組織培養得到的植株,一般可保持原品種的,這種繁殖方式屬于繁

殖。

答案（1）全能性（或答:形成完整植株所需的全部基因）（2）形成層容易誘導形成愈傷組織

（3）誘導愈傷組織形成和誘導愈傷組織分化形成試管苗所需的生長素和細胞分裂素的比例不

同分化（或答:再分化）（4）誘導葉綠素的形成,使試管苗能夠進行光合作用（5）遺傳特

性無性

解析本題借助胡蘿卜根組織塊的組織培養的相關知識，考查考生理論聯系實際、綜合運用

所學知識解決生物學問題的能力;試題通過對組織培養流程的分析考查了科學思維素養。（1）

植物細胞具有全能性,利用已分化的植物細胞通過植物組織培養可以培養成完整植株。（2）

形成層細胞分化程度低,全能性較高,更容易誘導形成愈傷組織,進而獲得完整植株。（3）愈傷

組織的形成和試管苗的分化需要不同的生長素與細胞分裂素比例，因此誘導愈傷組織的形成

階段到分化階段需要不同的培養基。愈傷組織通過再分化過程,最終可形成試管苗。（4）葉綠

素的形成需要光，試管苗的發育也需要光,因此試管苗的誘導階段需要光照。（5）通過植物組

織培養獲得植株的方式是無性繁殖的一種，可以保持原品種的遺傳特性。

知識拓展組織培養得到植株的兩種常見途徑

（1）愈傷組織形成后經誘導發芽形成從狀苗，再生根形成植株；（2）愈傷組織形成后經液

體懸浮培養得到單個細胞，誘導形成胚狀體再形成植株。

21.（2017海南單科,31,15分）甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花泡為材料,

利用植物組織培養技術繁殖該植物。回答下列問題：

⑴以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體,在一定條件卜進行組織培養,均能獲得試管

苗,其原理是，

（2）甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養基中，均加入一定量的蔗糖,蔗糖水解后可得

到。若要用細胞作為材料進行培養獲得幼苗，該細胞應具備的條件是—

（填”具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉入抗性基町'）。

⑶圖中A、B、C所示的是不同的培養結果,該不同結果的出現主要是由培養基中兩種激素用

量的不同造成的,這兩種激素是-A中的愈傷組織是葉肉細胞經

形成的。

（4）若該種植物是一種雜合體的名貴花卉,要快速獲得與原植株基因型和表現型都相同的該

種花卉,可用組織培養方法繁殖，在培養時,（填“能”或“不能”）采用經減數分裂

得到的花粉粒作為外植體,原因是o

答案（1）綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性,在一定條件下能發育成完整的植株（2）

葡荀糖、果糖具有完整的細咆核（3）細胞分裂素、生長素脫分化（4）不能對雜合體

的植株來說,其體細胞的基因型相同,而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同。用花粉粒進

行組織培養得到的花卉基因型不同于原植株

解析（1）植物組織培養的原理是植物細胞具有全能性。（2）蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。

若用細胞作為材料進行培養獲得幼苗,細胞必須具有完整的細胞核,才具有發育為完整個體

的一整套遺傳信息。（3）影響植物組織培養的兩種主要激素是細胞分裂素和生長素。愈傷組

織是葉肉細胞經脫分化形成的。（4）對雜合體而言,花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，

故組織培養得到的植株基因型不同于原植株,不能保留親本性狀。

22.（2015天津理綜,7,15分）CHA對腦神經發行至關重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本,

利用細胞融合技術選育高產DHA融合藻。兩種藻特性如下表。

親本藻優勢代謝類型生長速率［g/（L?天）］固體培養基上藻落直徑DHA含量(%)

A廉自養0.06小0.7

B廉異養0.14大無

據表回答:

（1）選方的融合藻應具有A藻與B藻的優點。

（2）誘導融合前需用纖維素酶處理兩種藻,其目的是獲得°

（3）通過以下三步篩選融合藻,步驟可淘汰B藻,步驟可淘汰生長速率較慢

的藻落,再通過步驟獲取生產所需的融合藻。

步驟a:觀察藻落的大小

步驟b:用不含有機碳源（碳源一一生物生長的碳素來源）的培養基進行光照培養

步驟c:測定DHA含量

（4）以獲得的融合藻為材料進行甲、乙、丙三組試驗，結果如圖.

□生長速率?DHA含發

生

o.25--1.0

長

o.a20-

柒15-0.8

容a10

I-0.6

?05

?

一

丘o.

)

.

故冷組甲乙內

是否光敏光JM光MJSBft

焙界M碳源無機物???

①甲組條件下,融合藻產生［用的細胞器是.；丙組條件下產生ATP的細胞器

是____________

②與甲、丙兩組相比，乙組融合藻生長速率較快，原因是在該培養條件下_。

甲、乙兩組DHA產量均較高，但實際牛.產中往往采用甲組的培養條件,其原因

是_________________________________________________________

答案（1）產生DHA、自養特性快速生長

⑵原生質體（3）bac（4）①線粒體、葉綠體線粒體②融合藻既能光能自養又能異

養融合藻利用光能和簡單的無機物即能牛長.不需添加葡萄就可降低成本,也可防止雜菌

生長

解析（1）根據題干信息“利用細胞融合技術選育高產DHA融合藻”及表中信息可推斷,融合

藻應既具有A藻的“自養”和“產DHA”的特點，又具有B藻“快速生長”的優點。（2）誘導

融合前需利用纖維素酶去掉兩種藻的細胞壁,從而獲得原生質體。（3）由于B藻是異養生.物,

只能利用有機碳源，故通過步驟b可以淘汰B藻。由于A藻生長慢、藻落小而B藻生長快、

藻落大,可以通過步驟a觀察藻落大小淘汰生.長速率較慢的藻落。最后通過步驟c測定DHA

含量較高的藻落即為生產所需的融合藻。（4）①分析坐標圖可知，甲組的融合藻既能進行光合

作用又能進行呼吸作用，因此，產生［II］的細胞器有葉綠體和線粒體。丙組融合藻在黑暗中產

生ATP的細胞器是線粒體。②乙組融合藻既能利用光能乂能利用葡萄糖,屬于既能光能自養

又能異養的生物,因此乙組培養條件下融合藻較甲、丙兩組生長快。實際生產中采用甲組的

培養條件而不采用乙組培養條件的原因是：甲組融合藻在不添加葡萄糖的情況下就能利用光

能和簡單的無機物生長,因此降低了成本,也可防止雜菌生長。

23.（2014江蘇單科,29,9分）為了獲得植物次生代謝產物，先用植物外植體獲得愈傷組織，然

后在液體培養基中懸浮培養。請回答下列問題：

（1）外植體經誘導后形成愈傷組織的過程稱為。

（2）在愈傷組織懸浮培養時，細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如圖所示。細胞干重在12d

后下降的原因有培養液中蔗糖的作用

是

演?

賽)

叁?

格>

（3）多倍體愈傷組織細胞產生的次生代謝產物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經—

處理,會產生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數目，壓片前常用纖維素酶和—

酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞（2n）經誘導處理后，觀察到染色體數為8n的細胞,合理的

解釋是、。

（4）為了更好地獲得次生代謝產物，生產中采用植物細胞的固定化技術,其原理與酵母細胞固

定化類似。下列說法正確的有（填序號）。

①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋

②必須在光照條件下培養

③培養過程中需通空氣

④固定化后植物細胞生長會變慢

答案（9分）（1）脫分化（2）蕉糖濃度下降,pH降低提供能源調節滲透壓（3）秋水仙

素（低溫）果膠經加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期經加倍到8n的細胞處于有絲分裂

中期⑷①?④

解析（1）外植體經脫分化可形成愈傷組織。（2）分析坐標曲線既可見12d后培養液中的蔗

糖濃度已降至較低,加也有所下降，因此使得細胞生命活動受阻，細胞「?重減小。培養液中的

蔗糖可為培養的細胞提供能源,又可調節培養液的滲透壓。（3）二倍體愈傷組織經秋水仙素、

低溫等人工誘導處理,可產生染色體數目加倍的細胞。植物細胞之間除纖維素外，還存在果膠

層，因此可利用纖維素酶和果膠酶解離愈傷組織。愈傷組織細胞（2n）經人工誘導后，細胞中染

色體數目加倍成4n,染色體數為4n的細胞進行有絲分裂，處于有絲分裂后期的細胞中染色體

數為8n;若加倍到4n的細胞經誘導后繼續加倍形成染色體數為8n的細胞,這樣的細胞再進

行有絲分裂,在中期時會看到染色體數為8n的細胞。（4）通過愈傷組織獲得次生代謝產物時,

需選擇生長旺盛的細胞，由于植物細胞進行需氧呼吸，培養過程需通入空氣。愈傷組織細胞沒

有葉綠體,不進行光合作用，不需光照。植物細胞固定化后，與外界環境的物質交換能力降低,

生長變慢。

24.（2013天津理綜,9,15分）花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐病

的抗性基因。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質體可使其染色體片段化,并喪失再生能力。

再利用此原生質體作為部分遺傳物質的供體與完整的花椰菜原生質體融合，以獲得抗黑腐病

雜種植株。流程如下圖。

九惠峪*

的抗病”

sa芥傳偽

幼葉

格萊的妁

據圖回答下列問題：

（D過程①所需的酶是

（2）過程②后,在顯微鏡下觀察融合的活細胞中有供體的存在,這一特征可作為初步

篩選雜種細胞的標志c

（3）原生質體培養液中需要加入適宜濃度的甘露耨以保持一定的滲透壓,其作用

是。原生質體經過再生,進而分裂和脫分化形成愈傷組織。

（4）若分析再生植株的染色體變異類型，應現取再生植株和植株的根尖，通

過、、染色和制片等過程制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形

態和數目。

（5）采用特異性引物對花椰菜和黑芥基因組DNA進行PCR擴增，寫到兩親本的差異性條帶,可

用丁?雜種植株的鑒定。如圖是用該引物對雙親及再生植株1F進行PCR擴增的結果。據圖判

斷,再生植株P4中一定是雜種植株的有。

花粽菜1234JK芥9基對

1500

I300

I000

600

300

（6）對雜種植株進行接種實驗,可篩選出具有高抗性的雜種植株。

答案（1）纖維素酶和果膠酶（2）葉綠體（3）保持原生質體完整性細胞壁（4）雙親（或

花椰菜和黑芥）解離漂洗（5）1、2、4（6）黑腐病菌

解析（1）去除細胞壁獲得原生質體需要用纖維素酶和果膠酶處理。（2）根細胞不含葉綠體，

葉肉細胞含有葉綠體，因此通過PEG誘導融合的雜種細胞應含有葉綠體，以此作為初步篩選

雜種細胞的標志。（3）原生質體失去了細胞壁的保護作用，因此原生質體培養液中需要加入適

宜濃度的甘露醇，使原生質體處于等滲溶液中，以維持原生質體正常形態。原生質體經過細胞

壁再生,進而分裂和脫分化形戊愈傷組織。（4）要判斷染色體變異的類型,應剪取再生植株、

花椰菜和黑芥植株的根尖，通過解離、漂洗、染色、制片等過程制成裝片，然后進行顯微觀察

比較染色體的形態和數目。（5）根據兩親本的差異性條帶,