第1節(jié)　一　植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程一植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)必備知識基礎(chǔ)練1.下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的敘述,錯誤的是()A.植物體只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個體所需的全部基因B.植物體細(xì)胞全能性是植物體細(xì)胞雜交的理論基礎(chǔ)C.高度分化的植物體細(xì)胞只有在離體狀態(tài)下才有可能表現(xiàn)出全能性D.植物體的根、莖、葉、花等器官內(nèi)的細(xì)胞一般都具有全能性答案A解析植物體的體細(xì)胞和生殖細(xì)胞都具有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因,A項錯誤;植物體細(xì)胞雜交的結(jié)果是培養(yǎng)出雜種植株,因此植物體細(xì)胞的全能性是植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的理論基礎(chǔ),B項正確;植物體細(xì)胞表現(xiàn)出全能性的前提條件是植物的器官、組織或細(xì)胞為離體狀態(tài),C項正確;植物體的根、莖、葉、花等器官內(nèi)的細(xì)胞一般都具有全能性,D項正確。2.某興趣小組研究了培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素含量的比值對煙草愈傷組織分化的影響,得到如下表所示結(jié)果。組別生長素細(xì)胞分裂素分化狀況甲20.02分化形成根乙20.2不分化丙20.5分化形成芽下列敘述不正確的是()A.愈傷組織在生長過程中細(xì)胞的核膜、核仁會出現(xiàn)周期性變化B.培養(yǎng)在乙組培養(yǎng)基中的煙草愈傷組織細(xì)胞喪失了細(xì)胞全能性C.兩種激素含量比值的變化會導(dǎo)致愈傷組織細(xì)胞出現(xiàn)穩(wěn)定性差異D.生長素與細(xì)胞分裂素含量的比值高時有利于愈傷組織分化形成根答案B解析愈傷組織是植物細(xì)胞脫分化后形成的,能夠繼續(xù)進行有絲分裂,所以愈傷組織在生長過程中細(xì)胞的核膜、核仁會出現(xiàn)周期性變化,A項正確;培養(yǎng)在乙組培養(yǎng)基中的煙草愈傷組織雖然不分化,但沒有喪失細(xì)胞全能性,條件適合的情況下仍然可以發(fā)育為一個完整的新個體,B項錯誤;據(jù)表分析,兩種激素含量比值的變化會導(dǎo)致愈傷組織出現(xiàn)不同的分化方向,即細(xì)胞出現(xiàn)穩(wěn)定性差異,C項正確;從題表數(shù)據(jù)可知,生長素與細(xì)胞分裂素含量的比值高時有利于愈傷組織分化形成根,D項正確。3.菊花的組織培養(yǎng)需要嚴(yán)格的無菌操作,下列有關(guān)敘述錯誤的是()A.外植體首先在誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基上生長,一段時間后轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上,長出根后再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上,進一步形成試管苗B.幼苗要先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間C.材料的年齡、保存時間的長短等都會影響植物組織培養(yǎng)的效果D.將菊花莖段插入時應(yīng)注意方向,不要倒插答案A解析外植體一般先誘導(dǎo)生芽,再誘導(dǎo)生根,因此是先在誘導(dǎo)愈傷組織的培養(yǎng)基上生長,一段時間后轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生芽的培養(yǎng)基上,長出芽后再將其轉(zhuǎn)接到誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上,進一步形成試管苗,A項錯誤;植物組織培養(yǎng)形成的幼苗光合能力較弱,需先移植到消過毒的蛭石或者珍珠巖等環(huán)境下生活一段時間,待其長壯后再移栽到土壤中,B項正確;植物材料的選擇直接關(guān)系到實驗的成功,材料的年齡、保存時間的長短等都會影響植物組織培養(yǎng)的效果,C項正確;將菊花莖段插入時應(yīng)注意方向,不要倒插,是為了生長素能夠進行極性運輸,保證成活率,D項正確。4.將菊花外植體接種到培養(yǎng)基中,可以培育出菊花試管苗。下列敘述正確的是()A.將菊花莖段插入時應(yīng)注意方向,不要倒插,是為了防止雜菌污染B.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的只是調(diào)節(jié)滲透壓C.培養(yǎng)基中生長素與細(xì)胞分裂素的含量比值高時,有利于根的形成D.長出叢芽和生根的過程中菊花組織細(xì)胞的遺傳物質(zhì)要發(fā)生改變答案C解析將菊花莖段插入時應(yīng)注意方向,不要倒插,是為了生長素能夠進行極性運輸,保證成活率,A項錯誤;植物組織培養(yǎng)時在培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓,B項錯誤;生長素與細(xì)胞分裂素的含量比值高時,有利于根的形成,C項正確;長出叢芽和生根的過程是細(xì)胞分化的結(jié)果,菊花組織細(xì)胞的遺傳物質(zhì)沒有發(fā)生改變,D項錯誤。5.為了培育菊花新品種,科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交,培育過程如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.野生夏菊和栽培秋菊通過植物體細(xì)胞雜交得到四倍體植株B.d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì),形成d植株的過程中,遺傳物質(zhì)的傳遞遵循孟德爾的遺傳規(guī)律C.①過程常選擇酶解法去除細(xì)胞壁,一般在等滲溶液中進行D.與②過程有關(guān)的細(xì)胞器只有高爾基體比較活躍答案C解析野生夏菊是二倍體,栽培秋菊是六倍體,兩者通過植物體細(xì)胞雜交得到的是八倍體植株,A項錯誤;d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì),形成d植株的過程中,遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德爾的遺傳規(guī)律,B項錯誤;①過程表示通過酶解法去除細(xì)胞壁,為了防止原生質(zhì)體變形,該過程需要在等滲溶液中進行,C項正確;②過程表示融合后的原生質(zhì)體再生出細(xì)胞壁,形成雜種細(xì)胞c,該過程中較活躍的細(xì)胞器有高爾基體、線粒體等,D項錯誤。6.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述,錯誤的是()A.用于植物組織培養(yǎng)的外植體就是指離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞B.進行植物組織培養(yǎng)時,常常需要添加植物激素,但是菊花莖段的組織培養(yǎng)比較容易,可以不必添加植物激素C.培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的只是提供營養(yǎng)物質(zhì)D.用莖尖進行組織培養(yǎng)獲得脫毒苗時,作物不會或者極少感染病毒答案C解析用于植物組織培養(yǎng)的外植體就是指離體培養(yǎng)的植物器官、組織或細(xì)胞,外植體應(yīng)選擇分裂旺盛的部分,如根尖、莖尖等,A項正確;進行植物組織培養(yǎng)時,常常需要添加植物激素,比如生長素和細(xì)胞分裂素,但是菊花莖段的組織培養(yǎng)比較容易,可以不必添加植物激素,B項正確;培養(yǎng)基中添加蔗糖的目的是提供營養(yǎng)和調(diào)節(jié)滲透壓,C項錯誤;莖尖位于植物分生區(qū)附近,病毒極少,甚至無病毒,因此,若要獲得脫毒苗,一般選取植物體的莖尖組織進行培養(yǎng),D項正確。7.(2021湖北武漢高二期末)下列有關(guān)菊花組織培養(yǎng)的敘述,錯誤的是()A.外植體一般選自未開花植株的莖上部新萌生的嫩枝B.為充分利用培養(yǎng)條件,每個錐形瓶可接種多個外植體C.培養(yǎng)形成的愈傷組織可繼續(xù)在原培養(yǎng)基中分化形成植株D.外植體接種前常進行流水沖洗、酒精處理、消毒液處理等消毒措施答案C解析在以快速繁殖為主要目的時,菊花未開花植株的莖上部新萌生的側(cè)枝是最為常用的外植體,因為該處細(xì)胞分裂能力強、分化程度低,全能性容易表達(dá),A項正確;為充分利用培養(yǎng)條件,每個錐形瓶可接種6~8個外植體,接種后,將封口膜重新扎好,B項正確;培養(yǎng)形成的愈傷組織需要轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基中才能再分化形成植株,C項錯誤;外植體接種前常進行流水沖洗、酒精處理、消毒液處理等消毒措施,最后為了避免消毒液的危害,需要用無菌水清洗三次,D項正確。8.下圖為煙草植物組織培養(yǎng)過程的流程圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A.對過程①獲取的根組織塊應(yīng)做較徹底的滅菌處理B.過程②應(yīng)根據(jù)要求使用適宜的培養(yǎng)基,在避光的環(huán)境中進行C.過程③發(fā)生脫分化,其實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)D.⑤過程通過定向誘導(dǎo)可以產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變答案B解析對過程①獲取的根組織塊應(yīng)進行消毒處理,如果采用滅菌技術(shù),會使根組織塊失去活力,無法進行組織培養(yǎng),A項錯誤;過程②是脫分化形成愈傷組織,需要在避光的環(huán)境中進行,B項正確;過程③發(fā)生再分化,其實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá),C項錯誤;⑤表示進一步發(fā)育形成幼苗,該過程通過誘導(dǎo)可以產(chǎn)生突變,但突變是不定向的,D項錯誤。9.驅(qū)蚊香草含有香茅醛,能散發(fā)出一種特殊的檸檬型香氣,從而達(dá)到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。驅(qū)蚊香草是把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合培育而成的。下列關(guān)于驅(qū)蚊香草培育的敘述,錯誤的是()A.驅(qū)蚊香草培育中所利用技術(shù)的優(yōu)點是打破生殖隔離,實現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種B.驅(qū)蚊香草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶等試劑制備原生質(zhì)體C.驅(qū)蚊香草培育過程不同于植物組織培養(yǎng),無細(xì)胞脫分化和再分化的過程D.驅(qū)蚊香草培育利用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù),育種原理是染色體數(shù)目變異答案C解析驅(qū)蚊香草是把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合培育而成的,采用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù),屬于細(xì)胞工程育種,其優(yōu)點是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙,A項正確;要獲得天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體,需要采用酶解法,即用纖維素酶、果膠酶溶解植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,以獲得原生質(zhì)體,B項正確;驅(qū)蚊香草培育過程不同于植物組織培養(yǎng),但需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),因此有細(xì)胞脫分化形成愈傷組織和再分化形成試管苗的過程,C項錯誤;驅(qū)蚊香草培育利用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù),雜種植株中含有兩種植物的遺傳物質(zhì),為異源多倍體,故驅(qū)蚊香草的育種原理是染色體數(shù)目變異,D項正確。10.(2021黑龍江哈爾濱中學(xué)高二月考)下圖甲為植物組織培養(yǎng)流程圖,圖乙為植物組織培養(yǎng)過程的部分示意圖,請回答下列問題。(1)從理論上講,植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性,這是的表現(xiàn)。

(2)圖甲a代表過程。圖甲中的②和圖乙A中培養(yǎng)基上的培養(yǎng)物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成的,稱為。

(3)圖乙中D培養(yǎng)物已經(jīng)形成幼體。請根據(jù)植物組織培養(yǎng)過程對圖乙重新排序:。

(4)若圖乙中B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞,則培養(yǎng)成的新植株的葉片的顏色是,這說明根尖細(xì)胞。

(5)某高二生物興趣小組用蘆薈的新鮮莖的一部分作為材料進行組織培養(yǎng),愈傷組織能正常形成且以后繼續(xù)長大,正常根和芽卻遲遲不能形成。你認(rèn)為導(dǎo)致該情況出現(xiàn)的最可能的原因是。

A.葡萄糖、氨基酸等有機營養(yǎng)供應(yīng)不足B.培養(yǎng)環(huán)境光照、溫度、pH或氧氣濃度不適宜C.生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào)D.無菌條件沒有控制好答案(1)植物細(xì)胞全能性(2)脫分化愈傷組織(3)B→A→C→D(4)綠色含有該物種的全套遺傳物質(zhì)(5)C解析(1)植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性,這是植物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)。(2)離體的植物器官或組織先脫分化形成愈傷組織,愈傷組織繼續(xù)進行培養(yǎng),再分化成胚狀體或叢芽,因此圖甲a代表脫分化過程,圖甲b為再分化過程。圖甲中的②和圖乙A中培養(yǎng)基上的培養(yǎng)物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成,稱為愈傷組織。(3)A中是愈傷組織,B是消毒后的外植體,C是再分化形成了根、芽等器官,D是形成植物幼體,植物組織培養(yǎng)過程是外植體愈傷組織根或芽→完整植物體,即B→A→C→D。(4)若圖乙B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞,根尖細(xì)胞含有該植物的一整套遺傳物質(zhì),因此培養(yǎng)成的新植株的葉片的顏色是綠色的。(5)用蘆薈新鮮莖的一部分作為材料進行組織培養(yǎng),能脫分化形成愈傷組織,但不能再分化形成正常根和芽,說明再分化過程出現(xiàn)問題,而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素(生長素和細(xì)胞分裂素)的種類和比例,因此,導(dǎo)致正常根和芽遲遲不能形成的原因是生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào),C項符合題意。關(guān)鍵能力提升練11.(多選)20世紀(jì)70年代,以植物細(xì)胞克隆為代表的細(xì)胞工程誕生。隨后,植物花藥培養(yǎng)、原生質(zhì)體培養(yǎng)以及植物體細(xì)胞雜交技術(shù)得以確立和發(fā)展,標(biāo)志著植物細(xì)胞工程技術(shù)進入了高速發(fā)展的階段。下列有關(guān)說法正確的是()A.在胡蘿卜組織培養(yǎng)過程中,愈傷組織的培養(yǎng)過程只需要滅菌和適溫恒溫的條件B.試管苗可以直接移栽入土C.在進行植物體細(xì)胞雜交之前,必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體D.誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+—高pH融合法等答案CD解析在胡蘿卜組織培養(yǎng)過程中,愈傷組織的培養(yǎng)過程除了需要無菌和一定的溫度條件,還需要激素等條件,A項錯誤;移栽前先打開封口膜或瓶蓋,讓試管苗在培養(yǎng)箱內(nèi)生長幾日,用流水洗掉根部的培養(yǎng)基后,將幼苗移植到消過毒的蛭石或珍珠巖等環(huán)境中,待其長壯后再移栽入土,B項錯誤;在進行植物體細(xì)胞雜交之前,必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得原生質(zhì)體,C項正確;誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的化學(xué)法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+—高pH融合法等,D項正確。12.(多選)紫杉醇是紫杉細(xì)胞的次級代謝產(chǎn)物,能抑制細(xì)胞的有絲分裂,具有良好的抗癌作用。利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),可從紫杉的愈傷組織中提取紫杉醇。用MS培養(yǎng)基(用于植物組織培養(yǎng)的基本培養(yǎng)基)培養(yǎng)紫杉愈傷組織時需加入IAA和6-BA(細(xì)胞分裂素),兩種激素對細(xì)胞內(nèi)紫杉醇含量的影響如下表。下列說法錯誤的是()IAA/(mg·L-1)6BA紫杉醇含量4235063608190A.植物的愈傷組織是具有分生能力的薄壁細(xì)胞B.外植體經(jīng)脫分化和再分化過程形成愈傷組織C.細(xì)胞內(nèi)紫杉醇的積累有利于愈傷組織細(xì)胞的快速增殖D.相對而言,IAA和6-BA濃度比為3∶1時利于紫杉醇的合成答案BC解析愈傷組織是具有分生能力的薄壁細(xì)胞,A項正確;外植體經(jīng)脫分化形成愈傷組織,B項錯誤;紫杉醇為細(xì)胞代謝產(chǎn)物,在細(xì)胞內(nèi)積累不利于愈傷組織的增殖,C項錯誤;從表中分析,IAA為6mg/L、6-BA為2mg/L時,細(xì)胞內(nèi)紫杉醇含量最高,即IAA和6-BA濃度比為3∶1時利于紫杉醇的合成,D項正確。13.(2021安徽宿州高二期中)科學(xué)家將番茄(2N)和馬鈴薯(4N)利用如圖技術(shù)得到“番茄—馬鈴薯”植株。請據(jù)圖回答下列問題。(1)上圖中所示技術(shù)的原理是和。

(2)過程Ⅱ若只考慮兩兩融合的產(chǎn)物,則形成的原生質(zhì)體有種。在誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合時常用的誘導(dǎo)方法是,參與過程Ⅲ的細(xì)胞器有。

(3)過程Ⅳ是,過程Ⅴ增殖的方式為;誘導(dǎo)試管f中植株生根過程的培養(yǎng)基中,生長素與細(xì)胞