2024-2025學(xué)年高中生物專題2細胞工程1.1植物細胞工程的基本技術(shù)精練含解析新人教版選修3

PAGEPAGE6植物細胞工程的基本技術(shù)(建議用時：40分鐘)考點基本目標發(fā)展目標1．細胞工程和細胞的全能性1,211,12,13,14,152．植物組織培育過程3,4,5,63．植物體細胞雜交技術(shù)7,8,9,10[基本目標]1．下列關(guān)于植物組織培育的敘述，錯誤的是()A．外植體可以來自于植物的任何細胞B．培育應(yīng)在無菌條件下進行C．以花粉作為外植體可得到單倍體植株D．不同階段的培育基中細胞分裂素和生長素的比例不同A解析植物組織培育的理論依據(jù)是細胞的全能性，所以作為植物組織培育材料的細胞必需有完整的細胞核，在植物體中并不是全部的細胞都能滿意這一條件，如成熟的篩管細胞無細胞核，不能進行組織培育。2．下列實例中能體現(xiàn)細胞全能性的是()①把懸浮培育的胡蘿卜單個細胞培育成了可育的植株②植物用種子繁殖后代③用煙草的單個組織培育出了可育的完整植株A．①② B．①③C．②③ D．①②③B解析細胞全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍舊具有發(fā)育成完整植株的潛能。題中①和③都屬于由已分化的細胞經(jīng)過培育形成完整的植株，體現(xiàn)了細胞的全能性。植物用種子繁殖后代，事實上就是由一個受精卵，通過細胞的增殖和分化發(fā)育成新個體，所以是由未經(jīng)分化的細胞(受精卵)發(fā)育成新個體的過程，不能體現(xiàn)細胞的全能性。3．將胡蘿卜韌皮部細胞培育成幼苗時，下列條件中不須要的是()A．具有完整細胞核的細胞B．肯定的養(yǎng)分物質(zhì)和植物激素C．離體狀態(tài)D．導(dǎo)入指定基因D解析細胞核是遺傳物質(zhì)的儲存場所，是細胞遺傳和代謝的限制中心，缺少細胞核時細胞不能分裂和生長；離體細胞由于不能進行光合作用，故其分化須要肯定的養(yǎng)分物質(zhì)，激素可以誘導(dǎo)離體細胞的分化；植物細胞的全能性只有在離體狀態(tài)下才能表現(xiàn)出來；導(dǎo)入指定基因?qū)儆诨蚬こ獭心康牡馗脑焐锏男誀睿绢}只是要求將其培育成幼苗，不須要導(dǎo)入指定基因。4．下列關(guān)于植物組織培育的敘述中，錯誤的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供應(yīng)養(yǎng)分和調(diào)整滲透壓B．培育基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C．離體器官或組織的細胞都必需通過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織基因型相同D解析同一株綠色開花植物不同部位細胞的基因型不肯定相同，如根尖和花粉，那么由它們脫分化得到的愈傷組織的基因型也不相同。5．植物組織培育依據(jù)的原理、培育過程的依次及誘導(dǎo)的植物激素分別是()①體細胞的全能性②離體的植物器官、組織或細胞③根、芽④生長素和細胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④ B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤ D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤B解析植物組織培育的原理是植物細胞的全能性；培育過程的依次是離體的植物器官、組織或細胞，脫分化形成愈傷組織，愈傷組織再分化得到根、芽，之后漸漸發(fā)育成植物體；所用到的植物激素是生長素和細胞分裂素。6．如圖為番茄植物組織培育過程的流程圖解。以下相關(guān)敘述不正確的是()A．脫分化發(fā)生在步驟b，可形成愈傷組織，在此過程中要進行避光處理B．再分化發(fā)生在步驟d，是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C．從a→e屬于無性生殖過程D．人工種子可以解決有些作物品種繁殖實力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題B解析從圖中分析可知，b代表脫分化，在此過程中須要進行避光處理，才利于愈傷組織的形成，A項正確；c表示再分化，即由愈傷組織形成胚狀體，B項錯誤；從a→e為利用植物體細胞經(jīng)組織培育獲得完整植株的過程，屬于無性生殖，C項正確；人工種子是一種人工制造的代替自然種子的顆粒體，可以干脆播種于田間，其特點有易儲存和運輸、完全保持優(yōu)良品種的遺傳特性、不受氣候和地域的限制等，D項正確。7．下列有關(guān)植物體細胞雜交技術(shù)的描述，不正確的是()A．利用植物體細胞雜交可以獲得某種多倍體植株B．獲得原生質(zhì)體的過程中須要纖維素酶和果膠酶C．植物體細胞雜交技術(shù)就是原生質(zhì)體融合過程D．可依據(jù)細胞中染色體數(shù)目和形態(tài)的差異來鑒定雜種細胞C解析通過植物體細胞雜交，雜種植株獲得了兩個親本的遺傳物質(zhì)，因此可以獲得某種多倍體植株；獲得原生質(zhì)體的過程中須要運用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁；植物體細胞雜交的目的是獲得雜種植物，原生質(zhì)體融合只是其中的一個環(huán)節(jié)；依據(jù)細胞中染色體數(shù)目和形態(tài)的差異可鑒定雜種細胞。8．驅(qū)蚊草(又名蚊凈香草)含有香茅醛，能散發(fā)出一種特別的檸檬型香氣，從而達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。驅(qū)蚊草是將天竺葵的原生質(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)蚊草培育的敘述中，錯誤的是()A．驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠緣雜交不親和的障礙B．驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或電刺激等方法C．驅(qū)蚊草培育過程不同于植物組織培育，無愈傷組織和試管苗的形成D．驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得，是因為不同物種間存在生殖隔離C解析驅(qū)蚊草的培育采納了植物體細胞雜交技術(shù)，包括植物體細胞融合和植物組織培育，在植物組織培育過程中，有愈傷組織和試管苗的形成。9．以下為植物體細胞雜交技術(shù)流程圖，其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細胞，所含有的染色體組分別是AA和BB，據(jù)圖分析，下列說法正確的是()A．經(jīng)①過程獲得的a、b稱為原生質(zhì)層B．c細胞只有AABB這一種類型C．過程④和⑤分別是分化和再分化D．獲得的植物d因為有同源染色體所以可育D解析①為酶解法去除植物細胞的細胞壁，獲得的a、b為原生質(zhì)體；c細胞為雜種細胞，若只考慮細胞兩兩融合的狀況，一共有AAAA、AABB、BBBB三種類型；過程④為誘導(dǎo)雜種細胞為愈傷組織，過程⑤是再分化；獲得的植物d是異源四倍體，含有同源染色體，所以可育。10．A種植物細胞和B種植物細胞的結(jié)構(gòu)如圖所示(僅顯示細胞核)，將A、B兩種植物細胞去掉細胞壁后，誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細胞，若經(jīng)過組織培育后得到了雜種植株，則該雜種植株是()A．二倍體；基因型是DdYyRrB．三倍體；基因型是DdYyRrC．四倍體；基因型是DdYyRrD．四倍體；基因型是DDddYYyyRRrrC解析依據(jù)題圖可知，A種植物和B種植物中每組等位基因的數(shù)量都是兩個，所以可得出A種植物和B種植物都是二倍體。融合后所得雜種植株細胞內(nèi)的染色體組數(shù)等于融合前的兩個植物細胞內(nèi)染色體組數(shù)之和，雜種植株細胞內(nèi)有幾個染色體組就稱為幾倍體。[發(fā)展目標]11．如圖為將胡蘿卜的離體組織在肯定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A．①②過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化B．在利用多倍體育種法培育無子西瓜的過程中，不經(jīng)過愈傷組織階段C．此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是細胞膜具有流淌性D．利用此過程獲得的試管苗肯定為純合子B解析①②過程分別為脫分化和再分化，①過程不會發(fā)生細胞的分化，A項錯誤；此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細胞的全能性，C項錯誤；此過程為無性生殖，獲得的試管苗的基因型與母本相同，不肯定為純合子，D項錯誤。12．現(xiàn)有甲、乙兩種植株(均為二倍體純種)，其中甲種植株的光合作用實力高于乙種植株，但乙種植株很適合在鹽堿地種植。要利用甲、乙兩種植株各自的優(yōu)勢，培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列采納的技術(shù)手段不行行的是()A．利用植物細胞融合技術(shù)，可獲得滿意要求的四倍體雜種目的植株B．將乙種植株耐鹽基因?qū)爰追N植株的受精卵中，可培育出目的植株C．兩種植株雜交后得到F1，取其花粉，進行花藥離體培育獲得目的植株D．誘導(dǎo)兩種植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素處理，可培育出目的植株C解析由于不清晰兩種植株的親緣關(guān)系，若甲、乙為不同物種，不同物種間存在生殖隔離，不能雜交或雜交產(chǎn)生的后代不育；若甲、乙為同一物種，花藥離體培育后還需用秋水仙素處理幼苗才能培育出可育的目的植株，所以C項不行行。A、D項均利用了植物體細胞雜交技術(shù)，可以克服不同種植物遠緣雜交不親和的障礙，因此是可行的。B項利用的是基因工程技術(shù)，可以定向變更植株性狀，也是可行的。13．藍莓中富含的花青素能有效地改善視力。如圖為科學(xué)家利用植物組織培育的方法，大量培育藍莓的詳細流程。請回答下列問題：藍莓組織eq\o(→,\s\up7(①))愈傷組織eq\o(→,\s\up7(②))長出叢芽eq\o(→,\s\up7(③))生根eq\o(→,\s\up7(④))移栽(1)對藍莓進行組織培育所利用的生物學(xué)原理是________________，整個培育過程須要在________條件下進行。(2)該過程所用的MS培育基的主要成分包括大量元素、微量元素和有機物，此外，還須要添加____________。(3)用作外植體的藍莓組織必需經(jīng)過________處理后，才能進行培育。(4)①過程中，細胞的分化程度會________(填“上升”“降低”或“不變”)。解析(2)MS固體培育基的成分中除了養(yǎng)分物質(zhì)外，還須要添加植物激素。(3)外植體必需經(jīng)過消毒，通常用質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化汞溶液和體積分數(shù)為70%的酒精。(4)①過程是形成愈傷組織的脫分化過程，細胞的分化程度是降低的，全能性是漸漸上升的。答案(1)植物細胞的全能性無菌(2)植物激素(3)消毒(4)降低14．如圖是植物體細胞雜交過程示意圖，請據(jù)圖回答：(1)植物體細胞雜交的第①步是去掉細胞壁，分別出有活力的原生質(zhì)體。目前，此步驟最常用的方法是酶解法，也就是在溫柔的條件下用__________________等分解植物的細胞壁。(2)②過程的發(fā)生，必需進行人工誘導(dǎo)。人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的物理方法是利用__________________等(至少寫出兩種)促使原生質(zhì)體融合；化學(xué)方法是用____________等試劑作為誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)融合。(3)③表示融合后的原生質(zhì)體再生出新的細胞壁，新細胞壁的產(chǎn)生與細胞內(nèi)的____________(細胞器)有親密關(guān)系。(4)在④⑤過程中，細胞分裂的主要方式是有絲分裂，此種分裂方式的重要意義(或特征)是__________________________________________。(5)植物體細胞雜交在育種工作中具有廣泛的應(yīng)用價值，其突出的優(yōu)點是可以________________________________________________________________________。解析(1)植物體細胞雜交的第一步是對植物細胞去壁，去掉細胞壁常用酶解法，常用的酶是果膠酶和纖維素酶。(2)促進植物原生質(zhì)體融合的常用方法包括物理法、化學(xué)法，物理法有離心、振動、電激等，化學(xué)法一般是用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑來誘導(dǎo)細胞融合。(3)植物原生質(zhì)體融合后，雜種細胞須要進行再生壁過程，植物細胞壁的形成與高爾基體有關(guān)。(4)雜種細胞通過有絲分裂實現(xiàn)細胞的增殖，此種分裂方式的重要意義(或特征)是將親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制后，精確地平均安排到兩個子細胞中去，保證了遺傳物質(zhì)在傳遞過程中的穩(wěn)定性。(5)植物體細胞雜交克服了遠緣雜交不親和的障礙，實現(xiàn)了不同物種間的雜交。答案(1)纖維素酶、果膠酶(2)離心、振動、電激(至少答兩種)聚乙二醇(或PEG)(3)高爾基體(4)親代細胞的染色體經(jīng)過復(fù)制后，精確地平均安排到兩個子細胞中去(5)克服遠緣雜交不親和的障礙15．科學(xué)家利用植物體細胞雜交技術(shù)勝利獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學(xué)家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質(zhì)體膜上的蛋白質(zhì)，其培育過程如圖所示。請據(jù)圖回答下列問題：(1)植物體細胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有_____________________________________________________________________________________________________________。(2)過程①常用的酶是________________，細胞融合完成的標記是________________________________。(3)植物原生質(zhì)體融合過程常利用化學(xué)試劑________誘導(dǎo)融合，在鑒定雜種原生質(zhì)體時可用顯微鏡視察，依據(jù)細胞膜表面熒光的不同可視察到________種不同的原生質(zhì)體(只考慮細胞兩兩融合的狀況)，當視察到______________________時，可推斷該原生質(zhì)體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。(4)過程③和過程④依次為____________________，過程④中的培育基常添加的植物激素是________________________________________________________________________。(5)若番茄細胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細胞內(nèi)有n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于________植株。解析(1)植物體細胞雜交包括原生質(zhì)體融合和培育雜種植株兩大步驟，兩者的原理分別是細胞膜的流淌性和植物細胞的全能性。(2)去除細胞壁常用的酶是纖維素酶和果膠酶，細胞融合完成的標記是再生出新的細