2024年春高中生物專題2細(xì)胞工程2.1植物細(xì)胞工程2.1.1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課堂演練含解析新人教版選修3

PAGEPAGE8植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)[隨堂檢測]1．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，不正確的是()A．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個體，因此全能性最高B．生物體內(nèi)的體細(xì)胞由于細(xì)胞分化，全能性不能表達(dá)C．卵細(xì)胞與受精卵一樣，細(xì)胞未分化，全能性最高D．植物細(xì)胞在確定條件下離體培育能表現(xiàn)出全能性解析：選C。受精卵是個體發(fā)育的起點(diǎn)，在自然條件下，通過細(xì)胞的分裂、分化形成完整的個體，所以受精卵的全能性最高；生物體內(nèi)的每一個體細(xì)胞(除紅細(xì)胞外)都是由受精卵通過有絲分裂形成的，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，理論上講都應(yīng)當(dāng)具有全能性，但由于細(xì)胞分化，基因在不同的細(xì)胞中選擇性表達(dá)，因而體細(xì)胞并沒有表現(xiàn)出全能性；卵細(xì)胞在確定條件下，全能性比體細(xì)胞高，但與受精卵不同，卵細(xì)胞的分化程度也很高；分化的植物細(xì)胞盡管具有全能性，但假如全能性要表達(dá)，植物細(xì)胞必需在確定條件下進(jìn)行離體培育。2．某愛好小組擬用組織培育繁殖一種珍貴花卉，其技術(shù)路途為“取材→消毒→愈傷組織培育→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述錯誤的是()A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又削減消毒劑對細(xì)胞的損害B．在愈傷組織培育中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D．生根時，培育基通常應(yīng)含α-萘乙酸等生長素類調(diào)整劑解析：選B。消毒劑的運(yùn)用既要?dú)⑺啦牧媳砻嫖⑸?，又要防止損害組織細(xì)胞，影響組織培育；植物細(xì)胞融合是指經(jīng)纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質(zhì)體的誘導(dǎo)融合，帶有細(xì)胞壁的愈傷組織細(xì)胞不能誘導(dǎo)融合形成染色體加倍的細(xì)胞；出芽和生根都是細(xì)胞再分化的結(jié)果，其實質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；α-萘乙酸為生長素類似物，可誘導(dǎo)愈傷組織生根。3．(2024·陜西西安七十中高二期末)下列關(guān)于影響植物組織培育的因素的敘述不正確的是()A．幼嫩組織較成熟組織易培育勝利B．給外植體消毒用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精C．植物組織培育須要相宜的溫度環(huán)境D．生長素與細(xì)胞分裂素含量之比較高時有利于芽的分化解析：選D。幼嫩組織細(xì)胞較成熟組織細(xì)胞的全能性高，因此幼嫩組織較成熟組織易培育勝利，A正確；植物組織培育時，給外植體消毒用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精，B正確；植物組織培育須要相宜的溫度環(huán)境，C正確；生長素與細(xì)胞分裂素含量之比較高時，有利于根的分化；較低時，有利于芽的分化；適中時，促進(jìn)愈傷組織的生長，D錯誤。4．(2024·淄博高二檢測)下列四個選項中，確定沒有采納植物組織培育技術(shù)的一項是()A．花藥離體培育得到單倍體植株B．細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株D．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株解析：選D?；ㄋ庪x體培育是單倍體育種的一項基礎(chǔ)技術(shù)，采納植物組織培育，只不過培育的是生殖細(xì)胞——花粉細(xì)胞，A項不符合題意；細(xì)胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過程中，融合的雜種細(xì)胞必需經(jīng)過組織培育才能形成雜種植株，B項不符合題意；基因工程培育抗蟲棉的過程中，把目的基因?qū)朊藁w細(xì)胞后，要誘導(dǎo)其分裂、分化，最終發(fā)育為一個植物體，必需經(jīng)過植物組織培育才能實現(xiàn)，C項不符合題意；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗可以干脆發(fā)育得到多倍體植株，沒有經(jīng)過植物組織培育階段，D項符合題意。5．如圖表示利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得雜種植物白菜—甘藍(lán)的過程，以下說法錯誤的是()A．①過程表示利用酶解法去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程B．②過程常用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C．③過程中高爾基體活動旺盛D．最終獲得的雜種植物體細(xì)胞內(nèi)含19條染色體解析：選D。圖中①是去除細(xì)胞壁的過程，常利用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，故A項正確；②是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合的過程，常用的誘導(dǎo)方法有物理法(電激、離心、振動)和化學(xué)法(聚乙二醇)，故B項正確；③是形成新細(xì)胞壁的過程，植物細(xì)胞中高爾基體與細(xì)胞壁的形成有關(guān)，因此該過程中高爾基體活動旺盛，故C項正確；最終獲得的雜種植物體細(xì)胞內(nèi)含有兩個親本的全部遺傳物質(zhì)，即含有20＋18＝38條染色體，故D項錯誤。6．(2024·長春高二檢測)我國植物學(xué)家將珍貴蘭花的莖尖細(xì)胞放進(jìn)培育基中進(jìn)行培育，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細(xì)胞培育形成蘭花植株的示意圖，請據(jù)圖回答下列問題：(1)過程③和④分別表示________和________。須要避光培育的是______(填數(shù)字)。整個過程中細(xì)胞的分裂方式是________________________________。(2)取新生的莖尖細(xì)胞而不選擇莖表皮細(xì)胞進(jìn)行培育的兩個理由：①________________；②______________________。(3)當(dāng)_________(填培育基種類)中生長素與細(xì)胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“適中”)時，愈傷組織被誘導(dǎo)先生根。(4)若將蘭花的莖尖細(xì)胞換成蘭花的花粉粒，經(jīng)組織培育形成植株，這種育種方法稱為__________________，其突出優(yōu)點(diǎn)是__________________。答案：(1)脫分化再分化③有絲分裂(2)莖尖細(xì)胞全能性高新生細(xì)胞無菌無毒(3)分化培育基大(4)單倍體育種明顯縮短育種年限7．下面是煙草葉片原生質(zhì)體分別和培育的流程圖：請回答下列問題：(1)酶解時，在________酶和________酶的作用下去除細(xì)胞壁，以獲得完整的原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后，可用________法檢測原生質(zhì)體是否存活。要判定原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁，可用________方法鑒別。(3)欲通過原生質(zhì)體培育得到愈傷組織，配制培育基時須要留意的主要方面是________________________________________________________________________。解析：(1)在獲得植物原生質(zhì)體時，需用纖維素酶和果膠酶混合液處理試驗材料，將細(xì)胞壁消化除去，獲得球形的原生質(zhì)體。(2)獲得原生質(zhì)體后可用紅墨水染色法檢測，因為生活狀態(tài)的原生質(zhì)體細(xì)胞膜具有選擇透過性，原生質(zhì)體不會被染上顏色，但假如原生質(zhì)體死亡，由于膜的選擇透過性丟失，原生質(zhì)體會被染成紅色；可用質(zhì)壁分別試驗來檢測原生質(zhì)體是否已形成細(xì)胞壁。(3)要將原生質(zhì)體培育成愈傷組織，配制培育基時須要留意的主要方面是植物激素的適當(dāng)配比。答案：(1)纖維素果膠(2)紅墨水染色質(zhì)壁分別(3)植物激素的適當(dāng)配比[課時作業(yè)]一、選擇題1．細(xì)胞工程是一門綜合科學(xué)技術(shù)，下列技術(shù)中不屬于細(xì)胞工程的是()A．有性雜交 B．植物體細(xì)胞雜交C．組織培育 D．細(xì)胞核移植解析：選A。細(xì)胞工程是指應(yīng)用細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的原理和方法，通過細(xì)胞水平或細(xì)胞器水平上的操作，根據(jù)人的意愿來變更細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)或獲得細(xì)胞產(chǎn)品的一門綜合科學(xué)技術(shù)。生物的有性雜交是生物的自然生殖過程，不能單純地根據(jù)人的意愿來進(jìn)行，不屬于細(xì)胞工程的范疇。2．植物細(xì)胞的全能性是指()A．具有核、膜、質(zhì)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整，能進(jìn)行各種生理活動B．只具有膜和質(zhì)，同樣能進(jìn)行各種生理活動C．植物體細(xì)胞所具有的發(fā)育成完整個體的潛能D．具有本物種全套遺傳物質(zhì)的特定細(xì)胞解析：選C。具有某種植物全套遺傳信息的任何一個細(xì)胞，都有發(fā)育成完整新植物體的潛能，也就是說，每個植物細(xì)胞都具有全能性。3．用高度分化的植物細(xì)胞、組織和器官進(jìn)行組織培育可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是()A．該愈傷組織是細(xì)胞經(jīng)過脫分化和分裂形成的B．該愈傷組織的細(xì)胞沒有全能性C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細(xì)胞組成的D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽實力的胚狀結(jié)構(gòu)解析：選B。植物組織培育的原理是植物細(xì)胞的全能性。植物細(xì)胞只有在脫離了植物體、并在確定的外部因素的作用下，經(jīng)細(xì)胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，再由愈傷組織細(xì)胞發(fā)育、分化形成新的植物體。4．下列有關(guān)植物體細(xì)胞雜交的敘述，錯誤的是()A．有可能把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上B．須要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁C．利用聚乙二醇可以促進(jìn)原生質(zhì)體融合D．植物體細(xì)胞雜交就是將不同的植物體細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞解析：選D。植物體細(xì)胞雜交之前，須要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體；進(jìn)行原生質(zhì)體間的融合，必須要進(jìn)行人工誘導(dǎo)，如可用聚乙二醇促進(jìn)原生質(zhì)體融合；植物體細(xì)胞雜交就是將不同的植物體細(xì)胞融合成雜種細(xì)胞，并將該雜種細(xì)胞培育成新的植物體的技術(shù)。5．(2024·江蘇常州模擬)白菜、甘藍(lán)均為二倍體，若將白菜和甘藍(lán)兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培育獲得“白菜—甘藍(lán)”雜種植株幼苗。下列說法錯誤的是()A．培育出的“白菜—甘藍(lán)”植株不能結(jié)籽B．該誘導(dǎo)原生質(zhì)體間的融合過程一般運(yùn)用滅活的病毒C．該培育過程中的變異為染色體變異D．該培育過程中須要向培育基中添加植物激素解析：選B。由于白菜、甘藍(lán)均為二倍體，兩者的花粉細(xì)胞中各含有白菜和甘藍(lán)的一個染色體組，若將兩者的花粉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行融合得到雜種細(xì)胞，再經(jīng)植物組織培育獲得的“白菜—甘藍(lán)”雜種植株為二倍體，但因兩個染色體組分別來自白菜和甘藍(lán)，故不能結(jié)籽，A正確；誘導(dǎo)植物細(xì)胞原生質(zhì)體間的融合一般不用滅活的病毒，B錯誤；用花粉細(xì)胞融合后培育“白菜—甘藍(lán)”雜種植株的變異類型為染色體變異，C正確；植物組織培育過程中需向培育基中添加確定配比的生長素和細(xì)胞分裂素，D正確。6．如圖為將胡蘿卜的離體組織在確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(xì)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(xì)胞膜具有流淌性D．利用此過程獲得的試管苗確定為純合子解析：選B。①②過程分別為脫分化和再分化，①過程不會發(fā)生細(xì)胞的分化；此過程依據(jù)的生物學(xué)原理是植物細(xì)胞的全能性；此過程為無性生殖，獲得的試管苗的基因型與母本相同，不確定為純合子。7．(2024·遼源田家炳高二期中)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(jìn)行雜交，培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種B．①過程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進(jìn)行C．與②過程有關(guān)的細(xì)胞器只有高爾基體比較活躍D．d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質(zhì)答案：D8．(2024·鎮(zhèn)江高二檢測)科學(xué)家把天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進(jìn)行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特別的氣味達(dá)到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。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(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)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等試劑或離心、振動、電激等方法C．驅(qū)蚊草培育過程是植物體細(xì)胞雜交，不同于植物組織培育，無愈傷組織和試管苗形成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解析：選C。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)屬于植物細(xì)胞工程，優(yōu)勢是打破物種間的生殖隔離，克服不同物種不能有性雜交的障礙，A、D兩項都正確；植物細(xì)胞具有細(xì)胞壁，要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁，得到植物原生質(zhì)體，然后采納物理或化學(xué)的方法誘導(dǎo)不同的原生質(zhì)體實現(xiàn)膜融合，B項正確；從雜種細(xì)胞到雜種植株，必需采納植物組織培育技術(shù)，經(jīng)過脫分化和再分化等階段，有愈傷組織、胚狀體和試管苗的形成，C項錯誤。二、非選擇題9．(2024·高考海南卷)甲、乙兩名同學(xué)分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培育技術(shù)繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}：(1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在確定條件下進(jìn)行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是____________________________________。(2)甲、乙同學(xué)在誘導(dǎo)愈傷組織所用的培育基中，均加入確定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培育獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是__________________(填“具有完整的細(xì)胞核”“具有葉綠體”或“已轉(zhuǎn)入抗性基因”)。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培育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(xì)胞經(jīng)____________形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法繁殖，在培育時，________(填“能”或“不能”)采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，緣由是_________________________________。解析：(1)綠色葉片和白色花瓣是細(xì)胞分化的結(jié)果，遺傳物質(zhì)并沒有變更，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在確定條件下進(jìn)行組織培育，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性。(2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細(xì)胞作為材料進(jìn)行培育獲得幼苗，該細(xì)胞應(yīng)具備的條件是具有完整的細(xì)胞核。(3)圖中A、B、C所示的是不同的培育結(jié)果，該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由于培育基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是細(xì)胞分裂素和生長素。A中的愈傷組織是葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的。(4)若該種植物是一種雜合體的珍貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培育方法繁殖；在培育時，不能采納經(jīng)減數(shù)分裂得到的花粉粒作為外植體，緣由是對雜合體的植株來說，其體細(xì)胞的基因型相同，通過減數(shù)分裂形成花粉粒，可以導(dǎo)致等位基因分別，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，后代會出現(xiàn)性狀分別，用花粉粒進(jìn)行組織培育得到花卉基因型不同于原植株。答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細(xì)胞具有全能性，在確定條件下能發(fā)育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的細(xì)胞核(3)細(xì)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(xì)胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細(xì)胞的基因型不同，用花粉粒進(jìn)行組織培育得到花卉基因型不同于原植株10．(2024·武邑中學(xué)高二期中)科學(xué)家利用植物體細(xì)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(xì)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(biāo)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。據(jù)圖回答下列問題：(1)植物體細(xì)胞雜交依據(jù)的生物學(xué)原理有_____________________________________。(2)過程①常用的方法是________，細(xì)胞融合完成的標(biāo)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，當(dāng)視察到融合的細(xì)胞表面___________________________，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有____________________________________________。(5)若番茄細(xì)胞內(nèi)有m條染色體，馬鈴薯細(xì)胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞在有絲分裂后期含____________條染色體。若雜種細(xì)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。答案：(1)細(xì)胞膜的流淌性、植物細(xì)胞的全能性(2)酶解法形成了新的細(xì)胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)既有紅色熒光又有綠色熒光(4)脫分化和再分化生長素和細(xì)胞分裂素(5)2(m＋n)單倍體11．通過細(xì)胞工程技術(shù)，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(甲耐鹽、乙高產(chǎn))，培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株。請完善下列試驗流程并回答問題：(1)A是________________酶，B是________________，D是具有________優(yōu)良性狀的幼芽。D長成的幼苗須要選擇的緣由是_______________________________________。(2)由C形成植株的過程利用了____________________________技術(shù)，形成愈傷組織須要經(jīng)過________過程，愈傷組織形成D須要經(jīng)過________過程。整個培育過程要在________的條件下進(jìn)行。(3)植物體細(xì)胞融合勝利的標(biāo)記是_______________________________________。目前，植物體細(xì)胞雜交還存在很多問題沒有解決，如___________________，盡管如此，這項新技術(shù)在_________________________________等方面取得的重大突破還是震撼人心的。(4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲—乙植株”屬于________倍體植株。解析：(1)由植物細(xì)胞變成原生質(zhì)體，須要去掉細(xì)胞壁，細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，酶具有專一性，所以應(yīng)用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞壁。兩個原生質(zhì)體經(jīng)PEG誘導(dǎo)后融合，再生出細(xì)胞壁后變成雜種細(xì)胞，利用植物組織培育技術(shù)可得到愈傷組織、叢芽結(jié)構(gòu)和試管苗，并非每個細(xì)胞都能表達(dá)出耐鹽性狀，須要利用含鹽培