2.1 植物细胞工程（分层提升训练）-【大单元教学】高二生物同步备课系列（人教版2019选择性必修3）

2.1 植物细胞工程 （概念检测+基础训练+能力提升） 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 1．植物组织培养是21世纪发展起来的一门新技术，由于科学技术的进步，尤其是外源激素的应用，使组织培养不仅从理论上为相关学科提出了可靠的实验证据，而且一跃成为一种大规模、批量工厂化生产种苗的新方法，并在生产上越来越得到广泛的应用。结合所学知识判断： (1)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性( ) (2)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素( ) (3)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( ) (4)植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程( ) (5)若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型( ) 2．结合植物体细胞培养技术相关知识判断： （1）离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程属于脱分化( ) （2）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( ) （3）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( ) （4）植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( ) 3．马铃薯、草莓和香蕉通常是使用无性繁殖的方式进行繁殖的，种植的世代多了以后往往因感染病毒而减产，其产量会越来越低，品质会越来越差。为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。而其茎尖几乎不含病毒，可以通过组织培养获得脱毒苗。结合所学知识判断： (1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性( ) (2)作物脱毒后不再感染病毒( ) (3)单倍体育种只是为了获得单倍体( ) (4)植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，是其基本生命活动所必需的物质( ) (5)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性，现已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗( ) 1．下图为植物组织培养流程图。下列叙述错误的是（　　） A．离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体 B．①过程中已分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞 C．②过程中生长素、细胞分裂素的浓度及比例会影响愈伤组织发育方向 D．③过程需在无菌条件下进行，防止杂菌污染 2．某团队通过植物组织培养技术开展东湖菊花种苗快速繁殖及脱毒研究，打造“汕头金菊”产业名片。若取菊花茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括（　　） A．茎段接种时倒插 B．激素配比不合理 C．外植体消毒过度 D．培养时遮光处理 3．紫花苜蓿是营养价值很高的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁、可与植物蛋白质结合，防止反刍动物采食后发生鼓胀病。科研小组通过植物体细胞杂交技术培育出兼具二者优良性状的杂交种。下列叙述正确的是（　　） A．可用灭活病毒诱导法、PEG融合法等诱导融合 B．为防止杂菌污染，融合的原生质体需放在无菌蒸馏水中 C．诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照，而后续培养需要 D．由愈伤组织到杂种植株需要经过脱分化、再分化过程 4．用植物组织培养技术培育脱毒草莓试管苗，可明显提高草莓产量。下列叙述正确的是（　　） A．可用草莓的茎尖进行植物组织培养 B．消毒可杀死外植体表面或内部的病毒 C．培养基中生长素/细胞分裂素的值保持不变 D．植物组织培养得到的脱毒苗对病毒具有抗性 5．我国科学家设计如下技术流程培育出无子柑橘。下列分析正确的是（    ） A．①所采用的方法是单倍体育种 B．③可用灭活病毒诱导原生质体融合 C．研究中需要鉴定细胞的染色体数目 D．④依次经过再分化、脱分化阶段 6．下列叙述中，与植物体细胞杂交技术不相关的是（    ） A．利用离心、振动、电场等诱导 B．利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导 C．克服远缘杂交不亲和的障碍 D．快速繁殖、培育无病毒植物 7．下列关于植物的次生代谢物的说法，错误的是（    ） A．一般是植物生长所必需，在整个生命过程中一直进行 B．是一类小分子化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用 C．在植物细胞中含量很低，直接提取会大量破坏植物资源 D．是很多药物、香料和色素等的重要来源 8．植物细胞工程在农业、医药和工业等方面有着广泛应用。以下叙述错误的是（    ） A．用组织培养技术可以实现名贵兰花快速繁殖，且能保持亲本优良性状 B．取草莓根尖成熟区细胞进行组织培养，可以实现作物脱毒并提高产量 C．玉米可由花药离体培养、人工诱导染色体加倍，获得纯合二倍体 D．离体条件下大规模培养红豆杉细胞，可获得紫杉醇的工厂化生产 9．植物组织培养技术可以用来繁殖名品花卉，某同学利用蓝色月季花来进行培育，培育过程如图所示，据此回答下列问题： （1）植物组织培养是在 条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其经过A 形成愈伤组织后再经过B ，最终形成完整的植株。 （2）为了防止其品质退化，该同学选用完整植株 部位进行组织培养最合适，选择该位置的原因是 。 （3）在培养过程中，该同学想要了解细胞分裂素与生长素对促进植物生根还是生芽的影响设计了如图乙的实验，由图可知当细胞分裂素浓度大于生长素浓度时，诱导 的生长，当细胞分裂素浓度小于生长素浓度时，诱导 的生长。 10．人参是我国的名贵药材，因野生资源缺乏，科学家通过植物组织培养技术大量生产人参皂苷，该方法生产的人参皂苷药理活性与从植株中提取的相似，甚至更高。请回答下列问题： (1)人参皂苷属于人参组织细胞的 （填“初生代谢物”或“次生代谢物”）。 (2)请用文字、箭头的形式写出生产人参皂苷的植物组织培养技术的流程图： 。该过程中调节培养基中 的用量可维持愈伤组织状态。 (3)植物组织培养过程中要进行严格的无菌操作，这些操作主要包括 （答出两点）。 (4)切取人参根含有形成层的部分进行组织培养更容易获得愈伤组织，其原因是 。 (5)利用植物组织培养生产人参皂苷属于细胞产物的工厂化生产，其优点有 （答出两点）。 11．CMV 是危害烟草的主要病毒，CMV 侵染烟草后，发病的叶片会褪绿变成黄色。为筛选抗 CMV的烟草突变株，科研小组进行的实验流程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．烟草幼苗茎尖病毒极少，直接取其进行组织培养可得到抗 CMV 植株 B．若发病叶片中出现绿色区域，取该区域进行组织培养可能得到抗CMV 植株 C．选取的叶片组织需先进行灭菌处理，再经过脱分化和再分化培养成抗 CMV 植株 D．接种CMV起到了选择作用，因此经组织培养后得到的植株无需再进行抗CMV 鉴定 12．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列有关叙述正确的是（    ）    A．图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理 B．②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合，杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志 C．图1培育出的植株体细胞中最多含有72条染色体，减数分裂时最多可形成18个四分体 D．可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株 13．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题： (1)在上述过程中，①过程常用 酶处理植物细胞（填两种）。 (2)已知白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉细胞中染色体数为 。与白菜和甘蓝相比，杂种植株发生的可遗传变异类型是 。 (3)若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，杂种植株的基因型是 。 (4)通常情况下，白菜和甘蓝之间不能成功杂交。该项技术的意义是 。 14．同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。（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，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同） (1)常用酶解法获得紫花苜蓿与百脉根原生质体，优点是 ；步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外，还有 （答两种）等方法。 (2)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是 。融合后的原生质体经过细胞壁再生形成杂种细胞，进而经过 形成愈伤组织。 (3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是 。长出芽后，再将其转接到诱导生根培养基上，最终得到杂种植株。据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是 。此种育种方式的优点是 。 (4)上述过程中需要提供光照的是 （填序号），光照的作用是 。得到的杂种植株是 倍体，理论上是否可育?请回答并阐述理由： 。 (5)在实验前需要通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，设计思路是 。 试卷第2页，共15页 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2.1 植物细胞工程 （概念检测+基础训练+能力提升） 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 1．植物组织培养是21世纪发展起来的一门新技术，由于科学技术的进步，尤其是外源激素的应用，使组织培养不仅从理论上为相关学科提出了可靠的实验证据，而且一跃成为一种大规模、批量工厂化生产种苗的新方法，并在生产上越来越得到广泛的应用。结合所学知识判断： (1)植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性( ) (2)植物激素中的生长素和赤霉素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素( ) (3)植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( ) (4)植物体细胞杂交就是利用一定的方法将去除细胞壁的不同来源的植物细胞融合为杂种细胞的过程( ) (5)若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型( ) 【答案】(1)√ (2)× (3)√ (4)× (5)√ 【详解】（1）植物组织培养技术的理论基础是植物细胞的全能性，故正确。 （2）植物激素中的生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素，故错误。 （3）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术，故正确。 （4）植物体细胞杂交技术是将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并将杂种细胞培育成新植物体的技术，故错误。 （5）若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞有3种类型，故正确。 2．结合植物体细胞培养技术相关知识判断： （1）离体的植物组织在一定的培养条件下分化出根和芽的过程属于脱分化( ) （2）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞( ) （3）植物体细胞杂交利用了植物组织培养技术( ) （4）植物原生质体融合的原理是植物细胞的全能性( ) 【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× 【详解】（1）离体的植物组织在一定的培养条件下形成愈伤组织的过程为脱分化过程，通过再分化形成根和芽，故题中所述是错误的。 （2）植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种植株，故题中说法是错误的。 （3）植物体细胞杂交技术需要将杂种细胞经过组织培养形成杂种植株，故题中说法是正确的。 （4）植物原生质体融合的基本原理是细胞膜具有一定的流动性，故题中说法是错误的。 3．马铃薯、草莓和香蕉通常是使用无性繁殖的方式进行繁殖的，种植的世代多了以后往往因感染病毒而减产，其产量会越来越低，品质会越来越差。为此农户都希望得到无病毒的幼苗进行种植。而其茎尖几乎不含病毒，可以通过组织培养获得脱毒苗。结合所学知识判断： (1)快速繁殖不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性( ) (2)作物脱毒后不再感染病毒( ) (3)单倍体育种只是为了获得单倍体( ) (4)植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，是其基本生命活动所必需的物质( ) (5)紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物，具有高抗癌活性，现已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗( ) 【答案】(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ 【分析】初生代谢物是维持细胞生命活动所必需基本代谢物。如糖类、脂质、蛋白质及核酸等。次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物。 【详解】（1）快速繁殖属于无性繁殖，不进行基因重组，不仅可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖，还可以保持优良品种的遗传特性。故正确。 （2）作物脱毒后并不抗病毒，可能再感染病毒。故错误。 （3）单倍体育种是为了快速育种，得到纯合子。故错误。 （4）植物的次生代谢物主要是酚类、萜类和含氮化合物等小分子有机物，次生代谢物不是生物生长所必需的。故错误。 （5）野生红豆杉是一种濒危植物，其产生的次生代谢物紫杉醇具有高抗癌活性，现在已被广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。故正确。 1．下图为植物组织培养流程图。下列叙述错误的是（　　） A．离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体 B．①过程中已分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞 C．②过程中生长素、细胞分裂素的浓度及比例会影响愈伤组织发育方向 D．③过程需在无菌条件下进行，防止杂菌污染 【答案】D 【分析】植物组织培养技术：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，给予适宜的营养条件，诱导其形成完整植株的技术。 【详解】A、外植体是指离体培养的植物器官、组织或细胞，可利用外植体进行植物组织培养，A正确； B、①过程是指外植体脱分化形成愈伤组织的过程，已分化的细胞经过脱分化，会失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，变成愈伤组织，B正确； C、②过程是愈伤组织形成芽、根的过程，其中生长素、细胞分裂素的浓度及比例会影响愈伤组织发育方向，当细胞分裂素与生长素的比例低时，有利于根的分化、抑制芽的形成，C正确； D、③过程为移栽过程，不需在无菌条件下进行，D错误。 故选D。 2．某团队通过植物组织培养技术开展东湖菊花种苗快速繁殖及脱毒研究，打造“汕头金菊”产业名片。若取菊花茎段进行组织培养，茎段未能诱导出愈伤组织，其原因不包括（　　） A．茎段接种时倒插 B．激素配比不合理 C．外植体消毒过度 D．培养时遮光处理 【答案】D 【分析】植物组织培养技术是指将离体的植物器官、组织或细胞等，人工配制的培养基上，给予适当的培养条件，诱导其生成完整植株的技术。 【详解】A、将菊花茎段切断形态学下端插入诱导愈伤组织的培养基中，不应倒插，不符合题意，A错误； B、培养基中植物激素的浓度、比例等都会影响植物细胞的发育方向，如生长素和细胞分裂素比例高时，可以促进生根，比例适中时有利于产生愈伤组织，不符合题意，B错误； C、外植体需要用70%的酒精消毒30s，立即用无菌水冲洗2-3次；再用5%的次氯酸钠消毒30min后，立即用无菌水冲洗2-3次，若消毒过度会影响植物组织的活性，因而可能导致无愈伤组织产生，不符合题意，C错误； D、诱导愈伤组织的形成过程通常需要避光处理，这不会导致没有愈伤组织产生，符合题意，D正确。 故选D。 3．紫花苜蓿是营养价值很高的豆科牧草，但易造成家畜鼓胀病。百脉根富含单宁、可与植物蛋白质结合，防止反刍动物采食后发生鼓胀病。科研小组通过植物体细胞杂交技术培育出兼具二者优良性状的杂交种。下列叙述正确的是（　　） A．可用灭活病毒诱导法、PEG融合法等诱导融合 B．为防止杂菌污染，融合的原生质体需放在无菌蒸馏水中 C．诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照，而后续培养需要 D．由愈伤组织到杂种植株需要经过脱分化、再分化过程 【答案】C 【分析】植物体细胞杂交技术：将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。 【详解】A、植物体细胞杂交可用电融合、PEG融合等诱导融合，不可用灭活病毒诱导法，A错误； B、放在无菌水中，融合的原生质体因为缺乏细胞壁会吸水涨破，B错误； C、脱分化诱导形成愈伤组织期间一般不需要光照，而后续再分化的过程需要光照，C正确； D、愈伤组织到杂种植株需要经过再分化过程，不需要脱分化的过程，D错误。 故选C。 4．用植物组织培养技术培育脱毒草莓试管苗，可明显提高草莓产量。下列叙述正确的是（　　） A．可用草莓的茎尖进行植物组织培养 B．消毒可杀死外植体表面或内部的病毒 C．培养基中生长素/细胞分裂素的值保持不变 D．植物组织培养得到的脱毒苗对病毒具有抗性 【答案】A 【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性，其过程为：离体的植物组织，器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织，愈伤组织经过再分化过程形成胚状体，进一步发育成为植株。 【详解】A、植物顶端分生区附近（如茎尖）的病毒极少，甚至无病毒，利用茎尖进行植物组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗，A正确； B、消毒是杀死物体表面或内部的一部分微生物，主要是细菌和真菌，B错误； C、生长素和细胞分裂素的比例适中，有利于脱分化形成愈伤组织，比例低有利于芽的分化，比例高有利于根的分化，所以应根据需要调整比例，C错误； D、脱毒苗是指植物组织培养得到的植株几乎不含病毒，而不是对病毒具有抗性，D错误。 故选A。 5．我国科学家设计如下技术流程培育出无子柑橘。下列分析正确的是（    ） A．①所采用的方法是单倍体育种 B．③可用灭活病毒诱导原生质体融合 C．研究中需要鉴定细胞的染色体数目 D．④依次经过再分化、脱分化阶段 【答案】C 【分析】图中①表示花药离体培养，②表示去除细胞壁，③表示原生质体融合，④表示经脱分化、再分化获得三倍体植株。 【详解】A、①表示花药离体培养，即植物组织培养过程，A错误； B、人工诱导原生质体融合的方法有化学法和物理法，其中化学法包括PEG融合法、高Ca2+ —高pH融合法等，物理法包括离心法、电融合法等，而灭活病毒用于诱导动物细胞的融合，B错误； C、研究中细胞的染色体数目会发生改变，因此需要鉴定细胞的染色体数目来判断是否获得了单倍体及三倍体植株，C正确； D、④依次经过脱分化、再分化阶段获得三倍体植株，D错误。 故选C。 6．下列叙述中，与植物体细胞杂交技术不相关的是（    ） A．利用离心、振动、电场等诱导 B．利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导 C．克服远缘杂交不亲和的障碍 D．快速繁殖、培育无病毒植物 【答案】D 【分析】植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新的植物体的技术。 【详解】AB、植物体细胞杂交技术中，利用离心、振动、电激等诱导或利用聚乙二醇（PEG）等试剂诱导可促进原生质体融合，AB正确； C、植物体细胞杂交可以克服远缘杂交不亲和的障碍，C正确； D、快速繁殖、培育无病毒植物利用的是植物组织培养技术，D错误。 故选D。 7．下列关于植物的次生代谢物的说法，错误的是（    ） A．一般是植物生长所必需，在整个生命过程中一直进行 B．是一类小分子化合物，在植物抗病、抗虫等方面发挥作用 C．在植物细胞中含量很低，直接提取会大量破坏植物资源 D．是很多药物、香料和色素等的重要来源 【答案】A 【分析】初生代谢是生物生长和生存所必需的代谢活动，因此整个生命活动中塔一直进行着；次生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行。 【详解】A、生代谢不是生物生长所必需的，一般在特定的组织或器官中，并在一定的环境和时间条件下才进行，A错误； BD、次生代谢物是一类小分子有机化合物（如酚类、萜类和含氮化合物等），在植物抗病、抗虫等方面发挥作用，也是很多药物、香料和色素等的重要来源，BD正确； C、植物细胞的次生代谢物含量很低，从植物组织中提取会大量破坏植物资源，C正确。 故选A。 8．植物细胞工程在农业、医药和工业等方面有着广泛应用。以下叙述错误的是（    ） A．用组织培养技术可以实现名贵兰花快速繁殖，且能保持亲本优良性状 B．取草莓根尖成熟区细胞进行组织培养，可以实现作物脱毒并提高产量 C．玉米可由花药离体培养、人工诱导染色体加倍，获得纯合二倍体 D．离体条件下大规模培养红豆杉细胞，可获得紫杉醇的工厂化生产 【答案】B 【分析】植物细胞工程技术的应用：植物繁殖的新途径（微型繁殖、作物脱毒、人工种子）、作物新品种的培育（单倍体育种、突变体的利用）、细胞产物的工厂化生产。 【详解】A、植物组织培养技术可以实现名贵兰花快速繁殖，同时植物组织培养属于无性繁殖，故能保持亲本优良性状，A正确； B、茎尖分生区病毒数量少甚至没有，故取草莓茎尖分生区细胞进行组织培养，可以获得脱毒苗并提高产量，B错误； C、可用玉米的花药进行离体培养获得单倍体，再用秋水仙素处理萌发的幼苗，人工诱导染色体加倍，可获得纯合二倍体，C正确； D、离体条件下大规模培养红豆杉细胞（即植物细胞培养），可实现紫杉醇的工厂化生产，D正确。 故选B。 9．植物组织培养技术可以用来繁殖名品花卉，某同学利用蓝色月季花来进行培育，培育过程如图所示，据此回答下列问题： （1）植物组织培养是在 条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其经过A 形成愈伤组织后再经过B ，最终形成完整的植株。 （2）为了防止其品质退化，该同学选用完整植株 部位进行组织培养最合适，选择该位置的原因是 。 （3）在培养过程中，该同学想要了解细胞分裂素与生长素对促进植物生根还是生芽的影响设计了如图乙的实验，由图可知当细胞分裂素浓度大于生长素浓度时，诱导 的生长，当细胞分裂素浓度小于生长素浓度时，诱导 的生长。 【答案】 无菌和人工控制 脱分化 再分化 茎尖、芽尖 茎尖、芽尖病毒少或基本不带病毒 芽 根 【分析】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。 ②原理：细胞具有全能性。 ③流程：外植体→脱分化→愈伤组织→再分化→根芽或者胚状体→发育成一个完整植株。 【详解】(1) 植物组织培养的主要原理是植物细胞具有全能性，具体过程是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组织、细胞培养在人工配制的培养基上，给予适宜的条件，诱导其组织经过脱分化产生愈伤组织，再经过再分化最终形成完整的植株。 (2)植物组织培养能够用于培育脱毒苗，常选用植株的茎尖、芽尖等分生区细胞，因为这些部位病毒少或基本不带病毒，能保证植株的品质。 (3)细胞分裂素与生长素的比例高时，诱导芽的生成； 细胞分裂素与生长素的比例大致相等时，愈伤组织继续生长而不分化；细胞分裂素与生长素的比例低时，会趋于生根。 【点睛】本题主要考查植物组织培养技术，要求学生掌握整个技术流程，同时知道目的不同配制的培养基的组成成分会有所区别。 10．人参是我国的名贵药材，因野生资源缺乏，科学家通过植物组织培养技术大量生产人参皂苷，该方法生产的人参皂苷药理活性与从植株中提取的相似，甚至更高。请回答下列问题： (1)人参皂苷属于人参组织细胞的 （填“初生代谢物”或“次生代谢物”）。 (2)请用文字、箭头的形式写出生产人参皂苷的植物组织培养技术的流程图： 。该过程中调节培养基中 的用量可维持愈伤组织状态。 (3)植物组织培养过程中要进行严格的无菌操作，这些操作主要包括 （答出两点）。 (4)切取人参根含有形成层的部分进行组织培养更容易获得愈伤组织，其原因是 。 (5)利用植物组织培养生产人参皂苷属于细胞产物的工厂化生产，其优点有 （答出两点）。 【答案】(1)次生代谢物 (2) 生长素和细胞分裂素 (3)外植体消毒、培养基高压灭菌、无菌接种技术、培养室环境消毒技术等 (4)形成层细胞具有旺盛的分裂能力 (5)不占用耕地，不受季节、天气等的限制 【分析】初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。在不同种类的微生物细胞中，初级代谢产物的种类基本相同；次生代谢产物是细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质。 【详解】（1）人参皂苷是人参细胞合成产生的一种化学物质，不是生长和繁殖所必需的物质，属于人参组织细胞的次生代谢物； （2）人参皂苷的植物组织培养技术的流程图：，该过程中调节培养基中生长素和细胞分裂素的用量可维持愈伤组织状态； （3）植物组织培养过程中要进行严格的无菌操作，这些操作主要包括外植体消毒、培养基高压灭菌、无菌接种技术、培养室环境消毒技术等； （4）切取人参根含有形成层的部分进行组织培养更容易获得愈伤组织，其原因是形成层细胞具有旺盛的分裂能力，更容易诱导形成愈伤组织； （5）利用植物组织培养生产人参皂苷属于细胞产物的工厂化生产，具有不占用耕地，不受季节、天气等的限制等优点。 11．CMV 是危害烟草的主要病毒，CMV 侵染烟草后，发病的叶片会褪绿变成黄色。为筛选抗 CMV的烟草突变株，科研小组进行的实验流程如图所示。下列说法正确的是（    ） A．烟草幼苗茎尖病毒极少，直接取其进行组织培养可得到抗 CMV 植株 B．若发病叶片中出现绿色区域，取该区域进行组织培养可能得到抗CMV 植株 C．选取的叶片组织需先进行灭菌处理，再经过脱分化和再分化培养成抗 CMV 植株 D．接种CMV起到了选择作用，因此经组织培养后得到的植株无需再进行抗CMV 鉴定 【答案】B 【分析】物组织培养过程是：离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，然后再分化生成根、芽，最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。 【详解】A 、烟草幼苗茎尖病毒极少，但不能直接确定其就是抗 CMV 的，直接取其进行组织培养不一定能得到抗 CMV 植株，A 错误； B、若发病叶片中出现绿色区域，说明可能存在对 CMV 有抗性的细胞，取该区域进行组织培养有可能得到抗 CMV 植株，B 正确； C 、叶片组织不能先进行灭菌处理，这样会杀死细胞，应该先进行脱分化形成愈伤组织，再进行再分化培养成抗 CMV 植株，C 错误； D、 接种 CMV 起到了选择作用，但经组织培养后得到的植株仍需再进行抗 CMV 鉴定来确保其抗性，D 错误。 故选B。 12．花椰菜（2n=18）种植时容易遭受病菌侵害形成病斑，紫罗兰（2n=14）具有一定的抗病性。科研人员利用植物体细胞杂交技术培育具有抗病性状的花椰菜新品种如图1所示。通过蛋白质电泳技术分析了亲本及待测植株中某些特异性蛋白，结果如图2所示。下列有关叙述正确的是（    ）    A．图1培育杂种植株所用的技术体现了细胞膜具有一定流动性原理和基因突变原理 B．②过程可用电融合法或灭活病毒诱导细胞融合，杂种细胞再生出细胞壁是成功的标志 C．图1培育出的植株体细胞中最多含有72条染色体，减数分裂时最多可形成18个四分体 D．可将病菌悬浮液均匀喷施于图2中的3和5植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株 【答案】C 【分析】1、植物体细胞杂交技术：就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株，而不是形成杂种细胞就结束；杂种植株的特征：具备两种植物的遗传特征，原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。 2、根据图谱分析，4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，说明是杂种细胞，而1、2、3号个体只有紫罗兰中的蛋白质，说明不是杂种细胞。 【详解】A、植物体细胞杂交技术将杂种细胞培养成完整植株，体现了植物细胞全能性；两个物种细胞的融合体现了细胞膜流动性原理和染色体变异原理，A错误； B、植物细胞不能用灭活病毒诱导细胞融合，杂交细胞再生出新的细胞壁是植物细胞融合成功的标志之一，发育成完整植株是植物体细胞杂交技术成功的标志，B错误； C、由于细胞随机融合，也有不融合的细胞，若两个花椰菜细胞融合则最多有36条染色体，在有丝分裂后期最多有72条染色体，C正确； D、根据图谱分析4号和5号个体含有紫罗兰和花椰菜两种类型的蛋白质，是杂种植株，可将病菌悬浮液均匀喷施于4、5号杂种植株叶片上，一段时间后，测定病斑面积占叶片总面积的百分比，筛选出抗病性强的杂种植株，D错误。 故选C。 13．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和耐储藏等优点。如图是“白菜—甘蓝”的杂交过程示意图，请回答下列问题： (1)在上述过程中，①过程常用 酶处理植物细胞（填两种）。 (2)已知白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉细胞中染色体数为 。与白菜和甘蓝相比，杂种植株发生的可遗传变异类型是 。 (3)若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，杂种植株的基因型是 。 (4)通常情况下，白菜和甘蓝之间不能成功杂交。该项技术的意义是 。 【答案】(1)纤维素酶和果胶酶 (2) 2X+2Y 染色体数目变异 (3)AaBBccDd (4)打破生殖隔离，实现远缘杂交育种 【分析】分析题图：图示表示“白菜一甘蓝”的培育过程，首先需要用酶解法（纤维素酶和果胶酶）去除细胞壁；其次需要用物理法（如电激、离心、振动）或化学法（聚乙二醇/PEG）诱导原生质体融合；再采用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植株，包括脱分化和再分化两个重要过程，①为去除植物细胞壁，②为诱导原生质体的融合。 【详解】（1）酶解法具有专一性，在上述过程中，①过程常用的方法是酶解法，由于植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶，故①过程常用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。 （2）植物体细胞杂交技术属于无性繁殖，通过两植物体细胞的融合实现杂种植株的培育，已知白菜细胞中含2X条染色体，甘蓝细胞中含有2Y条染色体，则杂种植株叶肉细胞中染色体数为2X+2Y条；与白菜和甘蓝相比，杂种植株发生的可遗传变异类型是染上色数目变异。 （3）若用于杂交的白菜和甘蓝的基因型分别为AaBB、ccDd，杂种植株的基因型为两种细胞基因型的直接组合，即杂种植株的基因型是AaBBccDd。 （4）通常情况下，白菜和甘蓝之间存在生殖隔离，不能成功杂交。该项技术的意义是打破生殖隔离，实现远缘杂交育种。 14．同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗胀病的新型苜蓿。（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，二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同） (1)常用酶解法获得紫花苜蓿与百脉根原生质体，优点是 ；步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外，还有 （答两种）等方法。 (2)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，其作用是 。融合后的原生质体经过细胞壁再生形成杂种细胞，进而经过 形成愈伤组织。 (3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，其中起主要作用的是 。长出芽后，再将其转接到诱导生根培养基上，最终得到杂种植株。据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是 。此种育种方式的优点是 。 (4)上述过程中需要提供光照的是 （填序号），光照的作用是 。得到的杂种植株是 倍体，理论上是否可育?请回答并阐述理由： 。 (5)在实验前需要通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，设计思路是 。 【答案】(1) 不破坏细胞膜 高Ca2+-高pH融合，电融合法 (2) 保持原生质体完整性 脱分化 (3) 细胞分裂素 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 打破生殖隔离，实现远缘杂交 (4) ③ 促进叶绿素的合成 六 可育。杂种植株细胞中含有成对的同源染色体 (5)将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中，培养一段时间后，观察原生质体再生情况 【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞，进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。 【详解】（1）细胞壁成分是纤维素和果胶，用纤维素酶和果胶酶获得原生质体，细胞膜无纤维素和果胶，由于酶具有专一性，不会破坏细胞膜。步骤①诱导二者原生质体融合时除可用PEG处理外，还有高Ca2+-高pH融合，电融合法等方法。 （2）原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压，保持原生质体完整性，防止原生质体吸水涨破。融合后的原生质体再生出新的细胞壁说明形成杂种细胞，即杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁，进而经过②脱分化形成愈伤组织。 （3）步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上，通常应在培养基中加入两类植物激素，分别是生长素和细胞分裂素，其中起主要作用的是细胞分裂素。由图可知，新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术，该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。植物体细胞杂交获得杂种植株，打破了生殖隔离，实现了远缘杂交。 （4）将愈伤组织经③再分化形成根芽的过程需要提供光照，因为叶绿素的合成需要光照。紫花苜蓿是同源四倍体，体细胞含有4个染色体组，百脉根是二倍体，体细胞含有2个染色体组，融合后得到的杂种细胞含有4+2=6个染色体组是六倍体，可见，杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，因而能进行正常的减数分裂过程，因而表现为可育。 （5）由图可知，新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术，该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性；在实验前需通过预实验来探究R-6G或IOA使原生质体失去再生愈伤组织能力的临界浓度，由于需要获得 具体的浓度，因此需要将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R-6G或IOA溶液中，培养一段时间后，观察原生质体再生情况，根据再生情况获得各自的临界值。 试卷第2页，共15页 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $$