内容正文:
专题4 植物细胞工程及其应用
考点概览
考点01植物细胞工程的原理
考点02 植物细胞工程的应用
植物细胞工程的原理考点01
1.(24-25高二下·四川眉山·期中)下列关于消毒灭菌的说法,错误的是( )
A.用滤膜法收集大肠杆菌的实验中,过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需进行消毒处理
B.植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理,之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理。
C.对实验室进行消毒的方法是紫外线
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
2.(23-24高二下·四川眉山·期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.培养时一般先诱导愈伤组织生根再诱导其生芽
3.(23-24高二下·四川南充·期中)在植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中均运用了酶的催化作用,下列正确的是( )
A.用纤维素酶、果胶酶将植物细胞制成细胞悬液
B.用胰蛋白酶水解细胞膜表面的糖被,从而使细胞扩散
C.37℃左右条件下,动物细胞融合所用酶的催化活性最高
D.没有纤维素酶和果胶酶,可用解离液代替
4.(23-24高二下·四川泸州·期中)科研人员将苜蓿与百脉根(富含单宁,单宁可减少膨胀病的发生)进行植物体细胞杂交以期获得抗膨胀病苜蓿新品种,技术路线如图所示。下列说法错误的是( )
A.该过程中发生了染色体数目变异,且实现了远缘杂交育种
B.诱导愈伤组织期间一般不需要光照,但诱导生芽、生根时需要光照
C.相比于生芽培养基,生根培养基中生长素含量比例较低
D.融合细胞生成细胞壁时,高尔基体和线粒体的活动可能增强
5.(23-24高二下·四川达州·期中)紫杉醇是从红豆杉中提取的一种高效抗癌的药物,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉带来灭顶之灾。为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可进行细胞产物工厂化生产,其过程为:获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇,下列说法不正确的是( )
A.紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物
B.研究发现用红豆杉幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织诱导率高,原因是幼嫩茎段细胞分化程度低
C.用少量果胶酶处理红豆杉愈伤组织获取单细胞,在半固体培养基中进行培养,可有效提高紫杉醇的产量
D.红豆杉愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,原因是经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期
6.(23-24高二下·四川绵阳·期中)科学家用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体使其染色体片段化,并丧失再生能力。利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图,下列相关叙述错误的是( )
A.在制备原生质体时,通常使细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理
B.初步筛选杂种细胞可在过程②后,以融合的活细胞中有叶绿体为标志
C.可将黑腐病菌接种到杂种植株上以鉴定其是否具有抗病性状
D.愈伤组织和再生植株的细胞中DNA和RNA种类相同
7.(23-24高二下·四川遂宁·期中)大豆是我国四大主要粮食作物之一,而野生大豆产量低但却具有喜光耐湿、耐盐碱、耐阴,抗旱、抗病、耐瘠薄等优良性状,因此可将耐旱强的野大豆与高产栽培大豆进行体细胞杂交培育高产耐旱大豆新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①可以用酶解法去除细胞壁
B.过程②完成的标志是两细胞核成功融合,体现了膜具有一定的流动性的原理
C.过程③体现了细胞具有全能性,需要生长素和细胞分裂素参与
D.过程④在干旱环境中种植杂种植株,选择耐旱的性状
8.(23-24高二下·四川内江·期中)运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述正确的是( )
A.用花药培养得到单倍体植株需要用到植物细胞融合技术来恢复细胞中染色体数
B.细胞产物的工厂化生产主要利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
C.植物细胞培养的原理是利用了植物细胞一般具有全能性
D.突变体育种常用射线、化学物质等方法处理愈伤组织细胞
9.(23-24高二下·四川内江·期中)通过植物细胞工程技术,可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液或较高渗溶液中处理
B.②到③的过程中,杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
10.(23-24高二下·四川广安·期中)植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和体细胞杂交技术,在快速繁殖、农作物育种及提高农作物产量等方面具有广泛应用。下列有关说法正确的是( )
A.可以利用植物组织培养再分化所得到的愈伤组织等为材料制备人工种子
B.由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变和基因重组
C.进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题
D.利用灭活的病毒能诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
11.(23-24高二下·四川凉山·期中)下图是利用甲、乙两种二倍体植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述正确的是( )
A.①处理通常是将植物细胞置于含胰蛋白酶的等渗溶液中
B.从甲、乙原生质体到②的过程中不可以用PEG诱导
C.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
D.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
12.(23-24高二下·四川成都·期中)人参皂苷具有抗肿瘤等作用,科研人员设计如图1所示流程制备人参皂苷Rg3,并研究了过程③生物反应器中人参细胞产量、人参皂苷Rg3产量随培养时间的变化,结果如图2。下列相关叙述正确的是( )
A.人参皂苷属于次级代谢产物,为人参细胞生命活动所必需
B.过程①、②体现了植物细胞的全能性
C.过程③采用静置培养,并加入适量蔗糖有利于维持渗透压
D.由图2可知,人参细胞的数量和培养时间等因素会影响人参皂苷Rg3产量
13.(23-24高二下·四川成都·期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.用酒精对外植体进行消毒持续的时间不能太长,消毒后应立即用蒸馏水清洗2~3次
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.对试管苗炼苗(驯化)的操作步骤之一是用流水除去根部培养基
14.(23-24高二下·四川眉山·期中)为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到八倍体植株
B.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律
C.①过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在无菌水中进行
D.与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃
15.(23-24高二下·四川·期中)下图是“白菜-甘蓝”培育过程示意图,下列相关叙述中错误的是( )
A.该过程涉及植物细胞融合和植物组织培养技术
B.整个培育过程中培养基的成分和含量保持不变
C.白菜-甘蓝植株具有白菜和甘蓝两个物种的遗传物质
D.白菜-甘蓝植株并不会表达出白菜和甘蓝所有的性状
16.(23-24高二下·四川广元·期中)下图为植物组织培养的大致过程示意图,据此判断错误的是( )
A.若①是花粉,则③是单倍体幼苗,经秋水仙素处理后可得到稳定遗传的品种
B.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育必会发生性状分离
C.若①是不同种植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现双亲的遗传特性
D.若①是人参细胞,对②进行扩大化培养可以提高细胞产物人参皂苷的产量
17.(23-24高二下·四川广元·期中)某二倍体豆科牧草(2n=16)具有耐旱、耐贫瘠、抗风沙的特点,另一种四倍体豆科植物(4n=48)固氮能力较强。科研人员用下图所示的方法获得兼具两者优点的杂种植株,已知不同的荧光染料可分别使细胞膜上的蛋白质呈现相应的颜色。下列相关说法错误的是( )
A.过程 I 可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞获得原生质层
B.用显微镜观察 c,若 c 发出两种荧光即为杂种原生质体
C.可根据质壁分离实验来鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.图示方法获得的优良性状牧草体细胞含有 6 个染色体组
18.(23-24高二下·四川广元·期中)科研人员在设计对某植物进行组织培养实验时,培养基中植物激素 X 与 Y 配比及培养结果,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.植物激素 X 和 Y 分别是细胞分裂素和赤霉素
B.诱导生芽的培养基中 X 与 Y 的比值是大于 1
C.愈伤组织是一种高度分化不定形的薄壁组织团块
D.三个阶段中发生基因选择性表达的是阶段Ⅱ和Ⅲ
19.(23-24高二下·四川南充·期中)下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程,下列相关叙述不正确的是( )
A.此兰花的花药离体培养获得的植株为二倍体植株
B.通过消毒和无菌操作避免①②过程发生杂菌污染
C.需用生长调节物质调控①②过程
D.在②③过程中基因进行选择性表达
20.(23-24高二下·四川泸州·期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程的应用的叙述,错误的是( )
选项
应用技术
原理或取材原因
优势
A
快速繁殖
植物细胞的全能性
繁殖快、保持亲本遗传特性
B
作物脱毒
植物顶端分生区几乎不含病毒
提高作物的产量和品质
C
单倍体育种
为适应培养条件发生新的突变
获得自然界没有的新物种
D
生产细胞产物
细胞可产生多种次生代谢产物
不受季节、天气等限制
A.A B.B C.C D.D
21.(23-24高二下·安徽合肥·阶段练习)苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述正确的是( )
A.①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B.图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C.离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D.图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
22.(23-24高二下·四川南充·期中)草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的,容易被病毒侵染,使品种退化。培育草莓脱毒苗可解决该问题,如图是利用植物组织培养技术获得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是( )
外植体X胚状体→脱毒苗
A.培育草莓脱毒苗时,往往选择草莓匍匐茎的茎尖作为外植体
B.生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化
C.X是形成定形的薄壁组织团块
D.若要获得突变体,一般用诱变因素处理X而非外植体
23.(23-24高二下·四川成都·期中)紫花苜蓿易使家畜患鼓胀病,我国科学家利用另一种植物百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种F,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.该育种方法可以打破生殖隔离,实现种间基因交流
B.融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关
C.该育种方法体现膜的流动性和植物细胞的全能性
D.培养D的培养基生长素和细胞分裂素比例保持不变
24.(23-24高二下·四川绵阳·期中)如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B.c是正在融合的原生质体,诱导融合的方法可以是低Ca+—低pH融合法
C.可以根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍
25.(23-24高二下·四川广元·期中)植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种的培育以及细胞的工厂化生产等方面都有广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下图表示细胞工程应用的相关操作,下列相关说法正确的是( )
A.上图中发生的可遗传变异只有基因突变和基因重组
B.细胞的次生代谢物一般不是植物生长和生存所必须的
C.上述应用得以实现的理论基础都是植物细胞的全能性
D.由于植物茎尖能抗病毒,常作为培育脱毒植物的材料
26.(23-24高二下·四川成都·期中)草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。育种工作者通过“取材→消毒→愈伤组织培养→生芽、生根→脱毒试管苗→移栽”的技术路线培育脱毒草莓,有关说法正确的是( )
A.取草莓茎尖分生区作为外植体,主要原因是分裂能力强
B.愈伤组织是失去原细胞特有的结构和功能的未分化细胞
C.愈伤组织再分化成芽、根等细胞后,细胞将失去全能性
D.脱毒试管苗的抗病毒能力更强,使草莓产量和品质提高
27.(23-24高二下·四川成都·期中)为实现菊花的快速繁殖,研究人员利用其外植体培养出大量幼苗,下列属于该培养过程必需条件的是( )
A.外植体细胞具有完整的细胞核
B.外植体细胞需是体细胞
C.外植体需用酶分散成单个细胞
D.外植体细胞处于未分化状态
28.(23-24高二下·四川南充·期中)烟薯-25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖得到的作物,多代繁殖后病毒会在体内积累,导致含糖量不足,产量下降。大面积栽培时,一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述,错误的是( )
A.脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性
B.脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段
C.脱分化和再分化的培养基成分是相同的,但两个阶段光照条件不同
D.培育脱毒苗应将组织块进行消毒处理,接种过程应进行无菌操作
29.(23-24高二下·四川成都·期中)用植物体细胞杂交的方法可得到“番茄—马铃薯”杂种植株。科学家利用荧光染料标记原生质体的膜蛋白,下列相关说法正确的是( )
A.诱导原生质体融合运用的原理是细胞膜的功能特性
B.过程④中的MS培养基需添加赤霉素和细胞分裂素
C.过程②再生出细胞壁,是植物细胞融合完成的标志
D.过程①常利用纤维素酶和蛋白酶去除植物细胞壁
30.(23-24高二下·四川眉山·期中)下列植物育种过程中可以不需要植物组织培养的是( )
A.脱毒作物的培育过程
B.单倍体农作物的育种过程
C.多倍体植物的培育过程
D.体细胞杂交培育农作物的过程
31.(23-24高二下·四川眉山·期中)研究人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对苗的成苗率和脱毒率的影响,实验结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.马铃薯的茎尖经过灭菌后才能用于脱毒苗培育
B.利用组织培养技术获得的脱毒苗,是具有抗病毒的新品种
C.茎尖和脱分化形成的愈伤组织细胞中核酸种类相同
D.兼顾成苗率和脱毒率,马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm
植物细胞工程的应用考点02
1.(23-24高二下·四川南充·期中)下图中亲本植物的基因型为Aa(染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植物为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)经过B过程获得的子代植株基因型为 ,子代再连续自交2代后,A的基因频率和AA基因型频率分别为 。
(2)②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,与杂交瘤细胞的制备方法相比,该过程不能用 ;图中AB、C、D过程都能得到一种不定形的薄壁细胞组成的结构是 ,某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞,可观察到的染色体组数目分别为 。
(3)D过程获得的植株是可育的,若让其和原植株进行人工杂交,其后代中基因纯合的类型所占比例为 。
2.(23-24高二下·四川南充·期中)下图表示通过二倍体植株甲(自花受粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程,其中植株甲的基因型为AaBb,两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答:
(1)植株A是 倍体。
(2)获得植株E的过程称为 技术,其过程中两个原生质体融合时,常用的诱导剂是 。
(3)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是 技术,其理论基础是 。
3.(23-24高二下·四川成都·期中)科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄——马铃薯”植株。请据图回答下列问题。
(1)从愈伤组织培养到试管苗的过程一般 (填“不需要”或“需要”)提供光照,原因是 。上图中所示技术的原理是 和 。
(2)过程Ⅰ使用 酶去除细胞壁,从而获得有活力的原生质体。c表示 。植物体细胞融合完成的标志是 。
(3)诱导试管f中植株生根过程的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值较过程Ⅳ (填“高”或“低”),培养基中添加蔗糖的作用 。
(4)过程Ⅳ和Ⅴ运用的技术还广泛用于细胞产物的工厂化生产,如从红豆杉树皮中分离出具有抗癌活性的紫杉醇。请依据所学知识写出生产紫杉醇的过程图 (用文字和箭头表示)。
4.(23-24高二下·四川绵阳·期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域,辣椒素的获得途径如图所示。回答下列问题:
(1)要获得脱毒苗,外植体一般取茎尖,原因是 。
(2)图中①和②过程,其中 (填序号)过程必须给予光照。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 (填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。
(3)细胞产物工厂化生产是植物组织培养技术的重要应用,用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的工具酶是 。高产细胞系需要在 培养基中培养,再从中提取辣椒素。
(4)农业生产实践发现,辣椒田及周围地块,极少发生植物病菌危害,科研人员猜测辣椒素可能对植物病原菌有一定的抑制效果并对此进行了研究,实验流程如下图。
打孔法是指用已灭菌的打孔器在平板中央打一个小孔,在小孔中加入辣椒素。加入辣椒素后,处理2h的目的是 ,研究结果显示,要得到同样大小直径(比如10mm)的抑菌圈,对植物病原菌所用的辣椒素浓度大小关系为:番茄灰霉菌﹤白菜黑斑菌﹤芒果炭疽菌﹤玉米赤霉菌,由此可知,辣椒素对 (填菌种名称)的抑菌效果最好,对该种植物病原菌来说,辣椒素的浓度与抑菌圈的大小关系最可能为 。
5.(23-24高二下·四川成都·期中)甘蓝型油菜是由白菜和甘蓝杂交后染色体数目加倍形成的异源四倍体,引入我国历史较短,其遗传基础狭隘。菘蓝(别名“板蓝根”)是传统中药材,具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜(体细胞中染色体数为38)与菘蓝(体细胞中染色体数为14)进行体细胞杂交,培育抗病毒的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系,过程如图1:
(1)甘蓝型油菜与菘蓝的体细胞经 处理后获得原生质体,再经诱导获得融合细胞。融合细胞接种到含有营养物质和 的培养基上,经 过程形成愈伤组织,进而发育形成完整的再生植株F1。植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有: 。(答出两个)
(2)将F1与甘蓝型油菜回交,获得BC1,其染色体组成为 (只用字母表示)。用BC1与甘蓝型油菜再一次回交,得到的BC2植株群体的染色体数目范围是 。
(3)研究人员从BC2筛选出7种只含有1条菘蓝染色体的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系(A、B、C、D、E、F、G)。为探究甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系在抗新冠病毒(SARS-CoV-2)中的作用,研究人员用其提取物处理动物细胞,24h后感染新冠病毒,一段时间后收集病毒细胞培养液,通过免疫印记法检测病毒的含量,结果如图2:
注:GAPDH基因是一种管家基因,GAPDH蛋白的表达量在各个组织中相对稳定。
①免疫印记法可以检测蛋白质的表达情况。各组作为标准参考的GADPH蛋白表达量 ,可排除无关变量对实验结果的影响。
②实验结果表明:甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系 能有效抑制新冠病毒。
6.(23-24高二下·四川成都·期中)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有 (答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、 和 等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的 进行组织培养。
7.(23-24高二下·四川成都·期中)植物的种间杂交、植物的体细胞杂交都是培育杂种植物的手段。随着多种育种方式的兴起,越来越多的植物新品种出现。回答下列问题:
(1)油菜是一个非常“年轻”的物种。它由白菜(染色体组为AA,n=10,n表示一个染色体组中染色体的条数)和甘蓝(染色体组为CC,n=9)天然杂交、自然加倍而形成。天然杂交后得到的是 倍体个体,染色体条数为 条。该个体减数分裂时细胞中无同源染色体,会出现染色体 的现象,是高度不育的,所以需要自然加倍后才能恢复育性,使其加倍的自然因素最可能为 。
(2)科研人员尝试用萝卜(染色体组为RR,n=9)和油菜作为亲本杂交,通过如图所示途径获得油菜新品种:
①油菜AACC与萝卜RR杂交获得F1,F1 (填“可育”或“不可育”)。
②植株BC1的染色体组成是 。若其中的染色体组R的9条染色体在减数第一次分裂的后期,每条都随机移向细胞两极,则植株BC2的染色体数目可能在 条之间。
8.(23-24高二下·四川成都·期中)同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜鼓胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜鼓胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗鼓胀病的新型苜蓿。
(注:R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同。)
(1)培育抗鼓胀病的新型苜蓿依据的生物学原理有 。培养原生质体时,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 。
(2)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,设计思路是 。
(3)步骤②到步骤③需要更换新的培养基,原因之一是培养基中 是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。
(4)科研人员研究了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对紫花苜蓿和百脉根原生质体融合率的影响,实验结果如下图。异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率,已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。
①诱导原生质体融合的方法除了使用聚乙二醇外,还可以利用的化学方法是 。
②实验结果表明诱导苜蓿与百脉根原生质体融合的最佳PEG浓度为 ,理由是 。
9.(23-24高二下·四川眉山·期中)紫杉醇是红豆杉产生的一种重要抗癌物质,利用植物组织培养技术获得紫杉醇的基本过程如图所示。回答下列问题:
(1)外植体经 过程形成愈伤组织。用纤维素酶和果胶酶对愈伤组织进行处理的目的是 。
(2)将诱导出的愈伤组织接种至装有液体培养基的三角瓶中振荡培养,影响细胞的生长速度和紫杉醇含量的因素除了温度、pH、光照、氧气等条件、培养基的营养物质外,还有等 (答出两点)。
(3)如要将外源基因导入红豆杉细胞进行遗传改造,图1表示构建重组DNA的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr),回答下列问题:
①图中酶1和酶3分别是 ;②为筛选出含重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到甲、乙、丙三类菌落,三类菌落形态相同,生长情况如图2所示,应选择的菌落类型是 类,未转入质粒的菌落类型是 类;(填字母类型)
(4)下图是通过植物细胞工程技术培育耐盐杂种植株的过程。回答下列问题:
上述培育耐盐杂种植株的过程运用了植物体细胞杂交技术,此技术的优势是 。若甲植物(2N=18),乙植物(4N=32),则目的植株 (填“可育”或“不可育”),原因是 。
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专题4 植物细胞工程及其应用
考点概览
考点01植物细胞工程的原理
考点02 植物细胞工程的应用
植物细胞工程的原理考点01
1.(24-25高二下·四川眉山东坡区四川眉山中学校·期中)下列关于消毒灭菌的说法,错误的是( )
A.用滤膜法收集大肠杆菌的实验中,过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶均需进行消毒处理
B.植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理,之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理。
C.对实验室进行消毒的方法是紫外线
D.可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌
【答案】A
【来源】四川省眉山市东坡区四川省眉山中学校2024-2025学年高二上学期12月期中生物试题
【分析】消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物,灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物,包括芽孢和孢子。
【详解】A、 过滤待测水样用到的滤杯、滤膜和滤瓶首先需要进行消毒灭菌处理,保证实验不受其它微生物干扰,A错误;
B、植物组织培养过程中获得的外植体需进行消毒处理,之后的脱分化、再分化过程均需进行严格的灭菌处理,防止杂菌污染,B正确;
C、对实验室进行消毒的方法是紫外线,也可加上石炭酸辅助,C正确;
D、可用湿热灭菌法对实验中所使用的微量离心管、细胞培养瓶等进行灭菌,湿热灭菌常用的操作是高压蒸汽灭菌法,D正确。
故选A。
2.(23-24高二下·四川眉山中学·期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.培养时一般先诱导愈伤组织生根再诱导其生芽
【答案】D
【来源】四川省眉山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、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。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。
【详解】A、培养微生物时一般用葡萄糖作为能源物质,蔗糖不是微生物利用的直接能源,所以使用蔗糖可以有效减少培养基的污染,A正确;
B、在实际生产中,可以把需要生产的药物的浓缩物即母液先生产出,以便于储存和节约空间,再将高效高浓度的药剂用几倍或少量的水兑成浓度较高的药液,最后通过进一步的稀释得到我们最终所需要的产品,MS培养基、NAA溶液、6-BA溶液均可配制成母液,以减少称量的误差,B正确;
C、由于生长素的极性运输,接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,再插入培养基,不能倒插,C正确;
D、为提高成活率,植物组织培养过程一般先诱导愈伤组织生芽,再诱导生根,D错误。
故选D。
3.(23-24高二下·四川西充中学·期中)在植物体细胞杂交和动物细胞融合过程中均运用了酶的催化作用,下列正确的是( )
A.用纤维素酶、果胶酶将植物细胞制成细胞悬液
B.用胰蛋白酶水解细胞膜表面的糖被,从而使细胞扩散
C.37℃左右条件下,动物细胞融合所用酶的催化活性最高
D.没有纤维素酶和果胶酶,可用解离液代替
【答案】C
【来源】四川省西充中学2023-2024学年高二下学期期中检测生物试题
【分析】植物体细胞杂交过程需要先去除细胞壁,因为植物细胞的细胞壁主要成分是纤维素和果胶,故可以用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体;动物细胞培养过程中获得单个细胞需利用胰蛋白酶或胶原蛋白酶。
【详解】A、纤维素酶和果胶酶的作用是除去细胞壁,而不是使细胞分散从而制成细胞悬液,A错误;
B、胰蛋白酶作用于细胞之间的蛋白质,而不是细胞表面的糖被,B错误;
C、37 ℃是动物细胞融合所用酶的最适温度,动物细胞融合所用酶的催化活性最高,C正确;
D、解离液由盐酸和酒精混合而成,用解离液处理后的植物细胞死亡,不能用于植物体细胞杂交技术以去除细胞壁,D错误。
故选C。
4.(23-24高二下·四川泸州泸县普通高中共同体·期中)科研人员将苜蓿与百脉根(富含单宁,单宁可减少膨胀病的发生)进行植物体细胞杂交以期获得抗膨胀病苜蓿新品种,技术路线如图所示。下列说法错误的是( )
A.该过程中发生了染色体数目变异,且实现了远缘杂交育种
B.诱导愈伤组织期间一般不需要光照,但诱导生芽、生根时需要光照
C.相比于生芽培养基,生根培养基中生长素含量比例较低
D.融合细胞生成细胞壁时,高尔基体和线粒体的活动可能增强
【答案】C
【来源】四川省泸州市泸县普通高中共同体2023-2024学年高二下学期4月期中联考生物试题
【分析】分析题图:该图为将苜蓿与百脉根进行植物体细胞杂交以获得抗臌胀病苜蓿新品种的过程,①为去除细胞壁,制备原生质体,②为诱导原生质体融合的过程,③为融合细胞脱分化形成愈伤组织的过程,④在分化形成根、芽等器官的过程,⑤为形成植物体的过程。
【详解】A、②为诱导原生质体融合的过程,因此该过程中发生了染色体数目变异,且实现了远缘杂交育种,A正确;
B、诱导愈伤组织期间一般不需要光照,但诱导生芽、生根时需要光照,因为愈伤组织是由无分化的细胞组成的,它们不需要进行光合作用,所以光照对它们来说并不是必需的。当诱导生芽和生根时,光照还可以促进植物激素的合成和信号传导,这对于芽和根的发育至关重要,B正确;
C、相比于生芽培养基,生根培养基中生长素含量比例较高,C错误;
D、植物细胞壁的形成与高尔基体有关,且需要消耗能量,因此,融合细胞生成细胞壁时,细胞内高尔基体和线粒体活动可能增强,D正确。
故选C。
5.(23-24高二下·四川达州万源万源中学·期中)紫杉醇是从红豆杉中提取的一种高效抗癌的药物,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉带来灭顶之灾。为取代从天然植株中提取紫杉醇的方式,可进行细胞产物工厂化生产,其过程为:获取红豆杉外植体→消毒→诱导愈伤组织→细胞培养→提取紫杉醇,下列说法不正确的是( )
A.紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物
B.研究发现用红豆杉幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织诱导率高,原因是幼嫩茎段细胞分化程度低
C.用少量果胶酶处理红豆杉愈伤组织获取单细胞,在半固体培养基中进行培养,可有效提高紫杉醇的产量
D.红豆杉愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,原因是经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期
【答案】C
【来源】四川省达州市万源市万源中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
4、植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、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、紫杉醇是存在于红豆杉属植物体内的一种次生代谢物,主要存在于紫杉的树皮和树叶中,具有高抗癌活性,A正确;
B、幼嫩茎段细胞分化程度低,所以幼嫩茎段比成年老枝更易产生愈伤组织,且时间早,诱导率高,B正确;
C、可用少量纤维素(或果胶)酶处理愈伤组织,获取单细胞或小细胞团,在液体培养基中进行悬浮培养,可有效提高紫杉醇的产量,C错误;
D、红豆杉愈伤组织细胞(2n)经诱导处理后,观察到染色体数为8n的细胞,原因是经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期,因而此时的染色体数目加倍变成了8n,D正确。
故选C。
6.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)科学家用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体使其染色体片段化,并丧失再生能力。利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如下图,下列相关叙述错误的是( )
A.在制备原生质体时,通常使细胞处于微弱的质壁分离状态后再用酶解法处理
B.初步筛选杂种细胞可在过程②后,以融合的活细胞中有叶绿体为标志
C.可将黑腐病菌接种到杂种植株上以鉴定其是否具有抗病性状
D.愈伤组织和再生植株的细胞中DNA和RNA种类相同
【答案】D
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】1、植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成新植物体的技术。植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离、实现远缘杂交育种、培育植物新品种等方面展示出独特的优势。
2、分析题图:图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗黑腐病杂种植株的流程图,其中①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程;②表示诱导原生质体融合的过程。之后再采用植物组织培养技术即可得到杂种植株。
【详解】A、用酶解法制备原生质体时,需先用较高渗透压的溶液处理植物细胞,使细胞处于微弱的质壁分离状态,然后用纤维素酶和果胶酶消化去除细胞壁,获得原生质体,A正确;
B、叶肉细胞原生质体和根细胞原生质体融合细胞,有叶绿体的存在,说明细胞融合初步成功,可以以融合的活细胞中有无叶绿体的存在作为初步筛选杂种细胞的标志,B正确;
C、个体水平上鉴定转基因植株是否具有抗黑腐病的性状,可用黑腐病菌侵染该植株,观察植物生长状况来确定,C正确;
D、愈伤组织和再生植株的细胞中DNA种类相同,但由于细胞分化,基因选择性表达,故RNA种类不同,D错误。
故选D。
7.(23-24高二下·四川遂宁射洪四川射洪中学校·期中)大豆是我国四大主要粮食作物之一,而野生大豆产量低但却具有喜光耐湿、耐盐碱、耐阴,抗旱、抗病、耐瘠薄等优良性状,因此可将耐旱强的野大豆与高产栽培大豆进行体细胞杂交培育高产耐旱大豆新品种,过程如图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①可以用酶解法去除细胞壁
B.过程②完成的标志是两细胞核成功融合,体现了膜具有一定的流动性的原理
C.过程③体现了细胞具有全能性,需要生长素和细胞分裂素参与
D.过程④在干旱环境中种植杂种植株,选择耐旱的性状
【答案】B
【来源】四川省遂宁市射洪市四川省射洪中学校2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】分析题图:图示表示植物体细胞杂交过程,过程①表示酶解法去除细胞壁获得细胞原生质体的过程,过程②表示原生质体融合的过程,过程③表示脱分化、再分化过程,④表示筛选。
【详解】A、过程①应该用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞后得到原生质体,A正确;
B、过程②是原生质体融合,体现了膜具有一定的流动性的原理,杂种细胞形成的标志是再生形成细胞壁,B错误;
C、过程③代表脱分化和再分化形成杂种植株,体现细胞全能性,脱分化和再分化使用的生长素、细胞分裂素的浓度、比例不同,培养基中生长素和细胞分裂素的比例将影响愈伤组织分化的方向,C正确;
D、本技术目的是培育高产耐旱大豆新品种,过程④表示筛选,即在干旱环境中种植杂种植株,选择高产且耐旱的植株,即为所需的新品种,D正确。
故选B。
8.(23-24高二下·四川内江第六中学·)运用植物细胞工程技术可以培育单倍体植株和进行细胞产物的工厂化生产。判断下列相关表述正确的是( )
A.用花药培养得到单倍体植株需要用到植物细胞融合技术来恢复细胞中染色体数
B.细胞产物的工厂化生产主要利用促进细胞生长的培养条件,提高了单个细胞中次生代谢物的含量
C.植物细胞培养的原理是利用了植物细胞一般具有全能性
D.突变体育种常用射线、化学物质等方法处理愈伤组织细胞
【答案】D
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试生物试卷
【分析】1、植物组织培养过程为:离体的组织器官首先脱分化,形成愈伤组织,愈伤组织进行再分化形成胚状体,胚状体再进行根芽的分化形成完整植株。该技术利用了植物细胞的全能性,一般可以在植物基因工程、单倍体育种、植物体细胞杂交等过程中运用。
2、细胞产物的工厂化生产是植物细胞工程的重要用途之一,培养过程中需要脱分化形成愈伤组织,然后悬浮培养愈伤组织细胞,培养的愈伤组织需要经过再分化产生特定的组织细胞后才能产生特定的细胞产物。
【详解】A、用花药培养得到单倍体植株需要用秋水仙素处理或低温诱导来恢复细胞中染色体数,A错误;
B、由于植物细胞的次生代谢物含量很低,从植物组织提取会大量破坏植物资源,有些产物又不能或难以通过化学合成途径得到,可以利用植物细胞培养来获得目标产物,这个过程就是细胞产物的工厂化生产,并不是提高单个细胞中次生代谢物的含量,B错误;
C、植物细胞培养的原理是利用了细胞增殖,C错误;
D、愈伤组织细胞分裂旺盛,因此突变体育种常用射线、化学物质等方法处理愈伤组织细胞,D正确。
故选D。
9.(23-24高二下·四川内江第六中学·)通过植物细胞工程技术,可利用甲高产不耐盐、乙低产耐盐的两种二倍体植物培育高产耐盐的杂种植株,实验流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.①通常将植物细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液或较高渗溶液中处理
B.②到③的过程中,杂种细胞内高尔基体和线粒体活动明显增强
C.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
D.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
【答案】D
【来源】四川省内江市第六中学2023-2024学年高二下学期半期考试生物试卷
【分析】分析题图:图示为培育高产耐盐的杂种植株的培育过程,其中①表示酶解法去除细胞壁,利用的是纤维素酶和果胶酶;②表示诱导原生质体融合,常用PEG作为诱导剂;③为杂种细胞;④为筛选获得的具有耐盐特性的胚状体。
【详解】A、过程①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程,该过程需要在等渗或较高渗溶液中处理,避免其在没有细胞壁的保护支持下吸水涨破,A正确;
B、②到③的过程是融合细胞再生细胞壁的过程,该过程需要消耗能量,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,因此该过程中杂种细胞内高尔基体与线粒体活动明显增强,B正确;
C、④为筛选获得的具有耐盐特性的胚状体,但是其可能是低产耐盐品种或高产耐盐品种,因此还需要进一步筛选,C正确;
D、根据题干信息可知,甲、乙都是二倍体植株,则经过体细胞杂交技术获得的目的植株为四倍体,是可育的,D错误。
故选D。
10.(23-24高二下·四川广安友实学校、邻水正大实验学校·期中)植物细胞工程技术包括植物组织培养技术和体细胞杂交技术,在快速繁殖、农作物育种及提高农作物产量等方面具有广泛应用。下列有关说法正确的是( )
A.可以利用植物组织培养再分化所得到的愈伤组织等为材料制备人工种子
B.由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变和基因重组
C.进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题
D.利用灭活的病毒能诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性
【答案】C
【来源】四川省广安市友实学校、邻水正大实验学校2023-2024学年高二下学期期中联考生物试题
【分析】1.植物细胞工程技术的应用:植物繁殖的新途径(包括微型繁殖,作物脱毒、人工种子等)、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。
2.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。
【详解】A、可以利用植物组织培养再分化所得到的胚状体等为材料加上人工种皮以及相应的营养物质和一些激素,可制备人工种子,A错误;
B、由茎尖细胞形成愈伤组织的过程中,可能会发生基因突变,但不会发生基因重组,因为基因重组发生在减数分裂过程中,B错误;
C、植物体细胞杂交技术最大的优点就是克服生物远缘杂交不亲和的障碍,因此,进行植物体细胞杂交的实验,不必考虑亲本细胞的生殖隔离问题,C正确;
D、利用聚乙二醇诱导植物原生质体融合的原理是细胞膜具有流动性,灭活病毒诱导法是诱导动物细胞融合的特有方法,D错误。
故选C。
11.(23-24高二下·四川凉山州西昌·期中)下图是利用甲、乙两种二倍体植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述正确的是( )
A.①处理通常是将植物细胞置于含胰蛋白酶的等渗溶液中
B.从甲、乙原生质体到②的过程中不可以用PEG诱导
C.目的植株相对于甲、乙而言发生了染色体数目变异导致植株不可育
D.由④到目的植株需进一步筛选的原因是④中含有低产耐盐品种
【答案】D
【来源】四川省凉山州西昌市2023-2024学年高二下学期期中检测生物试题
【分析】1、植物体细胞杂交的原理是细胞膜的流动性和细胞的全能性,其主要操作流程为去除细胞壁后诱导原生质体融合,有的原生质体融合的方法有离心、电刺激、聚乙二醇等试剂诱导 ,获得杂种细胞经过植物组织培养技术获得杂种植株,该方法的典型优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。
2、题图分析:①是酶解法去除细胞壁,②是诱导原生质体融合,③是杂种细胞,④是经过耐盐培养筛选获得的具有耐盐特性的目的植株。
【详解】A、①是利用纤维素酶和果胶酶获取原生质体的过程,为了避免原生质体受到伤害,该过程在浓度较高的溶液中进行,以维持原生质体的形态和功能,A错误;
B、②过程为促进原生质体融合的过程,该过程所用的方法有PEG融合法、电融合法、离心法等,B错误;
C、甲、乙是二倍体植株,通过体细胞杂交技术获得的目的植株是四倍体,其育性正常,C错误;
D、④是经过高盐培养筛选获得的具有耐盐特性的胚状体,但不能确定其是高产还是低产,故需要进一步筛选,D正确。
故选D。
12.(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)人参皂苷具有抗肿瘤等作用,科研人员设计如图1所示流程制备人参皂苷Rg3,并研究了过程③生物反应器中人参细胞产量、人参皂苷Rg3产量随培养时间的变化,结果如图2。下列相关叙述正确的是( )
A.人参皂苷属于次级代谢产物,为人参细胞生命活动所必需
B.过程①、②体现了植物细胞的全能性
C.过程③采用静置培养,并加入适量蔗糖有利于维持渗透压
D.由图2可知,人参细胞的数量和培养时间等因素会影响人参皂苷Rg3产量
【答案】D
【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试 生物版含答案word
【分析】题图分析:图1所示流程制备人参皂甙Rg3的过程,其中①②③分别表示脱分化、细胞增殖、大量培养提取人参皂甙Rg3;图2表示生物反应器中人参细胞产量、人参皂甙Rg3产量随培养时间的变化,由曲线可知,影响人参皂甙Rg3产量的因素有人参细胞数量和培养时间。
【详解】A、人参皂苷属于次级代谢产物,次生代谢物不是植物生命活动所必需,A错误;
B、图1中①表示脱分化,②表示细胞增殖为细胞株,该过程没有发育为完整植株,也没有分化为各种细胞,故没有体现植物细胞的全能性,B错误;
C、过程③通常采用振荡培养获得大量组织细胞,除有利于增加溶解氧外,还能防止细胞聚集,C错误;
D、由图2可知,生物反应器中人参细胞的数量和人参皂甙Rg3产量增加趋势基本一致,因而可推测,影响人参皂甙Rg3产量的因素有人参细胞数量和培养时间,D正确。
故选D。
13.(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)组织培养可快速繁殖植物,得到的试管苗常先移至草炭土或蛭石中炼苗,苗健壮后可移栽定植。关于菊花的组织培养及幼苗的移栽,下列说法错误的是( )
A.MS培养基的碳源一般用蔗糖而不用葡萄糖,以减少微生物污染
B.用酒精对外植体进行消毒持续的时间不能太长,消毒后应立即用蒸馏水清洗2~3次
C.接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,避免倒插
D.对试管苗炼苗(驯化)的操作步骤之一是用流水除去根部培养基
【答案】B
【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试 生物版含答案word
【分析】组织培养过程中需要对外植体消毒:选取合适的外植体,用流水冲洗后可加少许洗衣粉,用软刷轻轻刷洗,刷洗后在流水下冲洗20min左右。用无菌吸水纸吸干外植体表面的水分,放入体积分数为70%的酒精中摇动2-3次,持续10s左右,立即将外植体取出,在无菌水中清洗。取出后仍用无菌吸水纸吸干外植体表面水分,放入质量分数为0.1%的氯化汞溶液中1-2min。取出后,在无菌水水中至少清洗3次,漂净消毒液。
【详解】A、培养微生物时一般用葡萄糖作为能源物质,微生物一般不能利用蔗糖,所以使用蔗糖可以有效减少培养基的污染,A正确;
B、用酒精对外植体进行消毒持续的时间不能太长,消毒后应立即用无菌水(蒸馏水清洗可能会造成污染)清洗2~3次,以免酒精对外植体造成伤害,B错误;
C、由于生长素的极性运输,接种时用镊子夹取菊花茎段,注意茎段的形态学上下端,再插入培养基,不能倒插,C正确;
D、对试管苗炼苗(驯化)的操作步骤之一是用流水除去根部培养基,携带培养基容易造成污染,D正确。
故选B。
14.(23-24高二下·四川眉山青神县青神中学校·期中)为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到八倍体植株
B.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律
C.①过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在无菌水中进行
D.与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃
【答案】A
【来源】四川省眉山市青神县青神中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】据图示可知,图示为利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物的过程,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程,其中过程①表示通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b,过程②表示融合后的原生质体再生细胞壁形成杂种细胞c,过程③表示脱分化过程形成愈伤组织,过程④表示再分化生成完整植株d。
【详解】A、夏菊是二倍体,栽培秋菊是六倍体,两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株,A正确;
B、d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,B错误;
C、①表示通过酶解法去壁,为了防止原生质体变形,该过程需要在等渗溶液中进行,C错误;
D、②过程表示融合后的原生质体再生细胞壁形成杂种细胞c,较活跃的细胞器有高尔基体、线粒体,D错误。
故选A。
15.(23-24高二下·安宁河联盟·期中)下图是“白菜-甘蓝”培育过程示意图,下列相关叙述中错误的是( )
A.该过程涉及植物细胞融合和植物组织培养技术
B.整个培育过程中培养基的成分和含量保持不变
C.白菜-甘蓝植株具有白菜和甘蓝两个物种的遗传物质
D.白菜-甘蓝植株并不会表达出白菜和甘蓝所有的性状
【答案】B
【来源】安宁河联盟2023-2024学年高二下学期4月期中联考生物试题
【分析】据图分析,a为原生质体融合,b为原生质体融合后再生细胞壁获得杂种细胞,c是杂种细胞脱分化形成愈伤组织,d是愈伤组织分裂、再分化形成植株。
【详解】A、a为原生质体融合,c、d为植物组织培养,因此图示过程涉及植物细胞融合和植物组织培养技术,A正确;
B、植物组织培养的不同阶段生长素和细胞分裂素的配比不同,其它成分也有一定的差异,B错误;
C、白菜-甘蓝植株是两种植物体细胞融合的结果,因此具有白菜和甘蓝两个物种的遗传物质,C正确;
D、由于细胞融合过程中会有部分染色体丢失,因此白菜-甘蓝植株并不会表达出白菜和甘蓝所有的性状,D正确。
故选B。
16.(23-24高二下·四川广元苍溪县四川苍溪中学校·期中)下图为植物组织培养的大致过程示意图,据此判断错误的是( )
A.若①是花粉,则③是单倍体幼苗,经秋水仙素处理后可得到稳定遗传的品种
B.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育必会发生性状分离
C.若①是不同种植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现双亲的遗传特性
D.若①是人参细胞,对②进行扩大化培养可以提高细胞产物人参皂苷的产量
【答案】B
【来源】四川省广元市苍溪县四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】分析题图:图①是外植体、②是脱分化形成的愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织)、③是再分化形成的胚状体、④是新植体。
【详解】A、若①是花粉,则③是单倍体幼苗,经秋水仙素处理后染色体加倍,成为纯合二倍体植株,可稳定遗传,A正确;
B、若①是具有杂种优势的农作物细胞,用③进行繁育属于植物组织培养,是一种无性繁殖方式,不改变遗传物质,不会发生性状分离,B错误;
C、若①是不同种植物体细胞融合的杂种细胞,则④中包含了双亲的遗传物质,会表现出双亲的遗传特性,C正确;
D、若①是人参细胞,②是愈伤组织,可对其进行细胞培养使其大量增殖,提高细胞产物人参皂苷的产量,D正确。
故选B。
17.(23-24高二下·四川广元苍溪县四川苍溪中学校·期中)某二倍体豆科牧草(2n=16)具有耐旱、耐贫瘠、抗风沙的特点,另一种四倍体豆科植物(4n=48)固氮能力较强。科研人员用下图所示的方法获得兼具两者优点的杂种植株,已知不同的荧光染料可分别使细胞膜上的蛋白质呈现相应的颜色。下列相关说法错误的是( )
A.过程 I 可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞获得原生质层
B.用显微镜观察 c,若 c 发出两种荧光即为杂种原生质体
C.可根据质壁分离实验来鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.图示方法获得的优良性状牧草体细胞含有 6 个染色体组
【答案】A
【来源】四川省广元市苍溪县四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【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】A、过程I可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞获得原生质体,原生质体指的是植物细胞去除细胞壁后的结构,原生质层指的是植物细胞膜、液泡膜以及两层膜之间的细胞质,A错误;
B、由题干和图中信息可知,若c发出两种荧光即可说明c为a和b融合而成,即为杂种原生质体,B正确;
C、若杂种细胞再生出细胞壁,可发生质壁分离现象,因此可根据质壁分离实验来鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生,C正确;
D、图示方法获得的优良性状牧草体细胞中含有豆科牧草(2n=16)的2个染色体组以及另一种四倍体豆科植物(4n=48)的4个染色体组,共有6个染色体组,D正确。
故选A。
18.(23-24高二下·四川广元苍溪县四川苍溪中学校·期中)科研人员在设计对某植物进行组织培养实验时,培养基中植物激素 X 与 Y 配比及培养结果,如下图所示。下列说法正确的是( )
A.植物激素 X 和 Y 分别是细胞分裂素和赤霉素
B.诱导生芽的培养基中 X 与 Y 的比值是大于 1
C.愈伤组织是一种高度分化不定形的薄壁组织团块
D.三个阶段中发生基因选择性表达的是阶段Ⅱ和Ⅲ
【答案】B
【来源】四川省广元市苍溪县四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】据图可知,当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,有利于细胞群形成愈伤组织;当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,有利于细胞群分化形成芽;当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,有利于细胞群分化形成根。
【详解】A、生长素/细胞分裂素比值大于1时,有利于根的分化,生长素/细胞分裂素比值小于1时,有利于芽的分化,据图可知,植物激素X和Y分别是细胞分裂素和生长素,A错误;
B、由图可知,阶段Ⅱ属于诱导生芽过程,X/Y的比值大于1,B正确;
C、愈伤组织是一种高度未分化、不定形的薄壁组织团块,C错误;
D、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个阶段中均存在基因选择性表达,D错误。
故选B。
19.(23-24高二下·四川南充嘉陵第一中学·期中)下图表示四倍体兰花叶片植物组织培养的过程,下列相关叙述不正确的是( )
A.此兰花的花药离体培养获得的植株为二倍体植株
B.通过消毒和无菌操作避免①②过程发生杂菌污染
C.需用生长调节物质调控①②过程
D.在②③过程中基因进行选择性表达
【答案】A
【来源】四川省南充市嘉陵第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】分析题图:图示表示将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的过程,其中①阶段表示脱分化,该阶段能形成愈伤组织,其细胞分化程度低,全能性高;②阶段表示再分化过程,该阶段能形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、经花药离体培养获得的植株为单倍体植株,A错误;
B、植物组织培养的过程要求无菌无毒的环境,其中外植体要进行消毒处理,而培养基需灭菌处理,B正确;
C、在①脱分化和②再分化的过程中,需要加入细胞分裂素和生长素来调控细胞的分裂和分化,C正确;
D、②阶段表示再分化过程,③阶段表示由胚状体发育为完整的植株的过程,故两个过程中基因都进行选择性表达,D正确。
故选A。
20.(23-24高二下·四川泸州泸县普通高中共同体·期中)植物细胞工程在农业、医药工业等方面有着广泛的应用,并取得了显著的社会效益和经济效益。下列关于植物细胞工程的应用的叙述,错误的是( )
选项
应用技术
原理或取材原因
优势
A
快速繁殖
植物细胞的全能性
繁殖快、保持亲本遗传特性
B
作物脱毒
植物顶端分生区几乎不含病毒
提高作物的产量和品质
C
单倍体育种
为适应培养条件发生新的突变
获得自然界没有的新物种
D
生产细胞产物
细胞可产生多种次生代谢产物
不受季节、天气等限制
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【来源】四川省泸州市泸县普通高中共同体2023-2024学年高二下学期4月期中联考生物试题
【分析】利用植物组织培养技术培育脱毒苗,获得的不是抗病毒的新品种,还是原来的品种,不过没有病毒,仍然有可能感染病毒。快速繁殖,用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫微型繁殖,微型繁殖技术可以使作物保持优良品种的遗传特性,可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖。
【详解】A、快速繁殖,用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,也叫微型繁殖,微型繁殖技术可以使作物保持优良品种的遗传特性,可以高效、快速地实现种苗的大量繁殖,其原理是植物细胞的全能性,A正确;
B、由于植物顶端分生区几乎不含病毒,利用植物组织培养技术培育脱毒苗可以提高作物的产量和品质,B正确;
C、单倍体育种花药离体培养环节涉及植物组织培养技术,体现了植物细胞具有全能性,其优点是能明显缩短育种年限,C错误;
D、细胞的工厂化生产利用的是细胞次生代谢产物的产生,不受季节、天气等限制,D正确。
故选C。
21.(23-24高二下·安徽合肥庐阳区第一中学·)苏云金杆菌是杀灭玉米螟的重要生物,灭蚊球孢菌具有杀灭蚊子的效能,某人将这两种菌的原生质体融合获得既能杀蚊又能杀螟的新菌株,过程见下图。微生物原生质体的获得等过程和植物的类似。下列叙述正确的是( )
A.①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合及细胞壁再生
B.图中过程与植物体细胞杂交过程相比,去壁方法、诱导融合的方法、所依据的原理均完全相同
C.离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,目的是溶解细菌的细胞壁以获得原生质体
D.图中的甲实验和乙实验是指灭蚊实验和杀灭玉米螟实验,获得的融合株染色体数目加倍
【答案】C
【来源】安徽省合肥市庐阳区第一中学2023-2024学年高二下学期素质拓展2生物试题
【分析】题图分析:图中①为诱导苏云金杆菌和灭蚊球孢菌的原生质体融合的过程,②为筛选杂种融合体。
【详解】A、①试管中加入PEG的目的是诱导A、B原生质体融合,PEG不具有诱导细胞壁再生的作用,A错误;
B、图中为细菌细胞的杂交过程,与植物体细胞杂交过程相比,诱导融合的方法不完全相同,所依据的原理均为细胞膜具有一定的流动性的结构特点,B错误;
C、离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶,溶菌酶可溶解细菌的细胞壁,以获得原生质体,C正确;
D、图中的甲实验和乙实验是指个体水平上进行灭蚊实验和杀灭玉米螟实验;获得的融合株由两种细菌融合而来,细菌属于原核生物,细胞中没有染色体,D错误。
故选C。
22.(23-24高二下·四川阆中中学校·期中)草莓是以母株形成的匍匐茎作为子苗进行繁殖的,容易被病毒侵染,使品种退化。培育草莓脱毒苗可解决该问题,如图是利用植物组织培养技术获得脱毒苗的基本过程。下列相关叙述错误的是( )
外植体X胚状体→脱毒苗
A.培育草莓脱毒苗时,往往选择草莓匍匐茎的茎尖作为外植体
B.生长素和细胞分裂素的浓度、比例会影响脱分化和再分化
C.X是形成定形的薄壁组织团块
D.若要获得突变体,一般用诱变因素处理X而非外植体
【答案】C
【来源】四川省阆中中学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物的组织培养是根据植物细胞具有全能性这个理论,近几十年来发展起来的一项无性繁殖的新技术。植物的组织培养广义又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
【详解】A、植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此以其为外植体进行组织培养可以获得脱毒苗,A正确;
B、生长素和细胞分裂素的浓度、用量比例会影响脱分化和再分化,一般生长素较多促进生根,细胞分裂素较多促进生芽,B正确;
C、外植体经脱分化失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,即愈伤组织,C错误;
D、愈伤组织具有较强的增殖能力,适宜用诱变因素处理获得突变体,D正确。
故选C。
23.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)紫花苜蓿易使家畜患鼓胀病,我国科学家利用另一种植物百脉根培育抗鼓胀病的苜蓿新品种F,主要流程如图所示。下列叙述错误的是( )
A.该育种方法可以打破生殖隔离,实现种间基因交流
B.融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关
C.该育种方法体现膜的流动性和植物细胞的全能性
D.培养D的培养基生长素和细胞分裂素比例保持不变
【答案】D
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】据图分析,图中①是去除细胞壁,②是原生质体的融合过程,③是筛选出杂种细胞的过程,④是脱分化过程,⑤是再分化过程,据此分析作答。
【详解】A、图示为植物体细胞杂交技术培育新品种,可以打破生殖隔离,实现种间基因交流,A正确;
B、高尔基体与植物细胞壁的形成有关,因此融合的原生质体再生细胞壁的过程与高尔基体有关,B正确;
C、原生质体的融合体现了细胞膜的流动性,杂种细胞经过组织培养形成杂种植株体现了植物细胞的全能性,C正确;
D、杂种细胞脱分化形成愈伤组织,再分化出芽和根等,依次使用诱导愈伤组织的培养基、诱导生芽的培养基、诱导生根的培养基,不同阶段的培养基中细胞分裂素和生长素的比例不同,D错误。
故选D。
24.(23-24高二下·四川绵阳南山中学·期中)如图是“番茄—马铃薯”杂种植株的培育过程,其中①~⑤表示过程,字母表示细胞、组织或植株。下列相关叙述正确的是( )
A.过程①表示在低渗溶液中用酶解法处理植物细胞获得原生质体
B.c是正在融合的原生质体,诱导融合的方法可以是低Ca+—低pH融合法
C.可以根据是否发生质壁分离现象鉴别杂种细胞的细胞壁是否再生
D.植物有性杂交和体细胞杂交都能克服远缘杂交不亲和的障碍
【答案】C
【来源】四川省绵阳南山中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】1、原生质体融合的方法:
⑴物理法是电融合法。先将两种原生质体以适当的比例混合成悬浮液,滴入电融合小室中;然后给小室两极以交变电流,使原生质体沿电场方向排列成串珠状;接着给以瞬间高强度的电脉冲,使原生质体膜产生局部破损而导致融合;
⑵化学法有高Ca2+-高pH融合法和聚乙二醇(PEG)融合法。高Ca2+-高pH融合法诱导原生质体融合的基本原理是中和原生质体表面所带的电荷,使原生质体的质膜紧密接触,从而有利于质膜的融合。PEG能够改变细胞的膜结构,使两个细胞接触处质膜的脂类分子发生疏散和重组,从而导致质膜相互亲和,促进融合;
2、分析题图:图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中①表示去壁获取原生质体的过程;②表示人工诱导原生质体融合;③表示再生出新细胞壁的过程;④表示脱分化过程;⑤表示再分化过程。
【详解】A、获得植物的原生质体,操作一般在等渗溶液中进行,若在低渗溶液中进行,则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而涨破,A错误;
B、诱导原生质体融合的方法可以是高Ca2+-高pH和聚乙二醇(PEG)融合法融合法,B错误;
C、融合后的杂种细胞再生出新的细胞壁是原生质体融合完成的标志,故可利用质壁分离现象鉴定细胞壁是否再生,C正确;
D、番茄和马铃薯在自然状态下具有生殖隔离,不能通过有性生殖进行杂交,而通过植物体细胞杂交就可以培育杂种植株,体现植物体细胞杂交能打破物种生殖隔离,克服远缘杂交不亲和的障碍,D错误。
故选C。
25.(23-24高二下·四川广元苍溪县四川苍溪中学校·期中)植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种的培育以及细胞的工厂化生产等方面都有广泛的应用,并且取得了显著的社会效益和经济效益。下图表示细胞工程应用的相关操作,下列相关说法正确的是( )
A.上图中发生的可遗传变异只有基因突变和基因重组
B.细胞的次生代谢物一般不是植物生长和生存所必须的
C.上述应用得以实现的理论基础都是植物细胞的全能性
D.由于植物茎尖能抗病毒,常作为培育脱毒植物的材料
【答案】B
【来源】四川省广元市苍溪县四川省苍溪中学校2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【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)、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、在A过程以及丙和丁融合成杂种细胞的过程中还发生了染色体数目变异,A错误;
B、细胞的次生代谢物一般不是植物生长和生存所必需的,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,B正确;
C、利用植物细胞培养获得次生代谢物的过程没有体现植物细胞的全能性,C错误;
D、植物茎尖含病毒少或没有病毒,常作为培育脱毒植物的材料,但并不是不能抗病毒,D错误。
故选B。
26.草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。育种工作者通过“取材→消毒→愈伤组织培养→生芽、生根→脱毒试管苗→移栽”的技术路线培育脱毒草莓,有关说法正确的是( )
A.取草莓茎尖分生区作为外植体,主要原因是分裂能力强
B.愈伤组织是失去原细胞特有的结构和功能的未分化细胞
C.愈伤组织再分化成芽、根等细胞后,细胞将失去全能性
D.脱毒试管苗的抗病毒能力更强,使草莓产量和品质提高
【答案】B
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物组织培养的流程是:离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成胚状体,长出芽和根,进而形成完整植株。植物组织培养的原理是:植物细胞具有全能性。作物脱毒是作物细胞工程的应用之一。
【详解】A、取草莓茎尖分生区作为外植体,主要原因是分生区病毒极少或无病毒,A错误;
B、在一定的激素和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织,B正确;
C、愈伤组织再分化成芽、根等细胞后,可进而发育成完整植株,细胞没有失去全能性,C错误;
D、脱毒试管苗可以使草莓产量和品质提高,是因为其不带病毒或病毒极少,但脱毒试管苗不具有抗病毒能力,D错误。
故选B。
27.为实现菊花的快速繁殖,研究人员利用其外植体培养出大量幼苗,下列属于该培养过程必需条件的是( )
A.外植体细胞具有完整的细胞核
B.外植体细胞需是体细胞
C.外植体需用酶分散成单个细胞
D.外植体细胞处于未分化状态
【答案】A
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物组织培养是指将离体的植物器官、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。这些离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体。植物组织培养的流程是:离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成胚状体,长出芽和根,进而形成完整植株。
【详解】A、细胞核是遗传和代谢的控制中心,是遗传信息库,含有该种植物完整的遗传信息,因此外植体细胞必须具有完整的细胞核,A正确;
B、离体培养的植物器官、组织或细胞被称为外植体,外植体细胞可以是体细胞,也可以是花粉粒等生殖细胞,B错误;
C、在植物组织培养过程中,外植体不需要用酶分散成单个细胞,C错误;
D、在植物组织培养过程中,外植体经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成形成胚状体,长出芽和根,进而形成完整植株,所以外植体细胞无需处于未分化状态,D错误。
故选A。
28.(23-24高二下·四川阆中中学校·期中)烟薯-25是一种甜度大、抗病力强、产量高的红薯。它是通过无性繁殖得到的作物,多代繁殖后病毒会在体内积累,导致含糖量不足,产量下降。大面积栽培时,一般都用脱毒苗。下列有关脱毒苗培育过程的叙述,错误的是( )
A.脱毒苗培育过程的原理是植物细胞具有全能性
B.脱毒苗培育过程需经历脱分化和再分化两个阶段
C.脱分化和再分化的培养基成分是相同的,但两个阶段光照条件不同
D.培育脱毒苗应将组织块进行消毒处理,接种过程应进行无菌操作
【答案】C
【来源】四川省阆中中学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物组织培养过程是: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、脱毒苗的培育采用了植物组织技术,而该技术的原理是植物细胞具有全能性,A正确;
B、脱毒苗培育经过脱分化和再分化两个阶段,且需要添加植物生长素、细胞分裂素等植物生长调节物质,B正确;
C、植物组织培养中脱分化和再分化的培养基中激素的成分和含量不同,脱分化需避光,再分化需要光,C错误;
D、培育脱毒苗应将茎尖进行消毒处理,接种过程应进行无菌操作,避免微生物污染,D正确。
故选C。
29.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)用植物体细胞杂交的方法可得到“番茄—马铃薯”杂种植株。科学家利用荧光染料标记原生质体的膜蛋白,下列相关说法正确的是( )
A.诱导原生质体融合运用的原理是细胞膜的功能特性
B.过程④中的MS培养基需添加赤霉素和细胞分裂素
C.过程②再生出细胞壁,是植物细胞融合完成的标志
D.过程①常利用纤维素酶和蛋白酶去除植物细胞壁
【答案】C
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】题图分析:图示为植物体细胞杂交过程,其中①是去除细胞壁获得原生质体的过程,该过程常用酶解法,所用的酶为纤维素酶和果胶酶;②是再生形成新的细胞壁的过程;③是脱分化过程;④是再分化过程。
【详解】A、诱导原生质体融合运用的原理是细胞膜的结构特性,A错误;
B、愈伤组织再分化常添加生长素和细胞分裂素,B错误;
C、②是再生形成新的细胞壁的过程,是植物细胞融合完成的标志,C正确。
D、去除细胞壁利用的是纤维素酶和果胶酶,D错误。
故选C。
30.(23-24高二下·四川眉山仁寿县·期中)下列植物育种过程中可以不需要植物组织培养的是( )
A.脱毒作物的培育过程
B.单倍体农作物的育种过程
C.多倍体植物的培育过程
D.体细胞杂交培育农作物的过程
【答案】C
【来源】四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高二下学期4月期中考试生物试题
【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】A、脱毒作物的培育过程即切取一定大小的茎尖进行组织培养,再生的植株就有可能不带病毒,从而获得脱毒苗,所以脱毒作物的培育过程需要植物组织培养,A错误;
B、单倍体育种是采用花药(花粉)离体培养的方法来获得单倍体植株,然后经过人工诱导使染色体数目加倍,重新恢复到正常植株的染色体数目,所以单倍体农作物的育种过程需要植物组织培养,B错误;
C、多倍体植物的育种过程:用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗,此过程没有植物组织培养, C正确;
D、体细胞杂交培育农作物的过程:先是植物体细胞融合成杂种细胞,再通过植物组织培养获得杂种植株,所以体细胞杂交培育农作物的过程需要植物组织培养,D错误。
故选C。
31.(23-24高二下·四川眉山仁寿县·期中)研究人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对苗的成苗率和脱毒率的影响,实验结果如图所示,下列叙述正确的是( )
A.马铃薯的茎尖经过灭菌后才能用于脱毒苗培育
B.利用组织培养技术获得的脱毒苗,是具有抗病毒的新品种
C.茎尖和脱分化形成的愈伤组织细胞中核酸种类相同
D.兼顾成苗率和脱毒率,马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm
【答案】D
【来源】四川省眉山市仁寿县2023-2024学年高二下学期4月期中考试生物试题
【分析】分析题图:图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响,实验的自变量是茎尖大小,因变量是成苗率和脱毒率。
【详解】A、马铃薯茎尖经过灭菌后会死亡,用于脱毒苗培育之前需要经过消毒处理,A错误;
B、利用组织培养技术获得的脱毒苗,是脱毒苗,而非能抗病毒,B错误;
C、核酸包括DNA和RNA,由于基因的选择性表达,茎尖和脱分化形成的愈伤组织细胞中核酸种类不完全相同,C错误;
D、据图可知,实验范围内,在茎尖外植体为0.27mm时成苗率和脱毒率均相对较高,是马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小,D正确。
故选D。
植物细胞工程的应用考点02
1.(23-24高二下·四川西充中学·期中)下图中亲本植物的基因型为Aa(染色体数为2n),A、B、C、D表示以亲本植物为材料进行的四种人工繁殖过程,请据图回答下列问题:
(1)经过B过程获得的子代植株基因型为 ,子代再连续自交2代后,A的基因频率和AA基因型频率分别为 。
(2)②过程表示将该植物的两个原生质体进行融合,与杂交瘤细胞的制备方法相比,该过程不能用 ;图中AB、C、D过程都能得到一种不定形的薄壁细胞组成的结构是 ,某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞,可观察到的染色体组数目分别为 。
(3)D过程获得的植株是可育的,若让其和原植株进行人工杂交,其后代中基因纯合的类型所占比例为 。
【答案】(1) Aa 50%、37.5%
(2) 灭活病毒诱导 愈伤组织 1、2、2、4
(3)1/6
【来源】四川省西充中学2023-2024学年高二下学期期中检测生物试题
【分析】题图分析:A表示利用生殖细胞得到单倍体植株;B表示通过胚状体进行无性繁殖,其中①为脱分化、再分化;C为植物组织培养;D表示植物体细胞杂交,其中②是诱导原生质体融合。
【详解】(1)B表示通过胚状体进行无性繁殖得到的个体,因此得到的后代基因型是Aa。子代再连续自交2代后,A的基因频率不变,即A=50%;Aa自交一代,AA=1/4,Aa=1/2,aa=1/4,自交2代后,AA=1/4+1/2×1/4=37.5%。
(2)与动物细胞融合相比,植物细胞原生质体融合不能采用灭活病毒诱导的方法,图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成的结构是愈伤组织。某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞,A是单倍体植株,含有1个染色体组;B、C都是通过植物组织培养得到的,含有2个染色体组;D是植物体细胞杂交,可看到4个染色体组。
(3)由于D植物体细胞杂交得到的,基因型为AAaa,产生的配子AA:Aa:aa=1:4:1,与原植株Aa进行人工杂交,Aa产生的配子及比例为A:a=1:1,后代基因型及比例为AAA:AAa:Aaa:aaa=1:5:5:1,后代中基因纯合的类型(AAA、aaa)的比例为1/6。
2.(23-24高二下·四川南充白塔中学·期中)下图表示通过二倍体植株甲(自花受粉植物)和植株乙培育植株A、B、C、D、E的过程,其中植株甲的基因型为AaBb,两对等位基因分别位于两对同源染色体上。请据图回答:
(1)植株A是 倍体。
(2)获得植株E的过程称为 技术,其过程中两个原生质体融合时,常用的诱导剂是 。
(3)植株A、D、E的培育过程中都需要采用的生物技术是 技术,其理论基础是 。
【答案】(1)单
(2) 植物体细胞杂交 聚乙二醇(PEG)
(3) 植物组织培养 植物细胞的全能性
【来源】四川省南充市白塔中学2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】分析图中获得不同植株方法和所采用的处理技术:植株A是取花粉通过花药离体培养得到的单倍体植株;植株B是用秋水仙素处理植株A得到的纯合体;植株C是植株甲自交产生,最多有9种基因型;植株D是通过取植株甲的体细胞通过植物组织培养得到的,与植株甲的基因型相同;植株E是植株甲和植株乙的体细胞经体细胞杂交技术得到的杂种植株,为异源四倍体。
【详解】(1)分析图中获得不同植株方法和所采用的处理技术:植株A是取花粉通过花药离体培养得到的单倍体植株;植株B是用秋水仙素处理植株A得到的纯合体;植株C是植株甲自交产生,最多有9种基因型;植株D是通过取植株甲的体细胞通过植物组织培养得到的,与植株甲的基因型相同;植株E是植株甲和植株乙的体细胞经体细胞杂交技术得到的杂种植株,为异源四倍体。植株A是取花粉通过花药离体培养得到的单倍体植株。
(2)植株E是植株甲和植株乙的体细胞经体细胞杂交技术得到的杂种植株,为异源四倍体,获得植株E的过程为植物体细胞杂交,该过程中诱导两个原生质体融合常用的诱导剂是PEG(聚乙二醇)。
(3)植株A、D、E的培育过程都需要用到植物组织培养技术,其原理是植物细胞的全能性。
3.(23-24高二下·四川成华区某校·期中)科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄——马铃薯”植株。请据图回答下列问题。
(1)从愈伤组织培养到试管苗的过程一般 (填“不需要”或“需要”)提供光照,原因是 。上图中所示技术的原理是 和 。
(2)过程Ⅰ使用 酶去除细胞壁,从而获得有活力的原生质体。c表示 。植物体细胞融合完成的标志是 。
(3)诱导试管f中植株生根过程的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值较过程Ⅳ (填“高”或“低”),培养基中添加蔗糖的作用 。
(4)过程Ⅳ和Ⅴ运用的技术还广泛用于细胞产物的工厂化生产,如从红豆杉树皮中分离出具有抗癌活性的紫杉醇。请依据所学知识写出生产紫杉醇的过程图 (用文字和箭头表示)。
【答案】(1) 需要 叶绿素的合成需要光照 细胞膜具有一定的流动性 细胞全能性
(2) 纤维素酶和果胶 正在融合的原生质体 杂种细胞再生出细胞壁
(3) 高 为植物细胞提供能量,调节培养基内的渗透压
(4)豆杉树皮细胞愈伤组织→提取紫杉醇
【来源】四川成华区某校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】分析题图,图示为植物体细胞杂交过程示意图,其中Ⅰ表示去除细胞壁获得原生质体的过程;Ⅱ表示人工诱导原生质体融合的过程;Ⅲ表示再生出新细胞壁的过程;IV表示脱分化过程;V表示再分化过程。
【详解】(1)从愈伤组织培养到试管苗的过程一般需要提供光照,因为叶绿素的合成需要光照。上图示技术的名称是植物体细胞杂交技术,体现了细胞膜具有一定的流动性;将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术,其原理是植物细胞具有全能性。
(2)过程Ⅰ使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,从而获得有活力的原生质体。c表示正在融合的原生质体;植物体细胞融合完成是杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁)。
(3)当生长素与细胞分裂素的浓度比值小于1时,可以促进芽的分化,当该比值大于1时,可以促进根的分化,故诱导 f 中植株生根过程的培养基中生长素与细胞分裂素的比值较过程IV(脱分化)高;培养基中添加蔗糖的作用一是可以为植物提供能量,二是可以维持培养基的渗透压。
(4)利用植物组织培养技术,能将细胞培养成愈伤组织,再大量培养愈伤组织细胞,从中提取紫杉醇,生产过程图为:离体的 红豆杉树皮细胞 愈伤组织→提取紫杉醇 。
4.(23-24高二下·四川绵阳中学·期中)辣椒素作为一种生物碱广泛用于食品保健、医药工业等领域,辣椒素的获得途径如图所示。回答下列问题:
(1)要获得脱毒苗,外植体一般取茎尖,原因是 。
(2)图中①和②过程,其中 (填序号)过程必须给予光照。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值 (填“高”或“低”)时,有利于芽的分化。
(3)细胞产物工厂化生产是植物组织培养技术的重要应用,用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,常用的工具酶是 。高产细胞系需要在 培养基中培养,再从中提取辣椒素。
(4)农业生产实践发现,辣椒田及周围地块,极少发生植物病菌危害,科研人员猜测辣椒素可能对植物病原菌有一定的抑制效果并对此进行了研究,实验流程如下图。
打孔法是指用已灭菌的打孔器在平板中央打一个小孔,在小孔中加入辣椒素。加入辣椒素后,处理2h的目的是 ,研究结果显示,要得到同样大小直径(比如10mm)的抑菌圈,对植物病原菌所用的辣椒素浓度大小关系为:番茄灰霉菌﹤白菜黑斑菌﹤芒果炭疽菌﹤玉米赤霉菌,由此可知,辣椒素对 (填菌种名称)的抑菌效果最好,对该种植物病原菌来说,辣椒素的浓度与抑菌圈的大小关系最可能为 。
【答案】(1)该部位细胞分裂旺盛,含病毒少甚至无病毒
(2) ② 低
(3) 纤维素酶和果胶酶 液体
(4) 使辣椒素在培养基上扩散 番茄灰霉菌 一定范围内,辣椒素浓度越高,抑菌圈直径越大,辣椒素浓度达到一定值后,抑菌圈直径达到最大,且不再随辣椒素浓度的变化而变化
【来源】四川省绵阳中学2023-2024学年高二下学期5月期中生物试题
【分析】植物组织培养过程:离体的植物器官、组织或细胞→愈伤组织→胚状体→植物体。常用的植物激素生长素和细胞分裂素。植物组织培养原理:植物组织培养将植物细胞培养成植物个体,体现了细胞的全能性。植物组织培养培养基:植物组织培养过程中不管是脱分化还是再分化阶段,都要加入适宜比例的生长素和细胞分裂素,同时需要加入蔗糖作为碳源,加入琼脂作为凝固剂,固体培养基大多由无机营养成分、有机营养成分、激素、琼脂四部分组成。
【详解】(1)要获得脱毒苗,外植体一般取茎尖,因为该部位细胞分裂旺盛,含病毒少甚至无病毒,因而可获得无毒苗。
(2)图中①为脱分化过程,②过程为再分化过程,其中②过程必须给予光照。培养基中的生长素和细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化,该比例高时,有利于根的分化。
(3)细胞产物工厂化生产是植物组织培养技术的重要应用,用酶解法将愈伤组织分离成单细胞时,由于植物细胞壁的成分时纤维素和果胶,因此该过程常用的工具酶是纤维素酶和果胶酶。高产细胞系需要在液体培养基中培养,在培养液中细胞能与培养液充分接触,有利于代谢产物的产生,而后再从中提取辣椒素。
(4)打孔法是指用已灭菌的打孔器在平板中央打一个小孔,在小孔中加入辣椒素。加入辣椒素后,处理2h的目的是使辣椒素在培养基上扩散,研究结果显示,要得到同样大小直径(比如10mm)的抑菌圈,对植物病原菌所用的辣椒素浓度大小关系为:番茄灰霉菌﹤白菜黑斑菌﹤芒果炭疽菌﹤玉米赤霉菌,由此可知,辣椒素对番茄灰霉菌的抑菌效果最好,因为获得同样大小的抑菌圈,对该病原菌使用的浓度最小,对该种植物病原菌来说,辣椒素的浓度与抑菌圈的大小关系最可能表现为一定范围内,辣椒素浓度越高,抑菌圈直径越大,辣椒素浓度达到一定值后,抑菌圈直径达到最大,且不再随辣椒素浓度的变化而变化。
5.(23-24高二下·四川成都树德中学·期中)甘蓝型油菜是由白菜和甘蓝杂交后染色体数目加倍形成的异源四倍体,引入我国历史较短,其遗传基础狭隘。菘蓝(别名“板蓝根”)是传统中药材,具有广谱抗病毒特性。研究人员利用甘蓝型油菜(体细胞中染色体数为38)与菘蓝(体细胞中染色体数为14)进行体细胞杂交,培育抗病毒的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系,过程如图1:
(1)甘蓝型油菜与菘蓝的体细胞经 处理后获得原生质体,再经诱导获得融合细胞。融合细胞接种到含有营养物质和 的培养基上,经 过程形成愈伤组织,进而发育形成完整的再生植株F1。植物体细胞杂交技术依据的生物学原理有: 。(答出两个)
(2)将F1与甘蓝型油菜回交,获得BC1,其染色体组成为 (只用字母表示)。用BC1与甘蓝型油菜再一次回交,得到的BC2植株群体的染色体数目范围是 。
(3)研究人员从BC2筛选出7种只含有1条菘蓝染色体的甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系(A、B、C、D、E、F、G)。为探究甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系在抗新冠病毒(SARS-CoV-2)中的作用,研究人员用其提取物处理动物细胞,24h后感染新冠病毒,一段时间后收集病毒细胞培养液,通过免疫印记法检测病毒的含量,结果如图2:
注:GAPDH基因是一种管家基因,GAPDH蛋白的表达量在各个组织中相对稳定。
①免疫印记法可以检测蛋白质的表达情况。各组作为标准参考的GADPH蛋白表达量 ,可排除无关变量对实验结果的影响。
②实验结果表明:甘蓝型油菜—菘蓝单体附加系 能有效抑制新冠病毒。
【答案】(1) 纤维素酶、果胶酶 植物激素(生长素和细胞分裂素) 脱分化 细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(2) PPQQR 38~45
(3) 一致 G
【来源】四川省成都市树德中学2023-2024学年高二下学期期中考试 生物版含答案word
【分析】植物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。植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体;用物理法(离心、振动、电刺激)或者化学法(聚乙二醇)诱导细胞融合,获得融合的原生质体;原生质体再生出细胞壁,获得杂种细胞;杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。
【详解】(1)植物细胞壁的成分为纤维素和果胶,甘蓝型油菜与菘蓝的体细胞经纤维素酶和果胶酶处理后获得原生质体,用物理法(离心、振动、电刺激)或者化学法(聚乙二醇PEG)诱导细胞融合,获得融合的原生质体。融合细胞接种到含有营养物质和植物激素(生长素和细胞分裂素)的培养基上,经过脱分化形成愈伤组织,再经过再分化发育形成完整的再生植株F1。植物体细胞杂交过程中,细胞融合过程利用了细胞膜具有流动性的特点,植物组织培养过程利用了植物细胞的全能性。
(2)甘蓝型油菜(PPQQ)与菘蓝(RR)进行体细胞杂交,F1的染色体组成为PPQQRR,将F1与甘蓝型油菜(PPQQ)回交,F1能产生配子为PQR,甘蓝型油菜(PPQQ)能产生配子为PQ,BC1的染色体组成为PPQQR,用BC1(PPQQR)与甘蓝型油菜(PPQQ)再一次回交,得到的BC2植株群体的染色体组成为PPQQ~PPQQ+R,甘蓝型油菜(PPQQ)的体细胞中染色体数为38,菘蓝(RR)体细胞中染色体数为14,R的染色体数为7,因此BC2植株群体的染色体组成为38~38+7,即为38-45。
(3)①为排除无关变量为实验的干扰,作为标准参考的GADPH蛋白表达量一致。
②由图2可知,与对照组和A、B、C、D、E、F组(实验组)相比,甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系G中病毒的含量较低,且与菘蓝组类似,这说明甘蓝型油菜-菘蓝单体附加系G能有效抑制新冠病毒。
6.(23-24高二下·四川成都外国语学校·期中)植物组织培养技术在科学研究和生产实践中得到了广泛的应用。回答下列问题。
(1)植物微型繁殖是植物繁殖的一种途径。与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有 (答出2点即可)。
(2)通过组织培养技术,可把植物组织细胞培养成胚状体,再通过人工种皮(人工薄膜)包装得到人工种子(如图所示),这种人工种子在适宜条件下可萌发生长。人工种皮具备透气性的作用是 。人工胚乳能够为胚状体生长提供所需的物质,因此应含有植物激素、 和 等几类物质。
(3)用脱毒苗进行繁殖,可以减少作物感染病毒。为了获得脱毒苗,可以选取植物的 进行组织培养。
【答案】(1)能保持植物原有的遗传特性,繁殖速度快
(2) 有利于胚状体进行呼吸作用 矿质元素 糖
(3)茎尖
【来源】四川省成都市外国语学校2023-2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物组织培养的流程是:离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成芽、根或胚状体,进而形成完整植株。植物组织培养技术在微型繁殖、制造人工种子、作物脱毒等方面具有广泛的应用。微型繁殖属于无性生殖的范畴,能够保持亲本的优良特性,实现种苗的快速大量繁殖。人工种子是以通过植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料,经过人工薄膜包装得到的种子,其中的如果胚乳可为“种子”的萌发提所需的供营养物质。以无病毒或病毒极少的茎尖为材料进行组织培养可获得高产优质的无病毒植株。
【详解】(1)植物微型繁殖是指用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术,与常规的种子繁殖方法相比,这种微型繁殖技术的特点有:保持优良品种的遗传特性;高效快速地实现种苗的大量繁殖。
(2)人工种子的胚状体在进行细胞呼吸时,需要从外界环境吸收O2,并将产生的CO2释放到外界环境中,因此人工种皮具备透气性的作用是:有利于胚状体进行呼吸作用,以保持胚状体的活力。人工胚乳的作用是为胚状体的发育提供营养,因此应含有植物激素、矿质元素、糖等物质。
(3)植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此为了获得脱毒苗,可以选取植物的茎尖进行组织培养。
7.(23-24高二下·四川成都蓉城名校联盟·期中)植物的种间杂交、植物的体细胞杂交都是培育杂种植物的手段。随着多种育种方式的兴起,越来越多的植物新品种出现。回答下列问题:
(1)油菜是一个非常“年轻”的物种。它由白菜(染色体组为AA,n=10,n表示一个染色体组中染色体的条数)和甘蓝(染色体组为CC,n=9)天然杂交、自然加倍而形成。天然杂交后得到的是 倍体个体,染色体条数为 条。该个体减数分裂时细胞中无同源染色体,会出现染色体 的现象,是高度不育的,所以需要自然加倍后才能恢复育性,使其加倍的自然因素最可能为 。
(2)科研人员尝试用萝卜(染色体组为RR,n=9)和油菜作为亲本杂交,通过如图所示途径获得油菜新品种:
①油菜AACC与萝卜RR杂交获得F1,F1 (填“可育”或“不可育”)。
②植株BC1的染色体组成是 。若其中的染色体组R的9条染色体在减数第一次分裂的后期,每条都随机移向细胞两极,则植株BC2的染色体数目可能在 条之间。
【答案】(1) 二 19 联会紊乱 低温
(2) 不可育 AACCR 38~47
【来源】四川省成都市蓉城名校联盟2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】人工诱导多倍体的方法很多,如低温处理、用秋水仙 素诱发等。其中,用秋水仙素来处理萌发的种子或幼苗, 是目前最常用且最有效的方法。当秋水仙素作用于正在分 裂的细胞时,能够抑制纺锤体的形成,导致染色体不能移向细胞的两极,从而引起细胞内染色体数目加倍。染色体 数目加倍的细胞继续进行有丝分裂,就可能发育成多倍体植株。
【详解】(1)自然杂交是两植物通过受精作用完成的,白菜(染色体组为AA,n=10,n表示一个染色体组中染色体的条数)产生的配子的染色体组为A,甘蓝(染色体组为CC,n=9)产生的配子染色体组为C,雌雄配子结合得到子代的染色体组为AC,为异源二倍体,染色体数目为19,但是两个染色体组来自两个物种,在减数分裂形成配子时,这两个组的染色体联会紊乱,不能产生正常配子,高度不育。秋水仙素处理和低温处理可以使染色体加倍,但是在自然环境中的加倍因素最可能是低温,不是秋水仙素。
(2)图中,油菜AACC与萝卜RR杂交获得F1,F1的染色体组为ACR,无同源染色体,减数分裂形成配子时,染色体联会紊乱,不能产生正常配子,不可育。异源多倍体的染色体组为AACCRR,含有56条染色体,可以形成染色体组为ACR的配子,含有28条染色体;油菜的染色体组为AACC,含有38条染色体,可以形成染色体组为AC的配子,含有19条染色体,两种配子结合后,可以形成染色体组为AACCR的BC1,含有47条染色体,由于方框中每个大写英文字母表示一个染色体组,由萝卜染色体组为RR,2n=18,得R代表的一个染色体组含有9条染色体,同理A和C代表的染色体组中染色体数之和为19,故染色体组为AACCR的BC1在形成配子时,R代表的染色体组中的染色体随机分配到配子中,故配子中含有的染色体数目最少为19条,最多为28条;与油菜形成的含有19条染色体的AC配子结合后,得到的BC2植株中的染色体数目为38~47。
8.同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”,但易造成家畜鼓胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜鼓胀病的发生。研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗鼓胀病的新型苜蓿。
(注:R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同。)
(1)培育抗鼓胀病的新型苜蓿依据的生物学原理有 。培养原生质体时,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 。
(2)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,设计思路是 。
(3)步骤②到步骤③需要更换新的培养基,原因之一是培养基中 是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。
(4)科研人员研究了不同浓度的聚乙二醇(PEG)对紫花苜蓿和百脉根原生质体融合率的影响,实验结果如下图。异源融合率是指不同种的原生质体发生融合的概率,已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。
①诱导原生质体融合的方法除了使用聚乙二醇外,还可以利用的化学方法是 。
②实验结果表明诱导苜蓿与百脉根原生质体融合的最佳PEG浓度为 ,理由是 。
【答案】(1) 细胞膜的流动性和植物细胞的全能性 保持原生质体的完整性
(2)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
(3)细胞分裂素和生长素的浓度和比例
(4) 高Ca2+—高pH融合 35% 该浓度下异源融合率最高,同时PEG浓度相对较低对细胞的毒害作用较小
【来源】四川省成都市第七中学2023—2024学年高二下学期期中考试生物试题
【分析】植物体细胞杂交是指将不同来源的植物体细胞,在一定条件下融合成杂种细胞,进而利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。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)由图可知,培育抗鼓胀病的新型苜蓿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。将植物细胞的细胞壁去除即可获得原生质体。培养原生质体时,为了防止原生质体吸水涨破,需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是保持原生质体的完整性。
(2)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。
(3)步骤②是脱分化,步骤③是再分化。步骤②到步骤③需要更换新的培养基,原因之一是培养基中细胞分裂素和生长素的浓度和比例是影响植物细胞分裂、脱分化和再分化的关键因素。
(4)①诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等。
②已知PEG浓度较高时对细胞具有毒害作用。分析柱形图可知:当PEG浓度为35%时,异源融合率最高,同时PEG浓度相对较低,对细胞的毒害作用较小,因此诱导苜蓿与百脉根原生质体融合的最佳PEG浓度为35%。
9.(23-24高二下·四川眉山仁寿县实验中学·期中)紫杉醇是红豆杉产生的一种重要抗癌物质,利用植物组织培养技术获得紫杉醇的基本过程如图所示。回答下列问题:
(1)外植体经 过程形成愈伤组织。用纤维素酶和果胶酶对愈伤组织进行处理的目的是 。
(2)将诱导出的愈伤组织接种至装有液体培养基的三角瓶中振荡培养,影响细胞的生长速度和紫杉醇含量的因素除了温度、pH、光照、氧气等条件、培养基的营养物质外,还有等 (答出两点)。
(3)如要将外源基因导入红豆杉细胞进行遗传改造,图1表示构建重组DNA的过程示意图,载体质粒P0具有四环素抗性基因(tetr)和氨苄青霉素抗性基因(ampr),回答下列问题:
①图中酶1和酶3分别是 ;②为筛选出含重组质粒P3的菌落,采用含有不同抗生素的平板进行筛选,得到甲、乙、丙三类菌落,三类菌落形态相同,生长情况如图2所示,应选择的菌落类型是 类,未转入质粒的菌落类型是 类;(填字母类型)
(4)下图是通过植物细胞工程技术培育耐盐杂种植株的过程。回答下列问题:
上述培育耐盐杂种植株的过程运用了植物体细胞杂交技术,此技术的优势是 。若甲植物(2N=18),乙植物(4N=32),则目的植株 (填“可育”或“不可育”),原因是 。
【答案】(1) 脱分化 将愈伤组织分散成单细胞
(2)培养基中植物生长调节剂配比、细胞遗传特性、振荡速度等
(3) 限制(性内切核酸)酶、DNA连接酶 B A
(4) 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 可育 目的植株含有同源染色体,减数分裂过程中联会正常能产生正常的生殖细胞
【来源】四川省眉山市仁寿县实验中学2023-2024学年高二下学期4月期中生物试题
【分析】在一定的刺激和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织,愈伤组织分化程度较低,分裂能力较强。
【详解】(1)在一定的刺激和营养等条件的诱导下,已经分化的细胞可以经过脱分化,即失去其特有的结构和功能,转变成未分化的细胞,进而形成不定形的薄壁组织团块,这称为愈伤组织,即外植体经脱分化过程形成愈伤组织;用纤维素酶和果胶酶对愈伤组织进行处理可以将植物细胞壁以及植物细胞间质去除,从而达到将愈伤组织分散成单细胞的目的,以得到细胞悬液。
(2)影响细胞的生长速度和紫杉醇含量的因素除了温度、pH、光照、氧气等条件、培养基的营养物质外,还有培养基中植物生长调节剂的配比、细胞遗传特性、振荡速度等。
(3)图中酶1将质粒P0切开,因此酶1为限制性(核酸内切)酶,酶3将P2和目的基因连接在一起,因此,酶3是DNA连接酶;根据题图可知:限制酶切割后破坏了四环霉素抗性基因,但是没有破坏氨苄青霉素抗性基因,因此含有重组质粒P3的菌落在四环素中不能生长,而在氨苄青霉素的培养基中能生长,结合图2分析可知,应该选择B类菌落;由图2可知,C类菌落在氨苄青霉素和四环素的培养基中均能够生长,说明其导入的是P0质粒,A类菌落在任何抗生素的培养基中都不能生长,说明其没有导入任何质粒,故未转入质粒的菌落类型是C类。
(4)植物体细胞杂交技术可打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,在培育植物新品种等方面展示出独特的优势。若甲植物(2N=18),乙植物(4N=32),目的植株含有同源染色体,减数分裂过程中联会正常能产生正常的生殖细胞,因此是可育的。
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