课时梯级训练(5) 植物细胞工程的基本技术（Word练习）-【优化指导】2024-2025学年高中生物选择性必修3 生物技术与工程（人教版2019 不定项）

课时梯级训练(5)　植物细胞工程的基本技术 一、选择题 1．下列有关植物细胞全能性的说法，错误的是(　　) A．体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因 B．高度分化的细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C．植物细胞的全能性是植物组织培养的理论基础之一 D．从一粒玉米种子长成一棵植株体现了细胞具有全能性 D　解析：植物的体细胞具有发育成完整个体所必需的全套基因，因此植物细胞具有全能性，这也是植物组织培养的理论基础之一，A、C正确；高度分化的细胞只有处于离体状态，且有适宜的生长条件时才有可能表现出全能性，B正确；从一粒玉米种子长成一棵植株是自然生长过程，不能体现植物细胞的全能性，D错误。 2．下图为植物组织培养过程，下列有关说法正确的是(　　) A．试管②中细胞的全能性最高 B．试管④中培育出的个体都是纯合子 C．过程①→②需要光照 D．过程①→④培养基保持不变 A　解析：试管②中的细胞属于未分化的细胞，全能性最高，A正确；试管④中培育出的个体不一定是纯合子，如果外植体取自纯合子，则培育出的个体是纯合子，如果外植体取自杂合子，则培育出的个体是杂合子，B错误；过程①→②为脱分化过程，一般不需要光照，C错误；培养的不同阶段对主要营养物质和激素的需求不同，因此①→④过程中所用的培养基不同，D错误。 3．(2024·沈阳高二检测)某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织培养→生芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是(　　) A．消毒能彻底杀死植物组织表面的微生物 B．愈伤组织是由外植体脱分化形成的，其分化程度通常比外植体要低 C.生芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控 D．生根时，培养基通常应含适宜配比的生长素和细胞分裂素 A　解析：消毒不能彻底杀死植物组织表面微生物，比如细菌的芽孢，A错误；愈伤组织是未分化细胞，而外植体通常是高度分化的细胞，外植体的分化程度通常比愈伤组织高，B正确；生芽是细胞再分化的结果，分化的实质是基因的选择性表达，受基因选择性表达的调控，C正确；在诱导生根的过程中，需要生长素和细胞分裂素的共同作用，生长素与细胞分裂素比值高时，有利于根的分化，D正确。 4．酸性土壤是pH小于7的土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。下图表示利用耐酸植物甲(4N)和高产植物乙(2N)培育高产耐酸杂种植物的过程，图中序号表示过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列相关叙述正确的是(　　) A．过程①用到的酶是纤维素酶，A、B表示原生质层 B．过程②可以使用PEG诱导 C．过程③得到的杂种细胞含有3个染色体组 D．过程④⑤使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，两者加入的比例相同 B　解析：过程①是用酶解法去除植物细胞的细胞壁，用到的酶是纤维素酶和果胶酶，A、B表示原生质体，A错误；过程②可以使用化学法(如PEG融合法)或物理法诱导原生质体融合，B正确；过程③得到的杂种细胞含有两种细胞的遗传物质，故有4＋2＝6个染色体组，C错误；决定植物④脱分化和⑤再分化的关键因素是植物激素的种类和比例，过程④⑤使用的培养基中需加入生长素和细胞分裂素，但两者加入的比例不同，D错误。 5．(2024·沈阳高二检测)中华猕猴桃原产于我国长江中下游，果实大，但抗寒能力弱；狗枣猕猴桃原产于俄罗斯，耐低温，但果实小。将两种猕猴桃原生质体进行融合，得到果大且抗寒的杂种植株。以下分析错误的是(　　) A.原生质体融合应用了细胞膜的流动性特点 B．杂种细胞含两个细胞的遗传物质，属于有性生殖 C．用PEG促进两个亲本的原生质体融合 D．杂种植株和两个亲本可能存在生殖隔离 B　解析：原生质体是植物细胞去除细胞壁后的成分，原生质体融合应用了细胞膜的流动性特点，A正确；植物体细胞杂交没有经过两性生殖细胞的结合，属于无性生殖，B错误；植物体细胞杂交，去除细胞壁以后，可以用PEG(聚乙二醇)促进两个亲本的原生质体融合，C正确；杂种植株是两种猕猴桃经过植物体细胞杂交技术培育的新物种，不同物种之间一般是不能相互交配的，故杂种植株和两个亲本可能存在生殖隔离，D正确。 二、非选择题 6．甲、乙两名同学分别以某种植物的绿色叶片和白色花瓣为材料，利用植物组织培养技术繁殖该植物。回答下列问题： (1)以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在一定条件下进行组织培养，均能获得试管苗，其原理是____________________________________________________________。 (2)甲、乙同学在诱导愈伤组织所用的培养基中均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到__________________________________。 (3)图中A、B、C表示不同的培养结果，该不同结果的出现主要是由于培养基中两种激素用量的不同，这两种激素是________________________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经__________形成的。 答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性 (2)葡萄糖、果糖 (3)细胞分裂素、生长素　脱分化 解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。(3)影响植物组织培养的两种主要激素是细胞分裂素和生长素。愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。 一、选择题 1．(2024·日照高二检测)病毒感染蔬菜、花卉、果树后，会借助胞间连丝等结构扩散，导致其产量和品质退化。通过植物组织培养技术，利用茎尖可以快速生产出脱毒苗。下列叙述正确的是(　　) A．植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达 B．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 C．培养过程中可以发生基因突变和基因重组 D．脱毒苗培育是否成功，最终还需要通过接种病毒进行个体水平的检测 A　 解析：病毒感染蔬菜、花卉、果树后，会借助胞间连丝等结构扩散，植株茎尖细胞中不含病毒的原因可能是该组织胞间连丝不发达，A正确。脱分化和再分化的培养基成分是不相同的，且两个阶段光照条件也不同；脱分化需避光，光照会影响愈伤组织的形成；再分化需要光照，光照能够促进组织分化出芽和叶片，B错误。植物组织培养过程中细胞不能进行减数分裂，因此不能发生基因重组，但培养过程中可能发生基因突变，C错误。通过植物组织培养技术培育脱毒苗，是用茎尖等没有被病毒感染的组织培养植株，可以提高产量，没有抗病毒的性状。脱毒苗培育是否成功，不需要接种病毒进行个体水平的检测，D错误。 2．(2024·西安高二阶段练习)中药治疗疾病多用复方，三白草和鱼腥草因疗效接近而经常搭配在一起使用。某研究机构欲生产出同时含有三白草和鱼腥草成分的有效成分D，并实现有效成分D的工业化生产，具体操作流程如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．过程①通常用胰蛋白酶处理，将组织分散成单个细胞 B．过程②依赖于膜的流动性，该过程成功的标志是两个细胞核融为一体 C．过程③使细胞失去了特有的结构和功能，该过程细胞的全能性降低 D．过程④可先将愈伤组织置于培养液中扩大培养，再提取有效成分D D　解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此过程①要利用纤维素酶和果胶酶水解三白草细胞和鱼腥草细胞的细胞壁，获得三白草原生质体和鱼腥草原生质体，A错误；图中过程②是原生质体融合，依赖于膜的流动性，该过程成功的标志是新细胞壁的形成，B错误；植物细胞的脱分化是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，转变为未分化的细胞，进而形成愈伤组织的过程，该过程细胞的全能性升高，C错误；为提取到更多的代谢产物，过程④可先将愈伤组织置于培养液中扩大培养，再提取有效成分D，D正确。 3．(不定项)利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质、抗逆性强的杂种植株。下图是7组杂种植株核DNA和线粒体DNA来源的鉴定结果。下列说法错误的是(　　) A.山金柑愈伤组织细胞无细胞壁，早花柠檬叶肉细胞去除细胞壁后才能与之融合 B．杂种植株是四倍体，线粒体基因来自山金柑 C．可以用射线诱导两种细胞原生质体的融合 D．杂种植株的培育克服了远缘杂交不亲和的障碍 ABC　解析：山金柑愈伤组织细胞的细胞壁很薄，具有很强的分裂和再生能力，A错误；杂种植株核DNA与早花柠檬核DNA完全相同，而早花柠檬属于二倍体生物，故杂种植株应该是二倍体，B错误；用射线照射容易引起基因突变，诱导植物细胞的原生质体融合，一般采用电融合法、离心法等，C错误；杂种植株的培育克服了远缘杂交不亲和的障碍，使远缘杂交成为可能，D正确。 二、非选择题 4．(2024·四平高二阶段练习)同源四倍体的紫花苜蓿被誉为“牧草之王”，但易造成家畜臌胀病；二倍体的百脉根因富含缩合单宁，饲喂时可防止家畜臌胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线，以期获得抗臌胀病的新型苜蓿。(注：IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段，R­6G可阻止线粒体的呼吸作用，两者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同) (1)据图可知，本研究主要利用的生物技术的原理是 ________________________________________________________________________。 在实验前需通过预实验来探究R­6G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______________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)步骤①可采用化学法进行诱导，化学法除聚乙二醇融合法外，还有________________法等。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________再生形成杂种细胞，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的培养基上，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的培养基上，最终得到杂种植株。请判断：得到的杂种植株，理论上是否可育？________。并简要阐述理由：____________________________________________________________________。 (4)在②过程中，会在培养基中加入蔗糖，蔗糖的作用是_______________________ _________________________________________________。与其他植株育种方法相比，植物体细胞杂交的突出优点是__________________。再生植株并未获得预期的遗传性状，根本原因是_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性　将获取的原生质体分别放置在不同浓度的R­6G或IOA溶液中，培养一段时间后，观察原生质体再生情况 (2)高Ca2＋—高pH融合　保持原生质体的完整性　细胞壁 (3)细胞分裂素　可育　杂种植株细胞中含有成对的同源染色体 (4)提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压　打破生殖隔离，实现远缘杂交　生物体基因表达是相互调控、相互影响的，杂种植株虽具备两个物种的遗传物质，但它们的表达相互干扰 解析：(1)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R­6G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R­6G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。(2)步骤①可采用化学法进行诱导，其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法，还有高Ca2＋—高pH融合法等。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，保持原生质体的完整性，防止原生质体吸水涨破。杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁，即融合后的原生质体再生出新的细胞壁形成杂种细胞，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的培养基上，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。长出芽后，再将其转接到诱导生根的培养基上，最终得到杂种植株。紫花苜蓿是四倍体，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，可见，杂种植株细胞中含有成对的同源染色体，能进行正常的减数分裂过程，因而表现为可育。(4)过程②为脱分化；蔗糖的作用是提供碳源、能源(或提供营养)和维持渗透压。植物体细胞杂交获得了杂种植株，打破了生殖隔离，实现了远缘杂交。杂种植株并未获得预期的遗传性状，根本原因是生物体基因表达是相互调控、相互影响的，杂种植株虽具备两个物种的遗传物质，但它们的表达相互干扰。 学科网（北京）股份有限公司 $$