内容正文:
专题02 植物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东日照·期中)三七具有防治癌症、抗衰老、降血压等功能,其主要活性成分皂苷尚不能人工合成,且三七容易受多种病毒侵染,导致其生长受阻、产量下降。科研人员利用三七幼茎进行脱毒苗培育和皂苷提取的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.次生代谢产物皂苷是三七生长和生存所必需的 B.过程②为再分化过程,该过程需要一定的光照
C.过程③获得的三七幼苗具有抗病毒的遗传特性 D.过程④主要通过增加细胞数量来提高皂苷产量
2.(24-25高二下·山东菏泽·期中)下列有关菊花组织培养的说法,错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B.诱导形成愈伤组织过程中不需要光照,但再分化过程需要光照
C.对外植体进行消毒时先用酒精后用次氯酸钠溶液依次处理
D.培养基中生长素、细胞分裂素的浓度是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素
3.(24-25高二下·山东·期中)植物细胞悬浮培养是指将游离的单细胞或小细胞团以一定的细胞密度悬浮在液体培养基中的培养方法,是制药和生物技术领域中常用的方法。某兴趣小组利用该方法培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,实验流程见下图。下列描述合理的是( )
A.胡萝卜根外植体脱分化前需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.胡萝卜根外植体脱分化形成愈伤组织是基因选择性表达的结果
C.可用胶原蛋白酶处理愈伤组织,制备悬浮细胞
D.可通过植物细胞悬浮培养,提高单个细胞中番茄红素的含量
4.(24-25高二下·山东菏泽·期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄(二倍体)和马铃薯(二倍体)的原生质体质膜上的蛋白质,下列说法错误的是( )
A.过程①常用的酶是纤维素酶和果胶酶
B.原生质体融合成功的标志是质膜表面既有红色荧光又有绿色荧光
C.实验中需要对培养基、所用器械进行灭菌处理
D.过程④培养得到的植物体理论上是可育的
5.(24-25高二下·山东菏泽·期中)下列关于图示植物细胞工程相关操作的说法,错误的是( )
A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B.步骤②保温18h可使酶充分发挥作用还可以让原生质体更好地沉降到培养皿底部
C.步骤③吸掉酶液后用清洗培养基清洗原生质体,可防止酶对原生质体造成持续作用
D.步骤⑤获得杂交植株体现了植物细胞的全能性
6.(24-25高二下·山东青岛·期中)在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列说法正确的是( )
A.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体并用酒精消毒30s
B.增加培养基的更换频率或在培养基中添加适量的抗氧化剂可提高组培的成功率
C.脱分化过程中光照有利于愈伤组织的形成,再分化过程中光照可诱导植物形态建成
D.组培后获得的试管苗需移栽到含蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界环境
7.(24-25高二下·山东日照·期中)甜叶菊为多年生菊科草本植物,所含甜菊糖的甜度高而热量低,是一种理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊种子小、发芽率低、根系弱等特点限制了甜菊糖的大量生产。下图为利用植物组织培养技术快速繁殖甜叶菊的流程示意图。下列说法错误的是( )
A.外植体先用酒精消毒30min,无菌水清洗后,再用次氯酸钠处理30s
B.过程①为外植体的脱分化,形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
C.生长素和细胞分裂素的浓度和比例都会影响到过程②的细胞发育方向
D.上述繁殖方式既可以实现甜叶菊的快速繁殖,又可以保持其优良性状
8.(24-25高二下·山东潍坊·期中)获取次生代谢产物的两种途径如图,下列说法正确的是( )
A.外植体可用乙醇和次氯酸钠混合液消毒
B.两种途径均利用了植物细胞的全能性
C.①②过程中的培养基所含生长素和细胞分裂素的比例不同
D.④过程主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
二、不定项选择题
9.(24-25高二下·山东菏泽·期中)农科人员选取普通小麦与黑麦远缘杂交获得的杂种种子胚,以及普通小麦种子胚、黑麦种子胚的愈伤组织进行液体悬浮培养,三种愈伤组织中的生物碱A、B、C和D含量如图所示,其中生物碱A具有抗菌的功能,生物碱B具有抗炎作用。下列分析正确的是( )
A.四种生物碱均属于植物细胞的次生代谢物
B.杂种胚诱导的愈伤组织细胞中生物碱A、C和D的含量均高于其他两种细胞的
C.诱导胚细胞脱分化形成愈伤组织时,生长素用量与细胞分裂素用量比例为1
D.若需提高生物碱B的产量,选用杂种胚愈伤组织进行培养效果最佳
10.(24-25高二下·山东潍坊·期中)科学家利用马铃薯和番茄叶片获取原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.过程①应将叶片上表皮向上,放置于低渗酶溶液中,以免细胞失水
B.过程②可以通过离心的方法将原生质体与细胞碎片分离开
C.过程③可用高Ca2+一高pH融合法促进原生质体融合
D.过程④中所用的培养基均为固体培养基
三、非选择题
11.(24-25高二下·山东菏泽·期中)苦马豆素(SW)最初是从苦马豆中分离得到的一种纯毒素,被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。研究人员利用细胞悬浮培养技术进行工厂化生产SW,实验流程如图所示。
(1)过程①为______,获得的愈伤组织的特点是______(至少写出两点)。
(2)苦马豆素属于______(填“初生”或“次生”)代谢物,利用该技术获取苦马豆素的优点是______。
(3)通过过程②获得的悬浮细胞所需的液体培养基需要先用______(填设备名称)进行灭菌,并且在培养过程中需要不断地搅拌,目的是__________。
(4)为研究不同浓度的SW对小鼠肿瘤细胞的影响,实验人员进行相关实验,结果如图。在实验过程中应将肿瘤细胞置于含______的气体环境中培养。为增加实验的严谨性,增加一组对照组,其处理为:____________,该实验结果表明:____________。
12.(24-25高二下·山东泰安·期中)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。
(1)为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的__________为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为____________和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,使甲原生质体的______和乙原生质体的____________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用_______________计数,确定原生质体密度。两种原生质体 1∶1 混合后,通过添加 适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是___________。
(3)将融合的原生质体分散固定在培养基中,并独立生长、分裂形成愈伤组织,研究人员推测愈伤组织来自融合的杂种细胞,理由是___________________。
(4)愈伤组织经_________形成胚状体。人工种子由人工种皮、胚状体和人工胚乳构成,某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水(A 组)相比,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水(B组)使胚状体的休眠时间变短。研究人员推测B组胚状体休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸,它能________,且脱落酸不耐高温。为了验证上述推测,可增加一组实 验(C 组),C组的处理是:____________。
一、单选题
1.(24-25高二下·山东青岛·期中)医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症,但自然界中产量低。图1为研究人员利用细胞工程获得紫杉醇的途径,图2为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。下列说法正确的是( )
A.图1中的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,其经过脱分化和再分化获得植株
B.若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离,则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁
C.图2获取紫杉醇的方法具有不占用耕地、不受季节限制的优点
D.培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是种内斗争比较激烈的结果
2.(24-25高二下·山东枣庄·期中)消毒、灭菌是生物学实验中常见的操作。下列有关说法正确的是( )
A.培养微生物时获得纯微生物培养物的关键是防止杂菌污染
B.植物组织培养时,外植体分别用酒精和次氯酸钠溶液处理30min即可
C.用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行干热灭菌处理
D.培养乳酸菌时,需在培养基中添加维生素,配制好的培养基需先灭菌后调节pH
3.(24-25高二下·山东青岛·期中)如图表示植物体细胞杂交的过程。其中,I过程向两种细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素(荧光色素不影响原生质体的活性),以获得不同荧光的原生质体。下列说法正确的是( )
A.I过程用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理去除细胞壁获得原生质体
B.可用灭活的病毒诱导原生质体融合获得两种荧光颜色的细胞d
C.V过程中需要更换培养基,两种培养基中细胞分裂素/生长素的比值不同
D.移栽后获得的杂种植株都能表现出两个亲本的优良性状
4.(24-25高二下·山东聊城·期中)海洋杜氏藻是一种单细胞绿藻,具有耐盐特性;紫球藻是一种单细胞红藻,是制备重要医药原料花生四烯酸的良好材料.且对青霉素有抗性。通过植物细胞工程技术,培育出了能在高盐海水中养殖且高产花生四烯酸的杂种藻类。下列叙述错误的是( )
A.用酶解法获取原生质体的过程需在等渗或高渗溶液中进行
B.用高Ca2+-高pH融合法可人工诱导原生质体的融合
C.在高盐培养基中添加青霉素可筛选出所需的杂种细胞
D.杂种细胞需脱分化形成愈伤组织后才能进一步发育
5.(24-25高二下·山东德州·期中)槲皮素存在于植物的叶片、花或果实中,可调控细胞增殖及细胞分化过程。为探究槲皮素在红松愈伤组织形成胚状体过程中的作用,研究者进行了相关实验,结果如图。下列说法正确的是( )
A.可将红松未成熟球果作为外植体诱导形成愈伤组织
B.槲皮素为5μmol·L-1时,有利于红松愈伤组织增殖和分化
C.不同浓度的槲皮素培养液对红松愈伤组织的增殖均起促进作用
D.将红松愈伤组织诱导形成叶片后进行细胞培养,可实现槲皮素的工厂化生产
6.(24-25高二下·山东德州·期中)植物在栽培过程中易受到病毒侵染,造成品质退化。某科研小组利用已感染菊花矮化类病毒(CSVd)和菊花B病毒(CVB)的菊花为实验材料,采取不同形式对植物进行脱毒,测得茎尖诱导分化成活率和脱毒效果如表。下列说法错误的是( )
脱毒方法
样本存活率(%)
脱CSVd率(%)
脱CVB率(%)
茎尖分生组织培养
77
20.78
44.16
热处理结合茎尖培养
71
36.62
63.38
抗病毒药物处理结合茎尖培养
71
46.48
49.30
A.茎尖的长度会影响样本存活率和脱毒率
B.只脱除CVB时,可选择热处理结合茎尖培养
C.茎尖用酒精和次氯酸钠消毒后,立即用蒸馏水清洗2~3次
D.脱毒苗移栽入土前需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
7.(24-25高二下·山东德州·期中)利用植物组织培养技术培育新植株的两种途径如图,下列说法正确的是( )
A.外植体a取自植株甲的不同部位时,形成的植株A遗传性状均相同
B.过程①可用PEG融合法直接将外植体b和c融合
C.过程②和脱分化阶段均需要给予适当时间和强度的光照
D.D2是不定形的薄壁组织团块,过程③所用的培养基是液体培养基
8.(24-25高二下·山东青岛·期中)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。科研人员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,过程如图。微生物原生质体的获得过程和植物体细胞杂交过程类似。下列说法错误的是( )
A.图中过程与植物体细胞杂交过程所依据的原理不完全相同
B.①过程还可用电融合、离心等方法促进原生质体融合
C.离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶
D.获得的融合株染色体数目是两个亲本染色体数之和
二、不定项选择题
9.(24-25高二下·山东日照·期中)花椰菜的杂种优势在生产上应用广泛。利用雄性不育系生产杂交种子,可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术可以实现雄性不育基因的转移,下图为利用该技术成功获得含有雄性不育基因花椰菜植株的流程图,下列说法正确的是( )
A.通过该技术获得的杂种植株含有供体的全部遗传物质
B.含叶绿体且形态较大的细胞可初步判定为异源原生质体
C.获得的异源原生质体需放在无菌水中培养,以防杂菌污染
D.杂种植株的雄性不育基因可能来自油菜叶肉细胞的细胞质
10.(24-25高二下·山东德州·期中)植物体细胞杂交技术中一个关键的环节是原生质体间的融合,在原生质体悬浮液中加入PEG,细胞可在PEG分子的作用下发生粘连而融合,下表表示PEG的用量对原生质体融合的影响。下列说法错误的是( )
编号
PEG用量(μL)
融合率(%)
细胞碎片
1
20
6.5
+
2
40
15.5
+
3
60
19.4
+
4
80
20.4
++
5
100
21.6
+++
注:各组原生质体悬浮液用量均为100μL
“+”表示少量;“++”表示较多;“+++”表示非常多
A.需用纤维素酶和果胶酶制备植物细胞的原生质体
B.细胞碎片是细胞在悬浮液中涨破而得到的细胞结构
C.诱导原生质体融合的方法除了使用PEG外,还可以用离心法
D.诱导原生质体融合的最适PEG用量为100μL
三、非选择题
11.(24-25高二下·山东菏泽·期中)科研人员通过不对称体细胞杂交技术,将野生油菜(2n=18)与X射线处理的拟南芥(2n=10)原生质体融合。经X射线处理的拟南芥原生质体细胞核部分失活。杂种细胞中检测到拟南芥抗病基因表达,同时野生油菜基因表达受到部分抑制。
(1)用X射线处理拟南芥原生质体的目的是______。
(2)过程②中将愈伤组织加入含有______的溶液去壁并分离出原生质体。诱导原生质体融合时,除了可以使用聚乙二醇融合法外,还可用_______融合法进行化学方法的诱导。
(3)推测杂种细胞中野生油菜基因表达受到部分抑制的两个可能原因_______。
(4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型
染色体数目、形态
DNA分子标记鉴定
甲
18,形态与野生油菜染色体相似
含双亲DNA片段
乙
18,形态与野生油菜染色体相似
无拟南芥DNA片段
丙
18,形态与野生油菜染色体相似
含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中______类型一定不是所需植株。由此推测杂种植株的染色体主要来源于亲本野生油菜的染色体,另一方亲本的遗传物质可能以_____(填“染色体”或“DNA片段”)的形式进行了整合,作出该推测的依据是______。
12.(24-25高二下·山东德州·期中)罗汉果甜苷V是从罗汉果果实中提取的一种化学物,具有祛痰镇咳、抗氧化、降血糖等功能。研究人员为了大量获得罗汉果甜苷V,采取了植物细胞悬浮培养的方法。下图表示在悬浮培养液中细胞干重、细胞最大生长速率及各种化合物量的变化。
(1)培养液中蔗糖的作用有______(答出两点即可),NaH2PO4可用于合成的生物大分子是______。在悬浮培养过程中,需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养,其目的是______。
(2)据图分析,细胞干重在25天后开始下降的原因可能是______。
(3)受NH4NO3、NaH2PO4两种物质的限制,罗汉果细胞在第9天后生长速率显著下降,为探究哪种物质影响更大,写出实验思路:______。
(4)为了获得高产罗汉果甜苷V植物突变体,通常选择愈伤组织进行诱变处理,原因是______。
一、单选题
1.(24-25高二下·山东德州·期中)利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是( )
A.筛选硝化细菌时,培养基中无需添加碳源和氮源
B.获得单细胞蛋白时,应采用过滤、沉淀等方法
C.培育抗盐番茄—马铃薯时,应用盐水浇灌杂种植株
D.培育抗虫棉时,可用抗原—抗体杂交检测抗虫基因是否表达
二、不定项选择题
2.(24-25高二下·山东·期中)花椰菜容易遭受病菌侵害,形成病斑。紫罗兰具有一定的抗病性。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。利用流式细胞仪测定植物细胞的DNA含量,筛选出融合原生质体。下图是科研人员测定三种不同细胞的DNA含量,其中一种是融合细胞。以下叙述错误的是( )
A.通常在低渗溶液中利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体
B.C细胞是融合的细胞,包括同种细胞融合形成的和异种细胞融合形成的
C.可直接诱导筛选出的杂种细胞再分化形成杂种植株
D.利用植物体细胞杂交技术繁殖后代属于无性繁殖
三、非选择题
3.(24-25高二下·山东日照·期中)马铃薯软腐病是一种块茎腐烂性疾病。马铃薯二倍体野生种不结块茎,但对软腐病具有较高抗性。科研人员利用抗病的二倍体马铃薯野生种(2n=24)和易感病的四倍体马铃薯栽培种(4n=48)进行体细胞杂交,获得抗软腐病的马铃薯。具体操作如图1所示。
(1)图1中过程①常用_________处理马铃薯野生种和马铃薯栽培种的细胞以获得原生质体。过程②可采用聚乙二醇融合法、_________法等化学法诱导原生质体融合。
(2)杂种细胞经过程③④培育成再生植株,该技术依据的生物学原理是__________________.
(3)在植物体细胞杂交过程中,染色体丢失是一种常见现象,尤其当亲本亲缘关系较远时更为显著。科研人员借助流式细胞仪测定马铃薯野生种、马铃薯栽培种和再生植株的体细胞DNA相对含量,结果如图2所示,由结果推测再生植株细胞中的染色体丢失情况是_________。
(4)为确定该再生植株是否符合育种要求,还需在个体水平对其进行_________鉴定。
4.(24-25高二下·山东枣庄·期中)“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。依据该原理,将抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘蓝型油菜进行体细胞杂交获得了抗黑胫病的甘蓝型油菜新品种,过程如下图所示。
(1)步骤①利用酶分解甘蓝型油菜细胞的_______成分。步骤③的化学方法有______,经过该步骤获得的融合的原生质体不能在清水中培养,原因是______。
(2)步骤④表示_________过程,该过程中细胞分裂素:生长素的值_____(填“>”、“<”或“=”)1,会促进生根。
(3)植物体细胞杂交技术的优势是__________。“不对称体细胞杂交”技术应用的生物学原理有______(答出2点)。
试卷第1页,共3页
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专题02 植物细胞工程
一、单选题
1.(24-25高二下·山东日照·期中)三七具有防治癌症、抗衰老、降血压等功能,其主要活性成分皂苷尚不能人工合成,且三七容易受多种病毒侵染,导致其生长受阻、产量下降。科研人员利用三七幼茎进行脱毒苗培育和皂苷提取的过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.次生代谢产物皂苷是三七生长和生存所必需的 B.过程②为再分化过程,该过程需要一定的光照
C.过程③获得的三七幼苗具有抗病毒的遗传特性 D.过程④主要通过增加细胞数量来提高皂苷产量
【答案】D
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
【详解】A、次生代谢产物不是植物生长所必需的,A错误;
B、过程②是愈伤组织增殖的过程,不需要光照,B错误;
C、由于采用的外植体是茎尖,含有病毒少,所以过程③获得的三七幼苗含有病毒少,属于脱毒苗,不属于抗毒苗,C错误;
D、过程④是将愈伤组织分割扩大培养,主要通过增加细胞数量来提高皂苷产量,D正确。
故选D。
2.(24-25高二下·山东菏泽·期中)下列有关菊花组织培养的说法,错误的是( )
A.植物组织培养的理论基础是植物细胞具有全能性
B.诱导形成愈伤组织过程中不需要光照,但再分化过程需要光照
C.对外植体进行消毒时先用酒精后用次氯酸钠溶液依次处理
D.培养基中生长素、细胞分裂素的浓度是影响该过程中植物细胞发育方向的关键因素
【答案】D
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育形成植株。
【详解】A、已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能,植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一,A正确;
B、外植体脱分化形成愈伤组织的过程一般不需要光照,但愈伤组织再分化形成胚状体的过程需要光照,B正确;
C、植物组织培养时外植体用流水充分清洗后用体积分数为70%的酒精消毒30s,用无菌水清洗2-3次,再用次氯酸钠溶液处理30分钟,立即用无菌水清洗2-3次,C正确;
D、生长素和细胞分裂素的浓度和比例等会影响植物细胞的发育方向,是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,D错误。
故选D。
3.(24-25高二下·山东·期中)植物细胞悬浮培养是指将游离的单细胞或小细胞团以一定的细胞密度悬浮在液体培养基中的培养方法,是制药和生物技术领域中常用的方法。某兴趣小组利用该方法培养胡萝卜细胞并获取番茄红素,实验流程见下图。下列描述合理的是( )
A.胡萝卜根外植体脱分化前需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠的混合液消毒
B.胡萝卜根外植体脱分化形成愈伤组织是基因选择性表达的结果
C.可用胶原蛋白酶处理愈伤组织,制备悬浮细胞
D.可通过植物细胞悬浮培养,提高单个细胞中番茄红素的含量
【答案】B
【分析】植物细胞培养是指在离体条件下对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖的技术。
【详解】A、胡萝卜根外植体脱分化前需用适宜浓度的乙醇和次氯酸钠先后分别处理,A错误;
B、胡萝卜根外植体脱分化形成愈伤组织是在离体及适宜的培养条件下基因选择性表达的结果,B正确;
C、胶原蛋白酶可用来处理动物细胞制备动物细胞悬液,不能处理植物细胞,C错误;
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞生长的培养条件,增加细胞数量,从而提高次生代谢物的总量,而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
故选B
4.(24-25高二下·山东菏泽·期中)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—马铃薯杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄(二倍体)和马铃薯(二倍体)的原生质体质膜上的蛋白质,下列说法错误的是( )
A.过程①常用的酶是纤维素酶和果胶酶
B.原生质体融合成功的标志是质膜表面既有红色荧光又有绿色荧光
C.实验中需要对培养基、所用器械进行灭菌处理
D.过程④培养得到的植物体理论上是可育的
【答案】B
【分析】分析题图: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;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、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,在植物体细胞杂交过程中,去除细胞壁获得原生质体常用纤维素酶和果胶酶,A正确;
B、原生质体融合成功的标志是再生出新的细胞壁,而不是质膜表面既有红色荧光又有绿色荧光,B错误;
C、在植物组织培养等实验中,为了防止杂菌污染,需要对培养基、所用器械进行灭菌处理,C正确;
D、番茄和马铃薯都是二倍体,经过体细胞杂交得到的杂种植株是四倍体,理论上含有同源染色体,是可育的,D正确。
故选B。
5.(24-25高二下·山东菏泽·期中)下列关于图示植物细胞工程相关操作的说法,错误的是( )
A.叶片经消毒后需用流水多次冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用
B.步骤②保温18h可使酶充分发挥作用还可以让原生质体更好地沉降到培养皿底部
C.步骤③吸掉酶液后用清洗培养基清洗原生质体,可防止酶对原生质体造成持续作用
D.步骤⑤获得杂交植株体现了植物细胞的全能性
【答案】A
【分析】植物体细胞杂交技术指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,其过程为:植物细胞A与植物细胞B用纤维素酶和果胶酶处理,得到不含细胞壁的原生质体A和原生质体B,运用物理方法或是化学方法诱导融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培养成杂种植物体。
【详解】A、叶片经消毒后需用无菌水冲洗,以避免消毒剂长时间作用而产生毒害作用,A错误;
B、植物细胞壁的主要成分是纤维素酶和果胶酶,利用纤维素酶和果胶酶处理可获得原生质体,由图中①→②的过程可知,步骤②保温18h可使酶充分发挥作用还可以让原生质体更好地沉降到培养皿底部,B正确;
C、步骤③吸掉酶液后用清洗培养基清洗原生质体,可终止酶反应,避免持续损伤原生质体,C正确;
D、步骤⑤是将杂交细胞培养为杂种植株,利用了植物组织培养技术,体现了植物细胞的全能性,D正确。
故选A。
6.(24-25高二下·山东青岛·期中)在蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。褐变会引起细胞生长停滞甚至死亡,导致蓝莓组织培养失败。下列说法正确的是( )
A.宜选用蓝莓成熟叶片为材料制备外植体并用酒精消毒30s
B.增加培养基的更换频率或在培养基中添加适量的抗氧化剂可提高组培的成功率
C.脱分化过程中光照有利于愈伤组织的形成,再分化过程中光照可诱导植物形态建成
D.组培后获得的试管苗需移栽到含蔗糖和多种植物激素的基质上以适应外界环境
【答案】B
【分析】蓝莓组织培养过程中,外植体切口处细胞被破坏,多酚类化合物被氧化成褐色醌类化合物,这一过程称为褐变。减少褐变的措施有:减少氧化剂的浓度,如勤换培养基,或添加抗氧化剂。在植物组织培养的过程中,一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体。
【详解】A、蓝莓成熟叶片细胞分化程度高,一般选用代谢旺盛、再生能力强的器官或组织为材料制备外植体,A错误;
B、增加培养基更换频率可及时移除积累的褐化产物,减轻毒性;添加抗氧化剂抑制多酚氧化酶活性,减少褐变,有利于提高组培的成功率,B正确;
C、脱分化过程需要避光,C错误;
D、试管苗移栽时需过渡到不含蔗糖和激素的基质(避免依赖人工培养基),逐步适应自然环境,D错误。
故选B。
7.(24-25高二下·山东日照·期中)甜叶菊为多年生菊科草本植物,所含甜菊糖的甜度高而热量低,是一种理想的蔗糖替代甜味剂。甜叶菊种子小、发芽率低、根系弱等特点限制了甜菊糖的大量生产。下图为利用植物组织培养技术快速繁殖甜叶菊的流程示意图。下列说法错误的是( )
A.外植体先用酒精消毒30min,无菌水清洗后,再用次氯酸钠处理30s
B.过程①为外植体的脱分化,形成的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块
C.生长素和细胞分裂素的浓度和比例都会影响到过程②的细胞发育方向
D.上述繁殖方式既可以实现甜叶菊的快速繁殖,又可以保持其优良性状
【答案】A
【分析】植物组织培养是将离体的植物组织在含有营养物质和植物激素等的培养基中无菌培养,使其形成芽、根,并发育成完整植株的技术。植株组织培养的对象是用于培养的植物器官和组织。培养的目的可以是得到完整植株,也可以是愈伤组织或器官等。
【详解】A、外植体先用酒精消毒30s,无菌水清洗后,再用次氯酸钠处理30min,A错误;
B、过程①为外植体的脱分化形成的愈伤组织的过程,愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,B正确;
C、生长素和细胞分裂素的浓度和比例都会影响到过程②再分化的细胞发育方向,例如生长素与细胞分裂素比值高,促进根的发生,C正确;
D、上述繁殖方式属于无性繁殖,可以实现甜叶菊的快速繁殖,又可以保持其优良性状,D正确。
故选A。
8.(24-25高二下·山东潍坊·期中)获取次生代谢产物的两种途径如图,下列说法正确的是( )
A.外植体可用乙醇和次氯酸钠混合液消毒
B.两种途径均利用了植物细胞的全能性
C.①②过程中的培养基所含生长素和细胞分裂素的比例不同
D.④过程主要利用促进细胞生长的培养条件提高单个细胞中次生代谢物的含量
【答案】C
【分析】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,因此人们期望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。
【详解】A、外植体消毒通常先用体积分数为70% 的酒精消毒30 - 60s,然后用无菌水清洗2 - 3 次,再用次氯酸钠溶液处理30min 左右,最后用无菌水清洗3 - 5 次,不是乙醇和次氯酸钠混合液消毒,A错误;
B、细胞的全能性是指已经分化的细胞,仍然具有发育成完整个体的潜能。图中途径一获得了完整植株,利用了植物细胞的全能性;途径二只是从细胞悬液中获取次生代谢产物,没有发育成完整个体,未利用植物细胞的全能性,B错误;
C、 ①过程是脱分化,②过程是再分化,脱分化和再分化过程中培养基所含生长素和细胞分裂素的比例不同。生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值适中时,促进愈伤组织的形成,C正确;
D、④过程主要是利用促进细胞分裂的培养条件,增加细胞数量,从而提高次生代谢产物的总量,而不是提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
故选C。
二、不定项选择题
9.(24-25高二下·山东菏泽·期中)农科人员选取普通小麦与黑麦远缘杂交获得的杂种种子胚,以及普通小麦种子胚、黑麦种子胚的愈伤组织进行液体悬浮培养,三种愈伤组织中的生物碱A、B、C和D含量如图所示,其中生物碱A具有抗菌的功能,生物碱B具有抗炎作用。下列分析正确的是( )
A.四种生物碱均属于植物细胞的次生代谢物
B.杂种胚诱导的愈伤组织细胞中生物碱A、C和D的含量均高于其他两种细胞的
C.诱导胚细胞脱分化形成愈伤组织时,生长素用量与细胞分裂素用量比例为1
D.若需提高生物碱B的产量,选用杂种胚愈伤组织进行培养效果最佳
【答案】ABC
【分析】植物的组织培养指的是在无菌的条件下,将植物的茎尖、茎段或是叶片等切成小块,培养在特制的培养基上,通过细胞的增殖和分化,使它逐渐发育成完整的植物体,利用了植物细胞全能性的特点。
【详解】A、次生代谢不是植物生长发育所必需的,次生代谢过程中,所产生的具有生态或药理作用的化合物,称为次生代谢物,四种生物碱均属于植物细胞的次生代谢物,A正确;
B、据图可知,杂种胚诱导的愈伤组织细胞中生物碱A、C和D的含量均高于其他两种细胞的,B正确;
C、生长素用量与细胞分裂素用量比例为1,有利于诱导胚细胞脱分化形成愈伤组织,C正确;
D、据图可知,若需提高生物碱B的产量,应选用普通小麦胚愈伤组织进行培养效果最佳,D错误。
故选ABC。
10.(24-25高二下·山东潍坊·期中)科学家利用马铃薯和番茄叶片获取原生质体并进行细胞杂交,最终获得了杂种植株,相关过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.过程①应将叶片上表皮向上,放置于低渗酶溶液中,以免细胞失水
B.过程②可以通过离心的方法将原生质体与细胞碎片分离开
C.过程③可用高Ca2+一高pH融合法促进原生质体融合
D.过程④中所用的培养基均为固体培养基
【答案】BCD
【分析】植物体细胞杂交要将不同种的植物细胞诱导融合成一个杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。在融合之前需先用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁获得原生质体,杂种细胞再生出新的细胞壁是细胞融合完成的标志。
【详解】A、过程①是用酶解法去除细胞壁获得原生质体,应将叶片下表皮(下表皮气孔多,有利于酶与细胞接触)向下,放置于等渗或略高渗酶溶液中,若置于低渗溶液中,原生质体可能会吸水涨破,A错误;
B、过程②中,由于原生质体与细胞碎片的质量等存在差异,可以通过离心的方法将原生质体与细胞碎片分离开,B正确;
C、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,④过程可用高Ca2+—高pH融合法,目的是促进原生质体融合,C正确;
D、过程④为植物组织培养过程,脱分化和再分化过程中均使用固体培养基,D正确。
故选BCD。
三、非选择题
11.(24-25高二下·山东菏泽·期中)苦马豆素(SW)最初是从苦马豆中分离得到的一种纯毒素,被认为是“未来的肿瘤治疗药物”。研究人员利用细胞悬浮培养技术进行工厂化生产SW,实验流程如图所示。
(1)过程①为______,获得的愈伤组织的特点是______(至少写出两点)。
(2)苦马豆素属于______(填“初生”或“次生”)代谢物,利用该技术获取苦马豆素的优点是______。
(3)通过过程②获得的悬浮细胞所需的液体培养基需要先用______(填设备名称)进行灭菌,并且在培养过程中需要不断地搅拌,目的是__________。
(4)为研究不同浓度的SW对小鼠肿瘤细胞的影响,实验人员进行相关实验,结果如图。在实验过程中应将肿瘤细胞置于含______的气体环境中培养。为增加实验的严谨性,增加一组对照组,其处理为:____________,该实验结果表明:____________。
【答案】(1) 脱分化 未分化、无定形的薄壁组织团块
(2) 次生 不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制
(3) 高压蒸汽灭菌锅 增加培养液中溶解氧量,使培养细胞与培养液充分接触
(4) 95%的空气和5%的CO2 加入不含SW的培养液,其他培养条件相同 在实验条件下,SW浓度越高,对小鼠肿瘤细胞的抑制作用越强
【分析】植物组培的大致过程:在无菌条件下,将植物器官或组织(如芽、茎尖、根尖或花药)的一部分切下来,用纤维素酶与果胶酶处理用以去掉细胞壁,使之露出原生质体,然后放在适当的人工培养基上进行培养,这些器官或组织就会进行细胞分裂,形成新的组织。不过这种组织没有发生分化,只是一团薄壁细胞,叫做愈伤组织。在适合的光照、温度和一定的营养物质与激素等条件下,愈伤组织便开始分化,产生出植物的各种器官和组织,进而发育成一棵完整的植株。植物组培的简单过程:剪接植物器官或组织——经过脱分化(也叫去分化)形成愈伤组织——再经过再分化形成组织或器官——经过培养发育成一颗完整的植株。
【详解】(1)过程①是由苦马豆茎尖外植体形成愈伤组织,为脱分化 ,脱分化是让已分化细胞恢复分裂能力形成愈伤组织的过程 。愈伤组织的特点是排列疏松、无规则;高度液泡化;呈无定形状态的薄壁细胞,愈伤组织细胞具有较强分裂能力,结构上无特定组织分化 。
(2)苦马豆素不是植物生长发育必需的物质,属于次生代谢物,次生代谢物是植物在特定条件下产生的非必需代谢产物,有特殊生理活性 。利用细胞悬浮培养技术获取苦马豆素的优点是不占用耕地,快速、高效;可大规模生产;不受季节、气候等环境因素限制等,细胞培养可在人工控制条件下持续增殖细胞,高效合成产物。
(3)液体培养基灭菌常用高压蒸汽灭菌锅 ,通过高温高压杀灭培养基中所有微生物及芽孢等。培养过程中不断搅拌的目的是保证细胞与培养液充分接触,有利于营养物质的供应和代谢产物的排出;增加溶氧量等,有利于细胞的生长。
(4)动物细胞培养时,气体环境是含95%空气和5%CO2,空气提供氧气,CO2维持培养液 pH。为增加实验的严谨性,增加一组对照组,对照组应是取等量的小鼠肿瘤细胞,置于含等量的生理盐水(或不含SW 的培养液)的相同条件中培养 ,排除SW以外因素对实验结果的影响。实验结果表明 苦马豆素(SW )能抑制小鼠肿瘤细胞存活,且在一定范围内(图示浓度区间),随SW浓度升高,抑制作用增强,从图中细胞存活率随 SW 浓度升高而降低可得出此结论。
12.(24-25高二下·山东泰安·期中)甲植物细胞核基因具有耐盐碱效应,乙植物细胞质基因具有高产效应。某研究小组用甲、乙两种植物细胞进行体细胞杂交相关研究,基本过程包括获取原生质体、诱导原生质体融合、筛选融合细胞、杂种植株再生和鉴定,最终获得高产耐盐碱再生植株。
(1)为了便于观察细胞融合的状况,通常用不同颜色的原生质体进行融合,若甲植物原生质体采用幼苗的根为外植体,则乙植物可用幼苗的__________为外植体。
(2)植物细胞壁的主要成分为____________和果胶,在获取原生质体时,常采用相应的酶进行去壁处理。在原生质体融合前,需对原生质体进行处理,使甲原生质体的______和乙原生质体的____________失活。对处理后的原生质体在显微镜下用_______________计数,确定原生质体密度。两种原生质体 1∶1 混合后,通过添加 适宜浓度的PEG进行融合;一定时间后,加入过量的培养基进行稀释,稀释的目的是___________。
(3)将融合的原生质体分散固定在培养基中,并独立生长、分裂形成愈伤组织,研究人员推测愈伤组织来自融合的杂种细胞,理由是___________________。
(4)愈伤组织经_________形成胚状体。人工种子由人工种皮、胚状体和人工胚乳构成,某实验研究发现,与添加用过滤除菌法处理的椰子水(A 组)相比,人工胚乳中添加用湿热灭菌法处理的椰子水(B组)使胚状体的休眠时间变短。研究人员推测B组胚状体休眠时间短的原因是脱落酸被破坏。作出上述推测的依据是:椰子水中有脱落酸,它能________,且脱落酸不耐高温。为了验证上述推测,可增加一组实 验(C 组),C组的处理是:____________。
【答案】(1)叶
(2) 纤维素 细胞质 细胞核 血细胞计数板 降低PEG浓度使其失去融合作用,结束融合过程
(3)同种融合的原生质体因细胞核或细胞质失活而不能生长、分裂,杂种细胞由于细胞核和细胞质均有活性,可以分裂、生长
(4) 再分化 促进胚状体休眠 培养基中先添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水后再加脱落酸
【分析】植物体细胞杂交技术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】(1)为了便于观察细胞融合状况,需使用不同颜色的原生质体。甲植物采用幼苗的根(通常颜色较浅或无色),乙植物应选择颜色差异明显的部分,如幼苗的叶(含叶绿体,呈绿色),融合后可通过颜色差异区分杂种细胞。
(2)①植物细胞壁主要由纤维素和果胶构成,使用纤维素酶和果胶酶可去除细胞壁获得原生质体。②甲植物耐盐碱基因位于细胞核,需保留其细胞核活性;③乙植物高产基因位于细胞质(如线粒体或叶绿体),需保留其细胞质活性。 因此,处理使甲原生质体的细胞质失活(保留核基因功能),乙原生质体的细胞核失活(保留细胞质基因功能)。融合后,杂种细胞同时具备活性的甲细胞核和乙细胞质,才能表达耐盐碱和高产性状。④血细胞计数板是常用的细胞计数工具,可对处理后的原生质体计数。⑤PEG(聚乙二醇)促进原生质体融合,但高浓度PEG会损伤细胞。加入过量培养基稀释可降低PEG浓度使其失去融合作用,结束融合过程。
(3)甲同源融合细胞:细胞质失活,无法进行代谢活动。 乙同源融合细胞:细胞核失活,无法进行DNA复制和分裂。杂种细胞(甲核 + 乙质):同时具备活性细胞核(支持分裂)和活性细胞质(支持代谢),可以分裂、生长。因此推测愈伤组织来自融合的杂种细胞,理由是同种融合的原生质体因细胞核或细胞质失活而不能生长、分裂,杂种细胞由于细胞核和细胞质均有活性,可以分裂、生长。
(4)①愈伤组织为未分化细胞团,通过再分化过程可形成胚状体(类似合子胚的结构)。②脱落酸(ABA)是植物激素,主要作用是促进休眠、抑制萌发。据题意推测它能促进胚状体休眠。③验证推测的逻辑:若B组休眠时间短是因高压蒸汽灭菌破坏了脱落酸,则补充外源脱落酸应恢复休眠。因此C组的处理是:培养基中先添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水后再加脱落酸。
一、单选题
1.(24-25高二下·山东青岛·期中)医学研究发现紫杉醇能有效治疗某些癌症,但自然界中产量低。图1为研究人员利用细胞工程获得紫杉醇的途径,图2为三种红豆杉细胞培养过程中细胞数量与紫杉醇产量的数据图。下列说法正确的是( )
A.图1中的愈伤组织是不定形的薄壁组织团块,其经过脱分化和再分化获得植株
B.若在细胞分离过程中使用盐酸进行解离,则植物细胞继续增殖前需再生细胞壁
C.图2获取紫杉醇的方法具有不占用耕地、不受季节限制的优点
D.培养后期紫杉醇产量出现下降的原因可能是种内斗争比较激烈的结果
【答案】C
【分析】紫杉醇产量的高低取决于培养的细胞数量的多少,而环境因素会影响细胞生长。图1中紫杉醇可来自植株或细胞培养物。
【详解】A、外植体经过脱分化形成愈伤组织,而愈伤组织经过再分化形成植株,A错误;
B、盐酸会杀死细胞,不能用盐酸分离细胞,B错误;
C、图2获取紫杉醇的方法利用了植物细胞培养的技术,具有不占用耕地、不受季节限制的优点,C正确;
D、培养后期紫杉醇产量出现下降的原因包括活细胞数量减少、某些代谢产物积累等,D错误。
故选C。
2.(24-25高二下·山东枣庄·期中)消毒、灭菌是生物学实验中常见的操作。下列有关说法正确的是( )
A.培养微生物时获得纯微生物培养物的关键是防止杂菌污染
B.植物组织培养时,外植体分别用酒精和次氯酸钠溶液处理30min即可
C.用接种环接种时,取菌种前和接种后都需将接种环进行干热灭菌处理
D.培养乳酸菌时,需在培养基中添加维生素,配制好的培养基需先灭菌后调节pH
【答案】A
【分析】培养基一般含有水、碳源、氮源、无机盐等。常用的接种方法:平板划线法和稀释涂布平板法。常用的灭菌方法:干热灭菌法、灼烧灭菌法、高压蒸汽灭菌法。
【详解】A、培养微生物时获得纯微生物培养物的关键是防止杂菌污染,A正确;
B、植物组织培养时需将流水充分冲洗后的外植体用酒精消毒30s,后立即用无菌水清洗2~3次;再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次,B错误;
C、每次使用接种环前、后都要进行灼烧灭菌处理,并要注意待接种环冷却后才能使用,C错误;
D、培养乳酸菌时,需要在培养基中添加维生素,配制好的培养基需先调节pH后灭菌,D错误。
故选A。
3.(24-25高二下·山东青岛·期中)如图表示植物体细胞杂交的过程。其中,I过程向两种细胞的酶解液中分别加入红、绿荧光色素(荧光色素不影响原生质体的活性),以获得不同荧光的原生质体。下列说法正确的是( )
A.I过程用胰蛋白酶或胶原蛋白酶处理去除细胞壁获得原生质体
B.可用灭活的病毒诱导原生质体融合获得两种荧光颜色的细胞d
C.V过程中需要更换培养基,两种培养基中细胞分裂素/生长素的比值不同
D.移栽后获得的杂种植株都能表现出两个亲本的优良性状
【答案】C
【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的操作为去除植物细胞的细胞壁,用纤维素酶和果胶酶处理,得到原生质体,A错误;
B、灭活的病毒诱导法适合用于诱导动物细胞融合,B错误;
C、在植物组织培养过程中,向培养基中加入生长素和细胞分裂素,生长素/细胞分裂素的比值高诱导生根,比值低诱导生芽,比值适中诱导形成愈伤组织,因此V过程中需要更换培养基,两种培养基中细胞分裂素/生长素的比值不同,C正确;
D、虽然杂种细胞可融合双亲的遗传物质,但由于基因的选择性表达、基因互作等原因,杂种植株的性状可能不完全同时表现双亲的优良性状,甚至可能出现中间性状或新性状,D错误。
故选C。
4.(24-25高二下·山东聊城·期中)海洋杜氏藻是一种单细胞绿藻,具有耐盐特性;紫球藻是一种单细胞红藻,是制备重要医药原料花生四烯酸的良好材料.且对青霉素有抗性。通过植物细胞工程技术,培育出了能在高盐海水中养殖且高产花生四烯酸的杂种藻类。下列叙述错误的是( )
A.用酶解法获取原生质体的过程需在等渗或高渗溶液中进行
B.用高Ca2+-高pH融合法可人工诱导原生质体的融合
C.在高盐培养基中添加青霉素可筛选出所需的杂种细胞
D.杂种细胞需脱分化形成愈伤组织后才能进一步发育
【答案】D
【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。2、过程分析:(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等.化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)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。
【详解】A、植物细胞去除细胞壁后得到原生质体,原生质体没有细胞壁的保护和支持。如果在低渗溶液中,原生质体会吸水涨破,所以用酶解法获取原生质体的过程需在等渗或高渗溶液中进行,A正确;
B、人工诱导原生质体融合的方法有物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇、高Ca2+ - 高 pH 等),B正确;
C、海洋杜氏藻耐盐,紫球藻对青霉素有抗性,杂种细胞既耐盐又对青霉素有抗性。在高盐培养基中添加青霉素,只有杂种细胞既能适应高盐环境又能抗青霉素,从而可筛选出所需的杂种细胞,C正确;
D、藻类是单细胞生物,杂种细胞直接进行有丝分裂等进一步发育,不需要脱分化形成愈伤组织,D错误。
故选D。
5.(24-25高二下·山东德州·期中)槲皮素存在于植物的叶片、花或果实中,可调控细胞增殖及细胞分化过程。为探究槲皮素在红松愈伤组织形成胚状体过程中的作用,研究者进行了相关实验,结果如图。下列说法正确的是( )
A.可将红松未成熟球果作为外植体诱导形成愈伤组织
B.槲皮素为5μmol·L-1时,有利于红松愈伤组织增殖和分化
C.不同浓度的槲皮素培养液对红松愈伤组织的增殖均起促进作用
D.将红松愈伤组织诱导形成叶片后进行细胞培养,可实现槲皮素的工厂化生产
【答案】A
【分析】植物组织培养即植物无菌培养技术,又称离体培养,是根据植物细胞具有全能性的理论,利用植物体离体的器官(如根、茎、叶、茎尖、花、果实等)、组织(如形成层、表皮、皮层、髓部细胞、胚乳等)或细胞(如大孢子、小孢子、体细胞等)以及原生质体,在无菌和适宜的人工培养基及温度等人工条件下,能诱导出愈伤组织、不定芽、不定根,最后形成完整的植株的技术。
【详解】A、红松未成熟球果具有全能性,可以作为外植体诱导形成愈伤组织,A正确;
B、从图中看出槲皮素为5μmol·L-1时,有利于愈伤组织增殖,但胚状体数量少,所以不利于愈伤组织分化,B错误;
C、当槲皮素为50和100μmol·L-1时,愈伤组织增殖率低于不添加槲皮素,所以对愈伤组织增殖有抑制作用,C错误;
D、实现槲皮素的工厂化生产,直接将愈伤组织进行细胞培养,D错误。
故选A。
6.(24-25高二下·山东德州·期中)植物在栽培过程中易受到病毒侵染,造成品质退化。某科研小组利用已感染菊花矮化类病毒(CSVd)和菊花B病毒(CVB)的菊花为实验材料,采取不同形式对植物进行脱毒,测得茎尖诱导分化成活率和脱毒效果如表。下列说法错误的是( )
脱毒方法
样本存活率(%)
脱CSVd率(%)
脱CVB率(%)
茎尖分生组织培养
77
20.78
44.16
热处理结合茎尖培养
71
36.62
63.38
抗病毒药物处理结合茎尖培养
71
46.48
49.30
A.茎尖的长度会影响样本存活率和脱毒率
B.只脱除CVB时,可选择热处理结合茎尖培养
C.茎尖用酒精和次氯酸钠消毒后,立即用蒸馏水清洗2~3次
D.脱毒苗移栽入土前需移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中
【答案】C
【分析】植物的组织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、在植物组织培养中,茎尖分生组织的长度确实会影响存活率和脱毒率。如较短的茎尖(如0.1-0.5 mm)脱毒效果更好,因为病毒侵染较少,但存活率较低,A正确;
B、表格数据显示,热处理结合茎尖培养的脱CVB率为63.38%,高于茎尖分生组织培养(44.16%)和抗病毒药物处理结合茎尖培养(49.30%),因此可选择热处理结合茎尖培养,B正确;
C、将流水充分冲洗后的茎尖用酒精消毒30s,然后立即用无菌水清洗2〜3次;再用次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2〜3次,C错误;
D、在脱毒苗移栽过程中,为防止再次感染和适应环境,试管苗需先移植到无菌、排水良好的过渡介质(如消过毒的蛭石或珍珠岩)中进行驯化,再逐步移入土壤,D正确。
故选C。
7.(24-25高二下·山东德州·期中)利用植物组织培养技术培育新植株的两种途径如图,下列说法正确的是( )
A.外植体a取自植株甲的不同部位时,形成的植株A遗传性状均相同
B.过程①可用PEG融合法直接将外植体b和c融合
C.过程②和脱分化阶段均需要给予适当时间和强度的光照
D.D2是不定形的薄壁组织团块,过程③所用的培养基是液体培养基
【答案】D
【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、外植体a取自植株甲的不同部位时,遗传性状不一定相同,如花粉细胞培养形成的植株的基因只有体细胞培养形成的植株的一半,A错误;
B、PEG融合法是一种常用的植物细胞融合方法,但它主要用于原生质体的融合,而不是直接用于外植体的融合,B错误;
C、在植物组织培养过程中,脱分化阶段需要在黑暗条件下进行,以避免光照对细胞分化的影响。而过程②(即再分化阶段)则需要给予适当时间和强度的光照,以促进细胞分化和新器官的形成,C错误;
D、据题图分析可知,D2是D1经过脱分化后形成的未分化细胞团块,通常是不定形的薄壁组织团块,也称为愈伤组织,具有分裂和分化的能力。过程③是指将愈伤组织转移到液体培养基上进行悬浮培养,D正确。
故选D。
8.(24-25高二下·山东青岛·期中)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。科研人员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,过程如图。微生物原生质体的获得过程和植物体细胞杂交过程类似。下列说法错误的是( )
A.图中过程与植物体细胞杂交过程所依据的原理不完全相同
B.①过程还可用电融合、离心等方法促进原生质体融合
C.离心洗涤后向培养液中加入的酶可能是溶菌酶
D.获得的融合株染色体数目是两个亲本染色体数之和
【答案】D
【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、去除细菌细胞壁和植物细胞的细胞壁都可以用酶解法,但所用酶的种类不同;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;图中过程与植物体细胞杂交所依据的原理均有细胞膜具有一定的流动性,但植物体细胞杂交还利用了植物细胞具有全能性的原理,将杂种细胞培育为杂种植物,A正确;
B、①过程是诱导原生质体的融合,除用PEG外,还可用电融合、离心等方法促进原生质体融合,B正确;
C、溶菌酶可以溶解细菌的细胞壁,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,C正确;
D、筛选到的融合株是有两个亲本融合而成的,两亲本细胞均是原核细胞,不具有染色体,D错误。
故选D。
二、不定项选择题
9.(24-25高二下·山东日照·期中)花椰菜的杂种优势在生产上应用广泛。利用雄性不育系生产杂交种子,可以简化制种程序。利用原生质体非对称融合技术可以实现雄性不育基因的转移,下图为利用该技术成功获得含有雄性不育基因花椰菜植株的流程图,下列说法正确的是( )
A.通过该技术获得的杂种植株含有供体的全部遗传物质
B.含叶绿体且形态较大的细胞可初步判定为异源原生质体
C.获得的异源原生质体需放在无菌水中培养,以防杂菌污染
D.杂种植株的雄性不育基因可能来自油菜叶肉细胞的细胞质
【答案】BD
【分析】非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)辐照某一细胞原生质体,选择性地破坏其细胞核,使其染色体片段化并丧失再生能力,再进行与另一原生质体融合,紫外线作用于根细胞原生质体,使染色体片段化,发生了染色体变异,说明非对称细胞融合技术的原理之一是染色体变异(染色体数目变异和染色体结构变异)。
【详解】A、UV对供体原生质体进行了处理,可能破坏了染色体的结构,所以杂种植株不一定含有供体的全部遗传物质,A错误;
B、供体是光照条件下培养的油菜雄性不育系叶肉细胞(含有叶绿体),受体是黑暗培养的花椰菜下胚轴细胞(不含叶绿体),所以含叶绿体且形态较大的细胞可初步判定为异源原生质体,B正确;
C、如果将获得的异源原生质体放在无菌水中,可能会造成原生质体吸水涨破,C错误;
D、油菜叶肉细胞经过UV处理,染色体结构不完整,但最终获得含有雄性不育基因花椰菜植株,所以雄性不育基因可能来自油菜叶肉细胞的细胞质,D正确。
故选BD。
10.(24-25高二下·山东德州·期中)植物体细胞杂交技术中一个关键的环节是原生质体间的融合,在原生质体悬浮液中加入PEG,细胞可在PEG分子的作用下发生粘连而融合,下表表示PEG的用量对原生质体融合的影响。下列说法错误的是( )
编号
PEG用量(μL)
融合率(%)
细胞碎片
1
20
6.5
+
2
40
15.5
+
3
60
19.4
+
4
80
20.4
++
5
100
21.6
+++
注:各组原生质体悬浮液用量均为100μL
“+”表示少量;“++”表示较多;“+++”表示非常多
A.需用纤维素酶和果胶酶制备植物细胞的原生质体
B.细胞碎片是细胞在悬浮液中涨破而得到的细胞结构
C.诱导原生质体融合的方法除了使用PEG外,还可以用离心法
D.诱导原生质体融合的最适PEG用量为100μL
【答案】BD
【分析】植物体细胞杂交技术: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。操作步骤:先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁得到原生质体,再利用聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+-高pH融合法或电融合法、离心法诱导原生质体融合,融合后的杂种细胞再经过诱导可形成愈伤组织,并可进一步发育成完整的杂种植株。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,故制备原生质体时需用含纤维素酶和果胶酶处理细胞,A正确;
B、细胞碎片产生的原因并非只是细胞在悬浮液中涨破,还可能与细胞损伤有关,B错误;
C、 诱导原生质体融合的方法除了使用PEG外,还可以用离心法等物理方法,C正确;
D、PEG用量为60μL时,融合率较高且细胞碎片很少,故促进原生质体融合的较适 PEG用量为60μL,D错误。
故选BD。
三、非选择题
11.(24-25高二下·山东菏泽·期中)科研人员通过不对称体细胞杂交技术,将野生油菜(2n=18)与X射线处理的拟南芥(2n=10)原生质体融合。经X射线处理的拟南芥原生质体细胞核部分失活。杂种细胞中检测到拟南芥抗病基因表达,同时野生油菜基因表达受到部分抑制。
(1)用X射线处理拟南芥原生质体的目的是______。
(2)过程②中将愈伤组织加入含有______的溶液去壁并分离出原生质体。诱导原生质体融合时,除了可以使用聚乙二醇融合法外,还可用_______融合法进行化学方法的诱导。
(3)推测杂种细胞中野生油菜基因表达受到部分抑制的两个可能原因_______。
(4)科研人员对获得的部分植株细胞进行染色体观察、计数和DNA分子标记鉴定,结果如下:
后代植株类型
染色体数目、形态
DNA分子标记鉴定
甲
18,形态与野生油菜染色体相似
含双亲DNA片段
乙
18,形态与野生油菜染色体相似
无拟南芥DNA片段
丙
18,形态与野生油菜染色体相似
含双亲DNA片段和新的DNA片段
由表可知,后代植株中______类型一定不是所需植株。由此推测杂种植株的染色体主要来源于亲本野生油菜的染色体,另一方亲本的遗传物质可能以_____(填“染色体”或“DNA片段”)的形式进行了整合,作出该推测的依据是______。
【答案】(1)使拟南芥细胞核部分失活,减少其基因组在杂种细胞中的表达,同时保留部分基因的功能
(2) 纤维素酶和果胶酶 高Ca2+-高pH
(3)野生油菜基因的表达过程可能受拟南芥遗传物质表达的干扰;杂种细胞的核质互作可能导致野生油菜基因的表达受到抑制;野生油菜基因在杂种细胞中可能被甲基化而无法正常表达
(4) 乙 DNA片段 甲、丙类型植株细胞的染色体与野生油菜细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段
【分析】植物原生质体培养技术:首先用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞的细胞壁得到原生质体,然后向原生质体中导入抗病基因或含有抗病基因的染色体片段,转移至合适的环境中,在高尔基体的作用下再生细胞壁、形成愈伤组织、得到胚状体,最终发育成完整的植株。
【详解】(1)用X射线处理拟南芥原生质体可使拟南芥细胞核部分失活,减少其基因组在杂种细胞中的表达,同时保留部分基因的功能。
(2)原生质体为去除了植物细胞壁后的结构,要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞。诱导原生质体融合的化学方法有聚乙二醇融合法和高Ca2+-高pH融合法。
(3)野生油菜基因的表达过程可能受拟南芥遗传物质表达的干扰;杂种细胞的核质互作可能导致野生油菜基因的表达受到抑制;野生油菜基因在杂种细胞中可能被甲基化而无法正常表达,导致杂种细胞中野生油菜基因表达受到部分抑制。
(4)根据表格信息可知,植株后代乙无拟南芥DNA片段,说明其不是杂种植株。甲、丙类型植株与柴胡细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段,说明甲、丙植株属于杂种植株,它们的染色体主要由柴胡亲本来源的染色体组成,拟南芥亲本的遗传物质可能不是以染色体的形式存在于杂种植株细胞中,而是以遗传物质(DNA片段)重组的方式整合进柴胡的基因组。
12.(24-25高二下·山东德州·期中)罗汉果甜苷V是从罗汉果果实中提取的一种化学物,具有祛痰镇咳、抗氧化、降血糖等功能。研究人员为了大量获得罗汉果甜苷V,采取了植物细胞悬浮培养的方法。下图表示在悬浮培养液中细胞干重、细胞最大生长速率及各种化合物量的变化。
(1)培养液中蔗糖的作用有______(答出两点即可),NaH2PO4可用于合成的生物大分子是______。在悬浮培养过程中,需要将培养瓶放置在摇床上不停振荡培养,其目的是______。
(2)据图分析,细胞干重在25天后开始下降的原因可能是______。
(3)受NH4NO3、NaH2PO4两种物质的限制,罗汉果细胞在第9天后生长速率显著下降,为探究哪种物质影响更大,写出实验思路:______。
(4)为了获得高产罗汉果甜苷V植物突变体,通常选择愈伤组织进行诱变处理,原因是______。
【答案】(1) 提供能源、调节渗透压 DNA、RNA 有利于植物细胞与营养物质充分接触,有利于氧气充分溶解在培养基中
(2)蔗糖浓度下降、有害代谢产物积累
(3)取培养9天后的悬浮培养液平均分为A、B两组,在两组培养液中分别补加等量的NH4NO3、NaH2PO4,在相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定罗汉果的生长速率
(4)愈伤组织具有很强的分生能力,诱变处理后容易发生突变
【分析】1、DNA、RNA等生物大分子由C、H、O、N、P5种元素组成。
2、愈伤组织具有很强的分生能力,诱变处理后容易发生突变。
【详解】(1)培养液中蔗糖的作用有提供能源、调节渗透压。DNA、RNA等生物大分子由C、H、O、N、P5种元素组成,故NaH2PO4可用于合成的生物大分子是DNA、RNA。振荡培养有利于植物细胞与营养物质充分接触,有利于氧气充分溶解在培养基中。
(2)培养25天后,培养液中的蔗糖等营养物质的浓度下降、有害代谢产物积累,不利于细胞生长,所以胞干重在25天后开始下降。
(3)为了探究NH4NO3、NaH2PO4两种物质中哪种物质对罗汉果细胞在第9天后生长速率的影响更大,可以取培养9天后的悬浮培养液平均分为A、B两组,在两组培养液中分别补加等量的NH4NO3、NaH2PO4,在相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定罗汉果的生长速率。
(4)因为愈伤组织具有很强的分生能力,诱变处理后容易发生突变,所以为了获得高产罗汉果甜苷V植物突变体,通常选择愈伤组织进行诱变处理。
一、单选题
1.(24-25高二下·山东德州·期中)利用生物技术培育新品种、制备生物产品时都需要进行筛选或检测。下列说法错误的是( )
A.筛选硝化细菌时,培养基中无需添加碳源和氮源
B.获得单细胞蛋白时,应采用过滤、沉淀等方法
C.培育抗盐番茄—马铃薯时,应用盐水浇灌杂种植株
D.培育抗虫棉时,可用抗原—抗体杂交检测抗虫基因是否表达
【答案】A
【分析】1、要检测某种蛋白质分子,需采用抗原-抗体杂交法。
2、基因表达在分子水平上的检测方法有:DNA分子杂交法、分子杂交法和抗原-抗体杂交。
【详解】A、硝化细菌属于自养型微生物,能够以CO2为碳源,故培养硝化细菌可以不加有机碳,但需添加氮源,A错误;
B、单细胞蛋白是指通过发酵工程获得的大量的微生物菌体。发酵产品若是微生物细胞,分离、提纯产物的方法是在发酵结束后,采用过滤、沉淀等方法将菌体分离和干燥,B正确;
C、培育抗盐番茄—马铃薯时,应用盐水浇灌杂种植株,这是在个体水平进行鉴定,C正确;
D、检测目抗虫棉是否培育成功可利用分子杂交技术,抗原-抗体杂交用于检测目的基因的翻译,D正确。
故选A。
二、不定项选择题
2.(24-25高二下·山东·期中)花椰菜容易遭受病菌侵害,形成病斑。紫罗兰具有一定的抗病性。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。利用流式细胞仪测定植物细胞的DNA含量,筛选出融合原生质体。下图是科研人员测定三种不同细胞的DNA含量,其中一种是融合细胞。以下叙述错误的是( )
A.通常在低渗溶液中利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体
B.C细胞是融合的细胞,包括同种细胞融合形成的和异种细胞融合形成的
C.可直接诱导筛选出的杂种细胞再分化形成杂种植株
D.利用植物体细胞杂交技术繁殖后代属于无性繁殖
【答案】ABC
【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、为避免去壁的原生质体吸水涨破,不能在低渗溶液中用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,A错误;
B、C细胞的DNA含量大约是200,A细胞是50,B细胞是150,C细胞DNA含量是A细胞与B细胞DNA含量之和,C最可能是A细胞与B细胞融合后的杂种细胞,B错误;
C、筛选出的杂种细胞需脱分化形成愈伤组织后才能经诱导再分化形成杂种植株,C错误;
D、通过植物体细胞杂交技术繁殖后代属于无性繁殖,D正确。
故选ABC。
三、非选择题
3.(24-25高二下·山东日照·期中)马铃薯软腐病是一种块茎腐烂性疾病。马铃薯二倍体野生种不结块茎,但对软腐病具有较高抗性。科研人员利用抗病的二倍体马铃薯野生种(2n=24)和易感病的四倍体马铃薯栽培种(4n=48)进行体细胞杂交,获得抗软腐病的马铃薯。具体操作如图1所示。
(1)图1中过程①常用_________处理马铃薯野生种和马铃薯栽培种的细胞以获得原生质体。过程②可采用聚乙二醇融合法、_________法等化学法诱导原生质体融合。
(2)杂种细胞经过程③④培育成再生植株,该技术依据的生物学原理是__________________.
(3)在植物体细胞杂交过程中,染色体丢失是一种常见现象,尤其当亲本亲缘关系较远时更为显著。科研人员借助流式细胞仪测定马铃薯野生种、马铃薯栽培种和再生植株的体细胞DNA相对含量,结果如图2所示,由结果推测再生植株细胞中的染色体丢失情况是_________。
(4)为确定该再生植株是否符合育种要求,还需在个体水平对其进行_________鉴定。
【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 离心、振动、电激(任写一种化学法)
(2)植物细胞的全能性
(3)再生植株细胞中丢失了马铃薯栽培种的部分染色体
(4)抗软腐病能力
【分析】植物体细胞杂交是指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。诱导原生质体融合的方法:物理法(离心、振动、电激等)和化学法(聚乙二醇等)。植物体细胞杂交的意义:克服远缘杂交不亲和的障碍,扩大亲本范围,培育作物新品种。
【详解】(1)植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶,将马铃薯野生种和栽培种的叶片用纤维素酶和果胶酶处理,获得有活力的原生质体;过程②可采用聚乙二醇融合法、离心、振动、电激法等化学法诱导原生质体融合。
(2)杂种细胞经过程③④培育成再生植株,该技术依据的生物学原理是植物细胞的全能性,即植物细胞具有发育为完整个体的潜能。
(3)据图可知,马铃薯野生种DNA相对含量约为50,马铃薯栽培种DNA相对含量约为100,而再生植株细胞中DNA相对含量集中在50-在150(一个野生种和一个栽培种数目之和)之间,据此推测再生植株细胞中的染色体丢失情况是再生植株细胞中丢失了马铃薯栽培种的部分染色体。
(4)为确定该再生植株是否符合育种要求(是否具有抗软腐病特性),还需对其接种致病菌进行抗软腐病能力鉴定。
4.(24-25高二下·山东枣庄·期中)“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株。依据该原理,将抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘蓝型油菜进行体细胞杂交获得了抗黑胫病的甘蓝型油菜新品种,过程如下图所示。
(1)步骤①利用酶分解甘蓝型油菜细胞的_______成分。步骤③的化学方法有______,经过该步骤获得的融合的原生质体不能在清水中培养,原因是______。
(2)步骤④表示_________过程,该过程中细胞分裂素:生长素的值_____(填“>”、“<”或“=”)1,会促进生根。
(3)植物体细胞杂交技术的优势是__________。“不对称体细胞杂交”技术应用的生物学原理有______(答出2点)。
【答案】(1) 纤维素和果胶 聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法 无细胞壁会吸水涨破
(2) 脱分化、再分化 <
(3) 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 植物细胞的全能性、细胞膜的流动性、染色体变异
【分析】题图分析:①表示去壁过程,常用酶解法;②表示用紫外线照射使染色体断裂;③表示原生质体融合形成杂种细胞;④表示植物组织培养。
【详解】(1)步骤①利用酶分解甘蓝型油菜细胞的细胞壁成分,即纤维素和果胶,因而用到的酶是果胶酶和纤维素酶。步骤③为促进原生质体融合的过程,常用的化学方法有聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法,经过该步骤获得的融合的原生质体不能在清水中培养,这是因为无细胞壁的保护,原生质体在清水中会吸水涨破,导致实验失败。
(2)步骤④表示植物组织培养过程,该过程包括脱分化和再分化两步,其原理是植物细胞的全能性,该过程中细胞分裂素:生长素的值“<”1,会促进生根,即培养基中细胞分裂素和生长素的比值能影响分化的方向。
(3)植物体细胞杂交技术包括细胞融合和植物组织培养两个主要步骤,其原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性,该技术的优势是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,即克服了远缘杂交不亲和的障碍。“不对称体细胞杂交”可将一个亲本的部分染色体或染色体上某些片段转移到另一个亲本体细胞内,获得不对称杂种植株,该技术应用的生物学原理植物细胞的全能性、细胞膜的流动性、染色体变异。
试卷第1页,共3页
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专题02 植物细胞工程
一、单选题
1.D 2.D 3.B 4.B 5.A 6.B 7.A 8.C
二、不定项选择题
9.ABC 10.BCD
三、非选择题
11.【答案】(1) 脱分化 未分化、无定形的薄壁组织团块
(2) 次生 不占用耕地,几乎不受季节、天气等的限制
(3) 高压蒸汽灭菌锅 增加培养液中溶解氧量,使培养细胞与培养液充分接触
(4) 95%的空气和5%的CO2 加入不含SW的培养液,其他培养条件相同 在实验条件下,SW浓度越高,对小鼠肿瘤细胞的抑制作用越强
12.【答案】(1)叶
(2) 纤维素 细胞质 细胞核 血细胞计数板 降低PEG浓度使其失去融合作用,结束融合过程
(3)同种融合的原生质体因细胞核或细胞质失活而不能生长、分裂,杂种细胞由于细胞核和细胞质均有活性,可以分裂、生长
(4) 再分化 促进胚状体休眠 培养基中先添加用高压蒸汽灭菌法处理的椰子水后再加脱落酸
一、单选题
1.C 2.A 3.C 4.D 5.A 6.C 7.D 8.D
二、不定项选择题
9.BD 10.BD
三、非选择题
11.【答案】(1)使拟南芥细胞核部分失活,减少其基因组在杂种细胞中的表达,同时保留部分基因的功能
(2) 纤维素酶和果胶酶 高Ca2+-高pH
(3)野生油菜基因的表达过程可能受拟南芥遗传物质表达的干扰;杂种细胞的核质互作可能导致野生油菜基因的表达受到抑制;野生油菜基因在杂种细胞中可能被甲基化而无法正常表达
(4) 乙 DNA片段 甲、丙类型植株细胞的染色体与野生油菜细胞中的染色体数目相同、形态相似,且含有双亲的DNA片段
12.【答案】(1) 提供能源、调节渗透压 DNA、RNA 有利于植物细胞与营养物质充分接触,有利于氧气充分溶解在培养基中
(2)蔗糖浓度下降、有害代谢产物积累
(3)取培养9天后的悬浮培养液平均分为A、B两组,在两组培养液中分别补加等量的NH4NO3、NaH2PO4,在相同且适宜的环境中培养一段时间后,测定罗汉果的生长速率
(4)愈伤组织具有很强的分生能力,诱变处理后容易发生突变
一、单选题
1.A
二、不定项选择题
2.ABC
三、非选择题
3.【答案】(1) 纤维素酶和果胶酶 离心、振动、电激(任写一种化学法)
(2)植物细胞的全能性
(3)再生植株细胞中丢失了马铃薯栽培种的部分染色体
(4)抗软腐病能力
4.【答案】(1) 纤维素和果胶 聚乙二醇融合法、高Ca2+-高pH融合法 无细胞壁会吸水涨破
(2) 脱分化、再分化 <
(3) 打破生殖隔离,实现远缘杂交育种 植物细胞的全能性、细胞膜的流动性、染色体变异
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