课时跟踪检测（三十七） 植物细胞工程

PAGE第1页共8页课时跟踪检测（三十七）植物细胞工程一、立足主干知识，注重基础性和综合性1．下列实例中能体现细胞全能性的是()①用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株②植物用种子进行繁殖③烟草花药离体培养得到了单倍体植株A．①② B．①③C．②③ D．①②③解析：选B用培养基培养的胡萝卜单个细胞发育成了可育的植株及烟草花药离体培养得到了单倍体植株，都采用植物组织培养技术，都体现了植物细胞的全能性。而种子是绿色开花植物的一种器官，是通过有性生殖形成的，因此，植物用种子进行繁殖没有体现植物细胞的全能性。2．下列关于植物组织培养的叙述，错误的是()A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C．离体器官或组织的细胞都必须经过脱分化才能形成愈伤组织D．同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成相同解析：选D绿色开花植物的细胞有两种，即体细胞和配子细胞，这两种细胞所含的核型(基因)是不同的，因此同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因组成可能不相同。3．下列有关菊花的组织培养的说法，正确的是()A．需要有三种培养基，其营养成分中的碳源应该是无机碳源B．要用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌，即在100℃C．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽D．用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长解析：选D在菊花组织培养过程中，共需配制三种培养基，分别是脱分化培养基、生芽培养基和生根培养基，这些培养基需要的碳源是蔗糖，而不是无机碳源；在对培养基进行高压蒸汽灭菌时，要在121℃下保持15～30min，以便杀死所有微生物的细胞、芽孢和孢子等，1004．(2021·三亚质检)下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相关叙述中正确的是()eq\x(四倍体兰花叶片)eq\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\x(愈伤组织)eq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\x(胚状体)eq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())eq\x(植株)A．②阶段会发生减数分裂过程B．①阶段需要生长素而③阶段需要细胞分裂素C．此过程体现植物细胞具有全能性D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体解析：选C②阶段形成胚状体是细胞分裂和分化的结果，不会发生减数分裂过程；①③阶段都需要生长素和细胞分裂素的参与，但不同阶段需要的比例不同；此过程是由离体的结构发育成完整植株，因此体现了植物细胞的全能性；花药离体培养得到的植株为单倍体。5．实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是()A．获得该杂种植株克服了远缘杂交不亲和的障碍B．可采用电激、离心等方法诱导原生质体融合C．可利用光学显微镜观察，筛选出杂种原生质体D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为62条解析：选D获得该杂种植株的方法是植物体细胞杂交技术，其最大的优点是克服远缘杂交不亲和障碍，A正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物理法(电激、离心、振动等)和化学法(聚乙二醇)，B正确；杂种原生质体的染色体数目是两种细胞染色体数目之和，可通过光学显微镜观察到染色体数目的变化，所以可利用光学显微镜筛选得到融合后的杂种原生质体，C正确；若原生质体均为两两融合，则会形成3种融合细胞，即矮牵牛细胞自身融合的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞、杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目为28条或96条或62条，D错误。6．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体培养进行遗传改良的过程，据图分析错误的是()A．①过程需用酶解法去除细胞壁B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能D．④过程是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化解析：选B由图示可知，①过程需用酶解法去除细胞壁获得原生质体，A正确；变异是不定向的，②过程不能定向诱导原生质体产生优良性状的突变，B错误；③过程通过脱分化使叶肉细胞失去了其特有的结构和功能，C正确；④过程是再分化过程，涉及细胞的分裂和分化，D正确。7．为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响，科学家配制了如下表所示的2种培养基，开展了有关实验，其他培养条件相同且适宜，实验结果如下图所示。下列有关叙述错误的是()组别培养基培养天数甲MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)7天乙纤维二糖＋MS培养基(同上)7天A．本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片B．培养基中还需要添加适当比例的生长素和细胞分裂素C．制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理D．添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长解析：选C本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片；在植物组织培养过程需要加入植物激素，生长素与细胞分裂素用量的比值低时，有利于芽的分化，反之，则利于根的分化；用湿热灭菌法对酶解液进行处理，会导致酶丧失活性，使实验失败；据图分析可知，在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低，而细胞的分裂率明显升高，所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长。8．(2021·琼海月考)如图列举了几种植物的育种方式，下列相关叙述正确的是()A．甲过程形成的细胞c内的染色体数一定是a细胞内染色体数的两倍B．乙方式射线处理后可以获得大量的具有有利性状的材料C．通过丁方式，细胞c发育成新植株涉及同源染色体的联会与分离D．与杂交育种相比，丙方式能克服远缘杂交不亲和的障碍解析：选D甲过程形成的细胞c内的染色体数应该是细胞a和细胞b的染色体数之和，A错误；乙方式射线处理后会产生基因突变，基因突变具有多害少利性、不定向性和随机性等特点，故不能获得大量的具有有利性状的材料，B错误；通过丁方式，细胞c发育成新植株是再分化过程，该过程只进行有丝分裂，不进行减数分裂，所以不涉及同源染色体的联会与分离，C错误；丙方式是基因工程育种，与杂交育种相比，基因工程育种可以克服远缘杂交不亲和的障碍，D正确。9．植物的自交不亲和性是指当花粉落在自身柱头上时，花粉不能够正常萌发或不能穿过柱头，无法完成受精作用而不能结实的现象。下图为培育自交不亲和油菜的过程，其中A、C代表不同的染色体组。下列叙述错误的是()A．自交不亲和现象有利于防止自交退化，保持油菜的遗传多样性B．油菜可能是由两个不同物种通过自然种间杂交后直接获得的物种C．F1是由AAC组成的三倍体，其中C组有9条染色体D．选育的油菜自交不亲和是来自白菜的不亲和基因所致解析：选B由题干所示杂交过程可知，白菜的配子只有A染色体组(10条染色体)，甘蓝型油菜的配子含有AC染色体组(19条染色体)，由于A、C代表不同的染色体组，因此C这一染色体组中含有9条染色体。白菜和甘蓝型油菜杂交得到的子代染色体组是AAC，含有三个染色体组，是三倍体。由题意分析可知，自交不亲和现象有利于防止自交退化，保持油菜的遗传多样性，A正确；不同物种杂交不能直接获得可育后代，B错误；由分析可知，F1是由AAC组成的三倍体，其中C染色体组有9条染色体，C正确；由于白菜自交不亲和，而甘蓝型油菜自交亲和，说明自交不亲和油菜的不亲和基因应该来自白菜，D正确。10．我国植物学家将名贵兰花的茎尖细胞放入适宜的培养基中进行培养，最终发育成完整的新植株。请根据培养示意图回答下列问题：eq\x(兰花植株)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(①),\s\do5()))eq\x(茎尖的切片)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(②),\s\do5()))eq\x(从切片中分离的茎尖细胞),③eq\x(愈伤组织)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(④),\s\do5()))eq\x(胚状体)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(⑤),\s\do5()))eq\x(试管植物)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(),\s\do5(⑥)))(1)过程④由愈伤组织形成胚状体要经过细胞的________和__________过程。(2)在培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是________。若利用此技术生产治疗烫伤、割伤药物——紫草素，培养将进行到________。(3)如果取的是兰花根尖细胞进行培养，则试管植物叶片是________色，原因是________________________________________________________________________。(4)从育种的角度来看，植物组织培养与有性繁殖相比，优势主要有哪些？________________________________________________________________________________________________________________________________________________(列举两条)。解析：(1)植物组织培养技术过程如下：离体的植物组织、器官或细胞(外植体)eq\o(→,\s\up7(脱分化))愈伤组织eq\o(→,\s\up7(再分化))胚状体→植株。(2)在培养过程中，除保证必要的温度、光照和氧气等外界条件外，还必须保证的关键条件是无菌环境，避免杂菌在上面迅速生长消耗营养物质，且有些杂菌会危害培养物的生长。若利用此技术生产治疗烫伤、割伤药物——紫草素，培养将进行到愈伤组织，分化程度低，分裂能力强。(3)取根尖细胞进行培养，则获得的试管植物叶片是绿色的，原因是根尖细胞中含有本物种全套的遗传信息。(4)与有性繁殖相比，植物组织培养的优点有能保持母本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培养无病毒植物等。答案：(1)分裂分化(2)无菌环境愈伤组织(3)绿根尖细胞中含有本物种全套的遗传信息(4)能保持母本的优良性状；培养周期短，繁殖效率高；能培养无病毒植物11．如图为番茄马铃薯植株的栽培过程示意图，据图回答：(1)该栽培过程属于植物细胞工程中的____________技术，这一技术的优点是可以________________________________________________________________________。(2)①②过程用到的酶是______________。在③过程中，常用的化学方法一般是用____________诱导融合，细胞融合完成的标志是_________________________________。(3)该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有植物激素以促进其完成⑤⑥过程，其中激素主要是指________________。若要诱导根原基的形成，应该适当增加____________(植物激素)的含量。另外整个过程需要在________条件下操作。(4)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞内有n条染色体，则“番茄—马铃薯”细胞在有丝分裂后期含________条染色体。解析：(1)图示表示植物体细胞杂交过程，其优点是能够克服远缘杂交不亲和的障碍。(2)①②过程表示利用酶解法去除植物细胞的细胞壁，细胞壁的成分为纤维素和果胶，因此根据酶的专一性，应使用纤维素酶和果胶酶。③表示原生质体融合，在③过程中，常用的化学方法是用PEG(或聚乙二醇)试剂诱导融合。细胞融合完成的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁。(3)⑤⑥表示植物组织培养的脱分化和再分化过程，该过程除了必要的营养和适宜的培养条件，还必须有生长素、细胞分裂素。若要诱导根原基的形成，应该适当增加生长素的含量。另外整个过程需要在无菌条件下操作。(4)杂种细胞的染色体数为融合前两种细胞染色体数之和，即(m＋n)，细胞有丝分裂后期由于着丝点分裂导致姐妹染色单体分开，使得杂种细胞中的染色体数目加倍为2(m＋n)。答案：(1)植物体细胞杂交克服远缘杂交不亲和的障碍(2)纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(或PEG)杂种细胞再生出新的细胞壁(3)生长素、细胞分裂素生长素无菌(4)2(m＋n)二、强化迁移能力，突出创新性和应用性12．下列实例与所利用的技术或原理不相符合的是()A．转基因抗虫棉的培育需要利用植物组织培养技术B．植物组织培养过程依据的原理是植物细胞具有全能性C．原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的选择透过性D．植物愈伤组织的形成和杂交瘤细胞的培养都与细胞分裂有关解析：选C原生质体融合和动物细胞融合都利用了细胞膜的流动性。13．现有甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是()A．利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株B．将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植株C．两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种，可较快获得所需植株D．诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株解析：选C利用植物体细胞杂交技术，获得的杂种植株具有两个亲本的遗传特性，可获得符合要求的四倍体杂种植株；将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，再利用组织培养技术可培育出所需植株；甲、乙为不同物种，二者存在生殖隔离，一般不能杂交，即使杂交，形成的后代也是不可育的；诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理，就会得到符合要求的四倍体纯种植株。14．植物组织培养是克隆植物的一种方法，过程如下图所示，请回答相应的问题：(1)以该植物的绿色叶片或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____________________________________________________。若要用细胞作为材料进行培养获得幼苗，该细胞应具备的条件是________________(填“具有完整的细胞核”“具有叶绿体”或“已转入抗性基因”)。为了获得脱毒植株，外植体往往取自植物的花芽、叶芽等处的分生组织，其原因是_____________________________。(2)培养皿中的培养基除添加营养物质外，还需要添加植物激素，其目的是诱导外植体________________________________________________________________________。(3)在生产实践中为获得大量的细胞，可将①__________放入液体培养基中，经机械作用分散成单个细胞，制备成细胞悬液，再经过________即可获得大量细胞。(4)若该种植物是一种杂合体的名贵花卉，要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉，可用组织培养方法繁殖，在培养时，____________(填“能”或“不能”)采用经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(5)植物组织培养技术不仅应用于花卉和果树的快速大量繁殖以及脱毒植株的获取，还广泛用于________________________________________(至少写出两种育种方法)等育种过程中。解析：(1)绿色叶片或白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株。用细胞作为材料进行培养获得幼苗，细胞必须具有完整细胞核，才具有发育成完整个体的一整套遗传信息。刚长出的芽尖还没有受到病毒的侵染，因此用这些部位的细胞作植物组织培养的材料，可以获得脱毒植株。(2)在植物组织培养时，常用生长素和细胞分裂素来诱导外植体形成愈伤组织，生根、发芽，从而形成新的植物体。(3)一般利用外植体脱分化形成的愈伤组织获得细胞产物，愈伤组织有很强的分裂能力，通过培养愈伤组织细胞可获得大量细胞产物。(4)由于花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，组织培养得到的花卉基因型不同于原植株，导致不能保留亲本性状。(5)植物体细胞杂交育种、植物基因工程育种、单倍体育种等育种过程均需要用到植物组织培养技术。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在一定条件下能发育成完整的植株具有完整的细胞核这些部位很少受到病毒等病原体的侵害(2)脱分化和再分化(3)愈伤组织细胞分裂(4)不能对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，而花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同。用花粉粒进行组织培养得到花卉基因型不同于原植株(5)植物体细胞杂交育种、基因工程育种、单倍体育种15．自然界中有一种含有叶绿体的原生动物——眼虫，这说明植物的细胞器同样可以在某些动物细胞中存活。某同学提出问题：“动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？”他尝试设计出如图所示的实验方案。结合实验方案回答问题：实验原理：根据眼虫的特点，动物细胞和植物细胞之间在理论上是可以实现杂交的。实验步骤如下：(1)①中选的植物材料细胞中，必须有的细胞器是_____________________。③过程所用的酶是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)④过程除了用电激之外，还可以用_________________(答出两种)等作为诱导因素。(3)若科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记③中的原生质体和④动物胚胎细胞培养中的细胞膜上的蛋白质，在鉴定融合的胚胎细胞时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到__________种不同的融合的胚胎细胞(只考虑细胞两两融合的情