高中生物一轮复习练习：植物细胞工程

植物细胞工程练习一、选择题1.利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可获得植物细胞的某些次生代谢物。下列说法正确的是()A.利用该技术可获得某些无法通过化学合成途径得到的产物B.植物细胞体积小,故不能通过该技术进行其产物的工厂化生产C.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养D.该技术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2.甜叶菊种子小且发芽率低,研究者采用植物组织培养技术来提高其繁殖率。甜叶菊产生的甜菊糖不是其基本生命活动所必需的物质,常作为用糖行业中蔗糖的替代品。下列说法错误的是()A.植物组织培养技术的理论基础是已分化的植物细胞具有全能性B.可选择甜叶菊花粉进行组织培养以保持优良品种的遗传特性C.细胞分裂素与生长素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向D.甜菊糖属于甜叶菊产生的次生代谢物3.马铃薯(4n=48)是一种营养价值丰富的粮食和经济作物。植物细胞工程技术在马铃薯的繁殖、育种等方面有广泛的应用。下列叙述错误的是()A.快速繁殖技术可以保持马铃薯优良品种的遗传特性B.取马铃薯茎尖作为外植体进行组织培养,可以获得脱毒苗C.取马铃薯的花药进行离体培养得到的单倍体植株是可育的D.组织培养过程中,处于不断增殖状态的马铃薯细胞不易发生突变4.青蒿素是从菊花科植物黄花蒿的叶片内提取的强抗疟成分,而黄花蒿的茎及其他部位中的青蒿素含量极少。某科学家试图运用植物组织培养技术以较低的代价获得大量的青蒿素,其技术路线为“取材→消毒→愈伤组织→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述正确的是()A.出芽和生根是脱分化的结果B.消毒只要求杀死材料表面的微生物C.可以利用愈伤组织进行细胞产物的工厂化生产,也可以从培养液中获得青蒿素D.该培养过程常选用MS固体培养基,并在一定阶段给予适当光照5.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是()A.容易进行无性繁殖的植物也容易进行植物组织培养B.试管苗移栽入土前先用蛭石栽培的原因是蛭石营养丰富C.用自然生长的茎进行组织培养前需用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒D.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换6.紫花苜蓿是一种豆科牧草,富含植物蛋白,家畜采食后会鼓胀;百脉根富含单宁,单宁可与植物蛋白结合,家畜采食后不引起鼓胀。科研人员利用野生型清水紫花苜蓿和里奥百脉根为材料,培育出抗肥胖鼓胀病的苜蓿新品种,研究主要流程如图(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体内的有氧呼吸第二、三阶段,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)。下列叙述错误的是()A.图中再生植株培育的生物学原理主要是细胞膜的流动性及植物细胞的全能性B.图中植物体细胞杂交技术实现了远缘杂交育种C.①过程实现了原生质体融合,其中只有异源融合体才能存活和具有再生能力D.过程②和过程③均需要适宜光照及植物激素中的生长素和细胞分裂素启动7.如图是利用甲、乙两种植物通过植物体细胞杂交技术培育杂种植株丙的流程图,下列叙述正确的是()A.①处理过程最好置于低渗溶液中B.②处理常用灭活的病毒诱导原生质体融合C.由③培养过渡到④培养通常要更换培养基D.培育杂种植株丙的流程中发生了基因重组8.农作物秸秆的回收利用方式很多,其中之一是将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质。碎化秸秆中纤维所起的作用,相当于植物组织培养中固体培养基的()A.琼脂+蔗糖 B.蔗糖+激素C.激素+无机盐 D.无机盐+琼脂9.人参皂苷是人参的主要活性成分,科研人员分别诱导人参根与胡萝卜根产生愈伤组织并进行细胞融合,以提高人参皂苷的产率。下列叙述错误的是()A.细胞融合前应去除细胞壁B.高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合C.融合的细胞即为杂交细胞D.杂交细胞可能具有生长快速的优势10.研究者通过体细胞杂交技术,探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种紫菜。下列相关叙述正确的是()A.从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,用于去除细胞壁B.原生质体需在低渗溶液中长期保存,以防止过度失水而死亡C.检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液处理,活的原生质体被染色D.聚乙二醇促进原生质体融合后,以叶绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞二、非选择题11.甜叶菊是一种菊科植物,植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右,而它的热量却很低,所以它逐渐成为一些用糖行业欢迎的新糖源。甜叶菊的种子小,发芽率低,种子繁殖遗传性状不稳定,易患叶斑病。研究人员利用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率。请回答有关问题:(1)选用甜叶菊茎尖细胞组织培养的核心步骤包括和两步,前者就是让已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的,从而转变为未分化细胞的过程。

(2)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是,另外,植物生长调节剂在培养基中的用量要考虑组织中的含量,才能有效地操作组织培养中的“激素杠杆”。

(3)培育脱毒甜叶菊往往采用甜叶菊茎尖细胞的原因是,利用植物组织培养技术提高甜叶菊的繁殖效率是一种快速繁殖技术,是一种无性繁殖技术,其优点是。

(4)在植物组织培养的过程中,培养细胞处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而发生,研究人员用化学诱变剂处理大量细胞,然后对其进行筛选得到具有抗叶斑病的突变体,进而培育成为新品种。

(5)若甜叶菊自然繁殖时某优良性状无法通过自交的方式稳定遗传,要快速获得与原植株基因型和表型都相同的该种甜叶菊,可采取的育种方法是;该育种方法主要过程是:。

12.根据下列植物体细胞杂交过程示意图,回答下列问题:(1)从结构上看,植物体细胞杂交的第一道障碍是;另一个关键环节②称为。如何从细胞水平鉴定、筛选所需杂种细胞(只考虑两两融合)?。

(2)在过程(填图中数字)中,由于培养的细胞,因此易受培养条件和外界压力的影响而产生突变。(3)愈伤组织是指。

13.现有甲、乙两种不同的二倍体植物(各含有一种不同的优良性状),为培育高产、耐盐植株,科学家采用了如图所示技术。请回答下列问题:(1)自然状态下,甲、乙植物不能进行杂交的原因是两者存在。上述通过植物细胞工程培育高产、耐盐植株的技术叫做,该项技术的优点是的障碍。

(2)培育高产、耐盐植株时,若用化学方法诱导甲、乙原生质体融合,一般用②作为诱导剂,C长成的幼苗还需要进行选择的原因是。

(3)愈伤组织经过发育成植株幼苗。若愈伤组织在诱导生根的培养基上未形成根,但分化出了芽,原因可能是。

答案：1.A。本题考查植物细胞工程的应用。有些产物不能或难以通过化学合成途径得到,故可利用该技术获得某些无法通过化学合成途径得到的产物,A正确;利用植物细胞培养技术在离体条件下对单个细胞或细胞团进行培养使其增殖,可大量获得植物细胞的某些次生代谢物,故可通过该技术进行植物细胞产物的工厂化生产,B错误;一般认为次生代谢物不是植物基本生命活动所必需的,虽然其含量少,但可以通过增加细胞的数量来增加次生代谢物的产量,C错误;细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,增加细胞数量,提高次生代谢物的总量,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。2.B。植物细胞的全能性是指已分化的细胞具有发育成完整个体或分化成其他各种细胞的潜能,是植物组织培养技术的理论基础,A正确;选择甜叶菊花粉进行组织培养产生的是单倍体植株,植株矮小、高度不育,无法保持优良品种的遗传特性,B错误;细胞分裂素与生长素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向,C正确;甜叶菊产生的甜菊糖不是其基本生命活动所必需的物质,属于次生代谢物,D正确。3.D。植物组织培养技术被人们形象地称为植物的快速繁殖技术,也叫作微型繁殖技术,它不仅可以高效、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,A正确;植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此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,B正确;据题中所给信息马铃薯(4n=48),可知其体细胞中有4个染色体组,取马铃薯的花药进行离体培养得到的单倍体植株,是由其配子直接发育而来,即该单倍体细胞中含有2个染色体组,单倍体植株进行减数分裂时,两两配对形成12对染色体,能正常联会,可产生配子,即取马铃薯的花药进行离体培养得到的单倍体植株是可育的,C正确;在植物的组织培养过程中,由于培养细胞一直处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和外界压力的影响,在DNA复制的过程中易发生突变,获得突变体,D错误。4.D。出芽和生根是细胞再分化的结果,A错误;消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞的伤害,B错误;根据题意,青蒿素是从菊花科植物黄花蒿的叶片内提取的,而茎和其他部位中的青蒿素含量极少,故不能从愈伤组织中直接提取,C错误;植物组织培养常用MS固体培养基,在出芽后必须要有光照才能合成叶绿素进行光合作用,所以应该在一定阶段给予适当光照,D正确。5.A。无性繁殖的植物,细胞更容易表达全能性,即组织培养更易成功(因为更接近自然表达过程),A正确;试管苗生存能力较弱,需要进行锻炼,采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石保水透气,蛭石不含营养,B错误;自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用体积分数为70%的酒精消毒30s,立即用无菌水清洗2~3次,再用质量分数为5%左右的次氯酸钠溶液处理30min后,立即用无菌水清洗2~3次,C错误;培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,D错误。6.D。图中再生植株培育的生物学原理主要是细胞膜的流动性及植物细胞的全能性,A正确;图中植物体细胞杂交技术实现了远缘杂交育种,B正确;①过程实现了原生质体融合,依据题干信息,其中只有异源融合体才能存活和具有再生能力,C正确;过程②和过程③均需要植物激素中的生长素和细胞分裂素启动,过程②不需要适宜光照启动,D错误。7.C。①为去除细胞壁过程,需要将植物组织置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液中,A错误。植物细胞一般不用灭活的病毒诱导原生质体融合,常采用化学法(聚乙二醇融合法)或物理法(离心法、电融合法)诱导原生质体融合,B错误。在植物组织培养时,培养基中的生长素和细胞分裂素的比值会影响愈伤组织的形成和分化,该比值高时,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,促进愈伤组织的生长。③表示脱分化形成愈伤组织,④表示再分化以及个体发育形成植株丙的过程,故由③培养过渡到④培养通常要更换培养基,来调整培养基中的生长素和细胞分裂素的比值,C正确。基因重组一般发生在减数分裂过程中,愈伤组织培育杂种植株丙的过程中会发生有丝分裂,而不会发生减数分裂,故培育杂种植株丙的流程中不会发生基因重组,D错误。8.A。据题干信息“将秸秆碎化后作为食用菌的栽培基质”可知,秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长过程中大量降解,提供碳源和能源,这相当于植物组织培养的培养基中添加的蔗糖;秸秆中的纤维是固体,可以作为培养基的支持物,这相当于植物组织培养的培养基中添加的琼脂。9.C。在细胞融合前,必须先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,再诱导原生质体融合,A正确;人工诱导原生质体融合有物理法和化学法,用高Ca2+—高pH溶液可促进细胞融合,B正确;融合的细胞中有人参根-人参根细胞、人参根-胡萝卜根细胞、胡萝卜根-胡萝卜根细胞,只有人参根-胡萝卜根细胞才是杂交细胞,C错误;杂交细胞含两种细胞的遗传物质,可能具有生长快速的优势,D正确。10.D。从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白酶,不能用于去除细胞壁(主要成分是纤维素和果胶),A错误;获得的原生质体若处在低渗溶液中,会因吸水涨破而死亡,B错误;检测原生质体活力时可用苯酚品红或甲紫溶液,但活的原生质体不能被染色,因为细胞膜有选择透过性,C错误;聚乙二醇作为诱导剂可促进原生质体融合,对于杂种细胞,可以叶绿体颜色等差异为标志进行识别,D正确。11.(1)脱分化再分化形态、结构和功能

(2)生长素、细胞分裂素内源激素(3)茎尖分生组织细胞无病毒或病毒极少,采用甜叶菊植株的茎尖进行植物组织培养可以获得脱毒苗一般不会出现性状分离,能保持优良品种的遗传特性,不受季节、气候和地域的限制

(4)突变

(5)植物组织培养取甜叶菊组织细胞愈伤组织胚状体甜叶菊植株。

解析(1)植物组织培养的核心步骤包括脱分化和再分化两步。已经分化的细胞经过诱导后,失去其特有的形态、结构和功能,从而转变成未分化细胞的过程叫脱分化。(2)图中A、B、C所示的是不同的培养结果,该不同结果的出现主要是由培养基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是细胞分裂素、生长素。另外,植物生长调节剂在培养基中的用量要考虑组织中内源激素的含量。(3)茎尖分生组织细胞无病毒或病毒极少,所以采用甜叶菊植株的茎尖进行植物组织培养可以获得脱毒苗。植物组织培养技术的优点是不受季节、气候和地域的限制,一般不会出现性状分离,能保持优良品种的遗传特性。(4)在植物的组织培养过程中,培养细胞一直处于不断增殖的状态,容易受到培养条件和外界压力的影响而发生突变,研究人员用化学诱变剂处理大量细胞,然后对其进行筛选得到具有抗叶斑病的突变体,进而培育成为新品种。(5)若甜叶菊自然繁殖时某优良性状无法通过自交的方式稳定遗传,说明其是杂合子,要快速获得与原植株基因型和表型都相同的该种甜叶菊,应该采用植物组织培养技术,植物组织培养过程:离体的细胞、组织或器官脱分化形成愈伤组织,再分化形成胚状体,最后发育成植株。具体过程如下图所示:取甜叶菊组织细胞愈伤组织胚状体甜叶菊植株12.(1)细胞壁原生质体间的融合用显微镜观察处于有丝分裂中期的杂种细胞染色体形态和数目,确定是否来自马铃薯和番茄两种植物

(2)④⑤(或⑤)一直处于不断增殖的状态(3)已经分化的细胞经过脱分化,转变成未分化的细胞,进而形成的不定形的薄壁组织团块

解析(1)植物细胞外面有一层细胞壁,这层细胞壁阻碍着细胞间的杂交,为第一道障碍;杂交过程中另一个关键环节②称为原生质体间的融合。只考虑两两融合,杂交过程中会出现两个马