2025版高考生物一轮复习课时作业三十八植物细胞工程含解析新人教版

PAGE11-植物细胞工程(30分钟100分)1.(10分)(2024·昆明模拟)生产中可利用植物细胞的全能性进行植物组织培育,如图是该技术的流程图,据图回答:(1)细胞的全能性是指__。

(2)图中①切下植物组织后首先要进行________。取材时一般须要切取含有________________的部分,缘由是这部分__________________________________________。

(3)图中长成完整植株的过程,常分为两种途径:一是诱导幼苗先生根、后长芽,二是同时诱导幼苗生根、长芽。两种途径的分化培育基中,最主要的区分是________的成分及比例不同。由“①”至“长成幼苗”的过程,又称为细胞的____________________过程。

【解析】(1)细胞的全能性是指已分化的细胞,仍旧具有发育成完整生物个体的潜能。(2)图中①切下来的外植体(离体的植物组织、器官或细胞)须要先进行消毒;取材时一般须要切取含有形成层的部分,因为这部分易于诱导形成愈伤组织。(3)依据题意分析,植物组织培育的两种途径中,一是先生根、后长芽,二是同时生根、长芽,两者主要取决于培育基中激素的种类及其浓度配比。由“①”至“长成幼苗”的过程为植物组织培育过程,又称为细胞离体培育过程。答案:(1)已经分化的细胞,仍旧具有发育成完整生物个体的潜能(2)消毒形成层易于诱导形成愈伤组织(3)激素离体培育2.(10分)(2024·太原模拟)细胞融合技术有着广泛应用。如图为细胞融合的简略过程,据图回答相关问题:(1)若a、b分别是基因型为yyRr和YYrr两个玉米品种的花粉,且这两对基因分别位于两对同源染色体上。科学家分别将它们的花粉除去细胞壁,然后诱导其融合,再把这些融合细胞进行培育,培育出了玉米新品种。①这两个品种的花粉可用化学诱导剂______________诱导融合,共可产生__________种基因型的融合细胞(仅考虑两两融合),这些融合细胞经过脱分化形成________________,再经培育可以得到__________种不同于亲本表现型的玉米新品种。

②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可干脆用yyRr植株的花粉培育,再经过染色体加倍(秋水仙素)处理并筛选获得,这种方法叫做__________。

(2)若a、b表示番茄和马铃薯两种植物的体细胞。①在“番茄—马铃薯”的培育过程中,植物体细胞融合完成的标记为__。

②a、b细胞融合之前,要用酶处理,酶处理后得到__________。

(3)若a、b分别为骨髓瘤细胞和已免疫的B淋巴细胞,则由d细胞产生的抗体与一般血清抗体相比较,具有________________________________________等特点。

【解析】(1)①诱导细胞融合时可用的化学诱导剂是聚乙二醇(PEG);花粉有3种,即yR、yr、Yr,共可产生6种基因型的融合细胞,即yyRR、yyrr、YYrr、YyRr、Yyrr、yyRr;这些融合细胞经过脱分化形成愈伤组织;再经培育可以得到2种不同于亲本表现型的玉米新品种,即yyrr、YyRr。②若想培育出基因型为yyRR的玉米植株,也可干脆用yyRr植株的花粉培育获得单倍体幼苗,再经过染色体加倍(秋水仙素)处理并筛选获得,这种方法叫做单倍体育种。(2)①在“番茄—马铃薯”的培育过程中,运用了植物细胞工程中的植物体细胞杂交技术,植物体细胞融合完成的标记是再生出细胞壁。②植物细胞融合之前,须要用纤维素酶和果胶酶处理得到原生质体。(3)单克隆抗体与一般血清抗体相比较,具有特异性强、灵敏度高、并能大量制备等特点。答案:(1)聚乙二醇(PEG)6愈伤组织2单倍体育种(2)再生出细胞壁原生质体(3)特异性强、灵敏度高、并能大量制备【学问总结】植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型及检测方法(1)诱导产生的细胞(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)①未融合的细胞:A和B。②两两融合的细胞:AA、BB和AB。③多细胞融合体。(2)检测方法:对诱导产生的细胞进行植物组织培育,然后依据得到的植物性状进行推断。①若得到的是一种性状的植物,说明是未融合细胞。②若得到的是具有两种亲本性状的植物,说明是杂种细胞。③若得到的是具有两种亲本性状的植物,且一种植物的性状得到加强,则是多细胞融合体。④若得到的是一种性状的植物且效果得到加强,则是同种细胞融合的结果。3.(12分)(2024·哈尔滨模拟)美国化学家从红豆杉树皮中分别出高抗癌活性的紫杉醇,从今,国家重点爱护珍稀植物——红豆杉遭遇了掠夺式地砍伐。为挽救红豆杉,同时获得紫杉醇,科研小组设计了如图所示的试验流程。请回答下列问题:(1)选用茎尖分生组织进行组织培育可以获得脱毒苗,缘由是茎尖分生组织细胞__________________;诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫__________________。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就可得到______________________。

(2)茎尖分生组织细胞具有全能性的缘由是________________________________________。

(3)紫杉醇作为常见的细胞产物,抗癌效果显著,通常取自愈伤组织的________(细胞器)。

(4)现有植物甲中提取的物质X,能提高紫杉醇的抗癌效果。科研小组欲获得既能产生紫杉醇又能产生物质X的植株,可利用__________________________技术获得杂种植株。该方法首先要利用________________(物质)除去细胞壁获得具有活力的原生质体,再经________(试剂)诱导融合形成杂种细胞。该技术的优点是________________________________。

【解析】(1)茎尖分生组织细胞病毒极少,甚至无病毒,因此选用茎尖分生组织进行组织培育可以获得脱毒苗。诱导茎尖分生组织形成愈伤组织的过程叫脱分化。利用愈伤组织诱导形成的胚状体经人工薄膜包装后就得到了人工种子。(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息,因此具有全能性。(3)紫杉醇是从红豆杉树皮中分别出来的高抗癌活性的物质,作为常见的细胞产物,通常取自愈伤组织的液泡。(4)植物甲可以产生物质X,红豆杉可以产生紫杉醇,利用植物体细胞杂交技术将两种植物的体细胞融合获得杂种细胞,再将获得的杂种细胞培育成杂种植株,则该杂种植株的细胞既能产生紫杉醇又能产生物质X。在植物体细胞杂交过程中,首先要利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,获得具有活力的原生质体,再经聚乙二醇诱导融合形成杂种细胞。植物体细胞杂交技术的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍。答案:(1)病毒极少,甚至无病毒脱分化人工种子(2)茎尖分生组织细胞含有该种生物的全部遗传信息(3)液泡(4)植物体细胞杂交纤维素酶和果胶酶聚乙二醇克服远缘杂交不亲和的障碍4.(11分)(2024·石嘴山模拟)植物A和植物B均为二倍体,如图为植物体细胞杂交过程示意图,据图回答:(1)步骤①通常用______________________处理,步骤②一般常用的化学试剂是__________。

(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手段是__________。其中步骤④相当于________________。

(3)植物体细胞杂交技术的意义在于克服了____________________的障碍。

(4)从理论上讲,杂种植株的育性为__________。若运用传统有性杂交方法能否实现?________,理由是__。

(5)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中,遗传物质的传递是否遵循孟德尔的遗传规律?__________。为什么?__

__。

【解析】(1)步骤①是去掉细胞壁分别出有活力的原生质体,常用纤维素酶和果胶酶处理;步骤②为诱导原生质体融合的过程,一般常用的化学诱导剂是PEG。(2)利用杂种细胞培育成为杂种植株的技术为植物组织培育,图中步骤④为脱分化过程。(3)植物体细胞杂交技术可以打破生殖隔离,克服远缘杂交不亲和障碍。(4)杂种植株是由两种不同的二倍体杂交形成的异源四倍体,含有同源染色体,因此是可育的;而运用传统有性杂交方法是不能实现的,因为不同种生物之间存在生殖隔离。(5)由于只有在生物进行有性生殖的过程中,其遗传物质的传递才遵循孟德尔遗传规律,而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖,因此利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律。答案:(1)纤维素酶和果胶酶聚乙二醇(2)植物组织培育脱分化(3)远缘杂交不亲和(4)可育不能因为不同种生物之间存在生殖隔离(5)不遵循因为只有在生物进行有性生殖的过程中,其遗传物质的传递才遵循孟德尔遗传规律,而植物体细胞杂交育种的过程不属于有性生殖【易错警示】有关植物体细胞杂交的三个易错点(1)植物体细胞杂交的结果不是形成杂种细胞,最终要经过组织培育形成杂种植株。(2)植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合,因此不属于有性生殖,应为无性生殖。(3)杂种植株的变异类型属于染色体变异,杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,杂种植株属于异源多倍体。5.(12分)(2024·大庆模拟)我国植物学家将珍贵兰花的茎尖细胞放在培育基中进行培育,最终发育成完整的新植株。如图是细胞培育形成兰花植株示意图,请据图分析回答:(1)过程③和④分别表示______和______。

(2)在培育过程中,除了供应水分、无机盐、糖类、维生素及氨基酸外,还须要在培育基中加入________________。同时,在培育过程中,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,胜利的另一个关键是操作过程必需保证______。

(3)植物组织培育技术又叫植物微型繁殖技术是植物繁殖的一种途径,与有性生殖相比,植物组织培育优势主要有(答出2点即可)_____________。

(4)在植物组织培育的过程中,可以对________________进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于________________________。

(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒,经组织培育形成植株,这种育种方法称为________________,其优点是__________________。

【解析】(1)过程③为离体茎尖细胞培育为愈伤组织的脱分化过程,过程④为愈伤组织培育为胚状体的再分化过程。(2)生长素和细胞分裂素的协同调控作用在植物组织培育中特别重要,在培育过程中,除了供应水分、无机盐、糖类、维生素以及氨基酸外,还须要在培育基中加入生长素和细胞分裂素。在培育过程中,为避开微生物与培育的植物细胞竞争养分,除必需的温度、光照和氧气等外界条件外,胜利的另一个关键是操作过程必需保证无菌。(3)植物组织培育与有性繁殖相比,其优势有:能保持母本的优良性状;培育周期短,繁殖效率高;能培育无病毒植物等。(4)在植物组织培育的过程中,可以对愈伤组织进行化学或物理的诱变处理,促使其发生突变,再通过诱导分化形成植株,从中选育出优良品种。这种作物新品种的培育方法属于突变体的利用。(5)若将兰花的茎尖细胞换成兰花的花粉粒,经组织培育形成植株,再进行染色体加倍,这种育种方法称为单倍体育种,其突出优点是明显缩短育种年限。答案:(1)脱分化再分化(2)生长素和细胞分裂素无菌(3)能保持母本的优良性状;培育周期短,繁殖效率高;能培育无病毒植物等(4)愈伤组织突变体的利用(5)单倍体育种能明显缩短育种年限【加固训练】(2024·银川模拟)紫草素是紫草细胞的代谢产物,可作为生产治疗烫伤药物的原料。探讨人员通过培育紫草细胞生产紫草素。为了获得紫草素,某制药公司利用植物组织培育技术,从培育的愈伤组织中提取这种有效成分。请回答下列问题:(1)培育时,通常选择新生的芽作为外植体,这是因为__________________________。将离体的芽培育在人工配制的培育基上,赐予相宜的培育条件,诱导其依次产生____________、____________,最终形成完整的植株。

(2)假设紫草与另一种植物A均为二倍体药用植物(紫草细胞中有2n条染色体,A植物细胞中有2m条染色体)。某药物探讨所拟利用植物体细胞杂交技术培育同时含有两种有效成分的新型药用植物。为了得到原生质体需用________酶和________酶去除两植物细胞的细胞壁,然后诱导其融合形成杂种细胞。

(3)融合形成的杂种细胞在有丝分裂后期含有________条染色体。杂种细胞培育成的新型药用植物为________倍体,在这个过程中所利用的生物学原理是__。

【解析】(1)植物组织培育技术的原理是植物细胞的全能性,培育时选择新生的芽作为外植体,是因为新生芽的分化程度低、全能性高,在培育过程中简单诱导其脱分化形成愈伤组织;植物组织培育的过程:将离体的芽培育在人工配制的培育基上,赐予相宜的培育条件,诱导其脱分化产生愈伤组织,再分化形成胚状体或丛芽,最终接着分裂和分化形成完整个体。(2)在植物体细胞杂交过程中,须要用纤维素酶和果胶酶处理植物的细胞壁,获得原生质体,然后诱导再生出新的细胞壁,形成杂种细胞。(3)依据题意,紫草细胞中有2n条染色体,A植物细胞中有2m条染色体,融合后的细胞中具有二者全部的染色体,因此染色体数目为2n+2m,则有丝分裂后期染色体数目加倍为4(n+m)。杂种细胞发育成的药用植物融合了二者的染色体组,二者为不同的物种,故杂种细胞培育成的新型药用植物为四倍体,将杂种细胞培育成个体利用了植物细胞的全能性。答案:(1)新生芽细胞分化程度低,简单诱导其脱分化愈伤组织胚状体或丛芽(2)纤维素果胶(3)4(n+m)四植物细胞具有全能性6.(13分)Bar基因存在于青麻、黑麦草等生物体内,其编码的酶可使除草剂草丁膦失去毒害作用。培育转Bar基因大豆,对于限制豆田杂草有重要意义。为了把Bar基因导入大豆细胞,需将Bar基因插入pUc18质粒中构建中间表达载体,然后与Ti质粒重组为重组表达载体系统。如图为pUc18质粒的结构示意图,回答下列问题:(1)不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因,缘由是____________________________。

(2)构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入pUc18质粒的____________中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加________________的培育基上培育大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。

(3)中间表达载体需插入Ti质粒的T-DNA中,缘由是____________________________________________。

(4)可通过________________法干脆将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需______________________成为完整的植物细胞,经脱分化形成________________,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。

【解析】(1)由于黑麦草与大豆之间存在生殖隔离,因此不能利用黑麦草与大豆进行有性杂交的方法让大豆获得Bar基因。(2)依据图中信息可知,lacZ基因编码β-半乳糖苷酶,β-半乳糖苷酶可以将培育基中的X-gal水解,使菌落呈蓝色,否则菌落呈白色。因此,构建中间表达载体时,为了便于筛选出含有Bar基因的重组质粒,需将Bar基因插入pUc18质粒的lacZ中形成重组质粒并导入大肠杆菌,然后在添加氨苄青霉素和X-gal的培育基上培育大肠杆菌,菌落呈白色的即为含中间表达载体的大肠杆菌。(3)Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞,并且整合到受体细胞染色体的DNA上。依据这一特点,假如将目的基因插入Ti质粒的T-DNA上,通过农杆菌的转化作用,就可以把目的基因整合到植物细胞中染色体的DNA上。(4)可通过显微注射法干脆将重组表达载体导入大豆细胞的原生质体。导入Bar基因的原生质体需再生出细胞壁,经脱分化形成愈伤组织,再进一步分化才能获得转Bar基因大豆植株。答案:(1)黑麦草与大豆之间存在生殖隔离(2)lacZ氨苄青霉素和X-gal(3)T-DNA可转移至受体细胞并整合到受体细胞的染色体DNA上(4)显微注射再生出细胞壁愈伤组织7.(12分)(2024·哈尔滨模拟)植物组织培育的过程如图所示。请分析并回答:离体的组织或器官愈伤组织胚状体植株(1)B、C过程是通过细胞的______________、__________实现的。

(2)胚状体依据其来源不同,可以分为“体细胞胚”和“花粉胚”。①用花药离体培育可获得“花粉胚”,同种植物的花粉胚与体细胞胚在染色体数目上的主要区分是____________________。

②假如用__________处理二倍体植株的花粉胚,能获得可育的植株,该过程是__________育种中不行缺少的步骤。

③在肯定条件下培育离体细胞可以形成体细胞胚进而发育成完整的植株,其根本缘由是每个细胞都含有____________________,这一过程体现了________________。

(3)植物组织培育得到的胚状体经过人工薄膜包装可以获得“人工种子”,由“人工种子”萌发出的植株是否可育?______________________________________________。

(4)微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取茎尖或根尖作为外植体,其依据是______________________________________________。

(5)在培育过程中,愈伤组织在培育基中未形成根,但形成了芽,其缘由可能是

__。

【解析】(1)愈伤组织是由离体的组织或器官通过脱分化过程获得的,B、C过程是通过细胞的分裂和分化实现的。(2)①花粉是植物减数分裂形成的配子,其染色体数目是体细胞的一半,所以用花药离体培育获得“花粉胚”与体细胞胚相比,花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半。②秋水仙素能抑制纺锤体的形成,导致染色体数目加倍,所以用秋水仙素处理二倍体植物的花粉胚,能获得可育的植株,该过程也是单倍体育种中不行缺少的步骤。③因为每个细胞都含有本物种的全套基因(或“全套遗传信息”),即具有全能性,所以在肯定条件下培育离体细胞可以形成体细胞胚,进而发育成完整的植株。(3)植物组织培育得到的胚状体经过人工薄膜包装可以获得“人工种子”,由花粉培育发育的植株一般不行育;由体细胞经组织培育发育的植株则是可育的。(4)茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒,因此微型繁殖培育无病毒草莓时,一般选取茎尖或根尖作为外植体。(5)在培育过程中,由于培育基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合理,愈伤组织在培育基中未形成根,但形成了芽。答案:(1)分裂(或增殖)分化(2)花粉胚细胞中的染色体数目是体细胞胚的一半秋水仙素单倍体本物种的全套基因(或全套遗传信息)植物细胞的全能性(3)由花粉培育发育的植株一般不行育,由体细胞经组织培育发育的植株则是可育的(4)茎尖(或根尖)病毒极少,甚至无病毒(5)培育基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量比例不合理(或培育基中生长素类物质用量与细胞分裂素类物质用量的比值偏低)8.(11分)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,利用植物组织培育技术繁殖该植物。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,在肯定条件下进行组织培育,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育基中,均加入肯定量的蔗糖,蔗糖水解后可得到________________________。若要用细胞作为材料进行培育获得幼苗,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”)。

(3)图中A、B、C所示的是不同的培育结果,该不同结果的出现主要是由于培育基中两种激素用量的不同造成的,这两种激素是________________________。A中的愈伤组织是叶肉细胞经____________形成的。

(4)若该种植物是一种杂合子的珍贵花卉,要快速获得与原植株基因型和表现型都相同的该种花卉,可用组织培育方法繁殖,在培育时,____________(填“能”或“不能”)采纳经减数分裂得到的花粉粒作为外植体,缘由是__

__。

【解析】(1)植物组织培育的原理是植物细胞的全能性。(2)蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。用细胞作为材料进行培育获得幼苗,细胞必需具有完整的细胞核,才具有发育为个体的一套完整遗传信息。(3)影响植物组织培育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。(4)