2024-2025学年高中生物限时规范训练5植物细胞工程的基本技术含解析新人教版选修3

PAGEPAGE9植物细胞工程的基本技术1．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是()A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高D．植物细胞在肯定条件下离体培育能表现出全能性答案C解析受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；体细胞是由受精卵通过有丝分裂形成的，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而生物体内的体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在肯定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物细胞假如全能性要表达出来，需在肯定条件下进行离体培育。2．芥酸会降低菜籽油的品质。油菜有两对独立遗传的等位基因(H和h，G和g)限制菜籽的芥酸含量。下图是获得低芥酸油菜新品种(HHGG)的技术路途，已知油菜单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，这些组分的细胞都具有全能性。据图分析，下列叙述错误的是()A．①②两过程均须要植物激素来诱导细胞脱分化B．与④过程相比，③过程可能会产生二倍体再生植株C．图中三种途径中，利用花粉培育筛选低芥酸油菜新品种(HHGG)的效率最高D．F1减数分裂时，H基因所在染色体会与G基因所在染色体发生联会答案D解析①②两过程均是脱分化过程，都须要植物激素(生长素和细胞分裂素)诱导，A项正确；单个花药由花药壁(2n)及大量花粉(n)等组分组成，因此③过程可能产生二倍体再生植株，而④过程只能产生单倍体植株，B项正确；图中三种途径中，利用花粉培育筛选低芥酸植株(HHGG)的周期短，得到低芥酸植株(HHGG)的概率高，而杂交育种周期长，得到低芥酸植株(HHGG)的概率较低，须要大量的筛选工作，C项正确；减数分裂时，发生联会的染色体是同源染色体，H基因所在染色体与G基因所在染色体为非同源染色体，不会发生联会，D项错误。3．如图中的A、B为两种二倍体植物，通过植物体细胞杂交技术形成C植株，③过程的原理及C含有的染色体组数分别是()A．细胞膜的流淌性、2 B．细胞的全能性、4C．细胞增殖、4 D．基因的选择性表达、3答案B解析图中③过程是由1个细胞长成1个完整的个体，体现了细胞的全能性；③过程为两种生物的体细胞进行融合，每个体细胞含有2个染色体组，融合后形成的杂种细胞C含有4个染色体组，为异源四倍体生物。4．现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种)，其中甲种植株的光合作用实力高于乙种植株，但乙种植株很适合在盐碱地种植。要利用甲、乙两种植株各自的优势，培育出高产、耐盐的植株，有多种生物技术手段可以利用。下列采纳的技术手段不行行的是()A．利用植物体细胞杂交技术，可获得满意要求的四倍体杂种目的植株B．将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中，可培育出目的植株C．两种植株杂交后得到F1，取其花粉，进行花药离体培育获得目的植株D．诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素处理，可培育出目的植株答案C解析甲、乙两植株间若存在生殖隔离，则两者不能自由杂交，即使能杂交也不能产生可育后代，且用花药离体培育获得的目的植株为单倍体，高度不变，故C项不行行。A、D两项均利用了植物细胞杂交技术，细胞杂交技术可以克服不同植物远缘杂交不亲和的障碍且获得的植株是可育的，因此A、D两项是可行的。B项利用的是基因工程技术，可以人为地将目的基因导入受体细胞中定向改造生物的遗传性状，因此D项也是可行的。5．甲种植物细胞(基因型为Aa)、乙种植物细胞(基因型为Bb)去掉细胞壁后，诱导两种细胞的原生质体融合，形成单核的杂种细胞。则经过组织培育得到的杂种植株是()A．二倍体，基因型为AaBbB．二倍体，基因型为AAaaBBbbC．四倍体，基因型为AaBbD．四倍体，基因型为AAaaBBbb答案C解析杂种植株为异源四倍体，基因型为AaBb。6．下列发生了细胞分化且能体现体细胞全能性的生物学过程是()A．玉米种子萌发长成新植株B．小鼠骨髓造血干细胞形成各种血细胞C．小麦花粉经离体培育发育成单倍体植株D．胡萝卜根韧皮部细胞经组织培育发育成新植株答案D解析细胞的全能性是指具有某种生物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整生物体的潜能。种子萌发长成植株是由幼体到成体的正常生长发育过程，虽有细胞分化，但不能体现细胞的全能性；骨髓造血干细胞形成各种血细胞，仅仅是细胞分化的结果，没有形成完整的个体，不能体现细胞的全能性；花粉离体培育发育成单倍体植株，经验了细胞分化，体现的是花粉(生殖细胞)的全能性，没有体现体细胞的全能性；胡萝卜根韧皮部细胞经植物组织培育发育成新植株体现了体细胞的全能性。7．如图表示四倍体兰花叶片植物组织培育过程，下列相关叙述正确的是()A．此兰花的花药离体培育所得植株为二倍体B．①阶段体现了细胞的全能性，②阶段须要细胞分裂素C．①阶段有细胞增殖，但无细胞的再分化D．②过程为脱分化，③过程为再分化答案C解析此兰花的花药离体培育所得植株为单倍体；①阶段表示脱分化，该阶段能形成愈伤组织，没有形成完整的植物个体，故不能体现细胞的全能性；愈伤组织是未分化的细胞，故①阶段有细胞增殖，但无细胞的再分化；②阶段表示再分化过程。8．如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管后，在肯定的条件下形成试管苗的培育过程。请据图回答下列问题：(1)要促进细胞分裂生长，培育基中应添加养分物质和激素。养分物质包括________和小分子有机物，激素主要包括细胞分裂素和________两类植物激素。(2)此过程依据的原理是________________。A和B阶段主要进行的分裂方式是________，B阶段除细胞分裂外，还进行细胞________等。(3)此过程要无菌操作，主要是指对________进行灭菌。B阶段须要光照，缘由是______________________________________________________________________________________________________________________。(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因________的结果。答案(1)无机物生长素(2)植物细胞的全能性有丝分裂分化(3)培育基芽发育成叶，叶肉细胞中叶绿素的合成须要光照(4)选择性表达解析植物组织培育所用的培育基中应含有供组织细胞生长发育所需的无机物和小分子有机物，还有调整细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素等植物激素。由外植体发育到试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织经细胞有丝分裂和分化形成试管苗，此阶段须要光照，缘由是叶绿素的合成须要光照。9．下列须要采纳植物组织培育技术的是()①利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株②利用花药离体培育得到单倍体植株③利用基因工程培育抗棉铃虫的植株④利用细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株⑤无子西瓜的快速大量繁殖A．①②③ B．③④⑤C．①②④⑤ D．②③④⑤答案D解析用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗，获得多倍体植株，这属于多倍体育种，该过程不须要采纳植物组织培育技术，①错误；花药离体培育须要采纳植物组织培育技术，②正确；将转基因受体细胞培育成转基因植株须要采纳植物组织培育技术，③正确；将“番茄—马铃薯”杂种细胞培育成杂种植株须要采纳植物组织培育技术，④正确；无子西瓜高度不育，要使其大量繁殖可采纳植物组织培育技术进行无性繁殖，⑤正确。10．下列关于植物组织培育的叙述，错误的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供应养分和调整渗透压B．培育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需通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育获得的愈伤组织的基因型相同答案D解析绿色开花植物的细胞有两种：体细胞和生殖细胞。这两种细胞中含有的染色体种类及数目是不同的，则其基因型也是不同的，因此，同一株绿色开花植物不同部位的细胞经植物组织培育获得的愈伤组织的基因型可能不同。11．科学家将天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草能散发出特别气味，达到驱蚊且对人体无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是()A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍B．驱蚊草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶，聚乙二醇等试剂或离心、振动、电激等方法C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，不同于植物组织培育，无愈伤组织和试管苗的形成D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草有性杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离答案C解析驱蚊草的培育属于细胞工程育种中的植物体细胞杂交，其优点是打破生殖隔离的限制，克服远缘杂交不亲和的障碍，A项正确；植物体细胞杂交的过程中须要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁获得原生质体，再用肯定的诱导方法如化学法(一般用聚乙二醇作为诱导剂)、物理法(振动、离心、电激等)诱导植物原生质体融合，B项正确；形成杂种细胞后利用植物组织培育技术将杂种细胞培育成杂种植株，需经验脱分化和再分化过程，其间有愈伤组织和试管苗的形成，C项错误；天竺葵和香茅草属于不同物种，它们之间存在生殖隔离，故不能通过有性杂交方法获得驱蚊草，D项正确。12．为了培育菊花新品种，科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行植物体细胞杂交，培育过程如图所示。下列有关叙述正确的是()A．野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到四倍体植株B．①过程常选择酶解法去除细胞壁，一般在低渗溶液中进行C．与②过程有关的细胞器中只有高尔基体比较活跃D．d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遗传物质答案D解析野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株，A项错误；①为去除细胞壁的过程，该过程常选择酶解法(纤维素酶和果胶酶)，此操作一般在等渗溶液中进行，假如在低渗溶液中进行，则去掉细胞壁的原生质体会因吸水而膨胀甚至涨破，B项错误；②是杂种细胞再生出细胞壁的过程，与该过程有关的细胞器中高尔基体、线粒体等都比较活跃，C项错误；d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遗传物质，D项正确。13．DHA对脑神经发育至关重要。以A、B两种单细胞真核藻为亲本，利用细胞融合技术选育高产DHA融合藻，两种藻特性如下表。亲本藻优势代谢类型生长速率(g/L·天)固体培育基上藻落直径DHA含量(‰)A藻自养0.06小0.7B藻异养0.14大无据表回答下列问题：(1)选育的融合藻应具有A藻________与B藻________的优点。(2)诱导融合前需用纤维素酶和果胶酶处理两种藻，其目的是获得________。(3)通过以下三步筛选融合藻，步骤________可淘汰B藻，步骤________可淘汰生长速率较慢的藻落，再通过步骤________获得生产所需的融合藻。步骤a：视察藻落的大小步骤b：用不含有机碳源(碳源——生物生长的碳素来源)的培育基进行光照培育步骤c：测定DHA含量(4)以获得的融合藻为材料进行甲、乙、丙三组试验，结果如下图。①甲组条件下，融合藻产生[H]的细胞器是________；丙组条件下产生ATP的细胞器是________。②与甲、丙两组相比，乙组融合藻生长速率较快，缘由是在该培育条件下__________________________________________________。甲、乙两组DHA产量均较高，但实际生产中往往采纳甲组的培育条件，其缘由是______________________________________________。答案(1)可产生DHA、自养特性快速生长(2)原生质体(3)bac(4)①线粒体、叶绿体线粒体②融合藻既能利用光能自养又能利用葡萄糖异养融合藻利用光能和简洁的无机物就能生长，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止杂菌生长解析(1)采纳细胞融合技术是为了将两种亲本细胞的优良特性集中在融合细胞上，使融合细胞能够同时表达出两种亲本的优良特性。依据表中数据，A藻属于自养生物，且能够产生DHA，B藻的生长速率是A藻的两倍多，生长速率快，因此融合细胞应具有A藻可产生DHA、可以自养的特性与B藻生长速率快的优点。(2)诱导植物细胞融合之前，须要用纤维素酶和果胶酶对植物细胞进行处理，以去除外层的细胞壁，获得原生质体。(3)依据表中数据中两种藻的特性可知，B藻属于异养生物，光照条件下，只有B藻落不能在不含有机碳源的培育基上生长；相同时间内，生长速度慢的藻落其直径也相对较小，因此可以通过视察藻落的大小淘汰生长速率较慢的藻落；融合的细胞要能够分泌DHA，因此通过测定DHA含量，筛选诞生产所需的融合藻。(4)①由图知，甲组的条件是供应光照且培育基碳源采纳无机物，融合藻可以通过光合作用自养，在光合作用的光反应阶段，水在叶绿体类囊体薄膜上光解为O2和[H]，光合作用产生的有机物可以供应应融合藻进行有氧呼吸，有氧呼吸的第一阶段可以产生少量的[H]，在细胞质基质中进行，其次阶段可以产生大量的[H]，在线粒体基质中进行，因此甲组融合藻产生[H]的细胞器是叶绿体和线粒体。丙组的条件是黑暗处理且碳源是葡萄糖，因此融合藻只能通过呼吸作用产生ATP，为细胞的各项生命活动供能。②乙组试验中，除了给融合藻供应光照，还供应葡萄糖碳源，因此乙组中的融合藻既能进行光合作用自养，又可以利用供应的葡萄糖异养，生长速率更快。在实际生产中，采纳甲组的培育条件，融合藻可以利用光能和简洁的无机物生长并产生DHA，不须要添加葡萄糖，降低了生产成本，同时也防止杂菌利用葡萄糖生长。14．科学家将分别得到的成熟的胡萝卜韧皮部细胞进行如图所示试验，最终由单个细胞发育成了完整的植株。请回答下列问题。(1)科学家所用的这种生物技术叫____________。该项技术表明，当植物细胞处于离体状态时，在肯定的养分物质、________和其他外界条件的作用下，可表现出________，发育成完整植株。(2)图中B过程称为________，通过B过程产生的愈伤组织细胞与根韧皮部细胞的形态结构________(填“相同”或“不同”)，其根本缘由是________________。(3)某课外小组同学用胡萝卜的愈伤组织同时进行了两组试验：甲组培育基中含3%的蔗糖，乙组培育基中不含蔗糖，经灭菌后接种，每组试验再分成两个小组，分别在光下和暗处培育。1个月后，视察愈伤组织细胞生长、分化状况，结果如表所示。培育条件甲组乙组光下正常生长，分化不生长，死亡暗处正常生长，不分化不生长，死亡由此得出的结论：①____________________________________________________；②_______________________________________________________。答案(1)植物组织培育(植物)激素全能性(2)脱分化不同基因的选择性表达(3)①愈伤组织的生长、分化过程须要蔗糖②光照能够促进愈伤组织的分化解析(1)将胡萝卜韧皮部细胞培育成完整植株须要采纳植物组织培育技术。该技术表明，当植物细胞处于离体状态时，在肯定的养分物质、植物激素和其他外界条件的作用下，可表现出全能性，发育成完整植株。(2)图中B过程表示脱分化。脱分化产生的愈伤组织细胞是高度液泡化呈无定形态态的薄壁细胞，其形态结构与根韧皮部细胞的形态结构不同，两者不同的根本缘由是基因的选择性表达。(3)在有光条件下，培育基中含有蔗糖时，细胞能生长和分化，而培育基中不含蔗糖时，细胞不生长，死亡，说明愈伤组织细胞生长、分化须要蔗糖；当培育基中含有蔗糖时，在光下培育，细胞能分化，而在暗处培育，细胞