2024年春高中生物专题2细胞工程2.1植物细胞工程2.1.1.1植物细胞工程的基本技术课堂演练含解析新人教版选修3

PAGEPAGE8植物细胞工程的基本技术[随堂检测]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．植物细胞在确定条件下离体培育能表现出全能性解析：选C。受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；生物体内的每一个体细胞(除红细胞外)都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应当具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在确定条件下，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；分化的植物细胞尽管具有全能性，但假如全能性要表达，植物细胞必需在确定条件下进行离体培育。2．某爱好小组拟用组织培育繁殖一种珍贵花卉，其技术路途为“取材→消毒→愈伤组织培育→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述错误的是()A．消毒的原则是既杀死材料表面的微生物，又削减消毒剂对细胞的损害B．在愈伤组织培育中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细胞C．出芽是细胞再分化的结果，受基因选择性表达的调控D．生根时，培育基通常应含α­萘乙酸等生长素类调整剂解析：选B。消毒剂的运用既要杀死材料表面微生物，又要防止损害组织细胞，影响组织培育；植物细胞融合是指经纤维素酶和果胶酶处理后得到的原生质体的诱导融合，带有细胞壁的愈伤组织细胞不能诱导融合形成染色体加倍的细胞；出芽和生根都是细胞再分化的结果，其实质是基因的选择性表达；α­萘乙酸为生长素类似物，可诱导愈伤组织生根。3．(2024·陕西西安七十中高二期末)下列关于影响植物组织培育的因素的叙述不正确的是()A．幼嫩组织较成熟组织易培育胜利B．给外植体消毒用体积分数为70%的酒精C．植物组织培育须要相宜的温度环境D．生长素与细胞分裂素含量之比较高时有利于芽的分化解析：选D。幼嫩组织细胞较成熟组织细胞的全能性高，因此幼嫩组织较成熟组织易培育胜利，A正确；植物组织培育时，给外植体消毒用体积分数为70%的酒精，B正确；植物组织培育须要相宜的温度环境，C正确；生长素与细胞分裂素含量之比较高时，有利于根的分化；较低时，有利于芽的分化；适中时，促进愈伤组织的生长，D错误。4．(2024·淄博高二检测)下列四个选项中，确定没有采纳植物组织培育技术的一项是()A．花药离体培育得到单倍体植株B．细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株C．基因工程培育的抗棉铃虫的棉花植株D．秋水仙素处理萌发的种子或幼苗得到多倍体植株解析：选D。花药离体培育是单倍体育种的一项基础技术，采纳植物组织培育，只不过培育的是生殖细胞——花粉细胞，A项不符合题意；细胞工程培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程中，融合的杂种细胞必需经过组织培育才能形成杂种植株，B项不符合题意；基因工程培育抗虫棉的过程中，把目的基因导入棉花体细胞后，要诱导其分裂、分化，最终发育为一个植物体，必需经过植物组织培育才能实现，C项不符合题意；利用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗可以干脆发育得到多倍体植株，没有经过植物组织培育阶段，D项符合题意。5．如图表示利用植物体细胞杂交技术获得杂种植物白菜—甘蓝的过程，以下说法错误的是()A．①过程表示利用酶解法去除细胞壁获得原生质体的过程B．②过程常用聚乙二醇诱导原生质体融合C．③过程中高尔基体活动旺盛D．最终获得的杂种植物体细胞内含19条染色体解析：选D。图中①是去除细胞壁的过程，常利用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁获得原生质体，故A项正确；②是诱导原生质体融合的过程，常用的诱导方法有物理法(电激、离心、振动)和化学法(聚乙二醇)，故B项正确；③是形成新细胞壁的过程，植物细胞中高尔基体与细胞壁的形成有关，因此该过程中高尔基体活动旺盛，故C项正确；最终获得的杂种植物体细胞内含有两个亲本的全部遗传物质，即含有20＋18＝38条染色体，故D项错误。6．(2024·长春高二检测)我国植物学家将珍贵兰花的茎尖细胞放进培育基中进行培育，最终发育成完整的新植株。下图是细胞培育形成兰花植株的示意图，请据图回答下列问题：(1)过程③和④分别表示________和________。须要避光培育的是______(填数字)。整个过程中细胞的分裂方式是________________________________。(2)取新生的茎尖细胞而不选择茎表皮细胞进行培育的两个理由：①________________；②______________________。(3)当_________(填培育基种类)中生长素与细胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“适中”)时，愈伤组织被诱导先生根。(4)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__________________，其突出优点是__________________。答案：(1)脱分化再分化③有丝分裂(2)茎尖细胞全能性高新生细胞无菌无毒(3)分化培育基大(4)单倍体育种明显缩短育种年限7．下面是烟草叶片原生质体分别和培育的流程图：请回答下列问题：(1)酶解时，在________酶和________酶的作用下去除细胞壁，以获得完整的原生质体。(2)获得原生质体后，可用________法检测原生质体是否存活。要判定原生质体是否已形成细胞壁，可用________方法鉴别。(3)欲通过原生质体培育得到愈伤组织，配制培育基时须要留意的主要方面是________________________________________________________________________。解析：(1)在获得植物原生质体时，需用纤维素酶和果胶酶混合液处理试验材料，将细胞壁消化除去，获得球形的原生质体。(2)获得原生质体后可用红墨水染色法检测，因为生活状态的原生质体细胞膜具有选择透过性，原生质体不会被染上颜色，但假如原生质体死亡，由于膜的选择透过性丢失，原生质体会被染成红色；可用质壁分别试验来检测原生质体是否已形成细胞壁。(3)要将原生质体培育成愈伤组织，配制培育基时须要留意的主要方面是植物激素的适当配比。答案：(1)纤维素果胶(2)红墨水染色质壁分别(3)植物激素的适当配比[课时作业]一、选择题1．细胞工程是一门综合科学技术，下列技术中不属于细胞工程的是()A．有性杂交 B．植物体细胞杂交C．组织培育 D．细胞核移植解析：选A。细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，根据人的意愿来变更细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。生物的有性杂交是生物的自然生殖过程，不能单纯地根据人的意愿来进行，不属于细胞工程的范畴。2．植物细胞的全能性是指()A．具有核、膜、质，细胞结构完整，能进行各种生理活动B．只具有膜和质，同样能进行各种生理活动C．植物体细胞所具有的发育成完整个体的潜能D．具有本物种全套遗传物质的特定细胞解析：选C。具有某种植物全套遗传信息的任何一个细胞，都有发育成完整新植物体的潜能，也就是说，每个植物细胞都具有全能性。3．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培育可以形成愈伤组织，下列叙述错误的是()A．该愈伤组织是细胞经过脱分化和分裂形成的B．该愈伤组织的细胞没有全能性C．该愈伤组织是由排列疏松的薄壁细胞组成的D．该愈伤组织可以形成具有生根发芽实力的胚状结构解析：选B。植物组织培育的原理是植物细胞的全能性。植物细胞只有在脱离了植物体、并在确定的外部因素的作用下，经细胞分裂形成愈伤组织，才能表现出全能性，再由愈伤组织细胞发育、分化形成新的植物体。4．下列有关植物体细胞杂交的叙述，错误的是()A．有可能把两个植物体的优良性状集中在杂种植株上B．须要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁C．利用聚乙二醇可以促进原生质体融合D．植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞解析：选D。植物体细胞杂交之前，须要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；进行原生质体间的融合，必须要进行人工诱导，如可用聚乙二醇促进原生质体融合；植物体细胞杂交就是将不同的植物体细胞融合成杂种细胞，并将该杂种细胞培育成新的植物体的技术。5．(2024·江苏常州模拟)白菜、甘蓝均为二倍体，若将白菜和甘蓝两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培育获得“白菜—甘蓝”杂种植株幼苗。下列说法错误的是()A．培育出的“白菜—甘蓝”植株不能结籽B．该诱导原生质体间的融合过程一般运用灭活的病毒C．该培育过程中的变异为染色体变异D．该培育过程中须要向培育基中添加植物激素解析：选B。由于白菜、甘蓝均为二倍体，两者的花粉细胞中各含有白菜和甘蓝的一个染色体组，若将两者的花粉细胞的原生质体进行融合得到杂种细胞，再经植物组织培育获得的“白菜—甘蓝”杂种植株为二倍体，但因两个染色体组分别来自白菜和甘蓝，故不能结籽，A正确；诱导植物细胞原生质体间的融合一般不用灭活的病毒，B错误；用花粉细胞融合后培育“白菜—甘蓝”杂种植株的变异类型为染色体变异，C正确；植物组织培育过程中需向培育基中添加确定配比的生长素和细胞分裂素，D正确。6．如图为将胡萝卜的离体组织在确定条件下培育形成试管苗的过程示意图。下列有关叙述正确的是()A．①②过程中都会发生细胞的增殖和分化B．在利用多倍体育种法培育无子西瓜的过程中，不经过愈伤组织阶段C．此过程依据的生物学原理是细胞膜具有流淌性D．利用此过程获得的试管苗确定为纯合子解析：选B。①②过程分别为脱分化和再分化，①过程不会发生细胞的分化；此过程依据的生物学原理是植物细胞的全能性；此过程为无性生殖，获得的试管苗的基因型与母本相同，不确定为纯合子。7．(2024·辽源田家炳高二期中)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自然杂交后是四倍体，属于同一物种B．①过程常选择酶解法去壁，一般在低渗溶液中进行C．与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃D．d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质答案：D8．(2024·镇江高二检测)科学家把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有香茅醛，能散发出一种特别的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中，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、PEG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形成D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离解析：选C。植物体细胞杂交技术属于植物细胞工程，优势是打破物种间的生殖隔离，克服不同物种不能有性杂交的障碍，A、D两项都正确；植物细胞具有细胞壁，要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到植物原生质体，然后采纳物理或化学的方法诱导不同的原生质体实现膜融合，B项正确；从杂种细胞到杂种植株，必需采纳植物组织培育技术，经过脱分化和再分化等阶段，有愈伤组织、胚状体和试管苗的形成，C项错误。二、非选择题9．(2024·高考海南卷)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，在确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，均加入确定量的蔗糖，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体的珍贵花卉，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)绿色叶片和白色花瓣是细胞分化的结果，遗传物质并没有变更，所以以该植物的绿色叶片和白色花瓣作为外植体，在确定条件下进行组织培育，均能获得试管苗，其原理是绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性。(2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖组成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。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具有完整的细胞核。(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，这两种激素是细胞分裂素和生长素。A中的愈伤组织是叶肉细胞经脱分化形成的。(4)若该种植物是一种杂合体的珍贵花卉，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，不能采纳经减数分裂得到的花粉粒作为外植体，缘由是对杂合体的植株来说，其体细胞的基因型相同，通过减数分裂形成花粉粒，可以导致等位基因分别，非同源染色体上的非等位基因自由组合等，花粉粒的基因型与体细胞的基因型不同，后代会出现性状分别，用花粉粒进行组织培育得到花卉基因型不同于原植株。答案：(1)绿色叶片和白色花瓣的细胞具有全能性，在确定条件下能发育成完整的植株(2)葡萄糖、果糖具有完整的细胞核(3)细胞分裂素、生长素脱分化(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育得到花卉基因型不同于原植株10．(2024·武邑中学高二期中)科学家利用植物体细胞杂交技术胜利获得了番茄—马铃薯杂种植株，为了便于杂种细胞的筛选和鉴定，科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记番茄和马铃薯的原生质体膜上的蛋白质，其培育过程如图所示。据图回答下列问题：(1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________________________。(2)过程①常用的方法是________，细胞融合完成的标记是________________。(3)植物原生质体融合过程常利用化学试剂__________诱导融合，在鉴定杂种原生质体时可用显微镜视察，当视察到融合的细胞表面___________________________，可推断该原生质体是由番茄和马铃薯融合而成的。(4)过程③和过程④依次为______________________________________________，过程④中的培育基常添加的植物激素有____________________________________________。(5)若番茄细胞内有m条染色体，马铃薯细胞中含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。若杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植株。答案：(1)细胞膜的流淌性、植物细胞的全能性(2)酶解法形成了新的细胞壁(3)聚乙二醇(或PEG)既有红色荧光又有绿色荧光(4)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素(5)2(m＋n)单倍体11．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)，培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列试验流程并回答问题：(1)A是________________酶，B是________________，D是具有________优良性状的幼芽。D长成的幼苗须要选择的缘由是_______________________________________。(2)由C形成植株的过程利用了____________________________技术，形成愈伤组织须要经过________过程，愈伤组织形成D须要经过________过程。整个培育过程要在________的条件下进行。(3)植物体细胞融合胜利的标记是_______________________________________。目前，植物体细胞杂交还存在很多问题没有解决，如___________________，尽管如此，这项新技术在_________________________________等方面取得的重大突破还是震撼人心的。(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________倍体植株。解析：(1)由植物细胞变成原生质体，须要去掉细胞壁，细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理细胞壁。两个原生质体经PEG诱导后融合，再生出细胞壁后变成杂种细胞，利用植物组织培育技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达出耐盐性状，须要利用含盐培