2019-2020学年人教版高中生物选修三练习：专题2第1节植物细胞工程

2019-2020学年人教版高中生物选修三练习：专题2第1节植物细胞工程

专题二 第一节 第二课时 一、选择题 1．(2019·天津新华中学月考)下图所示为基因型为 AaBb 的水稻的花粉离体培养过程，接 入试管后，在一定条件下形成试管苗，以下表述正确的是( D ) A．由于是植物细胞的组织培养，故培养基中无须加入碳源 B．过程①②③分别为脱分化、脱分化和再分化的过程 C．试管苗的基因型可能为 AABB、AABb、aaBB、aabb D．过程①②③培养基中的细胞分裂素与生长素的浓度比值分别为等于 1、大于 1和小于 1 [解析]在形成试管苗之前，培养过程中植物细胞不具有叶绿体，不能进行光合作用，因此 必须在培养基中加入碳源，A错误；过程①②③分别为脱分化、再分化和继续分化的过程，B 错误；由于基因型为 AaBb，故产生的花粉的基因型为 AB、Ab、aB、ab，因此获得试管苗的 基因型是 AB、Ab、aB、ab，C错误；当细胞分裂素与生长素的浓度比值大于 1时，可以促进 芽的分化，当该比值小于 1 时，可以促进根的分化，比值适中是利于愈伤组织的形成，因此 在植物组织培养过程中，需不断调整该比值，D正确。 2．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( C ) 四倍体兰花叶片 ――→ ① 愈伤组织 ――→ ② 胚状体 ――→ ③ 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] ②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；花药离体培养得到的植株 为单倍体；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。 3．(2019·泰安检测)下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，有关叙述错误的是( D ) A．A细胞和 B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理 B．从 A细胞和 B细胞到 C细胞的过程中，常用离心、振动、电激或聚乙二醇(PEG)诱导 融合 C．A细胞和 B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁 D．植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞 [解析] 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此细胞融合前需先用纤维素酶和果胶 酶去除细胞壁；诱导植物细胞融合时常用物理法或化学法；融合完成的标志是再生出新的细 胞壁；植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株。 4．(2019·郑州检测)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是 ( C ) A．获得 a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶 B．诱导 a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素 C．a、b细胞融合为 c细胞的原理是生物膜具有流动性 D．d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化 [解析] 植物体细胞在杂交之前，必须先利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；a，b细胞融合为 c细胞的原理是细胞膜的流动性，诱导 a、b细胞融合的化学 试剂一般是聚乙二醇，d、e分别为脱分化和再分化。 5．植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定培养基中培养，获得 了许多完整的植株，这些植株的特点是( A ) A．彼此性状极为相似 B．都是单倍体植株 C．植株的变异频率较高 D．都是纯合子 [解析] 植物组织培养繁殖后代属于无性繁殖，子代的遗传物质与亲代相同，故亲代与子 代的遗传性状极为相似。 6.下图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合)，若 A、B分别是基因型为 Hhrr、 hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上，由于一对隐性纯合 基因(rr或 hh)的作用，在光照强度大于 800 lx时，都不能生长，下列叙述正确的是( D ) ①实验开始时必须用纤维素酶(或果胶酶)除去不利于原生质体融合的物质 ②实验中除了杂种细胞外，还有 5种融合细胞 ③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为 HhRr的杂种细胞，可在大于 800 lx光照下 培养，收集增殖分化的细胞团 ④要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为 hhRr或 Hhrr的杂种细胞，可在大于 800 lx 光照下培养，收集增殖分化的细胞团 ⑤从理论上分析，将融合细胞的培养液放在大于 800 lx 光照下培养，有 5 种融合细胞不 能增殖分化 A．①②③⑤ B．①②③ C．①③④⑤ D．①③⑤ [解析] 在实验开始时要先利用酶解法去除细胞壁，以利于原生质体融合。根据两个品种 烟草的基因型可以得知，融合细胞的培养液中应该有来自基因型为 Hhrr的个体的花粉(基因型 为 Hr、hr)，以及来自基因型为 hhRr的个体的花粉(基因型为 hR和 hr)，由于融合是随机的， 因而会有 HhRr、hhRR、Hhrr、hhRr、HHrr和 hhrr六种基因型的融合细胞，其中除 HHrr、hhrr 和部分的 hhRR外，其余均为杂种细胞，而这三种细胞为相同基因型的花粉细胞融合而来，不 属于杂种细胞。根据题干，只有 HhRr基因型的杂种细胞可以在光照强度大于 800 lx时生长， 因而可以利用此条件收集增殖分化的细胞团，分离出基因型为 HhRr的杂种细胞。 7．人们利用植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产，这是利用了该项技术的哪些特点 ( D ) A．操作简单 B．使优良性状组合在一起 C．培育新的性状 D．高效性和保持种苗的优良遗传特性 [解析] 植物微型繁殖技术繁殖植物就是利用其优点：一是繁殖高效快速，二是能保持优 良品种的遗传特性。植物微型繁殖技术的方法是植物的组织培养技术，是一种无性繁殖方式， 后代与亲代性状相同，操作过程并不简单。 8．下图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是( D ) A．人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得 B．胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性 C．同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型 D．胚状体是由未分化的、具有分裂能力的细胞构成的 [解析] 胚状体是由愈伤组织分化而成的，一般具有芽、根的明显分化。植物组织培养过 程进行的是有丝分裂，所以每个细胞所含的遗传物质是相同的，因此同一批次的种子可以保 证具有相同的基因型。 9．下列属于植物细胞工程实际应用的是( C ) ①制造人工种子 ②培育抗盐植物 ③培育抗病毒烟草 ④培育单倍体 ⑤生产脱毒植株 A．①②③④ B．①③④⑤ C．①②④⑤ D．②③④⑤ [解析] 植物细胞工程应用范围较广，除①②④⑤外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种 植物，利用植物细胞培养生产香料、药物等。③中培育抗病毒烟草属于基因工程的范畴。 10．下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是( D ) ①――→ 脱分化 ②――→ 再分化 ③―→④ A．若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则④可能出现不同植物的遗传特性 B．若①是花粉，则④是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种 C．若①是人参细胞，对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量 D．若①是具有杂种优势的农作物细胞，则利用③进行繁育会发生性状分离 [解析] 杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质，因而可能表现出两种植 物的遗传特性。若①是花粉，则④是通过离体培养获得的单倍体植株，经染色体加倍后获得 的一定是纯合子，因而一定会稳定遗传。若①是人参细胞，②是脱分化获得的愈伤组织，对 愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量。③是再分化出的胚状体或丛芽，用 其进行繁育属于无性繁殖，后代会保持亲本的性状，所以，若①是具有杂种优势的农作物细 胞，则利用③进行繁育不会发生性状分离。 11．(2019·江苏南京高考三模)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( C ) 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 12．(2019·嘉兴检测)下面为番茄植物组织培养过程的流程图解，以下相关叙述不正确的 是( B ) 植物叶片 ――→ a 叶组织块 ――→ b 愈伤组织 ――→ c 有生根发芽能力的胚状结构 ――→ d 人工种子 ――→ e 种苗 A．脱分化发生在 b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用 B．再分化发生在 d步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程 C．从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性 D．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题 [解析] 由愈伤组织形成胚状结构的过程叫再分化，发生在 c过程，故选项 B错。b过程 是指植物组织形成愈伤组织的过程，叫脱分化；脱分化、再分化都是由于培养基中不同激素 及其浓度比决定的；植物组织培养技术的原理即植物细胞的全能性；人工种子的优点是可以 解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。 二、非选择题 13．(2018·重庆江津中学月考)为培育出含β－胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以 下两套培育方案。请分析回答下列问题： (1)甲方案中，β－胡萝卜素基因能在玉米和水稻体内出现相同表达结果的原因是__所有生 物共用一套遗传密码子__。 ①若β－胡萝卜素基因序列小且已知，可采用__人工合成__的方法获得β－胡萝卜素基因。 ②过程中可用__DNA分子杂交__技术检测水稻体细胞 DNA上是否插入了β－胡萝卜素基因。 (2)乙方案中所采用的技术依据的原理是__细胞膜具有一定的流动性__和__细胞的全能性 __。通过⑤获得“黄金大米”幼苗需要经过__脱分化和再分化__两个过程。 (3)过程⑤开辟了植物繁育的新途径，该技术通常可用于微型繁殖、__作物脱毒__和制备 人工种子。 (4)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是__克服远缘杂交不亲和的障碍(打 破生殖隔离)__。 [解析](1)甲方案中玉米基因能在水稻体内表达的理论依据是所有生物共用一套遗传密码 子。①在目的基因序列已知的情况下，可采用人工合成的方法获得目的基因。②检测目的基 因是否插入受体细胞可用 DNA分子杂交技术。(2)乙方案用植物细胞工程培育含β－胡萝卜素 的“黄金大米”，其中④表示植物体细胞杂交技术，其基础是细胞膜具有一定的流动性；⑤ 表示将杂种细胞培育成杂种植株，该过程需要采用植物组织培养技术，其原理是细胞的全能 性。植物组织培养需要经过脱分化产生愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成根或芽等器官。(3) 植物组织培养的优点是可用于微型繁殖、作物脱毒或制备人工种子。(4)与传统育种方法相比， 基因工程育种与植物细胞工程育种都能克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)。 14．(2019·陕西延安实验中学高二下期中)草莓生产上传统的繁殖方式易将所感染的病毒 传播给后代，导致产量降低、品质变差。运用微型繁殖技术可以培育出无病毒幼苗。草莓微 型繁殖的基本过程如下： 外植体――→ ① 愈伤组织――→ ② 芽、根―→植株 请回答下列问题。 (1)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，其依据是这些部 位病毒极少，甚至无病毒。 (2)在过程①中，常用的 MS 培养基主要成分包括大量元素、微量元素和__有机物__，在 配制好的培养基中，常常需要添加__植物激素__，有利于外植体启动细胞分裂形成愈伤组织。 接种后 2～5d，若发现外植体边缘局部污染，原因可能是外植体消毒不彻底。 (3)在过程②中，愈伤组织在诱导生根的培养基中未形成根，但分化出了芽，其原因可能 是__培养基中生长素类物质的含量与细胞分裂素类物质的含量的比值偏低__。 (4)人工种子依据的原理是__植物细胞的全能性__。它是经过__植物组织培养__技术培育 而成的。 [解析](1)进行植物微型繁殖时常采用茎尖或根尖作为外植体，原因是茎尖或根尖病毒极 少。切取一定大小的茎尖或根尖进行组织培养，再生的植株就可能不带病毒。(2)MS培养基的 成分主要包括水、无机盐、有机小分子物质等，另外常常需要添加植物激素诱导植物细胞分 裂、分化。(3)不同的植物激素比例影响植物细胞的发育方向。生长素与细胞分裂素的比值高 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。(4)人工 种子是利用植物组织培养技术获得的，所以其依据的原理是植物细胞的全能性。 15．下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。 请回答： (1)图中①②分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒的__T－DNA__和__标记基 因__。 (2)仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养成的完整植株，称为__单倍体__植株，说明未成 熟花粉具有__全能性__；这些植株只有通过__染色体数目加倍(或一定浓度的秋水仙素处理)__ 后，才能结实。 (3)一般在培养基上培养 24～48 h后，大部分原生质体已再生出细胞壁，可以取样，通过 __植物细胞的质壁分离与复原__实验来鉴别细胞壁是否已经再生。 (4)若要大量获取紫草素，可从__愈伤__组织中提取。图示育种方法与传统杂交育种相比， 主要优点是__可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍__。 [解析] (1)根据图示信息可知，①表示的是一个已插入外源 DNA片段的重组 Ti质粒的 T －DNA，②表示的是标记基因。(2)花粉经植物组织培养形成的完整植株被称为单倍体植株， 说明未成熟花粉具有全能性；单倍体植物高度不育，这些植株只有通过染色体数目加倍(或一 定浓度的秋水仙素处理)后，才能结实。(3)鉴别是否已经再生细胞壁可以通过植物细胞的质壁 分离与复原实验进行判断，能发生质壁分离的细胞已经再生出新的细胞壁。(4)若要大量获取 紫草素，可从愈伤组织中提取。图示育种方法应用了基因工程和植物体细胞杂交等技术，与 传统杂交育种相比，主要优点是可以克服生物远缘杂交不亲和的障碍。