2019-2020学年新突破同步生物人教版选修三练习：专题22．1　2．1-1　植物细胞工程的基本技术

2019-2020学年新突破同步生物人教版选修三练习：专题22．1　2．1-1　植物细胞工程的基本技术

[基础全练] 1．不同细胞的全能性高低不同，下列有关细胞全能性大小的比较正确的是( ) A．细胞分裂能力越弱，细胞全能性越高 B．一般情况下，干细胞的全能性高于体细胞 C．韧皮部细胞的全能性高于形成层细胞 D．衰老细胞的全能性高于幼嫩细胞 解析：细胞分裂能力越强，其全能性越高，A 错误；韧皮部细胞属于成熟细胞， 形成层细胞为幼嫩细胞，因此，韧皮部细胞的全能性低于形成层细胞，C 错误；一 般情况下，干细胞的全能性高于体细胞，幼嫩细胞的全能性高于衰老细胞，B 正确、 D 错误。 答案：B 2．用高度分化的植物细胞、组织和器官进行组织培养可以形成愈伤组织，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能力的胚状结构 解析：植物组织培养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、 并在一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。 答案：B 3．如图是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的流程示意图，相关叙 述中正确的是( ) 四倍体兰花叶片 ――→① 愈伤组织 ――→② 根、芽 ――→③ 植株 A．②阶段会发生减数分裂过程 B．①阶段需要激素，②阶段不需要 C．此过程体现了植物细胞具有全能性 D．以此兰花的花药进行离体培养所得到的植株为二倍体 解析：②(再分化)阶段产生根、芽是有丝分裂和细胞分化的结果，A 错误；①②阶 段均需要植物激素的参与，但不同阶段需要的二者的比例不同，B 错误；该过程经 植物组织培养发育成了完整植株，体现了植物细胞的全能性，C 正确；花药离体培 养得到的植株为单倍体，D 错误。 答案：C 4．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析错误的是 ( ) A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理 B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的突变 C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D．④过程需用适宜配比的激素处理 解析：植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此常选用纤维素酶和果胶酶去 除细胞壁，A 正确；紫外线照射诱导生物变异属于基因突变，具有不定向性，B 错 误；③过程为脱分化，其目的是使原有细胞恢复分裂和分化能力，即失去了其特 有的结构和功能，C 正确；④过程为再分化，需用适宜浓度配比的激素进行诱导， D 正确。 答案：B 5．下面关于植物体细胞杂交目的的叙述中，不正确的是( ) A．把两个植物的优良性状集中在杂种植株上 B．克服远缘杂交不亲和的障碍 C．获得杂种植株 D．实现原生质体的融合 解析：植物体细胞杂交能把两个植物的优良性状集中在杂种植株上，A 正确；植 物体细胞杂交技术能克服远缘杂交不亲和的障碍，扩大亲本范围，B 正确；植物体 细胞杂交技术的目的是获得具有双亲优良性状的杂种植株，C 正确；原生质体的融 合是植物体细胞杂交的过程，而不是其目的，D 错误。 答案：D 6．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．需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：植物体细胞杂交之前，需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。 答案：D 7．如图为某组织培养过程的简图，下列有关说法中不正确的是( ) A．a→b 为脱分化过程，其培养基中必须含有有机营养 B．b→c 为再分化过程，此过程需要给予光照 C．若促进愈伤组织生根，培养基中只加生长素即可 D．无论花药中含有几个染色体组，得到的试管苗均为单倍体 解析：脱分化形成愈伤组织的培养基中必须含有有机营养，A 正确；再分化过程 愈伤组织需要生根、发芽，进行光合作用，所以需要给予光照，B 正确；在整个组 织培养过程中，需要多种植物激素(主要为生长素和细胞分裂素)的参与，C 错误； 图中所示操作过程属于花药离体培养过程，因此获得的试管苗为单倍体幼苗，D 正确。 答案：C 8．“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长周期 短和耐储藏等优点。下图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的 是( ) A．培育过程中，实验①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶 B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种 C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生 改变 D．植物体细胞杂交育种的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍 解析：“白菜—甘蓝”的培养利用了植物体细胞杂交技术，杂种植物幼苗遗传物 质发生改变，杂种细胞通过有丝分裂形成幼苗，C 错。 答案：C 9．回答下列有关植物组织培养的问题： (1)植物组织培养的原理是____________，用于植物组织培养的植物材料和条件是 __________________________________________________________________ ___________________________________________________________________。 (2)组织培养中的细胞，从分化状态转变为未分化状态的过程称为____________。 (3)在再分化阶段所用培养基中，含有植物激素 X 和植物激素 Y，逐渐改变培养基 中这两种植物激素的浓度比，未分化细胞群的变化情况如图所示。据图指出两种 激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系。 ①当植物激素 X 与植物激素 Y 的浓度比等于 1 时，________________________。 ②当植物激素 X 与植物激素 Y 的浓度比大于 1 时，________________________。 ③当植物激素 X 与植物激素 Y 的浓度比小于 1 时，________________________。 (4)若植物激素 Y 是生长素，在植物组织培养中其主要作用是________________； 则植物激素 X 的名称是____________。 (5) 生 产 上 用 试 管 苗 保 留 植 物 的 优 良 性 状 ， 其 原 因 是 _____________________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析：(1)植物组织培养的原理是植物细胞的全能性。用于植物组织培养的材料是 植物组织、器官和细胞，条件是在离体的状态下。(2)植物组织培养的核心过程是 脱分化与再分化，脱分化是指由分化状态变为未分化状态，再分化是指由未分化 状态变为分化状态。(3)仔细分析所给示意图，可知植物激素 X 与植物激素 Y 浓度 比为 1 时，有利于愈伤组织的形成，大于 1 时有利于细胞群分化出芽，小于 1 时 有利于细胞群分化出根。(4)生长素在植物组织培养中的主要作用是促进细胞生长、 分裂和分化。植物组织培养过程中除需要生长素外，还需要细胞分裂素，二者共 同起作用。(5)植物组织培养是一种无性生殖技术，有利于保持亲本的优良性状。 答案：(1)植物细胞的全能性 离体的植物器官、组织和细胞 (2)脱分化 (3)①未 分化细胞群经分裂形成愈伤组织 ②未分化细胞群分化形成芽 ③未分化细胞群 分化形成根 (4)促进细胞的生长(伸长)、分裂和分化 细胞分裂素 (5)组织培养 形成试管苗的过程属于无性繁殖，后代不发生性状分离 10．科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了番茄—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，请据图回答下列问题： (1)植物体细胞杂交依据的生物学原理有_____________________________。 (2) 过 程 ① 常 用 的 酶 是 ____________ ， 细 胞 融 合 完 成 的 标 志 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 体时可用显微镜观察，根据细胞膜表面荧光的不同可观察到________种不同的原 生质体(只考虑细胞两两融合的情况)，当观察到____________________时可判断该 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中的培养基常添加的植物激素是______________________。 (5)若番茄细胞内有 m 条染色体，马铃薯细胞内有 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”植株为六倍体，则此杂种植株的花粉经离体培育得到的植株属于________植 株。 解析：(1)植物体细胞杂交包括原生质体融合和培育杂种植株两大步骤，两者的原 理分别是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)去除细胞壁常用的酶是纤维素 酶和果胶酶，细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁。(3)化学促融剂是聚乙二 醇，两两融合的原生质体有三种：番茄—番茄、马铃薯—番茄、马铃薯—马铃薯， 其中杂种细胞的细胞表面有两种颜色的荧光。(4)过程③和过程④分别表示脱分化 和再分化，诱导细胞分化所用的植物激素主要是生长素和细胞分裂素。(5)“番茄 —马铃薯”体细胞有 m＋n 条染色体，有丝分裂后期染色体数目加倍；由配子发育 成的个体均为单倍体。 答案：(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性 (2)纤维素酶和果胶酶 再生出新 的细胞壁 (3)聚乙二醇(或 PEG) 3 融合的细胞表面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 [素养提升] 11．某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉，其技术路线为“取材→消毒→ 愈伤组织培养→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，又减少消毒剂对细胞的伤害 B．在愈伤组织培养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，培养基通常应含α萘乙酸等生长素类调节剂 解析：消毒剂的使用既要杀死材料表面微生物，又要防止伤害组织细胞，影响组 织培养；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。 答案：B 12．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：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。 答案：D 13．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，能散发出一种特殊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，不同于植物组织培养，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：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，然后采用物理或化学的方 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，必须采用 植物组织培养技术，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。 答案：C 14．A 种植物细胞和 B 种植物细胞的结构如图所示(仅显示细胞核)，将 A、B 两种 植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞，若经 过组织培养得到了杂种植株，则该杂种植株是( ) A．二倍体，基因型是 DdYyRr B．三倍体，基因型是 DdYyRr C．四倍体，基因型是 DdYyRr D．四倍体，基因型是 DDddYYyyRRrr 解析：误以为植物体细胞杂交和植物有性杂交一样，后代的染色体数目不变，从 而错选 A 项。A 细胞含 2 个染色体组，B 细胞也含 2 个染色体组，但由于彼此属 于不同的物种，染色体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有 4 个染色体组， 应属于四倍体，基因型为 DdYyRr。 答案：C 15．下图为转基因烟草培育过程流程图，请回答： (1)携带外源基因的质粒除了含有外源基因外，还包括________、________、复制 原点和标记基因，其中标记基因的作用是____________________， 构建携带外源基因的质粒时，需要使用的工具酶是________。 (2)图中目的基因导入烟草细胞的方法是________，感染过程是利用农杆菌中 Ti 质 粒上的________，使外源基因进入并整合到烟草细胞染色体 DNA 上。此外另一十 分简便经济的导入方法是____________。 (3)将含有目的基因的受体细胞培养成烟草植株的技术叫作________，其理论基础 是____________，图中的生根、长芽过程属于________过程。 (4)在培养过程中，除添加必要的营养物质，还需要向培养基中添加________，同 时除提供适宜的温度、光照和氧气等环境条件外，成功的另一关键是________。 解析：(1)基因表达载体包括目的基因、启动子、终止子和标记基因等，其中标记 基因的作用是鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的基因的细胞筛 选出来；构建基因表达载体时，首先需用限制酶切割含有目的基因的外源 DNA 分 子和载体，其次还需用 DNA 连接酶将目的基因和载体连接形成重组 DNA 分子。 (2)由图可知，将目的基因导入受体细胞的方法是农杆菌转化法，其原理是：农杆 菌中的 Ti 质粒上的 TDNA 可转移至受体细胞，并且整合到受体细胞染色体的 DNA 上。根据农杆菌的这一特点，如果将目的基因插入到 Ti 质粒的 TDNA 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。将目 的基因导入植物细胞的另一十分简便经济的方法是花粉管通道法。(3)将转基因细 胞培养成转基因植株还需采用植物组织培养技术，其理论基础是植物细胞具有全 能性。植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的步骤，图中的生根、长芽过 程属于再分化过程。(4)决定脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类及比例， 因此在培养过程中，除添加必要的营养物质，还需要向培养基中添加植物激素； 植物组织培养时除提供适宜的温度、光照和氧气等环境条件外，成功的另一关键 是无菌操作。 答案：(1)启动子 终止子 鉴别受体细胞中是否含有目的基因，从而将含有目的 基因的细胞筛选出来 限制酶和 DNA 连接酶 (2)农杆菌转化法 TDNA 花粉 管通道法 (3)植物组织培养 植物细胞具有全能性 再分化 (4)植物激素 无菌 操作