高中生物一輪復(fù)習(xí)練習(xí)：植物細胞工程

植物細胞工程練習(xí)一、選擇題1.利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖,可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是()A.利用該技術(shù)可獲得某些無法通過化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物B.植物細胞體積小,故不能通過該技術(shù)進行其產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)C.次生代謝物是植物所必需的,但含量少,應(yīng)選擇產(chǎn)量高的細胞進行培養(yǎng)D.該技術(shù)主要利用促進細胞生長的培養(yǎng)條件提高單個細胞中次生代謝物的含量2.甜葉菊種子小且發(fā)芽率低,研究者采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)來提高其繁殖率。甜葉菊產(chǎn)生的甜菊糖不是其基本生命活動所必需的物質(zhì),常作為用糖行業(yè)中蔗糖的替代品。下列說法錯誤的是()A.植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)是已分化的植物細胞具有全能性B.可選擇甜葉菊花粉進行組織培養(yǎng)以保持優(yōu)良品種的遺傳特性C.細胞分裂素與生長素的濃度、比例等會影響植物細胞的發(fā)育方向D.甜菊糖屬于甜葉菊產(chǎn)生的次生代謝物3.馬鈴薯(4n=48)是一種營養(yǎng)價值豐富的糧食和經(jīng)濟作物。植物細胞工程技術(shù)在馬鈴薯的繁殖、育種等方面有廣泛的應(yīng)用。下列敘述錯誤的是()A.快速繁殖技術(shù)可以保持馬鈴薯優(yōu)良品種的遺傳特性B.取馬鈴薯莖尖作為外植體進行組織培養(yǎng),可以獲得脫毒苗C.取馬鈴薯的花藥進行離體培養(yǎng)得到的單倍體植株是可育的D.組織培養(yǎng)過程中,處于不斷增殖狀態(tài)的馬鈴薯細胞不易發(fā)生突變4.青蒿素是從菊花科植物黃花蒿的葉片內(nèi)提取的強抗瘧成分,而黃花蒿的莖及其他部位中的青蒿素含量極少。某科學(xué)家試圖運用植物組織培養(yǎng)技術(shù)以較低的代價獲得大量的青蒿素,其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述正確的是()A.出芽和生根是脫分化的結(jié)果B.消毒只要求殺死材料表面的微生物C.可以利用愈傷組織進行細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),也可以從培養(yǎng)液中獲得青蒿素D.該培養(yǎng)過程常選用MS固體培養(yǎng)基,并在一定階段給予適當光照5.下列關(guān)于菊花組織培養(yǎng)的敘述,正確的是()A.容易進行無性繁殖的植物也容易進行植物組織培養(yǎng)B.試管苗移栽入土前先用蛭石栽培的原因是蛭石營養(yǎng)豐富C.用自然生長的莖進行組織培養(yǎng)前需用適宜濃度的酒精和次氯酸鈉的混合液消毒D.培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內(nèi)外的氣體交換6.紫花苜蓿是一種豆科牧草,富含植物蛋白,家畜采食后會鼓脹;百脈根富含單寧,單寧可與植物蛋白結(jié)合,家畜采食后不引起鼓脹?？蒲腥藛T利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料,培育出抗肥胖鼓脹病的苜蓿新品種,研究主要流程如圖(注:IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段,R-6G可阻止線粒體內(nèi)的有氧呼吸第二、三階段,二者有效抑制不同植物細胞正常代謝的臨界濃度不同)。下列敘述錯誤的是()A.圖中再生植株培育的生物學(xué)原理主要是細胞膜的流動性及植物細胞的全能性B.圖中植物體細胞雜交技術(shù)實現(xiàn)了遠緣雜交育種C.①過程實現(xiàn)了原生質(zhì)體融合,其中只有異源融合體才能存活和具有再生能力D.過程②和過程③均需要適宜光照及植物激素中的生長素和細胞分裂素啟動7.如圖是利用甲、乙兩種植物通過植物體細胞雜交技術(shù)培育雜種植株丙的流程圖,下列敘述正確的是()A.①處理過程最好置于低滲溶液中B.②處理常用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C.由③培養(yǎng)過渡到④培養(yǎng)通常要更換培養(yǎng)基D.培育雜種植株丙的流程中發(fā)生了基因重組8.農(nóng)作物秸稈的回收利用方式很多,其中之一是將秸稈碎化后作為食用菌的栽培基質(zhì)。碎化秸稈中纖維所起的作用,相當于植物組織培養(yǎng)中固體培養(yǎng)基的()A.瓊脂+蔗糖 B.蔗糖+激素C.激素+無機鹽 D.無機鹽+瓊脂9.人參皂苷是人參的主要活性成分,科研人員分別誘導(dǎo)人參根與胡蘿卜根產(chǎn)生愈傷組織并進行細胞融合,以提高人參皂苷的產(chǎn)率。下列敘述錯誤的是()A.細胞融合前應(yīng)去除細胞壁B.高Ca2+—高pH溶液可促進細胞融合C.融合的細胞即為雜交細胞D.雜交細胞可能具有生長快速的優(yōu)勢10.研究者通過體細胞雜交技術(shù),探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種紫菜。下列相關(guān)敘述正確的是()A.從食用紫菜的動物消化道內(nèi)提取蛋白酶,用于去除細胞壁B.原生質(zhì)體需在低滲溶液中長期保存,以防止過度失水而死亡C.檢測原生質(zhì)體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液處理,活的原生質(zhì)體被染色D.聚乙二醇促進原生質(zhì)體融合后,以葉綠體顏色等差異為標志可識別雜種細胞二、非選擇題11.甜葉菊是一種菊科植物,植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右,而它的熱量卻很低,所以它逐漸成為一些用糖行業(yè)歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小,發(fā)芽率低,種子繁殖遺傳性狀不穩(wěn)定,易患葉斑病。研究人員利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)提高甜葉菊的繁殖效率。請回答有關(guān)問題:(1)選用甜葉菊莖尖細胞組織培養(yǎng)的核心步驟包括和兩步,前者就是讓已經(jīng)分化的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)后,失去其特有的,從而轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只毎倪^程。

(2)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是,另外,植物生長調(diào)節(jié)劑在培養(yǎng)基中的用量要考慮組織中的含量,才能有效地操作組織培養(yǎng)中的“激素杠桿”。

(3)培育脫毒甜葉菊往往采用甜葉菊莖尖細胞的原因是,利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)提高甜葉菊的繁殖效率是一種快速繁殖技術(shù),是一種無性繁殖技術(shù),其優(yōu)點是。

(4)在植物組織培養(yǎng)的過程中,培養(yǎng)細胞處于不斷增殖的狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生,研究人員用化學(xué)誘變劑處理大量細胞,然后對其進行篩選得到具有抗葉斑病的突變體,進而培育成為新品種。

(5)若甜葉菊自然繁殖時某優(yōu)良性狀無法通過自交的方式穩(wěn)定遺傳,要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種甜葉菊,可采取的育種方法是;該育種方法主要過程是:。

12.根據(jù)下列植物體細胞雜交過程示意圖,回答下列問題:(1)從結(jié)構(gòu)上看,植物體細胞雜交的第一道障礙是;另一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)②稱為。如何從細胞水平鑒定、篩選所需雜種細胞(只考慮兩兩融合)?。

(2)在過程(填圖中數(shù)字)中,由于培養(yǎng)的細胞,因此易受培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而產(chǎn)生突變。(3)愈傷組織是指。

13.現(xiàn)有甲、乙兩種不同的二倍體植物(各含有一種不同的優(yōu)良性狀),為培育高產(chǎn)、耐鹽植株,科學(xué)家采用了如圖所示技術(shù)。請回答下列問題:(1)自然狀態(tài)下,甲、乙植物不能進行雜交的原因是兩者存在。上述通過植物細胞工程培育高產(chǎn)、耐鹽植株的技術(shù)叫做,該項技術(shù)的優(yōu)點是的障礙。

(2)培育高產(chǎn)、耐鹽植株時,若用化學(xué)方法誘導(dǎo)甲、乙原生質(zhì)體融合,一般用②作為誘導(dǎo)劑,C長成的幼苗還需要進行選擇的原因是。

(3)愈傷組織經(jīng)過發(fā)育成植株幼苗。若愈傷組織在誘導(dǎo)生根的培養(yǎng)基上未形成根,但分化出了芽,原因可能是。

答案：1.A。本題考查植物細胞工程的應(yīng)用。有些產(chǎn)物不能或難以通過化學(xué)合成途徑得到,故可利用該技術(shù)獲得某些無法通過化學(xué)合成途徑得到的產(chǎn)物,A正確;利用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養(yǎng)使其增殖,可大量獲得植物細胞的某些次生代謝物,故可通過該技術(shù)進行植物細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn),B錯誤;一般認為次生代謝物不是植物基本生命活動所必需的,雖然其含量少,但可以通過增加細胞的數(shù)量來增加次生代謝物的產(chǎn)量,C錯誤;細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)主要是利用促進細胞分裂的培養(yǎng)條件,增加細胞數(shù)量,提高次生代謝物的總量,不能提高單個細胞中次生代謝物的含量,D錯誤。2.B。植物細胞的全能性是指已分化的細胞具有發(fā)育成完整個體或分化成其他各種細胞的潛能,是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ),A正確;選擇甜葉菊花粉進行組織培養(yǎng)產(chǎn)生的是單倍體植株,植株矮小、高度不育,無法保持優(yōu)良品種的遺傳特性,B錯誤;細胞分裂素與生長素的濃度、比例等會影響植物細胞的發(fā)育方向,C正確;甜葉菊產(chǎn)生的甜菊糖不是其基本生命活動所必需的物質(zhì),屬于次生代謝物,D正確。3.D。植物組織培養(yǎng)技術(shù)被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術(shù),也叫作微型繁殖技術(shù),它不僅可以高效、快速地實現(xiàn)種苗的大量繁殖,還可以保持優(yōu)良品種的遺傳特性,A正確;植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒,因此切取一定大小的莖尖進行組織培養(yǎng),再生的植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗,B正確;據(jù)題中所給信息馬鈴薯(4n=48),可知其體細胞中有4個染色體組,取馬鈴薯的花藥進行離體培養(yǎng)得到的單倍體植株,是由其配子直接發(fā)育而來,即該單倍體細胞中含有2個染色體組,單倍體植株進行減數(shù)分裂時,兩兩配對形成12對染色體,能正常聯(lián)會,可產(chǎn)生配子,即取馬鈴薯的花藥進行離體培養(yǎng)得到的單倍體植株是可育的,C正確;在植物的組織培養(yǎng)過程中,由于培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響,在DNA復(fù)制的過程中易發(fā)生突變,獲得突變體,D錯誤。4.D。出芽和生根是細胞再分化的結(jié)果,A錯誤;消毒的原則是既殺死材料表面的微生物,又減少消毒劑對細胞的傷害,B錯誤;根據(jù)題意,青蒿素是從菊花科植物黃花蒿的葉片內(nèi)提取的,而莖和其他部位中的青蒿素含量極少,故不能從愈傷組織中直接提取,C錯誤;植物組織培養(yǎng)常用MS固體培養(yǎng)基,在出芽后必須要有光照才能合成葉綠素進行光合作用,所以應(yīng)該在一定階段給予適當光照,D正確。5.A。無性繁殖的植物,細胞更容易表達全能性,即組織培養(yǎng)更易成功(因為更接近自然表達過程),A正確;試管苗生存能力較弱,需要進行鍛煉,采用蛭石作為栽培基質(zhì)的原因是蛭石保水透氣,蛭石不含營養(yǎng),B錯誤;自然生長莖段的消毒屬于外植體消毒,先用體積分數(shù)為70%的酒精消毒30s,立即用無菌水清洗2~3次,再用質(zhì)量分數(shù)為5%左右的次氯酸鈉溶液處理30min后,立即用無菌水清洗2~3次,C錯誤;培養(yǎng)瓶用專用封口膜封口的目的是防止雜菌污染,并不影響氣體交換,D錯誤。6.D。圖中再生植株培育的生物學(xué)原理主要是細胞膜的流動性及植物細胞的全能性,A正確;圖中植物體細胞雜交技術(shù)實現(xiàn)了遠緣雜交育種,B正確;①過程實現(xiàn)了原生質(zhì)體融合,依據(jù)題干信息,其中只有異源融合體才能存活和具有再生能力,C正確;過程②和過程③均需要植物激素中的生長素和細胞分裂素啟動,過程②不需要適宜光照啟動,D錯誤。7.C。①為去除細胞壁過程,需要將植物組織置于含纖維素酶和果膠酶的等滲溶液中,A錯誤。植物細胞一般不用滅活的病毒誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,常采用化學(xué)法(聚乙二醇融合法)或物理法(離心法、電融合法)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,B錯誤。在植物組織培養(yǎng)時,培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素的比值會影響愈傷組織的形成和分化,該比值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時,促進愈傷組織的生長。③表示脫分化形成愈傷組織,④表示再分化以及個體發(fā)育形成植株丙的過程,故由③培養(yǎng)過渡到④培養(yǎng)通常要更換培養(yǎng)基,來調(diào)整培養(yǎng)基中的生長素和細胞分裂素的比值,C正確?；蛑亟M一般發(fā)生在減數(shù)分裂過程中,愈傷組織培育雜種植株丙的過程中會發(fā)生有絲分裂,而不會發(fā)生減數(shù)分裂,故培育雜種植株丙的流程中不會發(fā)生基因重組,D錯誤。8.A。據(jù)題干信息“將秸稈碎化后作為食用菌的栽培基質(zhì)”可知,秸稈中的纖維素在食用菌菌絲生長過程中大量降解,提供碳源和能源,這相當于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中添加的蔗糖;秸稈中的纖維是固體,可以作為培養(yǎng)基的支持物,這相當于植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中添加的瓊脂。9.C。在細胞融合前,必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁,再誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,A正確;人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合有物理法和化學(xué)法,用高Ca2+—高pH溶液可促進細胞融合,B正確;融合的細胞中有人參根-人參根細胞、人參根-胡蘿卜根細胞、胡蘿卜根-胡蘿卜根細胞,只有人參根-胡蘿卜根細胞才是雜交細胞,C錯誤;雜交細胞含兩種細胞的遺傳物質(zhì),可能具有生長快速的優(yōu)勢,D正確。10.D。從食用紫菜的動物消化道內(nèi)提取蛋白酶,不能用于去除細胞壁(主要成分是纖維素和果膠),A錯誤;獲得的原生質(zhì)體若處在低滲溶液中,會因吸水漲破而死亡,B錯誤;檢測原生質(zhì)體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液,但活的原生質(zhì)體不能被染色,因為細胞膜有選擇透過性,C錯誤;聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑可促進原生質(zhì)體融合,對于雜種細胞,可以葉綠體顏色等差異為標志進行識別,D正確。11.(1)脫分化再分化形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能

(2)生長素、細胞分裂素內(nèi)源激素(3)莖尖分生組織細胞無病毒或病毒極少,采用甜葉菊植株的莖尖進行植物組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗一般不會出現(xiàn)性狀分離,能保持優(yōu)良品種的遺傳特性,不受季節(jié)、氣候和地域的限制

(4)突變

(5)植物組織培養(yǎng)取甜葉菊組織細胞愈傷組織胚狀體甜葉菊植株。

解析(1)植物組織培養(yǎng)的核心步驟包括脫分化和再分化兩步。已經(jīng)分化的細胞經(jīng)過誘導(dǎo)后,失去其特有的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能,從而轉(zhuǎn)變成未分化細胞的過程叫脫分化。(2)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結(jié)果,該不同結(jié)果的出現(xiàn)主要是由培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是細胞分裂素、生長素。另外,植物生長調(diào)節(jié)劑在培養(yǎng)基中的用量要考慮組織中內(nèi)源激素的含量。(3)莖尖分生組織細胞無病毒或病毒極少,所以采用甜葉菊植株的莖尖進行植物組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗。植物組織培養(yǎng)技術(shù)的優(yōu)點是不受季節(jié)、氣候和地域的限制,一般不會出現(xiàn)性狀分離,能保持優(yōu)良品種的遺傳特性。(4)在植物的組織培養(yǎng)過程中,培養(yǎng)細胞一直處于不斷增殖的狀態(tài),容易受到培養(yǎng)條件和外界壓力的影響而發(fā)生突變,研究人員用化學(xué)誘變劑處理大量細胞,然后對其進行篩選得到具有抗葉斑病的突變體,進而培育成為新品種。(5)若甜葉菊自然繁殖時某優(yōu)良性狀無法通過自交的方式穩(wěn)定遺傳,說明其是雜合子,要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種甜葉菊,應(yīng)該采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),植物組織培養(yǎng)過程:離體的細胞、組織或器官脫分化形成愈傷組織,再分化形成胚狀體,最后發(fā)育成植株。具體過程如下圖所示:取甜葉菊組織細胞愈傷組織胚狀體甜葉菊植株12.(1)細胞壁原生質(zhì)體間的融合用顯微鏡觀察處于有絲分裂中期的雜種細胞染色體形態(tài)和數(shù)目,確定是否來自馬鈴薯和番茄兩種植物

(2)④⑤(或⑤)一直處于不斷增殖的狀態(tài)(3)已經(jīng)分化的細胞經(jīng)過脫分化,轉(zhuǎn)變成未分化的細胞,進而形成的不定形的薄壁組織團塊

解析(1)植物細胞外面有一層細胞壁,這層細胞壁阻礙著細胞間的雜交,為第一道障礙;雜交過程中另一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)②稱為原生質(zhì)體間的融合。只考慮兩兩融合,雜交過程中會出現(xiàn)兩個馬