第3講 植物細(xì)胞工程一、單項選擇題1. (2013·江蘇卷)某種極具觀賞價值的蘭科珍稀花卉很難獲得成熟種子。為盡快推廣種植,可應(yīng)用多種技術(shù)獲得大量優(yōu)質(zhì)苗,下列技術(shù)中不能選用的是????????????? (  )A. 利用莖段扦插誘導(dǎo)生根技術(shù)快速育苗B. 采用花粉粒組織培養(yǎng)獲得單倍體苗C. 采集幼芽嫁接到合適的其他種類植物體上D. 采用幼葉、莖尖等部位的組織進(jìn)行組織培養(yǎng)2. (泰州一模)下列各項生殖方式與組織培養(yǎng)的原理不相同的是 (  )A. 一株植物的枝條扦插成多株植物B. 一株植物上的多個種子發(fā)育成多個植株C. 一個胚胎被分割后發(fā)育成多個個體D. 一條蚯蚓被剪成兩段后變成兩條蚯蚓3. (常州一模)下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述,正確的是 (  )A. 需要對外植體進(jìn)行嚴(yán)格的滅菌處理,以防止雜菌污染B. 在培養(yǎng)過程中需要給予適宜的光照,以誘導(dǎo)脫分化過程C. 培養(yǎng)基中所添加的激素種類和含量對培養(yǎng)過程起重要的調(diào)節(jié)作用D. 若制備人工種子,外植體只需培養(yǎng)成愈傷組織即可4. (南通二模)利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)從紅豆杉細(xì)胞中提取抗癌藥物紫杉醇,不需要進(jìn)行的是(  )A. 選取合適的外植體并要進(jìn)行快速消毒B. 培養(yǎng)基中加入適量的蔗糖提供營養(yǎng)并維持滲透壓C. 控制植物激素的種類和含量誘導(dǎo)產(chǎn)生愈傷組織D. 選擇適當(dāng)?shù)姆只囵B(yǎng)基培育紅豆杉幼苗
5. (南通一模)下圖為培育甘蔗脫毒苗的兩條途徑,研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)②過程獲得的幼苗脫毒效果更好。下列相關(guān)敘述錯誤的是????????????? (  ) A. ①過程所取莖尖中的葉原基具有較高的分裂、分化能力B. ②過程的作用可能是阻礙病毒等進(jìn)入莖尖分生組織C. ③④過程中基因的選擇性表達(dá)導(dǎo)致了細(xì)胞脫分化D. 培養(yǎng)基A、B中生長素和細(xì)胞分裂素的含量和比例不同
6. (南通三模)科研人員研究了馬鈴薯莖尖外植體大小對幼苗的成苗率和脫毒率的影響,結(jié)果如下圖。相關(guān)敘述錯誤的是(  ) A. 培育脫毒苗所依據(jù)的原理有基因突變和細(xì)胞全能性B. 培育脫毒苗的過程中涉及脫分化和再分化兩個階段C. 實驗結(jié)果表明莖尖越小脫毒率越高,成苗率越低D. 根據(jù)本實驗,培育脫毒苗時莖尖的適宜大小為 0.27 mm7. (江陰模擬)用植物細(xì)胞工程技術(shù)將天竺葵與香茅草進(jìn)行雜交可產(chǎn)生驅(qū)蚊香草。下列有關(guān)培育過程的敘述,不正確的是????????????? (  )A. 原生質(zhì)體的融合常用PEG作為誘導(dǎo)劑B. 形成的愈傷組織其代謝類型是自養(yǎng)需氧型
C. 由雜種細(xì)胞→雜種植株,要通過有絲分裂和細(xì)胞的分化D. 該項生物工程技術(shù)可克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙8. (雙鴨山一中)如下圖為人工種子培養(yǎng)過程流程圖解,下列相關(guān)敘述不正確的是 (  ) A. b、c過程中植物激素發(fā)揮了重要作用,d表示給胚狀體包上人工胚乳和人工種皮
B. 再分化發(fā)生在d步驟,是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過程C. 人工種子的培育是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的重要用途之一D. 人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題9. (南京一模)下圖是植物體細(xì)胞雜交過程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是 (  ) A. 過程①需用纖維素酶和果膠酶溶液處理,且溶液的滲透壓略大于細(xì)胞液滲透壓B. 過程②可用聚乙二醇誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,主要依據(jù)細(xì)胞膜具有選擇透過性原理C. 過程③表示細(xì)胞壁的再生,④⑤需要根據(jù)生長發(fā)育進(jìn)程更換不同的液體培養(yǎng)基D. 最終得到的植株相對于甲、乙而言,發(fā)生了染色體數(shù)目變異,因此不具有可育性10. 下列技術(shù)或方法與原理相符的是  (  )A. 人參細(xì)胞培養(yǎng)和雜交瘤細(xì)胞的培養(yǎng)——細(xì)胞全能性B. 植物組織培養(yǎng)和制備單克隆抗體——細(xì)胞增殖C. 纖維素酶、果膠酶處理植物細(xì)胞壁——酶的高效性D. 原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合——細(xì)胞膜的流動性二、 多項選擇題
11. 下圖示“番茄—馬鈴薯”雜種植株的培育過程,其中①⑤表示過程,字母表示細(xì)胞、組織或植株。下列說法不正確的是 ????????????? (  ) A. ①表示低滲溶液中用酶解法處理植物細(xì)胞獲得原生質(zhì)體B. e是一團(tuán)有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁細(xì)胞C. 可根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁是否再生D. 植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功的標(biāo)志是產(chǎn)生含有細(xì)胞壁的雜種細(xì)胞
12. (2017·泰州摸底改編)如下圖是通過植物細(xì)胞工程技術(shù)獲得紫杉醇的途徑,相關(guān)敘述正確的是????????????? (  ) A. ①過程是脫分化,②過程是再分化B. ①過程中不需要光,但需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例C. ②過程需用一定濃度的胰蛋白酶處理愈傷組織,有利于細(xì)胞分散D. ③過程需使用液體培養(yǎng)基,有利于細(xì)胞增殖13. (蘇州一模)下圖表示四倍體蘭花葉片植物組織培養(yǎng)的過程。下列有關(guān)敘述正確的是 (  )四倍體蘭花葉片愈傷組織胚狀體蘭花植株A. 上述過程均需進(jìn)行嚴(yán)格的無菌操作以避免雜菌污染B. 激素的濃度和比例可以調(diào)控①②過程中細(xì)胞的脫分化和再分化C. 細(xì)胞全能性表達(dá)的前提是①過程,體現(xiàn)在②③過程D. 此四倍體蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得到的植株可能可育三、 非選擇題
14. (鹽城模擬)科學(xué)家用植物體細(xì)胞雜交方法,將番茄的原生質(zhì)體和馬鈴薯的原生質(zhì)體融合,成功地培育出了“番茄—馬鈴薯”雜種植株,如下圖,其中①~⑤表示相關(guān)過程,字母表示細(xì)胞、組織或植株,請據(jù)圖回答下列問題: (1) 過程②為      ,如果將已除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞放入等滲溶液中,細(xì)胞是何形狀?    。 (2) 在利用雜種細(xì)胞培育成雜種植株的過程中,依據(jù)的原理是        ,其中過程④相當(dāng)于    過程,⑤涉及的分裂方式為    。 (3) 若番茄細(xì)胞內(nèi)含m條染色體,馬鈴薯細(xì)胞內(nèi)含n條染色體,則“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞內(nèi)含    條染色體;若雜種細(xì)胞培育得到的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體,則此雜種植株的花粉經(jīng)離體培育得到的植株屬于    倍體植株。 15. (蘇州一模)科研人員分別利用大蔥莖尖分生組織、鱗莖愈傷組織及其再生苗為材料,探究在植物組織培養(yǎng)過程中細(xì)胞內(nèi)染色體數(shù)目的變化,并以種子繁殖的普通大蔥根尖為對照,實驗結(jié)果見下表。請分析回答:材料類別觀察細(xì)胞總數(shù)n=8細(xì)胞數(shù)2n=16細(xì)胞數(shù)3n=24細(xì)胞數(shù)4n=32細(xì)胞數(shù)5n=40細(xì)胞數(shù)6n=48細(xì)胞數(shù)其他細(xì)胞數(shù)莖尖分生組織培養(yǎng)苗60 60     鱗莖愈傷組織1208683125420鱗莖愈傷組織再生苗6045312   普通大蔥根尖60 60        (1) 無菌處理是植物組織培養(yǎng)是否成功的關(guān)鍵因素之一。科研人員對培養(yǎng)基和外植體分別采用         的方法進(jìn)行無菌處理。 (2) 利用大蔥莖尖分生組織培養(yǎng)成幼苗,需要依次經(jīng)過        過程。配制愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基與分化、生根培養(yǎng)基時,要特別調(diào)節(jié)好          之間的濃度比例,以誘導(dǎo)形成相應(yīng)組織或器官。 (3) 適時取出相應(yīng)材料用Carnoy固定液處理后,再通過        流程(用文字加箭頭表示流程)制作好裝片,在顯微鏡下選擇處于        (填時期)的細(xì)胞觀察并統(tǒng)計細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目。 (4) 在高倍鏡下,可以觀察到“莖尖分生組織培養(yǎng)苗”的根尖分生區(qū)細(xì)胞中染色體數(shù)目可能為     。 (5) 分析實驗數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)適宜用于大蔥快速繁殖的材料是      ,而適宜用于選育大蔥新品種的材料是            。 1. B 【解析】 莖段扦插、幼芽嫁接、植物組織培養(yǎng)都是無性繁殖,可以大量快速得到與原有植物性狀相同的個體;采用花粉粒離體培養(yǎng)可獲得單倍體幼苗,但由于花粉粒為雄配子,由其發(fā)育而來的單倍體植株不一定能保持親代的優(yōu)良性狀。2. B 【解析】 組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性,生殖方式是無性生殖,枝條扦插、胚胎分割、剪成兩段的蚯蚓變成兩條蚯蚓都是無性生殖,種子發(fā)育成植株是有性生殖。3. C 【解析】 植物組織培養(yǎng)需要對外植體進(jìn)行消毒處理;脫分化過程不能給光;制備人工種子,外植體需要培養(yǎng)至胚狀體階段。4. D 【解析】 從紅豆杉細(xì)胞中提取抗癌藥物紫杉醇,只需培養(yǎng)到愈傷組織階段。5. C 【解析】 ①過程取帶葉原基的芽進(jìn)行培養(yǎng)是因為芽具有較高的分裂和分化能力;②過程經(jīng)過熱水處理后脫毒效果好,與阻礙病毒進(jìn)入有一定的關(guān)系;圖中③和④均為再分化;一般情況下,生長素與細(xì)胞分裂素的比值高有利于根分化,比值低有利于芽分化,所以培養(yǎng)基A、B中生長素和細(xì)胞分裂素的含量和比例不同。6. A 【解析】 培育脫毒苗的原理是植物細(xì)胞的全能性,沒有基因突變。7. B 【解析】 形成的愈傷組織沒有形成葉綠體,其代謝類型是異養(yǎng)需氧型。8. B 【解析】 b表示脫分化過程、c表示再分化過程,這兩個過程中植物激素發(fā)揮了重要作用,d表示給胚狀體包上人工胚乳和人工種皮,A正確;再分化發(fā)生在c步驟,B錯誤;人工種子的培育是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的重要用途之一,C正確;人工種子可以解決有些作物品種繁殖能力差、結(jié)子困難或發(fā)芽率低等問題,D正確。9. A 【解析】 過程①的目的是制備原生質(zhì)體,為防止原生質(zhì)體吸水漲破,酶溶液的滲透壓應(yīng)該略大于細(xì)胞液滲透壓;過程②是誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,依據(jù)原理是細(xì)胞膜具有流動性;過程③表示細(xì)胞壁的再生,④⑤需要使用不同的固體培養(yǎng)基;最終得到的雜種植株染色體數(shù)目加倍,同源染色體仍可發(fā)生聯(lián)會,具有可育性。10. D 【解析】 人參細(xì)胞培養(yǎng)和雜交瘤細(xì)胞培養(yǎng)的原理是細(xì)胞增殖,A錯誤;植物組織培養(yǎng)的原理是細(xì)胞的全能性,制備單克隆抗體的原理是細(xì)胞增殖,B錯誤;纖維素酶、果膠酶處理植物細(xì)胞壁的原理是酶的專一性,C錯誤;原生質(zhì)體融合和動物細(xì)胞融合的原理都是細(xì)胞膜的流動性,D正確。11. ABD 【解析】 獲得植物的原生質(zhì)體,操作一般在等滲溶液中進(jìn)行,如在低滲溶液中進(jìn)行,則去掉細(xì)胞壁的原生質(zhì)體會因吸水而漲破,A錯誤;e為細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)脫分化后形成的愈傷組織,是未分化的細(xì)胞,B錯誤;可根據(jù)質(zhì)壁分離現(xiàn)象鑒別雜種細(xì)胞的細(xì)胞壁是否再生,C正確;融合后的雜種細(xì)胞再生出新的細(xì)胞壁是原生質(zhì)體融合完成的標(biāo)志,而非植物體細(xì)胞雜交技術(shù)成功的標(biāo)志,D錯誤。12. BD 【解析】 結(jié)合題意分析流程圖,該過程是為了獲得細(xì)胞次級代謝產(chǎn)物,而不是為了獲得植株,②過程不是再分化;胰蛋白酶是動物細(xì)胞工程中用于分散動物組織,使細(xì)胞分散的。13. BCD 【解析】 植物組織培養(yǎng)過程需要進(jìn)行無菌操作,操作器械、培養(yǎng)基都需要滅菌處理,培養(yǎng)對象植物細(xì)胞需進(jìn)行消毒處理,但過程③不需要嚴(yán)格的無菌操作;生長素和細(xì)胞分裂素的濃度和比例可以調(diào)控①脫分化和②再分化過程;細(xì)胞全能性的前提是已分化的細(xì)胞能脫分化;此四倍體蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得到的植株雖然是單倍體,但含有兩個染色體組,所以可能是可育的。14. (1) 原生質(zhì)體融合 圓球形(圓形或球形) (2) 植物細(xì)胞的全能性 脫分化 有絲分裂 (3) m+n 單【解析】 (1) 過程②是利用物理或化學(xué)方法(如聚乙二醇)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,在此之前需使用纖維素酶和果膠酶處理細(xì)胞以除去細(xì)胞壁。將已除去細(xì)胞壁的植物細(xì)胞放入等滲溶液中,由于失去了細(xì)胞壁的支持作用,細(xì)胞呈現(xiàn)圓球形(圓形或球形)。(2) 將離體的雜種細(xì)胞培育成雜種植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù),該技術(shù)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性;圖中④是脫分化過程,⑤是再分化過程,該過程中細(xì)胞通過有絲分裂方式增殖。(3) “番茄—馬鈴薯”細(xì)胞是由番茄體細(xì)胞和馬鈴薯體細(xì)胞經(jīng)過融合而成的,因此具有番茄和馬鈴薯的全部遺傳物質(zhì),故“番茄—馬鈴薯”細(xì)胞內(nèi)含m+n條染色體;此雜種植株的花粉是生殖細(xì)胞,由生殖細(xì)胞直接發(fā)育而來的生物體,不管含有幾個染色體組,都是單倍體。15. (1) 高壓蒸汽滅菌法(濕熱法)、消毒(答“酒精、無菌水和次氯酸鈉處理”也可) (2) 脫分化與再分化(植物組織培養(yǎng)) 生長素與細(xì)胞分裂素 (3) 解離→漂洗→染色→制片 有絲分裂中期 (4) 16或32 (5) (大蔥)莖尖分生組織 鱗莖愈傷組織(及其再生苗)【解析】 (1) 培養(yǎng)基用高壓蒸汽滅菌法滅菌,外植體用酒精、無菌水或次氯酸鈉進(jìn)行消毒。(2) 大蔥莖尖分生組織經(jīng)過脫分化與再分化培養(yǎng)成幼苗。生長素與細(xì)胞分裂素含量之比影響植物細(xì)胞的發(fā)育方向,所以配制愈傷組織誘導(dǎo)培養(yǎng)基與分化、生根培養(yǎng)基時,要特別調(diào)節(jié)好生長素與細(xì)胞分裂素之間的濃度比例。(3) 取出相應(yīng)材料用Carnoy固定液處理后,通過解離→漂洗→染色→制片,在顯微鏡下選擇處于有絲分裂中期的細(xì)胞觀察并統(tǒng)計細(xì)胞內(nèi)的染色體數(shù)目,因為中期染色體的形態(tài)最固定,數(shù)目最清晰。(4) 根尖分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行有絲分裂,染色體數(shù)目可能為16,也可能為32(有絲分裂后期)。(5) 分析表中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)大蔥莖尖分生組織細(xì)胞染色體數(shù)目不變,適宜用于大蔥快速繁殖,而鱗莖愈傷組織(及其再生苗)細(xì)胞內(nèi)染色體變化多,適宜用于選育大蔥新品種。  

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