考點一 植物細胞工程的基本技術(shù)
1.(2024·山東日照摸底)某雜種植株的獲取過程如下圖所示。下列敘述正確的是( )
A.葉片消毒后,可用自來水沖洗以避免消毒時間過長產(chǎn)生毒害
B.過程①中,應(yīng)將葉片置于含有纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中
C.過程③中,可使用聚乙二醇或滅活的病毒來誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合
D.過程④中,脫分化過程中不需要光照而后續(xù)再分化中需要光照
2.快速繁殖技術(shù)用于商業(yè)化生產(chǎn),其過程一般為接種外植體→誘導(dǎo)愈傷組織→生芽、生根培養(yǎng)→試管苗移栽及鑒定。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
A.為獲得無菌培養(yǎng)物,外植體要消毒處理后才可接種培養(yǎng)
B.植物組織培養(yǎng)過程主要包含脫分化和再分化兩個過程
C.提高培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比值,有利于誘導(dǎo)生根
D.用同一植株體細胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗不會出現(xiàn)變異
3.(2023·廣東深圳一模)草莓是以母株形成的匍匐莖作為子苗進行繁殖的,容易受到病毒侵襲,造成嚴重的品種退化。培育脫毒苗是防治草莓病毒病的根本對策。下圖是利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)獲得脫毒苗的基本過程。下列相關(guān)敘述錯誤的是( )
外植體X胚狀體→脫毒苗
A.外植體往往選擇草莓匍匐莖的莖尖
B.X是有特定結(jié)構(gòu)和功能的薄壁組織團塊
C.生長素和細胞分裂素的濃度、用量比例會影響脫分化和再分化
D.若要獲得突變體,一般用誘變因素處理X而非外植體
4.紫羅蘭花色豐富、抗蟲性強、種子富含亞麻酸。為了讓油菜具有紫羅蘭的諸多優(yōu)良性狀,科研人員進行了如圖所示實驗。下列敘述錯誤的是( )
A.制備原生質(zhì)體需將植物組織切塊用含纖維素酶和果膠酶的等滲或略高滲溶液處理
B.細胞融合依賴生物膜的流動性,獲得的融合原生質(zhì)體需放在無菌水中以防雜菌污染
C.由愈傷組織到雜種植株培養(yǎng)過程中,需調(diào)整生長素與細胞分裂素比例以誘導(dǎo)根、芽分化
D.獲得雜種植株后,可借助抗原—抗體雜交、病蟲感染實驗進行新性狀表達的鑒定
5.(2024·廣東河源統(tǒng)考)長穗偃麥草是小麥的一個重要野生近緣種,具有蛋白質(zhì)含量高、抗多種真菌性和病毒性病害、耐旱、耐寒等優(yōu)良性狀,科學(xué)家利用植物體細胞雜交技術(shù)培育了普通小麥—長穗偃麥草雜種植株,流程如圖所示。下列敘述正確的是( )
培育普通小麥—長穗偃麥草雜種植株的技術(shù)流程
A.過程①會發(fā)生非同源染色體的自由組合
B.過程③要用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁
C.過程④涉及脫分化和再分化等生理過程
D.雜種植株能表現(xiàn)出雙親的各種優(yōu)良性狀
考點二 植物細胞工程的應(yīng)用
6.(2023·湖北黃岡模擬)紅豆杉屬植物中提取分離出的紫杉醇是一種有效的抗癌藥物,傳統(tǒng)生產(chǎn)方法是從紅豆杉樹皮和樹葉中提取。如圖表示工廠化生產(chǎn)紫杉醇的過程。下列說法正確的是( )
A.接種前常用酒精、次氯酸鈉對外植體進行滅菌
B.過程①需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例,過程③需使用固體培養(yǎng)基,有利于細胞增殖
C.該途徑依據(jù)的原理是植物細胞的全能性
D.可利用傳代培養(yǎng)的動物癌細胞來檢測紫杉醇抗癌活性
7.(2023·山東青島模擬)多倍體愈傷組織細胞產(chǎn)生的次生代謝物產(chǎn)量常高于二倍體,為了獲得植物次生代謝物,先用某植物外植體(2n)獲得愈傷組織,然后在培養(yǎng)液中懸浮培養(yǎng),再經(jīng)秋水仙素處理,產(chǎn)生染色體加倍的細胞。下列敘述錯誤的是( )
A.培養(yǎng)液中添加的蔗糖具有提供能源和調(diào)節(jié)滲透壓的作用
B.需要用胰蛋白酶將愈傷組織分散成單個細胞進行懸浮培養(yǎng)
C.誘導(dǎo)加倍處理后,可以觀察到染色體數(shù)為8 n的細胞
D.細胞干重在培養(yǎng)12 d后會下降,原因可能是營養(yǎng)物質(zhì)減少、有害代謝產(chǎn)物積累
關(guān)鍵能力提升練
1.(2024·湖南益陽質(zhì)檢)SOD是一種廣泛分布于各種細胞中的抗氧化酶,它能催化超氧陰離子自由基形成H2O2,增強植物的抗逆性。下圖為培育能夠產(chǎn)生SOD農(nóng)作物新品種的一種方式,下列有關(guān)敘述錯誤的是( )
A.①過程中導(dǎo)入SOD基因常用的方法是農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法
B.②需要進行照光培養(yǎng),以誘導(dǎo)形成葉綠素
C.③表示再分化過程,此過程需要生長素和細胞分裂素等關(guān)鍵植物激素
D.該育種方式利用了細胞工程和基因工程,能體現(xiàn)細胞的全能性
2.(2024·廣東深圳統(tǒng)考)愈傷組織形成過程中,生長素和細胞分裂素信號通路相關(guān)基因存在DNA和組蛋白去甲基化現(xiàn)象。研究者利用桃葉片誘導(dǎo)愈傷組織,在培養(yǎng)基中添加DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Aza或組蛋白去甲基化酶抑制劑GSK,檢測形成愈傷組織的面積,結(jié)果如圖。據(jù)此分析,下列說法正確的是( )
A.實驗器材、培養(yǎng)基和桃葉片等需經(jīng)濕熱滅菌(高壓蒸汽滅菌)處理后使用
B.具有特定形態(tài)、排列疏松、有大液泡的結(jié)構(gòu)即為桃愈傷組織
C.DNA去甲基化和組蛋白甲基化分別抑制、促進愈傷組織形成
D.推測表觀遺傳影響激素的信號傳導(dǎo)過程,進而影響脫分化過程
3.(2023·山東威海聯(lián)考)不對稱體細胞雜交法可以將一個親本的部分染色體或染色體上某些片段轉(zhuǎn)移到另一個親本體細胞內(nèi),獲得不對稱雜種植株。大劑量的X射線能隨機破壞染色體結(jié)構(gòu),使其發(fā)生斷裂、易位、染色體消除等。下列敘述不正確的是( )
A.獲取親本原生質(zhì)體時,需要在蔗糖濃度高于或略高于細胞液濃度的緩沖液中進行
B.可用X射線照射、高Ca2+—高pH處理等方式誘導(dǎo)兩親本原生質(zhì)體的融合
C.與轉(zhuǎn)基因技術(shù)相比,該方法可轉(zhuǎn)移控制優(yōu)良性狀的多基因甚至是未知基因
D.不對稱體細胞雜交法存在變異的不定向性,需要對雜種植株進行大量篩選
4.(2023·湖南模擬)紫草寧是從紫草細胞中提取的一種色素,具有抗菌、消炎和抗腫瘤等活性?？蒲腥藛T利用紫草外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中進行懸浮培養(yǎng),以獲得更多的紫草寧。下列說法不正確的是( )
A.外植體細胞經(jīng)誘導(dǎo)后基因選擇性表達,形成愈傷組織
B.需要將愈傷組織分散成單個細胞后再進行懸浮培養(yǎng)
C.需要在培養(yǎng)液中加入大量蔗糖以提供植物細胞所需的能量
D.懸浮培養(yǎng)可增加細胞與營養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積,有利于細胞生長
答案：
必備知識基礎(chǔ)練
1.D 解析 葉片消毒后,可用無菌水沖洗以避免消毒時間過長產(chǎn)生毒害,A項錯誤;過程①為酶解法去除細胞壁的過程,應(yīng)置于等滲溶液或較高滲溶液中,低滲溶液會使原生質(zhì)體吸水,甚至漲破,B項錯誤;過程③為促融過程,可使用聚乙二醇誘導(dǎo)融合,但滅活的病毒誘導(dǎo)法是誘導(dǎo)動物細胞融合特有的方法,C項錯誤;過程④為植物組織培養(yǎng)過程,脫分化過程中不需要光照,而后續(xù)再分化中需要光照誘導(dǎo)合成葉綠素,D項正確。
2.D 解析 植物組織培養(yǎng)過程中應(yīng)注意無菌操作,為獲得無菌培養(yǎng)物,外植體要經(jīng)過表面消毒處理后,才能進行培養(yǎng),所用的培養(yǎng)基也必須徹底滅菌,A項正確;植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個過程,B項正確;生長素和細胞分裂素的比值高時,有利于根的分化,因此提高培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比值,有利于誘導(dǎo)生根,C項正確;用同一植株體細胞離體培養(yǎng)獲得的再生苗可能會出現(xiàn)變異,如在愈傷組織的培養(yǎng)過程中可能發(fā)生基因突變等,D項錯誤。
3.B 解析 植物分生區(qū)附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒,因此以其為外植體進行組織培養(yǎng)可以獲得脫毒苗,A項正確;外植體經(jīng)脫分化失去其特有的結(jié)構(gòu)和功能,轉(zhuǎn)變成未分化的細胞,進而形成不定形的薄壁組織團塊,即愈傷組織,B項錯誤;生長素和細胞分裂素的濃度、用量比例會影響脫分化和再分化,一般生長素/細胞分裂素值較大促進生根,生長素/細胞分裂素值較小促進生芽,C項正確;愈傷組織具有較強的增殖能力,適宜用誘變因素處理X獲得突變體,D項正確。
4.B 解析 細胞融合依賴于生物膜的流動性,但獲得的原生質(zhì)體(沒有細胞壁)不能放在無菌水中,以防原生質(zhì)體吸水漲破,B項錯誤。
5.C 解析 過程①表示幼嫩葉片形成愈傷組織的脫分化過程,細胞進行有絲分裂,不會發(fā)生非同源染色體的自由組合,A項錯誤;用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁的目的是獲得原生質(zhì)體,應(yīng)該在過程②進行,B項錯誤;過程④是雜種細胞形成雜種植株的過程,利用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),會涉及脫分化和再分化等生理過程,C項正確;雜種植株可能會表現(xiàn)出雙親的某些優(yōu)良性狀,D項錯誤。
6.D 解析 接種前常用酒精、次氯酸鈉對外植體進行消毒,A項錯誤;圖中①是脫分化過程,而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例,因此該過程需控制好培養(yǎng)基中植物激素的比例,過程③需使用液體培養(yǎng)基有利于細胞增殖,B項錯誤;該途徑依據(jù)的原理是細胞增殖,C項錯誤;紫杉醇具有抗癌作用,能阻止癌細胞的增殖,因此可利用傳代培養(yǎng)的動物癌細胞來檢測紫杉醇的抗癌活性,D項正確。
7.B 解析 植物細胞培養(yǎng)不需要用胰蛋白酶將愈傷組織分散成單個細胞進行懸浮培養(yǎng),動物細胞培養(yǎng)才需要,B項錯誤。
關(guān)鍵能力提升練
1.B 解析 ①過程是將目的基因?qū)胫参锛毎?常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法,A項正確;②過程是誘導(dǎo)形成愈傷組織,愈傷組織中不含葉綠素,所以不需要進行照光培養(yǎng),B項錯誤;③表示再分化過程,此過程需要生長素和細胞分裂素等關(guān)鍵植物激素,C項正確;由題意可知,該育種過程中,①運用了基因工程,②③等過程運用了細胞工程,最后通過植物細胞培育出新品種個體,體現(xiàn)了植物細胞的全能性,D項正確。
2.D 解析 桃葉片屬于外植體,不能用濕熱滅菌處理,愈傷組織是不定形的薄壁組織團塊,沒有特定形態(tài),A、B兩項錯誤;與對照組相比,在培養(yǎng)基中添加DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Aza會使愈傷組織面積增加,說明DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Aza會促進愈傷組織的形成,而DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Aza可抑制DNA甲基化的形成,因此DNA去甲基化可促進愈傷組織的形成,同理,與對照組相比,在培養(yǎng)基中添加組蛋白去甲基化酶抑制劑GSK會使愈傷組織面積減小,說明組蛋白甲基化可抑制愈傷組織形成,C項錯誤;加入DNA甲基轉(zhuǎn)移酶抑制劑Aza或組蛋白去甲基化酶抑制劑GSK會影響愈傷組織的形成,而愈傷組織的形成是脫分化的結(jié)果,因此可推測表觀遺傳影響激素的信號傳導(dǎo)過程,進而影響脫分化過程,D項正確。
3.B 解析 X射線照射不能誘導(dǎo)兩親本原生質(zhì)體的融合,B項錯誤。
4.C 解析 外植體經(jīng)過誘導(dǎo)發(fā)生脫分化過程,形成愈傷組織,其實質(zhì)也是基因的選擇性表達,A項正確;由于需要在液體培養(yǎng)基中培養(yǎng),所以需要將愈傷組織分散成單個細胞后再進行懸浮培養(yǎng),B項正確;在懸浮培養(yǎng)過程中,需要加入適量的蔗糖而不是大量的,否則會發(fā)生質(zhì)壁分離,甚至使細胞失水死亡,C項錯誤;懸浮培養(yǎng)可增加細胞與培養(yǎng)液的接觸面積,有利于細胞生長,D項正確。

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