《2019年春高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.1 植物細胞工程的基本技術課堂演練（含解析）新人教版選修3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019年春高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.1 植物細胞工程的基本技術課堂演練（含解析）新人教版選修3.doc（9頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

植物細胞工程的基本技術 [隨堂檢測] 1．下列有關細胞全能性的敘述，不正確的是(　　) A．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高 B．生物體內的體細胞由于細胞分化，全能性不能表達 C．卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高 D．植物細胞在一定條件下離體培養(yǎng)能表現(xiàn)出全能性 解析：選C。受精卵是個體發(fā)育的起點，在自然條件下，通過細胞的分裂、分化形成完整的個體，所以受精卵的全能性最高；生物體內的每一個體細胞(除紅細胞外)都是由受精卵通過有絲分裂形成的，都含有發(fā)育成完整個體所必需的全部基因，理論上講都應該具有全能性，但由于細胞分化，基因在不同的細胞中選擇性表達，因而體細胞并沒有表現(xiàn)出全能性；卵細胞在一定條件下，全能性比體細胞高，但與受精卵不同，卵細胞的分化程度也很高；分化的植物細胞盡管具有全能性，但如果全能性要表達，植物細胞必須在一定條件下進行離體培養(yǎng)。 2．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述錯誤的是(　　) A．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．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細胞融合的誘導劑，可獲得染色體加倍的細胞 C．出芽是細胞再分化的結果，受基因選擇性表達的調控 D．生根時，培養(yǎng)基通常應含α萘乙酸等生長素類調節(jié)劑 解析：選B。消毒劑的使用既要殺死材料表面微生物，又要防止傷害組織細胞，影響組織培養(yǎng)；植物細胞融合是指經纖維素酶和果膠酶處理后得到的原生質體的誘導融合，帶有細胞壁的愈傷組織細胞不能誘導融合形成染色體加倍的細胞；出芽和生根都是細胞再分化的結果，其實質是基因的選擇性表達；α萘乙酸為生長素類似物，可誘導愈傷組織生根。 3．(2018陜西西安七十中高二期末)下列關于影響植物組織培養(yǎng)的因素的敘述不正確的是(　　) A．幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功 B．給外植體消毒用體積分數為70%的酒精 C．植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境 D．生長素與細胞分裂素含量之比較高時有利于芽的分化 解析：選D。幼嫩組織細胞較成熟組織細胞的全能性高，因此幼嫩組織較成熟組織易培養(yǎng)成功，A正確；植物組織培養(yǎng)時，給外植體消毒用體積分數為70%的酒精，B正確；植物組織培養(yǎng)需要適宜的溫度環(huán)境，C正確；生長素與細胞分裂素含量之比較高時，有利于根的分化；較低時，有利于芽的分化；適中時，促進愈傷組織的生長，D錯誤。 4．(2018淄博高二檢測)下列四個選項中，肯定沒有采用植物組織培養(yǎng)技術的一項是(　　) A．花藥離體培養(yǎng)得到單倍體植株 B．細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株 C．基因工程培育的抗棉鈴蟲的棉花植株 D．秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗得到多倍體植株 解析：選D?；ㄋ庪x體培養(yǎng)是單倍體育種的一項基礎技術，采用植物組織培養(yǎng)，只不過培養(yǎng)的是生殖細胞——花粉細胞，A項不符合題意；細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株的過程中，融合的雜種細胞必須經過組織培養(yǎng)才能形成雜種植株，B項不符合題意；基因工程培育抗蟲棉的過程中，把目的基因導入棉花體細胞后，要誘導其分裂、分化，最后發(fā)育為一個植物體，必須經過植物組織培養(yǎng)才能實現(xiàn)，C項不符合題意；利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗可以直接發(fā)育得到多倍體植株，沒有經過植物組織培養(yǎng)階段，D項符合題意。 5．如圖表示利用植物體細胞雜交技術獲得雜種植物白菜—甘藍的過程，以下說法錯誤的是(　　) A．①過程表示利用酶解法去除細胞壁獲得原生質體的過程 B．②過程常用聚乙二醇誘導原生質體融合 C．③過程中高爾基體活動旺盛 D．最終獲得的雜種植物體細胞內含19條染色體 解析：選D。圖中①是去除細胞壁的過程，常利用酶解法(纖維素酶和果膠酶)去除細胞壁獲得原生質體，故A項正確；②是誘導原生質體融合的過程，常用的誘導方法有物理法(電激、離心、振動)和化學法(聚乙二醇)，故B項正確；③是形成新細胞壁的過程，植物細胞中高爾基體與細胞壁的形成有關，因此該過程中高爾基體活動旺盛，故C項正確；最終獲得的雜種植物體細胞內含有兩個親本的全部遺傳物質，即含有20＋18＝38條染色體，故D項錯誤。 6．(2018長春高二檢測)我國植物學家將名貴蘭花的莖尖細胞放進培養(yǎng)基中進行培養(yǎng)，最終發(fā)育成完整的新植株。下圖是細胞培養(yǎng)形成蘭花植株的示意圖，請據圖回答下列問題： (1)過程③和④分別表示________和________。需要避光培養(yǎng)的是______(填數字)。整個過程中細胞的分裂方式是________________________________。 (2)取新生的莖尖細胞而不選擇莖表皮細胞進行培養(yǎng)的兩個理由：①________________；②______________________。 (3)當_________(填培養(yǎng)基種類)中生長素與細胞分裂素的比值偏_____(填“大”“小”或“適中”)時，愈傷組織被誘導先生根。 (4)若將蘭花的莖尖細胞換成蘭花的花粉粒，經組織培養(yǎng)形成植株，這種育種方法稱為__________________，其突出優(yōu)點是__________________。 答案：(1)脫分化　再分化　③　有絲分裂 (2)莖尖細胞全能性高　新生細胞無菌無毒 (3)分化培養(yǎng)基　大 (4)單倍體育種　明顯縮短育種年限 7．下面是煙草葉片原生質體分離和培養(yǎng)的流程圖： 請回答下列問題： (1)酶解時，在________酶和________酶的作用下去除細胞壁，以獲得完整的原生質體。 (2)獲得原生質體后，可用________法檢測原生質體是否存活。要判定原生質體是否已形成細胞壁，可用________方法鑒別。 (3)欲通過原生質體培養(yǎng)得到愈傷組織，配制培養(yǎng)基時需要注意的主要方面是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)在獲得植物原生質體時，需用纖維素酶和果膠酶混合液處理實驗材料，將細胞壁消化除去，獲得球形的原生質體。(2)獲得原生質體后可用紅墨水染色法檢測，因為生活狀態(tài)的原生質體細胞膜具有選擇透過性，原生質體不會被染上顏色，但如果原生質體死亡，由于膜的選擇透過性喪失，原生質體會被染成紅色；可用質壁分離實驗來檢測原生質體是否已形成細胞壁。(3)要將原生質體培養(yǎng)成愈傷組織，配制培養(yǎng)基時需要注意的主要方面是植物激素的適當配比。 答案：(1)纖維素　果膠 (2)紅墨水染色　質壁分離 (3)植物激素的適當配比 [課時作業(yè)] 一、選擇題 1．細胞工程是一門綜合科學技術，下列技術中不屬于細胞工程的是(　　) A．有性雜交　　　　　　　 B．植物體細胞雜交 C．組織培養(yǎng) D．細胞核移植 解析：選A。細胞工程是指應用細胞生物學和分子生物學的原理和方法，通過細胞水平或細胞器水平上的操作，按照人的意愿來改變細胞內的遺傳物質或獲得細胞產品的一門綜合科學技術。生物的有性雜交是生物的自然生殖過程，不能單純地按照人的意愿來進行，不屬于細胞工程的范疇。 2．植物細胞的全能性是指(　　) A．具有核、膜、質，細胞結構完整，能進行各種生理活動 B．只具有膜和質，同樣能進行各種生理活動 C．植物體細胞所具有的發(fā)育成完整個體的潛能 D．具有本物種全套遺傳物質的特定細胞 解析：選C。具有某種植物全套遺傳信息的任何一個細胞，都有發(fā)育成完整新植物體的潛能，也就是說，每個植物細胞都具有全能性。 3．用高度分化的植物細胞、組織和器官進行組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織，下列敘述錯誤的是(　　) A．該愈傷組織是細胞經過脫分化和分裂形成的 B．該愈傷組織的細胞沒有全能性 C．該愈傷組織是由排列疏松的薄壁細胞組成的 D．該愈傷組織可以形成具有生根發(fā)芽能力的胚狀結構 解析：選B。植物組織培養(yǎng)的原理是植物細胞的全能性。植物細胞只有在脫離了植物體、并在一定的外部因素的作用下，經細胞分裂形成愈傷組織，才能表現(xiàn)出全能性，再由愈傷組織細胞發(fā)育、分化形成新的植物體。 4．下列有關植物體細胞雜交的敘述，錯誤的是(　　) A．有可能把兩個植物體的優(yōu)良性狀集中在雜種植株上 B．需要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁 C．利用聚乙二醇可以促進原生質體融合 D．植物體細胞雜交就是將不同的植物體細胞融合成雜種細胞 解析：選D。植物體細胞雜交之前，需要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質體；進行原生質體間的融合，必須要進行人工誘導，如可用聚乙二醇促進原生質體融合；植物體細胞雜交就是將不同的植物體細胞融合成雜種細胞，并將該雜種細胞培育成新的植物體的技術。 5．(2018江蘇常州模擬)白菜、甘藍均為二倍體，若將白菜和甘藍兩者的花粉細胞的原生質體進行融合得到雜種細胞，再經植物組織培養(yǎng)獲得“白菜—甘藍”雜種植株幼苗。下列說法錯誤的是(　　) A．培育出的“白菜—甘藍”植株不能結籽 B．該誘導原生質體間的融合過程一般使用滅活的病毒 C．該培育過程中的變異為染色體變異 D．該培育過程中需要向培養(yǎng)基中添加植物激素 解析：選B。由于白菜、甘藍均為二倍體，兩者的花粉細胞中各含有白菜和甘藍的一個染色體組，若將兩者的花粉細胞的原生質體進行融合得到雜種細胞，再經植物組織培養(yǎng)獲得的“白菜—甘藍”雜種植株為二倍體，但因兩個染色體組分別來自白菜和甘藍，故不能結籽，A正確；誘導植物細胞原生質體間的融合一般不用滅活的病毒，B錯誤；用花粉細胞融合后培養(yǎng)“白菜—甘藍”雜種植株的變異類型為染色體變異，C正確；植物組織培養(yǎng)過程中需向培養(yǎng)基中添加一定配比的生長素和細胞分裂素，D正確。 6．如圖為將胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過程示意圖。下列有關敘述正確的是(　　) A．①②過程中都會發(fā)生細胞的增殖和分化 B．在利用多倍體育種法培育無子西瓜的過程中，不經過愈傷組織階段 C．此過程依據的生物學原理是細胞膜具有流動性 D．利用此過程獲得的試管苗一定為純合子 解析：選B。①②過程分別為脫分化和再分化，①過程不會發(fā)生細胞的分化；此過程依據的生物學原理是植物細胞的全能性；此過程為無性生殖，獲得的試管苗的基因型與母本相同，不一定為純合子。 7．(2018遼源田家炳高二期中)為了培育菊花新品種，科學家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行雜交，培育過程如圖所示。下列有關敘述正確的是(　　) A．野生夏菊和栽培秋菊自然雜交后是四倍體，屬于同一物種 B．①過程常選擇酶解法去壁，一般在低滲溶液中進行 C．與②過程有關的細胞器只有高爾基體比較活躍 D．d植株含有夏菊和秋菊的遺傳物質 答案：D 8．(2018鎮(zhèn)江高二檢測)科學家把天竺葵的原生質體和香茅草的原生質體進行誘導融合，培育出的驅蚊草含有香茅醛，能散發(fā)出一種特殊的氣味達到驅蚊且對人體無害的效果。下列關于驅蚊草培育的敘述中，錯誤的是(　　) A．驅蚊草的培育屬于細胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠緣雜交不親和的障礙 B．驅蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或離心、振動、電激等方法 C．驅蚊草培育過程是植物體細胞雜交，不同于植物組織培養(yǎng)，無愈傷組織和試管苗形成 D．驅蚊草不能通過天竺葵和香茅草雜交而獲得是因為不同物種間存在生殖隔離 解析：選C。植物體細胞雜交技術屬于植物細胞工程，優(yōu)勢是打破物種間的生殖隔離，克服不同物種不能有性雜交的障礙，A、D兩項都正確；植物細胞具有細胞壁，要用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，得到植物原生質體，然后采用物理或化學的方法誘導不同的原生質體實現(xiàn)膜融合，B項正確；從雜種細胞到雜種植株，必須采用植物組織培養(yǎng)技術，經過脫分化和再分化等階段，有愈傷組織、胚狀體和試管苗的形成，C項錯誤。 二、非選擇題 9．(2017高考海南卷)甲、乙兩名同學分別以某種植物的綠色葉片和白色花瓣為材料，利用植物組織培養(yǎng)技術繁殖該植物?；卮鹣铝袉栴}： (1)以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是____________________________________。 (2)甲、乙同學在誘導愈傷組織所用的培養(yǎng)基中，均加入一定量的蔗糖，蔗糖水解后可得到___________________。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是__________________(填“具有完整的細胞核”“具有葉綠體”或“已轉入抗性基因”)。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現(xiàn)主要是由于培養(yǎng)基中兩種激素用量的不同造成的，這兩種激素是________________________，A中的愈傷組織是葉肉細胞經____________形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖，在培養(yǎng)時，________(填“能”或“不能”)采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是_________________________________。 解析：(1)綠色葉片和白色花瓣是細胞分化的結果，遺傳物質并沒有改變，所以以該植物的綠色葉片和白色花瓣作為外植體，在一定條件下進行組織培養(yǎng)，均能獲得試管苗，其原理是綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性。 (2)蔗糖是由一分子的葡萄糖和一分子的果糖組成，所以蔗糖水解后可得到葡萄糖、果糖。若要用細胞作為材料進行培養(yǎng)獲得幼苗，該細胞應具備的條件是具有完整的細胞核。 (3)圖中A、B、C所示的是不同的培養(yǎng)結果，該不同結果的出現(xiàn)主要是由于培養(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和生長素。A中的愈傷組織是葉肉細胞經脫分化形成的。 (4)若該種植物是一種雜合體的名貴花卉，要快速獲得與原植株基因型和表現(xiàn)型都相同的該種花卉，可用組織培養(yǎng)方法繁殖；在培養(yǎng)時，不能采用經減數分裂得到的花粉粒作為外植體，原因是對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，通過減數分裂形成花粉粒，可以導致等位基因分離，非同源染色體上的非等位基因自由組合等，花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，后代會出現(xiàn)性狀分離，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株。 答案：(1)綠色葉片和白色花瓣的細胞具有全能性，在一定條件下能發(fā)育成完整的植株　(2)葡萄糖、果糖　具有完整的細胞核　(3)細胞分裂素、生長素　脫分化　(4)不能　對雜合體的植株來說，其體細胞的基因型相同，而花粉粒的基因型與體細胞的基因型不同，用花粉粒進行組織培養(yǎng)得到花卉基因型不同于原植株 10．(2018武邑中學高二期中)科學家利用植物體細胞雜交技術成功獲得了番茄—馬鈴薯雜種植株，為了便于雜種細胞的篩選和鑒定，科學家利用紅色熒光和綠色熒光分別標記番茄和馬鈴薯的原生質體膜上的蛋白質，其培育過程如圖所示。據圖回答下列問題： (1)植物體細胞雜交依據的生物學原理有_____________________________________。 (2)過程①常用的方法是________，細胞融合完成的標志是________________。 (3)植物原生質體融合過程常利用化學試劑__________誘導融合，在鑒定雜種原生質體時可用顯微鏡觀察，當觀察到融合的細胞表面___________________________，可判斷該原生質體是由番茄和馬鈴薯融合而成的。 (4)過程③和過程④依次為______________________________________________，過程④中的培養(yǎng)基常添加的植物激素有____________________________________________。 (5)若番茄細胞內有m條染色體，馬鈴薯細胞中含n條染色體，則“番茄—馬鈴薯”細胞在有絲分裂后期含____________條染色體。若雜種細胞培育成的“番茄—馬鈴薯”植株為四倍體，則此雜種植株的花粉經離體培育得到的植株屬于________植株。 答案：(1)細胞膜的流動性、植物細胞的全能性 (2)酶解法　形成了新的細胞壁 (3)聚乙二醇(或PEG)　既有紅色熒光又有綠色熒光 (4)脫分化和再分化　生長素和細胞分裂素 (5)2(m＋n)　單倍體 11．通過細胞工程技術，利用甲、乙兩種植物的各自優(yōu)勢(甲耐鹽、乙高產)，培育高產耐鹽的雜種植株。請完善下列實驗流程并回答問題： (1)A是________________酶，B是________________，D是具有________優(yōu)良性狀的幼芽。D長成的幼苗需要選擇的原因是_______________________________________。 (2)由C形成植株的過程利用了____________________________技術，形成愈傷組織需要經過________過程，愈傷組織形成D需要經過________過程。整個培養(yǎng)過程要在________的條件下進行。 (3)植物體細胞融合成功的標志是_______________________________________。 目前，植物體細胞雜交還存在許多問題沒有解決，如___________________，盡管如此，這項新技術在_________________________________等方面取得的重大突破還是震撼人心的。 (4)已知甲、乙植物分別為四倍體、二倍體，則“甲—乙植株”屬于________倍體植株。 解析：(1)由植物細胞變成原生質體，需要去掉細胞壁，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，酶具有專一性，所以應用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁。兩個原生質體經PEG誘導后融合，再生出細胞壁后變成雜種細胞，利用植物組織培養(yǎng)技術可得到愈傷組織、叢芽結構和試管苗，并非每個細胞都能表達出耐鹽性狀，需要利用含鹽培養(yǎng)基進行選擇。(2)C細胞是雜種細胞，形成植株需要利用植物組織培養(yǎng)技術，經歷細胞的脫分化過程和再分化過程。過程中涉及培養(yǎng)基培養(yǎng)過程，所以無菌操作非常重要。(3)植物細胞融合時，核質應該都進行融合，當細胞壁再生時，說明融合后的細胞核與細胞質已經進行正常的新陳代謝了，即融合成功。植物體細胞雜交雖然克服了遠緣雜交不親和的障礙，但讓雜合子表達出兩種植物的優(yōu)良性狀還比較困難。(4)“甲—乙植株”屬于異源多倍體里面的異源六倍體。 答案：(1)纖維素酶和果膠　融合的原生質體　耐鹽　有耐鹽高產和耐鹽不高產兩種幼苗　(2)植物組織培養(yǎng)　脫分化　再分化　無菌　(3)再生出新的細胞壁　不能按照人的意愿表達兩個親本的性狀　克服遠緣雜交不親和的障礙　(4)六 12．(2018湖北武漢高二調研)為探究某種植物愈傷組織的培養(yǎng)條件，某研究小組配制了含有兩種濃度2，4－D的培養(yǎng)基，然后接種初始重量相同的幼苗子葉切塊并分別培養(yǎng)在光照及黑暗條件下，一段時間后，測量愈傷組織的生長量，結果如下圖。 回答下列問題： (1)在該實驗中，自變量是__________________。進行植物組織培養(yǎng)的實驗，要嚴格控制雜菌污染的原因是____________。 (2)由圖中實驗數據分析，在培養(yǎng)基中添加2，4－D的作用是________________。 (3)幼苗子葉切塊轉變成愈傷組織的過程稱________。為大量獲得該植物的愈傷組織適宜采取________(填“黑暗”或“光照”)培養(yǎng)。 (4)光照在培養(yǎng)過程中不作為愈傷組織的能量來源，原因是____________。 答案：(1)光照的有無、2，4－D的濃度(“培養(yǎng)的時間”不作要求)　雜菌可以在培養(yǎng)基上生長爭奪營養(yǎng)，雜菌產生的物質影響植物組織的生長　(2)促進愈傷組織的生長 (3)脫分化　黑暗　(4)在脫分化形成愈傷組織及愈傷組織的增殖階段，細胞中均不含葉綠體，無法利用光能進行光合作用