高中生物一轮复习同步练习：植物细胞工程

植物细胞工程练习一、选择题1.人参是重要的药用植物,常以根入药,由于过度采挖导致人参资源枯竭,且人工栽培周期长。研究表明,可采用植物组织培养的方式培养人参不定根,用于满足市场需求。下列相关叙述正确的是 ()外植体愈伤组织不定根A.人参不定根培养过程中诱导外植体脱分化为愈伤组织体现了植物细胞的全能性B.过程①必须光照培养以增加有机物来源C.配制诱导愈伤组织的培养基时,需要加入一定的营养物质和适宜比例的植物激素,过程②所需要的细胞分裂素比例大于生长素D.培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基2.以苹果的幼茎为外植体,探究激素对愈伤组织诱导及愈伤组织褐变(褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力,甚至导致死亡)的影响,结果如下表。下列分析不正确的是 ()2,4-D(mg/L)+6-BA(mg/L)1.0+0.52.0+0.53.0+0.51.0+1.02.0+1.03.0+1.0诱导率(%)070100070100褐变率(%)062.5100087.5100A.苹果幼茎愈伤组织褐变率与两种激素的浓度及其配比均有关B.苹果幼茎愈伤组织诱导率与两种激素的浓度配比有关,与浓度大小无关C.高浓度的2,4-D容易导致苹果幼茎愈伤组织发生褐变D.上述组合中诱导脱分化的最佳激素组合为2,4-D2.0mg/L+6-BA0.5mg/L3.为快速培育抗除草剂的水稻(2N=24),育种工作者用如图所示方法进行育种,下列说法不正确的是 ()A.过程①花药离体培养的理论依据是细胞的全能性B.过程②用γ射线照射单倍体幼苗,目的是提高幼苗的突变频率C.过程③用除草剂喷洒单倍体幼苗,目的是筛选出抗除草剂的植株D.通过过程④和过程⑤,培育出的抗除草剂植株属于四倍体植株4.科学家利用番茄和马铃薯的叶肉细胞原生质体进行融合,培育出了“番茄-马铃薯”。但它并没有像科学家预想的那样,地上结番茄、地下结马铃薯。下列说法错误的是 ()A.该培育过程克服了远缘杂交不亲和的障碍B.人工诱导原生质体融合的方法有离心法、电融合法及PEG融合法等C.生物体内基因的表达不是孤立的,番茄-马铃薯的遗传物质可能相互干扰D.原生质体融合得到的杂种细胞直接经再分化即能形成杂种植株5.如图是利用甲、乙两种植物的各自优势,通过植物细胞工程技术培育高产、耐盐的杂种植株的实验流程图。下列相关叙述错误的是()A.目的植株不一定具有甲、乙两种植物的全部优良性状B.形成b的过程体现了细胞膜的流动性和植物细胞的全能性C.从b到c的过程中,为了防止污染可在培养基中加入一定量的抗生素D.进行d选择时要将植株种在高盐环境中6.研究者应用原生质体融合技术,利用光合细菌与嗜热菌选育出了耐高温的光合细菌。下列有关叙述正确的是 ()A.用纤维素酶和果胶酶处理来获得两种原生质体B.两种细菌细胞核的融合是完成细胞融合的标志C.用高渗溶液处理可在培养液中有效分离原生质体和细菌D.选育成功的细菌能在一定的高温环境中进行光合作用7.芝麻油富含有助于大脑发育的DHA。研究人员期望通过不对称体细胞杂交技术(将用射线处理后染色质钝化破坏的供体原生质体,与未经辐射处理的受体原生质体融合),将芝麻的有益基因转入普通小麦,获得具有受体全套染色体组、仅少量供体染色体片段的改良小麦杂种。下列分析错误的是()A.用灭活病毒诱导芝麻和小麦的原生质体融合体现了细胞膜的流动性B.改良小麦杂种植株的形成需经过脱分化和再分化等培养过程C.改良小麦杂种的染色体上可能整合了含有芝麻有益基因的染色体片段D.不对称体细胞杂交可能会打破供体不良与优良性状的基因连锁,去除不良性状8.植物细胞工程包括植物组织培养、植物体细胞杂交等技术,在快速繁殖、作物育种及提高作物产量等方面有广泛应用。下列叙述错误的是 ()A.植物组织培养技术可以实现人参皂苷、紫杉醇等细胞产物的工厂化生产B.利用植物组织培养技术培育脱毒苗,获得抗病毒的新品种C.杂种细胞再生细胞壁时,需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行D.植物体细胞杂交技术可克服生物远缘杂交不亲和的障碍9.寒兰为名贵的兰花品种,由于过度采摘,野生种群遭到破坏。为了增加野生寒兰数量,科研人员希望对其进行人工大量繁殖,再移栽至原有生境。在人工繁殖时可以应用的最合适的生物工程技术手段是()A.将寒兰体细胞与繁殖能力强的其他植物细胞进行融合B.将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰C.将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中D.将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养10.茅苍术具有消炎、燥湿健脾、明目等功效。目前野生茅苍术资源稀缺,应用生物技术可以有效繁殖和保存茅苍术资源,并有望将其次生代谢产物挥发油产业化生产。下列叙述正确的是 ()A.挥发油是茅苍术生命活动必需的化合物B.挥发油产业化生产过程中使用的是液体培养基C.茅苍术不同部位的细胞经脱分化获得的愈伤组织基因型相同D.将茅苍术茎尖或根尖组织经灭菌、脱分化、再分化可获得脱毒苗11.草莓是无性繁殖的作物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。如图是育种工作者选育高品质草莓的流程图。下列说法正确的是 ()注:SMYELV-CP是草莓轻型黄边病毒的外壳蛋白基因。A.方法一中选择甲作为组织培养材料的原因是该部位细胞的分生能力强B.需要用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒C.A、C两个培育过程一般都不需要光照但需要生长素和细胞分裂素D.需要通过病毒接种的方式来判断两种选育方法的效果二、非选择题12.芦荟栽培产业早已在全世界兴起,可采用植物组织培养技术来快速获得芦荟种苗,请根据如下获得芦荟试管苗的过程图,回答下列问题:切取洁净的芦荟茎尖①对茎尖组织块进行消毒②接种组织块③诱导组织块形成愈伤组织④分化培养⑤生根并形成试管苗⑥(1)试管苗的获得依据的生物学原理是。

(2)步骤①选用芦荟茎尖,优点是。在获取脱毒苗时,也可选取该实验材料,原因是。

(3)步骤②中常用的试剂有 (答出两种)。步骤③→④为过程。

(4)步骤⑤中常用的植物生长调节剂有、两大类。请预测作为“激素杠杆”的两种植物激素在不同配比的情况下,对诱导分化的影响: (不考虑芦荟内源激素)。

(5)植物细胞工程除了用于种苗的快速繁殖,还可用于作物新品种的培育。例如通过筛选得到抗盐碱的烟草新品种。

13.花椰菜(2n=18)对黑腐病无抗性,黑芥(2n=16)为花椰菜近缘野生种,对黑腐病等多种常见病害具有抗性。我国科学家将紫外线(UV)照射处理的黑芥叶肉原生质体和花椰菜种子下胚轴原生质体融合,获得了抗黑腐病的杂合新植株。请回答下列问题:(1)用 酶处理可以获得有活力的原生质体。原生质体融合诱导过程常用的化学物质是。

(2)已知供体黑芥叶肉原生质体在UV处理前后形态上没有明显的区别,但是在和下胚轴原生质体融合时较易破碎。在培养3天之内,用显微镜观察细胞中是否存在(细胞器),作为早期鉴别杂合原生质体的标志,初步筛选出融合原生质体。融合原生质体依次经过 三个过程才能获得新植株。

(3)对双亲和部分杂合新植株的染色体计数,结果如下表所示。植株花椰菜黑芥杂合新植株甲杂合新植株乙杂合新植株丙染色体数/条1816583419根据表中数据,解释杂合新植株甲染色体数目的可能形成原因: 。

14.非对称细胞融合技术常指利用某种外界因素(如射线)辐照某一细胞原生质体,选择性地破坏其细胞核,使其染色体片段化并丧失再生能力;再利用此原生质体作为部分遗传物质的供体与另一原生质体融合,从而实现有限基因的转移,在保留亲本之一全部优良性状的同时,改良其某个不良性状。用这种方法可以将胡萝卜的抗黑腐病性状转移到烟草中,获得抗黑腐病(由真菌引起)烟草杂种植株,流程如图所示。回答下列问题:(1)原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的渗透压,其作用是。与诱导动物细胞融合相比,②过程不宜采用的诱导方法是;③④过程中需添加的两种关键性植物激素是。④过程的实质是。

(2)紫外线作用于根细胞原生质体,使染色体片段化,说明非对称细胞融合技术的原理之一是。(3)非对称细胞融合过程中,染色体丢失的程度在同一组合不同的杂种中是不一致的,导致融合后再生后代中的 数量变化很大。影响细胞融合染色体丢失程度的因素,除了紫外线外,还可能与 (答两点)等有关。

(4)对杂种植株进行接种实验,可筛选出对黑腐病具有高抗性的杂种植株。

答案;1.D解析诱导形成愈伤组织过程为脱分化,未培育成植株及各种类型细胞,故没有体现植物细胞的全能性,A错误;脱分化过程不需要光照,再分化需要光照,B错误;生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化,所以过程②再分化形成根所需要的生长素比例大于细胞分裂素,C错误;根据题意分析可知,人参的不定根培养过程中有脱分化过程和再分化过程,因此在培养过程中需要根据生长发育进程更换不同的培养基,D正确。2.B解析由表格数据分析可知,苹果愈伤组织褐变率与两种激素的浓度比值、浓度高低均有关,A正确;苹果愈伤组织诱导率与两种激素的浓度配比有关,与浓度高低也有关系,B错误;由表格数据分析可知,高浓度的2,4-D容易导致苹果幼茎愈伤组织发生褐变,C正确;由于褐变会使愈伤组织失去分裂和分化能力,甚至导致死亡,故需要选择褐变率低、诱导率高的实验组,综合分析,2,4-D2.0mg/L+6-BA0.5mg/L处理组的效果最好,D正确。3.D解析①过程是花药离体培养,理论依据是细胞的全能性,A正确;诱变可以提高突变的频率,因此过程②用γ射线照射单倍体幼苗,目的是提高幼苗的突变频率,过程③用除草剂喷洒单倍体幼苗,目的是筛选出抗除草剂的植株,B、C正确;植物组织培养为无性繁殖,通过过程④和⑤获得的抗除草剂植株是二倍体,D错误。4.D解析植物体细胞杂交可以将2个不同物种的细胞融合在一起,不同物种存在生殖隔离,常规的有性杂交方式不能进行,因此该培育过程(植物体细胞杂交)克服了远缘杂交不亲和的障碍,A正确。人工诱导原生质体融合的方法有物理法和化学法两大类,物理法就是利用离心、振动、电刺激等促使原生质体融合;化学法是用聚乙二醇等试剂作为诱导剂诱导细胞的原生质体融合,B正确。“番茄-马铃薯”杂种植株含有两种亲本的遗传物质,但生物基因的表达不是孤立的,它们之间是相互调控、相互影响的,C正确。原生质体融合得到杂种细胞,杂种细胞需经脱分化和再分化才能形成杂种植株,D错误。5.B解析植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍,使杂种植株具有双亲的遗传特性,但由于杂种细胞分裂过程中会发生部分染色体丢失等原因,使获得的再生植株未必具有两亲本的全部优良性状,A正确;形成b的过程包括原生质体的融合和杂种细胞再生出细胞壁,只能体现细胞膜的流动性,不能体现植物细胞的全能性,B错误;b到c属于植物的组织培养,一定要注意做好灭菌和消毒工作,为了防止污染可在培养基中加入一定量的抗生素,C正确;目的植株是高产、耐盐的杂种植株,所以进行d选择时要将植株种在高盐环境中,D正确。6.D解析光合细菌与嗜热菌都是原核生物,它们含有细胞壁,因此融合前要先去除细胞壁,但原核生物细胞壁的主要成分是肽聚糖,因此不能用纤维素酶和果胶酶去除,A错误;光合细菌与嗜热菌都是原核生物,没有细胞核,B错误;去壁的细菌缺失细胞壁,在低渗溶液中会吸水膨胀甚至涨破,而未去壁的细菌有细胞壁的保护,在低渗溶液中不会吸水涨破,所以用低渗溶液处理可在培养液中有效分离原生质体和细菌,C错误;融合成功的细菌同时具有光合细菌与嗜热菌的特点,能在较高温度下进行光合作用,D正确。7.A解析灭活的病毒常用于诱导动物细胞融合,而植物细胞的原生质体融合,一般采用物理或化学方法,A错误;融合的杂种细胞要经过植物组织培养形成完整植株,包括脱分化和再分化过程,B正确;将芝麻的有益基因转入普通小麦,获得具有受体全套染色体组、仅少量供体染色体片段的改良小麦杂种,说明改良小麦杂种的染色体上可能整合了含有芝麻有益基因的染色体片段,C正确;获得具有受体整套染色体组,仅有少量供体染色体片段的改良小麦杂种,说明不对称体细胞杂交可能会打破供体不良与优良性状的基因连锁,排除不良性状干扰,D正确。8.B解析利用植物组织培养技术可以实现细胞产物的工厂化生产,这是植物组织培养技术的应用之一,A正确;利用植物组织培养技术培养脱毒苗,不能获得抗病毒的新品种,通过基因工程可获得抗病毒的新品种,B错误;杂种细胞再生细胞壁时,需在与细胞液浓度相当的缓冲液中进行,以免细胞过度吸水或失水,C正确;植物体细胞杂交技术最大的优点就是克服生物远缘杂交不亲和的障碍,D正确。9.D解析若将寒兰体细胞与繁殖力强的其他植物细胞进行融合,需要进行体细胞杂交,技术要求较高,但成功率不一定高,A错误;将生长素基因转入野生寒兰获得生长速度快的寒兰,要求的技术较高,成功率低,B错误;由于植物体细胞全能性易体现,因此将寒兰的体细胞核移植到其他植物去核卵细胞中,对于植物细胞来说太过繁琐,一般核移植多用于动物克隆,C错误;将寒兰的组织放置在培养基中进行植物组织培养,是最快也最简单的方式,D正确。故选D。10.B解析结合题意可知,挥发油是茅苍术的次生代谢产物,不是其生命活动所必需的,A错误;细胞产物的工厂化生产是从人工培养的植物细胞中提取某种成分,该过程使用的是液体培养基,B正确;同一植株的花粉细胞与体细胞经脱分化得到的愈伤组织的基因型不同,C错误;植物组织培养主要包括脱分化和再分化两个过程,但不能对植物材料进行灭菌处理,D错误。11.B解析方法一中选择甲作为组织培养材料的原因主要是该部位病毒少或不带病毒,A错误;在植物组织培养过程中,需要用体积分数为70%的酒精和质量分数为5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒,以保证植物组织培养的成功,B正确;A、C两个培育过程有需要光照的阶段,因为叶绿素的合成需要光照,C错误;无病毒苗应根据植株性状检测,不需要接种病毒,抗病毒苗需要通过病毒接种的方式来判断选育方法的效果,D错误。12.(1)植物细胞的全能性(2)含分生组织,分裂旺盛,易诱导形成愈伤组织茎尖分生组织中不含病毒或者病毒很少(3)体积分数为70%的酒精、无菌水、质量分数为5%的次氯酸钠溶液脱分化(4)生长素类细胞分裂素类当生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;当细胞分裂素含量高于生长素时,主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成(5)对突变体的利用解析(1)由外植体培育成试管苗利用了植物组织培养技术,原理是植物细胞的全能性。(2)分生组织的细胞能不断进行细胞分裂,因此植物组织培养时要选择包括植物分生组织的部位,其优点是分裂旺盛,能更容易诱导形成愈伤组织。在获取脱毒苗时也选用茎尖的原因是茎尖分生组织中不含病毒或者病毒很少。(3)步骤②是对外植体进行消毒,理想的消毒剂应具有消毒效果好,易被无菌水冲洗掉或能自行分解,对材料损伤小,对人体及其他生物无害,来源广泛,价格低廉的特点。因此常用的试剂是体积分数为70%的酒精、无菌水以及质量分数为5%的次氯酸钠溶液等。步骤③→④为脱分化过程,形成愈伤组织。(4)植物生长调节剂在植物组织培养中具有极其重要的作用,一般可分为生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类三大类,此外,脱落酸和多效唑也可以用于植物的组织培养。生长素与细胞分裂素的协同调控作用在组织培养中非常重要,当生长素与细胞分裂素比例适中,且生长素含量高于细胞分裂素时,主要诱导植物组织脱分化和根原基的形成;当细胞分裂素含量高于生长素时,主要诱导植物组织再分化和芽原基的形成。(5)植物细胞工程被广泛应用于作物新品种的培育,例如通过对突变体的利用筛选得到抗盐碱的烟草新品种。13.(1)纤维素酶和果胶聚乙二醇(2)叶绿体细胞壁再生、脱分化、再分化(3)杂合新植株甲发生了两个以上的细胞融合,同时细胞发生了染色体丢失解析(1)利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁可获得原生质体。诱导原生质体融合常用的化学物质是聚乙二醇。(2)由题意可知,黑芥叶肉原生质体是由叶肉细胞获得的,与下胚轴原生质体的区别是叶肉细胞含有叶绿体,因此根据是否含有叶绿体作为初步筛选杂合原生质体的标志。融合的原生质体经过组织培养后再生出细胞壁,继续培养经过脱分化和再分化获得新植株。(3