植物细胞工程的基本技术同步练-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

2.1植物细胞工程的基本技术一、植物组织培养技术1.如图是植物组织培养的过程,相关说法错误的是 ()外植体愈伤组织长出丛芽生根移栽成活A.外植体若是月季的花粉,则经培养后获得的植株为单倍体B.过程①一般不需要光照,后续培养中每日需给予适当时间和强度的光照C.外植体若是菊花的根尖组织,因细胞中没有叶绿体,故培养成的新植株叶片为无色D.过程②和③接种的培养基中植物激素的比例不同2.某生物兴趣小组成员以西瓜5天龄幼苗子叶为外植体进行相关实验研究,得到如图所示的实验结果。下列相关叙述正确的是 ()A.实验开始前应对培养基和西瓜幼苗子叶进行灭菌处理B.西瓜幼苗子叶细胞脱分化形成愈伤组织的过程中细胞已经发生分化C.暗处理时间的长短对细胞脱分化率和再分化率的影响均不大D.图示结果表明,西瓜幼苗子叶经诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1~2周3．下列关于细胞全能性的叙述，不正确的是()A．乳腺癌细胞易于进行离体培养，说明其全能性比较高B．细胞具有全能性是因为细胞内含有发育所需的全套遗传物质C．离体的植物体活细胞，需要借助某些因子的作用使其表达出全能性D．植物细胞具有全能性，而其他生物体细胞一般不具有全能性4.(2023·江苏南通高三期末)SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶，它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2，增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式，有关叙述正确的是()A．①过程中最常用的方法是采用Ca2＋处理法将SOD基因导入植物细胞B．②需要进行照光培养，以诱导叶绿素的形成C．③表示再分化过程，无需严格的无菌操作D．该育种方式利用了细胞工程和基因工程，能体现细胞的全能性二、植物体细胞杂交技术5.植物体细胞杂交过程中细胞融合的方式有对称融合和非对称融合。对称融合是将两个物种的两个完整的原生质体融合在一起,由于两个物种的全套基因组合在一起,有用基因和不利基因共处于一个杂种植株中,往往需要多次回交才能去除杂种植株中的不利基因。非对称融合是将一个物种的部分染色体和细胞质与另一个物种的一个完整原生质体融合在一起,可以较好地减少不利基因的重组,所得杂种植株只需较少次数的回交就可以达到改良作物的目的。下列相关叙述错误的是 ()A.植物体细胞杂交可以克服有性杂交的不亲和性,打破物种之间的生殖隔离B.对称融合方式中两个植物细胞完成融合的标志是两个细胞核融合形成一个细胞核C.在非对称融合过程中,可以利用物理射线、化学试剂等方式去除部分染色体D.在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁6.如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法不正确的是 ()A.去壁过程中需用纤维素酶和果胶酶溶液处理获得原生质体,溶液的渗透压可略大于细胞液渗透压B.植物体细胞杂交过程中,需用不同浓度的细胞分裂素和生长素培养杂种细胞C.最终得到的植株相对于白菜、甘蓝,发生了染色体数目变异,因此不具有可育性D.与传统的有性杂交相比,植物体细胞杂交技术的优越性在于实现了远缘杂交7．疣粒野生稻(2n＝24)对白叶枯病的抗性持久而且稳定，是理想的抗病育种材料。为了充分利用疣粒野生稻资源，通过采用疣粒野生稻和栽培稻(2n＝24)体细胞杂交的方法获得后代，从而实现疣粒野生稻遗传物质向栽培稻转移。下列相关叙述错误的是()A．疣粒野生稻和栽培稻之间存在生殖隔离，自然条件下不能进行基因交流B．两种水稻细胞经酶解去壁、诱导融合后可通过观察染色体数目筛选出杂种细胞C．杂种水稻的组织培养过程需要更换培养基，提高生长素的比例有利于根的分化D．经组织培养获得的杂种幼苗，一般需要经过由无菌到有菌的炼苗过程才能用于生产实践8．玉米(2n＝20)和水稻(2n＝24)均为二倍体植物，某实验小组拟用体细胞杂交技术培育富含β­胡萝卜素的“黄金大米”植株，过程设计如图所示。下列说法错误的是()A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞B．过程②中常用PEG诱导原生质体融合C．“黄金大米”植株染色体数目为22D．该技术体现了植物细胞具有全能性9．(2023·武汉模拟)如图是利用番茄、马铃薯两种植物通过植物体细胞杂交技术培育杂种植株马铃薯—番茄的基本流程。有关分析正确的是()A．培育杂种植株马铃薯—番茄过程中发生了基因重组B．Ⅰ处理最好置于含纤维素酶和果胶酶的低渗溶液中C．Ⅱ处理依据的原理是细胞的全能性D．由Ⅰ处理过渡到Ⅳ培养通常要更换培养基，并适时给予适当的光照10．(2023·武汉模拟)酸性土壤是pH小于7的土壤总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤等。酸性土壤在世界范围内分布广泛，在农业生产中占有重要地位。如图表示利用耐酸植物甲(4N)和高产植物乙(2N)培育高产耐酸杂种植物的过程，图中序号表示过程或处理手段，字母表示细胞、细胞结构或组织名称。下列叙述正确的是()A．①过程用到的酶是纤维素酶，A、B表示原生质层B．②过程可以使用高Ca2＋—高pH融合法或用灭活的病毒诱导C．③过程得到的杂种细胞含有3个染色体组D．④⑤过程使用的培养基需加入生长素和细胞分裂素，但加入的比例不同11．(2023·郴州模拟)科学家利用马铃薯和西红柿叶片分离原生质体并进行细胞杂交，最终获得了杂种植株，相关过程如图所示。有关分析正确的是()A．过程①应将叶片上表皮向上，置于含纤维素酶和果胶酶的等渗或略高渗溶液中B．过程②中的原生质体由细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质构成C．过程④常用灭活病毒诱导法，目的是促进原生质体融合D．过程⑤为进行脱分化和再分化过程，杂种植株一定具有马铃薯和西红柿的优良性状12.利用相关工程技术可以获得抗线虫病的“萝卜—油菜”杂种植株,已知萝卜具有抗线虫病基因,而油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产。科研人员以萝卜和油菜为亲本进行体细胞杂交,以获得抗线虫病的杂种植株,具体操作流程如图所示。请回答下列问题:(1)过程②细胞融合的基本原理是。融合结束形成杂种细胞的标志是。

(2)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,维持原生质体完整性。图中④过程将愈伤组织接种到含有的培养基上,就可以诱导其过程,进而培育成杂种植株。

(3)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有亲本细胞的(填细胞器名称)存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。对杂种植株进行接种实验,可筛选出抗线虫病的杂种植株。

(4)利用此项技术进行育种的最大优点是。

(5)若油菜和萝卜都是二倍体,则杂种植株为倍体,从理论上讲,该杂种植株的育性为(填“可育”或“不育”)。

13.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。

1.C由配子直接发育成的个体为单倍体,外植体若是月季的花粉,则经培养后获得的植株为单倍体,A正确;诱导愈伤组织期间一般不需要光照,在后续的培养过程中,每日需要给予适当时间和强度的光照(教材第36页),B正确;外植体若是菊花的根尖组织,根尖细胞中虽然没有叶绿体,但其培养成的新植株叶片有叶绿体,因此培养成的新植株叶片为绿色,C错误;植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素,它们的浓度和比例都会影响植物细胞的发育方向(教材第35页),故图中过程②和③接种的培养基中植物激素的比例不同,D正确。2.D图中随着暗处理时间的增加,愈伤组织诱导率变化较小,胚状体诱导率变化较大,则暗处理时间的长短对再分化率的影响较大,C错误。该实验的外植体(西瓜幼苗子叶)需要进行消毒处理,而不是灭菌处理,A错误。脱分化是指已经分化的细胞失去其特有的结构和功能转变成未分化的细胞,该过程中细胞没有发生分化,B错误。由胚状体诱导率的变化情况来看,在暗处理1~2周时诱导率较大,因此西瓜幼苗子叶经诱导形成胚状体的最适暗处理时间是1~2周,D正确。3．A[乳腺癌细胞易于进行离体培养，但没有产生完整有机体或分化成其他各种细胞，没有体现全能性，A错误。]4．D[①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞，A错误；②表示脱分化过程，不需要在光照条件下进行，B错误；②、③分别表示脱分化、再分化过程，均需要在严格的无菌条件下完成，C错误；该育种方式利用了细胞工程和基因工程，从植物细胞培育成植物个体，能体现细胞的全能性，D正确。]5.B植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种等方面展示出独特的优势(教材第38页),A正确;对称融合方式中两个植物细胞完成融合的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁,B错误;非对称融合是将一个物种的部分染色体和细胞质与另一个物种的一个完整原生质体融合在一起,利用物理射线、化学试剂等方式可去除部分染色体,C正确;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,细胞壁会阻碍细胞间的杂交,因此在进行植物体细胞杂交之前,必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,D正确。6.C去壁过程中,需要将两种植物体细胞置于含纤维素酶和果胶酶的等渗溶液或略大于细胞液渗透压的溶液中,以维持原生质体的正常生理状态,否则原生质体可能会吸水涨破,A正确;植物体细胞杂交过程中,杂种细胞经组织培养培育成杂种植株,需用不同浓度的细胞分裂素和生长素处理,B正确;白菜和甘蓝均为二倍体,“白菜—甘蓝”杂种植株属于异源四倍体,可育,C错误。7．B两种水稻染色体数目相同，无法区分，需要观察染色体形态，B错误。8．C[过程①是获得原生质体，需去除植物的细胞壁(主要由纤维素和果胶组成)，因此需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞，A正确；过程②中常用PEG诱导原生质体融合，是一种化学诱导法，B正确；“黄金大米”植株是两种植株的融合体，染色体数目为44，C错误；该技术将杂种细胞培育成“黄金大米”植株，体现了植物细胞具有全能性，D正确。]9.答案D解析基因重组主要发生在减数分裂过程，培育杂种植株马铃薯—番茄过程属于有丝分裂，因此该过程不会发生基因重组，A项错误；Ⅰ处理为去除植物细胞的细胞壁过程，需要将植物组织置于含有纤维素酶和果胶酶的等渗或者略高渗溶液中，在低渗溶液中原生质体可能会吸水涨破，B项错误；Ⅱ处理表示原生质体融合，其原理是细胞膜的流动性，C项错误；由Ⅰ处理过渡到Ⅳ培养属于植物体细胞杂交过程，其过程存在脱分化和再分化，脱分化和再分化所需的培养基成分不完全相同，因此通常要更换培养基，脱分化过程一般不需要光照，再分化过程需要光照，因此需要在适宜时间给予光照，D项正确。10.解析①过程是用酶解法去除植物细胞壁，用到的酶是纤维素酶和果胶酶，A、B表示原生质体，A项错误；②过程可以使用化学方法(聚乙二醇融合法、高Ca2＋—高pH融合法)或物理方法(电融合法、离心法)诱导原生质体融合，灭活的病毒用于诱导动物细胞融合，B项错误；③过程得到的杂种细胞含有两种细胞的遗传物质，故有4＋2＝6个染色体组，C项错误；决定④过程(脱分化)和⑤过程(再分化)的关键因素是生长素和细胞分裂素的浓度和比例，D项正确。11.答案A解析过程①应将叶片上表皮向上，即叶片撕去了下表皮的一面朝下(能与溶液接触)，置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中去除细胞壁，原生质体没有细胞壁，为避免原生质体吸水涨破，将叶片置于等渗或略高渗溶液中，A项正确；原生质层是由细胞膜、液泡膜以及这两层膜之间的细胞质组成，而原生质体是指植物细胞去除细胞壁后的剩余部分，B项错误；灭活病毒诱导法是用于诱导动物细胞融合的方法，C项错误；由于基因的选择性表达，获得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状，如番茄—马铃薯杂种植物，地上部分没有结番茄，地下部分也没有长马铃薯，D项错误。12.答案(1)细胞膜具有一定的流动性形成新的细胞壁(2)渗透压植物激素(细胞分裂素和生长素)再分化(3)叶绿体胞囊线虫(4)打破生殖隔离,实现远缘杂交(5)(异源)四可育解析图示为采用植物体细胞杂交技术获得抗线虫病的杂种植株的流程图,①表示采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁的过程;②表示诱导原生质体融合的过程,该过程利用了细胞膜的结构特点,即具有一定的流动性;然后采用植物组织培养技术得到杂种植株,其中③表示脱分化,④表示再分化。(2)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,防止细胞吸水涨破,维持原生质体完整性。植物组织培养过程中,将愈伤组织接种到含有植物激素的培养基上诱导再分化。(3)用于融合的细胞分别来自抗病萝卜的幼叶和易感病油菜的幼根细胞,其中抗病萝卜的幼叶细胞含有叶绿体,因此可通过观察叶绿体的有无作为初步筛选杂种细胞的标志;萝卜具有抗线虫病基因,则对杂种植株进行胞囊线虫接种实验,可筛选出抗线虫病的杂种