2020年人教版高中生物选修三课下提能：专题2　2-1　2-1-1　植物细胞工程的基本技术 8页

专题 2 细胞工程 2.1 植物细胞工程 2.1.1 植物细胞工程的基本技术 课下提能 一、选择题 1．人工种子是人们模仿天然种子的结构制造出来的生命有机体，它能像天 然种子一样萌发生长。人工种子的核心部分胚状体可以由悬浮培养的芽尖细胞制 得，也可以用通过试管培养的花粉或胚囊制得，由此人们把胚状体分为“体细胞 胚”和“花粉胚”。请据此判断下列说法不正确的是( ) A．人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难等问题 B．培育胚状体运用了植物组织培养技术 C．同一种植物的“体细胞胚”和“花粉胚”的染色体组的数目比为 1∶1 D．该项技术的成功应用体现了细胞的全能性 解析：选 C 体细胞胚是由植物的体细胞经脱分化和再分化形成的，花粉胚 是由花粉经脱分化和再分化形成的。因此同一种植物的“体细胞胚”和“花粉 胚”的染色体组的数目比为 2∶1。 2．下列选项中没有采用植物组织培养技术的是( ) A．单倍体育种 B．培育“番茄—马铃薯”杂种植株 C．利用基因工程培育抗虫棉 D．多倍体育种 解析：选 D 单倍体育种包括花药离体培养(涉及植物组织培养技术)和人工 诱导染色体加倍两个步骤，A 错误；培育“番茄—马铃薯”杂种植株为植物体细 胞杂交技术，先通过原生质体融合获得杂种细胞，再通过植物组织培养技术获得 杂种植株，B 错误；转基因成功的植物细胞要通过植物组织培养技术培育生产抗 虫棉，C 错误；多倍体育种是用人工方法(秋水仙素或低温)诱导萌发的种子或幼 苗，使其有丝分裂受阻，从而导致染色体加倍，不涉及植物组织培养技术，D 正 确。 3．下列有关植物细胞全能性的叙述，正确的是( ) A．植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全套基因 B．高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性 C．植物体内某些体细胞没有表现出全能性，其原因是所含基因不同 D．紫色糯性玉米种子培育成植株，这反映植物种子具有全能性 解析：选 B 细胞具有全能性的原因是细胞具有发育成完整个体所必需的全 套基因，而配子也具有这样的全套基因，同样具有全能性，A 错误；植物细胞全 能性的表达前提是离体培养的细胞、组织或器官，B 正确；植物体内细胞没有表 现出全能性，这是细胞内基因在特定时间和空间条件下选择性表达的结果，C 错 误；种子发育成植株，是正常生命历程，未反映出全能性，D 错误。 4．(2019·北京期末)实验人员利用矮牵牛(二倍体，2n＝14)的红色花瓣细胞(液 泡呈红色)与枸杞(四倍体，4n＝48)的叶肉细胞，制备了相应的原生质体，并诱导 其融合，经筛选、培养获得杂种植株。下列有关叙述错误的是( ) A．该技术克服了远缘杂交不亲和的障碍 B．可利用电激、离心等方法诱导原生质体融合 C．制备原生质体的过程需用到纤维素酶和果胶酶 D．若原生质体均为两两融合，则融合后的细胞中染色体数目均为 62 条 解析：选 D 获得该杂种植株利用了植物体细胞杂交技术，其最大的优点是 克服了远缘杂交不亲和的障碍，A 正确；诱导植物原生质体融合时，可以采用物 理方法(电激、离心、振动等)和化学方法(聚乙二醇等)，B 正确；诱导植物细胞 融合前，先要采用酶解法(纤维素酶和果胶酶)去除细胞壁，获得原生质体，C 正 确；若原生质体均为两两融合，则会形成 3 种融合细胞，即矮牵牛细胞自身融合 的细胞、枸杞细胞自身融合的细胞和杂种细胞，所以融合后的细胞中染色体数目 为 28 条或 96 条或 62 条，D 错误。 5．(2019·汕头期中)下列有关愈伤组织的叙述，正确的是( ) A．愈伤组织的细胞分裂能力较强 B．愈伤组织是一团有特定结构和功能的薄壁细胞 C．愈伤组织是经过再分化形成的 D．植物组织培养过程形成的愈伤组织可以直接用于制造人工种子 解析：选 A 愈伤组织是经脱分化形成的一团排列疏松、高度液泡化的呈无 定形状态的薄壁细胞团，愈伤组织经再分化形成的胚状体可用于制造人工种子。 6．下列关于植物组织培养技术的叙述中，错误的是( ) A．培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压 B．培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化 C．同一株绿色开花植物不同部位细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同 D．离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织 解析：选 C 培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压，A 正确； 培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化，B 正确；同一植株 不同细胞经培养获得的愈伤组织基因型不一定相同，如花粉细胞培养形成的愈伤 组织细胞的基因只有体细胞的一半，C 错误；离体器官或组织的细胞都必须通过 脱分化才能形成愈伤组织，D 正确。 7．(2019·洛阳期中)某科研小组拟采用“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽 →生根→移栽”的方法繁殖一种名贵花卉。下列有关叙述错误的是( ) A．该技术具有快速繁殖并保持亲本遗传特性的优点 B．在愈伤组织培养过程中加入细胞融合的诱导剂，可获得染色体加倍的细 胞 C．出芽是外植体经细胞脱分化后再分化的结果，该过程有基因的选择性表 达 D．诱导分化生根时，培养基中生长素与细胞分裂素用量的比值较高 解析：选 B 题干所述方法为植物组织培养技术，具有快速繁殖并保持亲本 遗传特性的优点，A 正确；愈伤组织细胞含有细胞壁，加入细胞融合诱导剂不会 诱导细胞融合，因此不会得到染色体加倍的细胞，B 错误；出芽是外植体经细胞 脱分化后再分化的结果，该过程有基因的选择性表达，C 正确；诱导分化生根时， 培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值较高，D 正确。 8．(2019·日照检测)如图为植物组织培养过程，有关说法正确的是( ) A．实验中②试管中细胞全能性最高 B．④试管中培育出的个体都是纯合子 C．①→②过程需要光照 D．①→④过程培养基保持不变 解析：选 A 实验中②试管中的愈伤组织细胞全能性最高，A 正确；④试管 中培育出的个体不一定是纯合子，如果外植体取自纯合子，培育出的个体则一定 是纯合子，如果外植体取自杂合子，培育出的个体则一定是杂合子，B 错误； ①→②过程为脱分化的过程，不需要光照，C 错误；①→②过程为脱分化的过程， ②→③过程为再分化过程，脱分化和再分化过程中所用的培养基成分不同，D 错 误。 9．(2019·海淀检测)如图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的 过程，相关叙述中正确的是( ) 四倍体兰花叶片 ――→① 愈伤组织 ――→② 胚状体 ――→③ 植株 A．②阶段和③阶段会发生减数分裂 B．①阶段需生长素而③阶段需细胞分裂素 C．①阶段有细胞增殖但无细胞分化 D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体 解析：选 C 整个组织培养的过程不会出现减数分裂，A 错误；培养基中两 种植物激素混合使用，只是不同的阶段激素配比有所不同，B 错误；①阶段是脱 分化阶段，没有细胞分化，只有有丝分裂，C 正确；虽然四倍体植株产生的花粉 细胞内有两个染色体组，但经过花药(粉)离体培养得到，依然叫单倍体植株，由 含有两个染色体组的受精卵或体细胞(经植物组织培养)发育而来的植株才叫二 倍体，D 错误。 10．如图表示利用棉花叶肉细胞原生质体进行遗传改良的过程，据图分析错 误的是( ) A．①过程需在适宜条件下用纤维素酶和果胶酶的混合物处理 B．②过程能定向诱导原生质体产生优良性状的改变 C．③过程中叶肉细胞失去了其特有的结构和功能 D．④过程需用适宜配比的激素处理 解析：选 B 植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此常选用纤维素酶 和果胶酶去除细胞壁，A 正确；紫外线照射诱导生物变异属于基因突变，具有不 定向性，B 错误；③过程为脱分化，其目的是使原有细胞恢复分裂和分化能力， 即失去了其特有的结构和功能，C 正确；④过程为再分化，需用适宜浓度配比的 激素进行诱导，D 正确。 11．A 种植物细胞和 B 种植物细胞的结构如图所示(仅显示细胞核)，将 A、 B 两种植物细胞去掉细胞壁后，诱导二者的原生质体融合，形成单核的杂种细胞， 若经过组织培养得到了杂种植株，则该杂种植株是( ) A．二倍体，基因型是 DdYyRr B．三倍体，基因型是 DdYyRr C．四倍体，基因型是 DdYyRr D．四倍体，基因型是 DDddYYyyRRrr 解析：选 C A 细胞含 2 个染色体组，B 细胞也含 2 个染色体组，但由于彼 此属于不同的物种，染色体组彼此不同，故融合后产生的杂种细胞含有 4 个染色 体组，应属于异源四倍体，基因型为 DdYyRr。 12．用植物组织培养方法诱导离体的植物组织形成具有生根发芽能力的胚状 体结构，再包裹上人造种皮，可制成人工种子，其过程如图。下列相关叙述错误 的是( ) A．图示过程依据的原理是植物细胞具有全能性 B．进行②过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁 C．再分化发生在④过程，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程 D．脱分化过程需细胞分裂素和生长素的诱导，以刺激愈伤组织的形成 解析：选 C 图示过程依据的原理是植物细胞具有全能性，A 正确；进行② 脱分化过程时，不需要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁，B 正确；再 分化发生在③过程，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程，C 错误；脱分 化形成愈伤组织的过程，需要细胞分裂素和生长素的诱导刺激，D 正确。 二、非选择题 13．根据胡萝卜的组织培养实验回答下列问题。 (1)该实验的实验原理为：植物体的根、茎、叶细胞一般都具有________， 在一定的____________等条件下，可以________形成____________，将其转接到 含有不同激素成分的培养基上，就可以诱导其________生成________________， 进而发育成完整的小植株。 (2)在植物组织培养实验中，为什么要强调所用器械的灭菌和实验人员的无 菌操作？ (3)在本实验中，切取胡萝卜块时强调要切取含有形成层的部分，原因是 ______________________________。胡萝卜的其他部分(如茎、叶、花)是否也能 培育成完整的小植株？________。理由是________________________________。 解析：植物组织培养就是在无菌和人工控制条件下，将离体的植物器官、组 织或细胞，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其产生愈伤 组织、丛芽，最终形成完整的植株。植物体的根、茎、叶细胞一般都具有全能性， 在一定的营养和激素条件下，可以脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织转接到含有 不同激素成分及比例的培养基上，就可以诱导其再分化生成胚状体或丛芽，进而 发育成完整的植株。植物组织培养的全过程，证明了已分化的植物细胞仍具有发 育成完整植株的潜能。 答案：(1)全能性 营养和激素 脱分化 愈伤组织 再分化 胚状体或丛 芽 (2)植物组织培养中用到的培养基含有丰富的营养成分，有利于培养物的生 长，然而各种杂菌同样也可以在上面迅速生长，培养基一旦被污染，迅速生长的 各种杂菌不但会和培养物争夺营养，而且这些杂菌生长的过程中会生成大量对培 养物有害的物质，导致培养物迅速死亡。 (3)这部分容易诱导形成愈伤组织 能 已分化的植物细胞仍具有全能性 14．(2019·铜仁期中)如图所示为胡萝卜的韧皮部细胞通过无菌操作接入试管 后，在一定条件下形成试管苗的培育过程，请据图回答下列问题。 (1)此过程依据的原理是____________________。B 阶段进行的分裂方式是 ____________，B 阶段除了进行细胞分裂外，还进行____________等。 (2)B 阶段需要光照，原因是_____________________________________。 (3)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶肉细胞具有叶绿素，这是__________ 的结果。 (4)A、B 两过程能否在同一培养基上进行？ _______________________________________________________________。 解析：(1)植物组织培养是指将单个细胞培养成完整个体，这充分体现了植 物细胞的全能性；A 阶段为脱分化，B 阶段为再分化，B 阶段进行的分裂方式为 有丝分裂，B 阶段除了进行细胞分裂外，还要进行细胞分化。(2)植物组织培养在 B(再分化)阶段，愈伤组织生根、发芽，并且芽发育成叶，叶绿素需要在光照条 件下才能合成。(3)在植物体的不同部位进行不同的生命活动，合成不同的物质， 这是基因选择性表达的结果。(4)由于 A(脱分化)和 B(再分化)两阶段进行的处理 及营养、环境要求不同，所以两者不能在同一培养基上进行。 答案：(1)植物细胞的全能性 有丝分裂 细胞分化 (2)芽发育成叶，叶肉 细胞中叶绿素的形成需要光照条件 (3)基因选择性表达 (4)不能 15．通过细胞工程技术，利用甲、乙两种植物的各自优势(甲耐盐、乙高产)， 培育高产耐盐的杂种植株。请完善下列实验流程并回答问题： (1)A 是________________酶，B 是________________，D 是具有________ 优 良 性 状 的 幼 芽 。 D 长 成 的 幼 苗 需 要 选 择 的 原 因 是 ____________________________。 (2)由 C 形成植株的过程利用了______________技术，形成愈伤组织需要经 过________过程，愈伤组织形成 D 需要经过________过程。整个培养过程要在 ________的条件下进行。 (3)植物体细胞融合成功的标志是________________。目前，植物体细胞杂 交还存在许多问题没有解决，如________________________________，尽管如此， 这项新技术在________________________________等方面取得的重大突破还是 震撼人心的。 (4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体，则“甲—乙植株”属于________ 倍体植株。 解析：(1)由植物细胞变成原生质体，需要去掉细胞壁，植物细胞细胞壁的 主要成分是纤维素和果胶．因为酶具有专一性，所以应用纤维素酶和果胶酶处理 细胞壁。两个原生质体经 PEG 诱导后融合，再生出细胞壁成为杂种细胞，利用 植物组织培养技术可得到愈伤组织、丛芽结构和试管苗，并非每个细胞都能表达 出耐盐性状，需要利用含盐培养基进行筛选。(2)由 C 形成植株需要利用植物组 织培养技术，经过脱分化过程和再分化过程。在题图杂种植株培育的过程中，无 菌操作非常重要。(3)植物细胞融合成功的标志是再生出新的细胞壁。植物体细 胞杂交虽然克服了远缘杂交不亲和的障碍，但让杂种植株表达出两种植物的优良 性状还比较困难。(4)“甲—乙植株”属于异源多倍体里面的异源六倍体。 答案：(1)纤维素酶和果胶 融合的原生质体 耐盐 有耐盐高产和耐盐不 高产两种幼苗 (2)植物组织培养 脱分化 再分化 无菌 (3)再生出新的细胞 壁 不能按照人的意愿表达两个亲本的性状 克服远缘杂交不亲和的障碍 (4) 六