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- 2021-09-28 发布
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课后分层检测案 5 植物细胞工程的基本技术
[基础巩固练]
1.用细胞工程技术将天竺葵与香茅草杂交产生了驱蚊香草,下列
有关培育过程的叙述错误的是( )
A.需要用酶解法制备原生质体
B.愈伤组织的代谢类型是自养需氧型
C.克服了远缘杂交不亲和的障碍
D.包含了有丝分裂和细胞分化的过程
2.在离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织的过程中,
下列哪一项条件是不需要的( )
A.消毒灭菌 B.适宜的温度
C.充足的光照 D.适宜的养料和激素
3.下列对植物组织培养的描述错误的是( )
A.植物种子是植物组织培养的理想材料
B.愈伤组织是一团未分化的细胞
C.植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性
D.通过调整激素配比可以诱导脱分化过程
4.某兴趣小组拟用组织培养繁殖一种名贵花卉,其技术路线为
“取材→消毒→愈伤组织培养→出芽→生根→移栽”。下列有关叙述
错误的是( )
A.消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,又减少消毒剂对细胞
的伤害
B.在愈伤组织培养中加入细胞融合的诱导剂,可获得染色体加倍
的细胞
C.出芽是细胞再分化的结果,受基因选择性表达的调控
D.生根时,培养基通常应含α萘乙酸等生长素类调节剂
5.下列有关植物体细胞杂交技术的叙述,错误的是 ( )
A.利用植物体细胞杂交技术可以获得新物种
B.获得原生质体的过程需要纤维素酶和果胶酶
C.杂种细胞再生细胞壁的过程中,高尔基体比较活跃
D.获得的杂种植株一定能够表现亲本的优良性状
6.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B.高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
C.植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
D.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一
半
7.与植物体细胞杂交密切相关的叙述中错误的是( )
A.需要用纤维素酶和果胶酶
B.利用离心、振动、电激等诱导
C.利用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂诱导
D.只能在同种生物中进行
8.在植物细胞工程中,当原生质体融合成一个细胞后,需要诱导
产生出细胞壁,参与这一过程的细胞器是( )
A.叶绿体、高尔基体 B.线粒体、高尔基体
C.叶绿体、线粒体 D.线粒体、内质网
9.以下为植物体细胞杂交技术流程图,其中甲和乙分别表示两种
二倍体植物细胞,所含有的染色体组分别是 AA 和 BB。据图分析回答:
(1)① 过 程 所 用 物 质 为
____________________________________________________________
____________。
(2)将若干 a 和 b 等量混合后转移到培养基上培养,再经过②和③,
c 的 细 胞 类 型 有
____________________________________________________________
____________
________________________________________________________
________________(不考虑 3 个或 3 个以上的细胞融合)。
(3)在采用化学法进行过程②时,一般是用________作为诱导剂。
(4)植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比,前者的主
要 意 义 是
____________________________________________________________
____________
________________________________________________________
________________。
(5) 上 述 培 育 新 植 株 的 方 法 所 包 括 的 技 术 手 段 有
____________________________________________________________
____________
________________________________________________________
________________。
[能力提升练]
10.下面的简式表示植物组织培养的大致过程,据此判断不正确
的是( )
①――→脱分化②――→再分化③―→④
A.若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,则④可能出现不
同植物的遗传特性
B.若①是二倍体植物的花粉,则④是单倍体植株,经染色体加倍
后可得到稳定遗传的品种
C.若①是人参细胞,对②进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙
的产量
D.若①是具有杂种优势的农作物细胞,则用③进行繁育会发生性
状分离
11.为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力,某研究
小组的实验过程如下图。下列叙述正确的是( )
A.过程①获得的原生质体需悬浮在质量浓度为 0.3g/mL 的蔗糖溶
液中
B.过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化
C.过程③需要用秋水仙素处理诱导细胞壁再生
D.原生质体虽无细胞壁但仍然保持细胞的全能性
12.下列关于植物体细胞杂交技术的叙述,错误的是( )
A.获得原生质体的过程需要用到纤维素酶和果胶酶
B.利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株
C.植物体细胞杂交过程就是原生质体融合的过程
D.可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞
13.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
14.对于植物细胞工程的操作过程,下列表示方法错误的是( )
15.关于番茄—马铃薯杂种植株,下列叙述不正确的是( )
A.若番茄细胞内有 m 条染色体,马铃薯细胞含 n 条染色体,则
“番茄—马铃薯”细胞内含(m+n)条染色体
B.过程②结束后需要淘汰自身融合的细胞
C.过程③不存在细胞分裂
D.这项技术已经广泛应用到杂种植物的培育中
16.花椰菜易受黑腐病菌的危害而患黑腐病。野生黑芥具有黑腐
病的抗性基因。用一定剂量的紫外线处理黑芥原生质体可使其染色体
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
体与完整的花椰菜原生质体融合,以获得抗黑腐病杂种植株。流程如
下图。
据图回答下列问题:
(1)过程①所需的酶是________________________。
(2)过程②后,在显微镜下观察融合的活细胞中有供体的________
存在,这一特征可作为初步筛选杂种细胞的标志。
(3)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________________。原生质体经过________再生,进
而分裂和脱分化形成愈伤组织。
(4)若分析再生植株的染色体变异类型,应剪取再生植株和
________植株的根尖制成装片,然后在显微镜下观察比较染色体的形
态和数目。
(5)采用特异性引物对花椰菜和黑芥基因组 DNA 进行 PCR 扩增,
得到两亲本的差异性条带,可用于杂种植株的鉴定。下图是用该引物
对双亲及再生植株 1~4 进行 PCR 扩增的结果。据图判断,再生植株 1~
4 中一定是杂种植株的有________。
(6)对杂种植株进行________接种实验,可筛选出具有高抗性的杂
种植株。
[素养养成练]
17.马铃薯是一种重要的经济作物,传统的繁殖方式感染病毒严
重,导致产量大大降低。科研人员利用种苗脱毒技术可有效解决这个
问题,基本操作流程如下:
请回答问题:
(1) 该 技 术 称 为 ______________ , 其 理 论 基 础 是
________________________。
(2)配制培养基,应加入一定量的琼脂、蔗糖、无机盐、维生素、
有 机 添 加 物 等 营 养 物 质 , 蔗 糖 除 作 为 碳 源 外 , 还 具 有
__________________的功能。
(3)利用种苗脱毒技术培育马铃薯,常用的培养基有脱分化培养基、
生 芽 培 养 基 、 生 根 培 养 基 , 这 三 种 培 养 基 的 主 要 差 异 在 于
____________________________________________________________
____________
________________________________________________________
________________。
(4)在培育过程中,选取的外植体是________,原因是
________________________________________________________
________________。
(5)对形成的愈伤组织进行培养时需将外植体置于 25℃、无菌和
________条件下培养,当试管苗长到 3~4 片叶时即可移栽。
课后分层检测案 5
1.解析:该过程中需利用植物体细胞杂交技术,需先利用纤维素
酶和果胶酶处理,以制备原生质体,A 正确;愈伤组织细胞不能进行
光合作用,需利用培养基中的有机物;其代谢类型应为异养需氧型,B
错误;该技术克服了远缘杂交不亲和的障碍,杂种细胞培育成完整植
株包括了有丝分裂及细胞分化为茎、叶、根等过程,C、D 正确。
答案:B
2.解析:形成愈伤组织,需要在消毒灭菌条件下进行。因为只有
在消毒灭菌条件下,才能保证培养出的组织、细胞避免感染,否则培
养基内将长出许多微生物,与离体细胞争夺营养与生存空间,使其不
能形成愈伤组织。由于此阶段形成的是愈伤组织,并没有形成具有根、
茎、叶的植物体,因此不需要光照。
答案:C
3.解析:植物的茎尖、根尖的分生组织,分裂能力强,是植物组
织培养的理想材料,植物种子培养成植株的过程为自然生长发育,不
属于植物组织培养,A 错误;愈伤组织是一团未分化的细胞,B 正确;
植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,C 正确;通过调整激素
配比可以诱导脱分化过程,D 正确。
答案:A
4.解析:植物组织培养中消毒的原则是既杀死材料表面的微生物,
又减少消毒剂对培养材料的伤害;形成的愈伤组织需先除去细胞壁得
到原生质体,再在细胞融合诱导剂作用下获得染色体加倍的细胞;细
胞分化的实质是基因的选择性表达;植物组织培养过程中,生根阶段
的培养基中通常应含有生长素类调节剂。
答案:B
5.解析:利用植物体细胞杂交技术可以获得新物种,A 正确;细
胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此根据酶的专一性原理,获得原
生质体的过程需要纤维素酶和果胶酶,B 正确;植物细胞中,高尔基
体与细胞壁的形成有关,因此杂种细胞再生细胞壁的过程中,高尔基
体比较活跃,C 正确;由于基因的选择性表达及基因的相互影响,获
得的杂种植株不一定能够表现亲本的优良性状,D 错误。
答案:D
6.解析:配子也具有发育成完整个体所必需的全部基因,花药离
体培养证明配子也具有并且能表现出全能性,细胞表达全能性的首要
前提是处于离体状态。
答案:C
7.解析:植物体细胞杂交时首先要用纤维素酶和果胶酶去除细胞
壁,得到原生质体后用物理法(如离心、振动、电激)或化学法(常用聚
乙二醇)诱导融合形成杂种细胞,再经植物组织培养形成杂种植株。植
物体细胞杂交能在不同生物之间进行,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
答案:D
8.解析:细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关,因为高尔基体
产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体,线粒体在此过程中提供
能量。
答案:B
9.解析:(1)①是去除植物细胞壁的过程,所用的物质为纤维素酶
和果胶酶。(2)将若干 a 和 b 等量混合后转移到培养基上培养,c 的细胞
类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合,即 AA、
BB、AAAA、BBBB、AABB。(3)在采用化学法进行过程②时,一般是
用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(4)植物体细胞杂交的主要意义是克服了
不同生物间远缘杂交不亲和的障碍。(5)植物体细胞杂交过程首先进行
细胞融合,融合形成杂种细胞后再经过植物组织培养技术形成杂种植
株。
答案:(1)纤维素酶和果胶酶 (2)AA、BB、AAAA、BBBB、AABB
(3)聚乙二醇(PEG) (4)克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍 (5)
细胞融合、植物组织培养
10.解析:若①是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞,由于具
有两种生物的遗传物质,则④可能会出现不同植物的遗传特性,A 正
确;若①是花粉,由配子发育而成的个体是单倍体植株,经染色体加
倍后可得到能稳定遗传的纯合子,B 正确;若①是人参细胞,②为愈
伤组织,进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量,C 正确;若
①是具有杂种优势的农作物细胞,由于植物组织培养属于无性繁殖,
则用③进行繁育不会发生性状分离,D 错误。
答案:D
11.解析:过程①获得的原生质体需悬浮在等渗溶液中,若将得
到的细胞置于 30%的蔗糖溶液中,细胞失水,则会发生皱缩,A 错误;
过程②需提高细胞分裂素的比例以促进芽的分化,B 错误;过程③中
细胞壁的再生,不需要用秋水仙素诱导,C 错误;原生质体虽无细胞
壁,但细胞内的遗传物质未改变,仍保持细胞的全能性,D 正确。
答案:D
12.解析:植物细胞去壁后得到原生质体,去壁时需要用纤维素
酶和果胶酶,A 正确;利用植物体细胞杂交可以获得多倍体植株,B
正确;植物体细胞杂交的过程包括原生质体融合和植物组织培养过程,
C 错误;杂种细胞中的染色体数目与原来的生物体细胞中不同,D 正
确。
答案:C
13.解析: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。
答案:A
14.解析:通过基因工程的方法和植株组织培养过程获得了具有
新性状的植株,A 正确;图示为植物体细胞杂交的方法获得了杂种细
胞,进而通过植物组织培养技术获得了杂种植株的技术流程,B 正确;
图示为获得抗虫植物的操作流程,C 正确;植物细胞与动物细胞融合
前需要去除细胞壁的操作,图示中直接杂交的过程是错误的,D 错误。
答案:D
15.解析:植物体细胞杂交形成的杂种细胞染色体数目为二者之
和,A 正确;细胞融合会形成自身融合的细胞和杂种细胞,故需要淘
汰自身融合的细胞,B 正确;杂种原生质体会进行细胞分裂,会再生
细胞壁,C 错误;植物体细胞杂交技术已经广泛应用到杂种植物的培
育中,D 正确。
答案:C
16.解析:(1)图中①表示采用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁的过
程。(2)用于融合的两个细胞,一个是黑芥苗的叶肉细胞,一个是花椰
菜的根部细胞,其中供体细胞特有的结构是叶绿体,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。(3)原生质体没有细胞壁
的保护,需要加入适宜浓度的甘露醇以保证渗透压的稳定,以避免原
生质体吸水或失水破坏原生质体的完整性;原生质体通过再生细胞壁
形成杂种细胞,进而形成愈伤组织。(4)染色体在显微镜下能观察到,
要观察染色体型可以与双亲的进行比较,观察染色体要经过解离、漂
洗、染色和制片后再使用显微镜进行观察。(5)根据图谱,花椰菜含有
碱基对为 300 和 600 的 DNA 片段,黑芥还有碱基对为 1 000、1 300 和
1 500 的片段,再生植株 3,只含有长度为 300 和 600 的片段,与花椰
菜一致,1、2、4 既含有花椰菜 DNA 片段,又含有黑芥 DNA 片段,
为杂种植株。(6)对杂种植株接种黑腐病菌,能正常生长的即为具有高
抗性的杂种植株。
答案:(1)纤维素酶和果胶酶 (2)叶绿体 (3)保持原生质体完整性
细胞壁 (4)双亲(或:花椰菜和黑芥) (5)1、2、4 (6)黑腐病菌
17.解析:(1)配制培养基→外植体的取材和消毒→剥离和接种→
培养和移栽→结果检测,应用的是植物组织培养技术,理论基础是植
物细胞具有全能性。(2)蔗糖在培养基中,可作为碳源,也可为植物生
长提供能量且维持一定的渗透压。(3)植物组织培养中的关键性激素是
生长素和细胞分裂素;这两种激素比例不同会影响植物细胞发育方向,
生长素与细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,
比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。(4)由于茎尖、芽尖分生
区无病毒或低毒,因此常作为植物组织培养中的外植体。(5)植物生长
需要进行光合作用,因此,需将外植体置于 25℃、无菌和光照条件下
培养,当试管苗长到 3~4 片叶时即可移栽。
答案:(1)植物组织培养 植物细胞的全能性 (2)提供能量和维持
渗透压 (3)生长素和细胞分裂素的用量比例不同 (4)茎(芽)尖 茎(芽)
尖分生区无病毒或低毒 (5)光照