生物选修3《现代生物科技专题》2.1.1 植物细胞工程的基本技术第1课时一课一练

专题二　第一节　第一课时

一、选择题

1．以下不能说明细胞全能性的实验是(　　)

A．菊花花瓣细胞培育出菊花新植株

B．紫色糯性玉米种子培育出植株

C．转入抗虫基因的棉花细胞培育出植株

D．番茄与马铃薯体细胞杂交后培育出植株

[答案]　B

[解析]　细胞全能性是细胞发育成完整生物体的潜能。种子本身就是一个幼体，种子培育成植株，是幼体生长、发育的过程。

2．科学家把天竺葵和香茅草的原生质体进行诱导融合，培育出的驱蚊草含有一种能驱蚊且对人体无害的香茅醛。下列关于驱蚊草培育的叙述，错误的是(　　)

A．驱蚊草的培育属于细胞工程育种，其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍

B．培育过程中要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电激等方法

C．驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交，无愈伤组织和试管苗的形成

D．驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得，因为不同物种间存在生殖隔离

[答案]　C

[解析]　主要考查植物细胞工程的相关知识。植物体细胞杂交包括原生质体融合和植物组织培养过程，在植物组织培养过程中有愈伤组织和试管苗的形成。

3．(2015·南京检测)下列有关植物体细胞杂交的叙述，正确的是(　　)

A．植物体细胞杂交的过程实际是细胞核融合的过程

B．两种体细胞的杂交相当于有性杂交

C．能够让杂种植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状

D．克服了不同生物远缘杂交不亲和的障碍

[答案]　D

[解析]　细胞壁的成分是纤维素和果胶，故用纤维素酶或果胶酶除去细胞壁不损伤细胞内部结构。

4．下面关于植物细胞工程的叙述，正确的是(　　)

①不同种植物的叶肉细胞融合时，应先去掉细胞膜

②叶肉细胞脱分化后，可形成无定形状态的薄壁细胞

③叶肉细胞经过再分化过程，可形成愈伤组织

④叶肉细胞离体培养时，可以表现出细胞全能性

A．①③　　　　　　 B．②④

C．①②④  D．①②③④

[答案]　B

[解析]　植物细胞融合应去掉细胞壁而不是细胞膜；高度分化的叶肉细胞经脱分化后，可形成愈伤组织，愈伤组织是无定形状态的薄壁细胞团；高度分化的细胞必须在离体培养的状态下才能表现出全能性。

5．(2015·厦门检测)下列属于植物组织培养的是(　　)

A．花粉培养成单倍体植株 B．芽发育成枝条

C．根尖分生区发育成成熟区 D．受精卵发育成植株

[答案]　A

[解析]　花粉经离体培养成单倍体植株利用的是植物组织培养技术。芽发育成枝条、根尖分生区发育成成熟区都是植物的正常生长发育过程，是细胞分裂和分化的结果；植物传粉受精后形成受精卵，受精卵最终发育成植物体，属于有性生殖。

6．植物学家将胡萝卜的韧皮部细胞分离出来，将单个细胞放入特定培养基中培养，获得了许多完整的植株，这些植株的特点是(　　)

A．彼此性状极为相似 B．都是单倍体植株

C．植株的变异频率较高 D．都是纯合子

[答案]　A

[解析]　植物组织培养繁殖后代属于无性繁殖，子代的遗传物质与亲代相同，故亲代与子代的遗传性状极为相似。

二、非选择题

7．下图所示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)要促进细胞分裂生长，培养基中应有营养物质和激素。营养物质包括　　　　和小分子有机物，激素包括细胞分裂素和　　　　两类植物激素。

(2)此过程依据的原理是　　　　。A和B阶段主要进行的分裂方式是　　　　，B阶段除了细胞分裂外，还进行细胞　　　　等。

(3)此过程要无菌操作，主要是指对　　　　进行灭菌消毒。B阶段需要光照，原因是　　　　。

(4)试管苗的根细胞没有叶绿素，而叶的叶肉细胞具有叶绿素，这是基因　　　　的结果。

[答案]　(1)无机物　生长素

(2)植物细胞的全能性　有丝分裂　分化

(3)培养基　叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件

(4)选择性表达

[解析]　本题综合考查了植物组织培养过程及所需条件等方面的知识。植物组织培养是用离体的植物器官、组织或细胞接种到经消毒灭菌的培养基中进行培养。培养基中含有供组织细胞生长发育所需要的无机物和小分子有机物，还有供调节细胞脱分化和再分化的细胞分裂素和生长素。由外植体发育成试管苗，脱分化阶段细胞进行有丝分裂，再分化阶段愈伤组织细胞经细胞分裂和分化形成试管苗，此阶段需要光照，原因是叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。

8．下图为植物体细胞杂交过程，据图回答：

(1)①过程是　　　　　　，目前最常用的方法是　　　　　，需要的酶有　　　　和_____________等。

(2)②过程的发生需要进行　　　　，通常利用显微操作、离心、振动、电刺激等_____________法，而化学法常用　　　　作诱导剂。

(3)原生质体融合的关键是　　　　　　，其结构基础是　　　　　　　　。

(4)融合后的原生质体会生出细胞壁，新细胞壁的产生与细胞内　　　　(细胞器)有关。

(5)③④过程是一个　　　　和　　　　的过程，该过程中细胞分裂的主要方式是　　　　。

[答案]　(1)去除细胞壁　酶解法　纤维素酶　果胶酶

(2)人工诱导　物理　聚乙二醇(PEG)

(3)细胞膜的融合　细胞膜具有一定的流动性

(4)高尔基体

(5)脱分化　再分化　有丝分裂

一、选择题

1．(2015·南京模拟)下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的过程需要光照 D．①→④过程培养基保持不变

[答案]　A

[解析]　①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例高时，有利于根的分化。

2．下面是将四倍体兰花的叶片通过植物组织培养形成植株的示意图，相关叙述中正确的是(　　)

A．②阶段会发生减数分裂过程

B．①阶段需要生长素而③阶段需要细胞分裂素

C．此过程体现植物细胞具有全能性

D．此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体

[答案]　C

[解析]　②阶段形成胚状体是细胞分裂和分化的结果，不会发生减数分裂过程；①③阶段都需要生长素和细胞分裂素的参与，但不同阶段需要的比例不同；花药离体培养得到的植株为单倍体；此过程是由离体的结构发育成完整植株，因此体现了植物细胞的全能性。

3．(2015·泰安检测)下图所示为植物体细胞杂交技术的过程，有关叙述错误的是(　　)

A．A细胞和B细胞诱导融合前要先去除细胞壁，可用纤维素酶和果胶酶处理

B．从A细胞和B细胞到C细胞的过程中，常用离心、振动、电激或聚乙二醇(PEG)诱导融合

C．A细胞和B细胞融合完成的标志是再生出新的细胞壁

D．植物体细胞杂交技术的目的是获得杂种细胞

[答案]　D

[解析]　植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶，因此细胞融合前需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；诱导植物细胞融合时常用物理法或化学法；融合完成的标志是再生出新的细胞壁；植物体细胞杂交的目的是获得杂种植株。

4．(2015·郑州检测)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图，有关叙述正确的是(　　)

A．获得a、b细胞需要胰蛋白酶和果胶酶

B．诱导a、b细胞融合的化学试剂一般用秋水仙素

C．a、b细胞融合为c细胞的原理是生物膜具有流动性

D．d、e、f过程表示植物的组织培养过程，e、f分别为脱分化和再分化

[答案]　C

[解析]　植物体细胞在杂交之前，必须先利用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，获得具有活力的原生质体；a，b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜的流动性，诱导a、b细胞融合的化学试剂一般是聚乙二醇，d、e分别为脱分化和再分化。

5．A种植物的细胞和B种植物细胞的结构如下图所示(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，若经过组织培养后得到了杂种植株，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

[答案]　C

[解析]　根据图示A和B物种等位基因的数量都是两个，所以可得出A和B物种都是1倍体。

6．右图为细胞融合的简略过程(只考虑两个细胞的融合)，若A、B分别是基因型为Hhrr、hhRr的两个烟草品种的花粉，且这两对基因分别位于两对同源染色体上，由于一对隐性纯合基因(rr或hh)的作用，在光照强度大于800lx时，都不能生长，下列叙述正确的是(　　)

①实验开始时必须用纤维素酶(或果胶酶)除去不利于原生质体融合的物质

②实验中除了杂种细胞外，还有5种融合细胞

③要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为HhRr的杂种细胞，可在大于800lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团

④要想从融合细胞的培养液中分离出基因型为hhRr或Hhrr的杂种细胞，可在大于800lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团

⑤从理论上分析，将融合细胞的培养液放在大于800lx光照下培养，有5种融合细胞不能增殖分化

A．①②③⑤  B．①②③

C．①③④⑤  D．①③⑤

[答案]　D

[解析]　在实验开始时要先利用酶解法去除细胞壁，以利于原生质体融合。根据两个品种烟草的基因型可以得知，融合细胞的培养液中应该有来自基因型为Hhrr的个体的花粉(基因型为Hr、hr)，以及来自基因型为hhRr的个体的花粉(基因型为hR和hr)，由于融合是随机的，因而会有HhRr、hhRR、Hhrr、hhRr、HHrr和hhrr六种基因型的融合细胞，其中除HHrr、hhrr和部分的hhRR外，其余均为杂种细胞，而这三种细胞为相同基因型的花粉细胞融合而来，不属于杂种细胞。根据题干，只有HhRr基因型的杂种细胞可以在光照强度大于800 Lx时生长，因而可以利用此条件收集增殖分化的细胞团，分离出基因型为HhRr的杂种细胞。

二、非选择题

7．下图为通过植物体细胞杂交培育“番茄一马铃薯”植株的过程，请回答：

(1)通过①②过程处理后可获得具有活力的　　　　。过程③一般可用　　　　作为诱导剂来诱导细胞融合。

(2)⑤过程为　　　　，即让已经分化的细胞经过诱导后，失去其特有的　　　　而转变为未分化的状态。

(3)⑥过程表示通过　　　　形成不同的组织和器官，其根本原因是________________________________________________________________________。

(4)过程⑤⑥⑦的细胞工程技术是　　　　，其培养时选用的材料通常是分生组织，原因是________________________________________________________________________。

(5)植物体细胞杂交的研究在　　　　方面取得了巨大突破。

[答案]　(1)原生质体　聚乙二醇

(2)脱分化　分化状态(或结构和功能)

(3)再分化　基因选择性表达

(4)植物组织培养　全能性高，易培养形成愈伤组织

(5)克服不同生物远缘杂交不亲合的障碍

[解析]　此题考查了植物体细胞杂交技术，是考纲要求的理解能力层次。植物体细胞杂交技术要先用酶解法去除细胞壁，获得原生质体，然后用PEG或物理方法促进融合；杂种细胞再经脱分化失去其特有的分化状态形成愈伤组织，然后再分化形成不同的组织、器官；植物体细胞杂交的研究在克服不同生物远缘杂交不亲合的障碍方面取得了巨大突破；植物组织培养选用的材料通常是全能性高，易培养形成愈伤组织的分生组织。

8．(2015·南京模拟)“白菜——甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易储存等优点。下图是“白菜——甘蓝”培育过程示意图，请完成下列问题：

(1)由杂种细胞D培育成“白菜——甘蓝”植株，采用的技术手段是　　　　　　　　。该过程说明植物细胞具有　　　　　　　　。

(2)要制备“白菜——甘蓝”的人工种子，要在d步骤选取具有生根发芽能力的________________结构，包裹上人造种皮即可。

(3)在d过程培养中，培养基的成分通常包括水、　　　　　、有机营养和________________等，同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，另一个成功的关键是操作过程中必须保证　　　　　　。

(4)在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是　　　　　　　，融合依据的原理是　　　　　　　。

[答案]　(1)植物组织培养　全能性

(2)胚状体

(3)无机营养　植物激素　无菌

(4)聚乙二醇(PEG)　细胞膜的流动性