高中生物人教版 (2019)选择性必修3第2章 细胞工程第1节 植物细胞工程一 植物细胞工程的基本技术第1课时课后练习题

第1节　植物细胞工程

第1课时　植物细胞工程的基本技术

必备知识基础练

1.下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是(　　)

A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因

B.植物体细胞全能性是植物体细胞杂交的理论基础

C.高度分化的植物体细胞只有在离体状态下才有可能表现出全能性

D.植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性

2.(2022河北邢台高二月考)愈伤组织进行分化并产生出植物的各种组织和器官,进而发育成完整的植株,通常需要适合的(　　)

①光照　②温度　③营养物质　④激素

A.①④ B.①②③ 

C.②③④ D.①②③④

3.(2022河北张家口一中高二月考)下列有关植物组织培养过程中愈伤组织的说法,不正确的是(　　)

A.愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化和再分化形成的

B.培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同,愈伤组织分化的结果不同

C.愈伤组织为具有分生能力的薄壁细胞

D.愈伤组织在一定条件下培养可以形成完整的植株

4.某兴趣小组研究了培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值对烟草愈伤组织分化的影响,得到如下表所示结果。

下列叙述不正确的是(　　)

A.愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化

B.培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织细胞丧失了细胞全能性

C.两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织细胞出现稳定性差异

D.生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根

5.将菊花外植体接种到培养基中,可以培育出菊花试管苗。下列叙述正确的是(　　)

A.将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了防止杂菌污染

B.培养基中添加蔗糖的目的只是调节渗透压

C.培养基中生长素与细胞分裂素的含量比值高时,有利于根的形成

D.长出丛芽和生根的过程中菊花组织细胞的遗传物质要发生改变

6.为了培育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行植物体细胞杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是(　　)

A.野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到四倍体植株

B.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律

C.①过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在等渗溶液中进行

D.与②过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃

7.菊花的组织培养过程中体现无菌操作的有(　　)

①用体积分数为70%的酒精擦拭超净工作台台面　②自来水冲洗菊花茎段　③无菌水清洗外植体　④将外植体在次氯酸钠溶液中处理30 min　⑤无菌吸水纸处理　⑥培养基灭菌　⑦不经灭菌的培养基

A.①②③④⑤⑥ B.①③④⑤⑥

C.①②④⑤⑥ D.①②④⑤⑦

8.(2022江苏淮安马坝高中高二期中)下图为“番茄—马铃薯”的培育过程示意图,下列有关叙述正确的是(　　)

A.获得a、b细胞需要用胰蛋白酶和果胶酶处理

B.诱导a、b细胞融合的化学试剂一般为秋水仙素

C.a、b细胞融合为c细胞的原理是细胞膜具有流动性

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

9.(2022福建闽粤名校联盟高二联考)培养胡萝卜根组织可获得试管苗,过程如图所示。下列相关叙述错误的是(　　)

A.步骤②可用酒精溶液和次氯酸钠溶液进行消毒

B.步骤③切取的组织块要带有形成层,便于诱导形成愈伤组织

C.从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基继续培养

D.步骤⑤要进行照光培养,从而诱导细胞合成叶绿素

10.(2022福建南平松溪二中高二月考)某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核,获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲,再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交,筛选出杂种细胞丙,进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是(　　)

A.培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离

B.细胞甲、乙杂交前,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁

C.为获得杂种细胞丙,可利用含链霉素的选择性培养基进行筛选

D.杂种细胞发育为杂种植株须经外源生长素和细胞分裂素的诱导

11.(2022山东师范大学附中高二月考)为拓宽白菜育种的基因资源,改良白菜品质,研究人员以白菜(2n=20,AA)和甘蓝(2n=18,CC)为材料进行植物体细胞杂交,得到杂种植物。对两种亲本和某融合植株进行细胞DNA含量检测,结果如图。下列说法正确的是(　　)

A.白菜的DNA相对含量较少说明其基因数量比甘蓝少

B.操作中只能用PEG诱导原生质体融合

C.该技术需要再生细胞壁后才能进行植物组织培养

D.检测结果说明待检测植株为白菜—甘蓝杂种植株

12.下图表示菊花茎段细胞通过无菌操作接种到试管培养基上后,在一定的条件下,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　　　　进行灭菌处理。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。 

关键能力提升练

13.植物利用硝酸盐需要硝酸还原酶,现有两种烟草硝酸还原酶缺失突变体,为探究两种突变体的突变是否在同一基因位点上,研究人员将两种突变体进行植物体细胞杂交。下列分析正确的是(　　)

A.两种突变体均不能在以硝酸盐作为唯一氮源的培养基上生长

B.诱导两种突变体进行植物体细胞杂交时应先用胶原蛋白酶酶解得到原生质体

C.可用高Ca2+—高pH诱导原生质体融合,细胞膜融合是细胞融合完成的标志

D.若杂种细胞能在硝酸盐培养基上正常生长,说明两种突变体的突变位点相同

14.(2022湖北鄂东南师范高中联盟高二期中)植物组织培养过程中无菌操作很重要,某植物组织培养实验室培养的菊花愈伤组织被真菌严重污染,为查找污染原因设计了4个实验,实验遵循单一变量原则,得到下列实验结果,据此可得出的初步结论是(　　)

A.提高培养温度能解决污染问题

B.调整培养基pH能解决污染问题

C.延长培养基灭菌时间能解决污染问题

D.污染主要来自组织培养的离体组织

15.(2022辽宁鞍山高二月考)将菊花外植体接种到MS培养基中,可以培育出菊花试管苗。下列叙述不正确的是(　　)

A.配制MS培养基母液时,微量元素一般浓缩100倍

B.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养,同时调节渗透压

C.该培养基的pH偏碱性

D.长出丛芽和生根的过程中基因选择性表达

16.(多选)20世纪70年代,以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。随后,植物花药培养、原生质体培养以及植物体细胞杂交技术得以确立和发展,标志着植物细胞工程技术进入了高速发展的阶段。下列有关说法正确的是(　　)

A.在胡萝卜组织培养过程中,愈伤组织的培养过程只需要灭菌和适温恒温的条件

B.试管苗可以直接移栽入土

C.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,获得原生质体

D.诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等

17.(多选)如图是“白菜—甘蓝”杂种植株的培育过程。下列说法正确的是(　　)

A.植物体细胞杂交技术体现了植物细胞膜的功能特性

B.愈伤组织的代谢类型是异养需氧型

C.上述培育过程中包含有丝分裂、细胞分化和减数分裂等过程

D.“白菜—甘蓝”杂种植株产生的变异属于染色体变异

18.(2022浙江高二期中)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)图中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)图示技术在打破　　　　　,实现远缘杂交育种,培育植物新品种方面展示出独特的优势。 

(4)已知甲、乙植物分别为四倍体、二倍体,则得到的“甲—乙植株”属于　　　　　倍体植株。 

第1课时　植物细胞工程的基本技术

1.A　解析 植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因,A项错误;植物体细胞杂交的结果是培养出杂种植株,因此植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础,B项正确;植物体细胞表现出全能性的前提条件是植物的器官、组织或细胞为离体状态,C项正确;植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,D项正确。

2.D　解析 再分化形成植株的过程中给予适宜的光照,原因是叶绿素的合成需要光照,另外试管苗需要光进行光合作用制造有机物提供营养物质,①符合题意;温度影响酶的活性,进而影响植物组织培养过程,②符合题意;愈伤组织的代谢类型是异养需氧型,需要提供营养物质,③符合题意;生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要,被称为“激素杠杆”,在再分化过程中,生长素比例高,促进根的分化,细胞分裂素比例高,促进芽的分化,④符合题意。

3.A　解析 愈伤组织是离体植物细胞经过脱分化形成的,A项错误;培养基中生长素和细胞分裂素的比值不同,愈伤组织分化的结果不同,B项正确;愈伤组织为具有分生能力的薄壁细胞,C项正确;愈伤组织在一定条件下培养可以再分化形成完整的植株,D项正确。

4.B　解析 愈伤组织是植物细胞脱分化后形成的,能够继续进行有丝分裂,所以愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化,A项正确;培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织虽然不分化,但没有丧失细胞全能性,条件适合的情况下仍然可以发育为一个完整的新个体,B项错误;据表分析,两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织出现不同的分化方向,即细胞出现稳定性差异,C项正确;从题表数据可知,生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,D项正确。

5.C　解析 将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了生长素能够进行极性运输,保证成活率,A项错误;植物组织培养时在培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压,B项错误;生长素与细胞分裂素的含量比值高时,有利于根的形成,C项正确;长出丛芽和生根的过程是细胞分化的结果,菊花组织细胞的遗传物质没有发生改变,D项错误。

6.C　解析 野生夏菊是二倍体,栽培秋菊是六倍体,两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株,A项错误;d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,B项错误;①过程表示通过酶解法去除细胞壁,为了防止原生质体变形,该过程需要在等渗溶液中进行,C项正确;②过程表示融合后的原生质体再生出细胞壁,形成杂种细胞c,该过程中较活跃的细胞器有高尔基体、线粒体等,D项错误。

7.B　解析 用体积分数为70%的酒精擦拭超净工作台台面,避免接种过程中感染杂菌;自来水冲洗是为了冲掉菊花茎段上的灰尘、泥土等,而自来水中含有杂菌;无菌水清洗是为了洗去外植体上的酒精等,不用自来水是为了防止自来水中的杂菌污染外植体;在次氯酸钠溶液中处理30 min是为了给外植体消毒;使用无菌吸水纸的目的是在吸干外植体表面水分的同时防止杂菌污染;培养基灭菌是为了防止培养基上长出杂菌。

8.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,获得原生质体;诱导a、b细胞融合的化学试剂一般为聚乙二醇;d、e分别为脱分化和再分化过程。

9.D　解析 外植体消毒可用体积分数70%的酒精配合使用一定浓度的次氯酸钠溶液,A项正确;形成层容易诱导形成愈伤组织,因此步骤③切取的组织块中要带有形成层,B项正确;步骤⑤脱分化和步骤⑥再分化培养基中细胞分裂素和生长素的含量、比例不同,所以从步骤⑤到步骤⑥需要更换新的培养基继续培养,C项正确;⑤表示脱分化,需要进行避光培养,D项错误。

10.A　解析 培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核,与原有的烟草植株甲属于同一物种,不存在生殖隔离,A项错误;细胞甲、乙杂交前,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,制备原生质体,然后诱导原生质体融合,B项正确;杂种细胞丙具有链霉素的抗性,在培养基上加入链霉素,使未融合的乙细胞以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活,从而筛选出杂种细胞丙,C项正确;利用组织培养技术使杂种细胞发育为杂种植株,该过程须经外源生长素和细胞分裂素的诱导,D项正确。

11.C　解析 基因通常是具有遗传效应的DNA片段,白菜的DNA相对含量较少,不一定其基因数量比甘蓝少,A项错误;诱导原生质体融合可以用化学法(PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等),也可以用物理法(电融合法、离心法等),B项错误;原生质体融合成功的标志是再生出新的细胞壁,故该技术需要再生细胞壁后才能进行植物组织培养得到完整植株,C项正确;据图可知,白菜DNA相对含量约为50,甘蓝DNA相对含量约为75,待检测植株DNA相对含量大于150,说明待检测植株不是白菜—甘蓝杂种植株,可能为甘蓝—甘蓝杂种植株,D项错误。

12.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　芽发育成叶,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 植物组织培养是用离体的植物组织、器官或细胞接种到经灭菌的培养基中,培养基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有丝分裂和细胞分化形成试管苗,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。

13.A　解析 据题可知,植物利用硝酸盐需要硝酸还原酶,两种突变体烟草硝酸还原酶都缺失,因此均不能在以硝酸盐作为唯一氮源的培养基上生长,A项正确;植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此先用纤维素酶和果胶酶酶解得到原生质体,B项错误;植物细胞融合完成的标志是再生形成新的细胞壁,C项错误;若杂种细胞能在硝酸盐培养基上正常生长,说明两种突变体的植物体细胞杂交后代能够合成硝酸还原酶,即两种突变体的突变基因位点不同,D项错误。

14.D　解析 本实验自变量为培养基灭菌时间、离体组织灭菌时间、培养基pH和培养温度,因变量为污染率,污染率与培养基灭菌时间、培养基pH以及培养温度并没有规律性关系;离体组织灭菌时间越长,污染率越低,因此可得出污染的主要来源是离体组织。

15.C　解析 MS培养基的pH直接影响到对离子的吸收,过酸或过碱都对植物材料生长影响很大,所以pH应严格控制在5.8左右,C项错误。

16.CD　解析 在胡萝卜组织培养过程中,愈伤组织的培养过程除了需要无菌和一定的温度条件,还需要激素等条件,A项错误;移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日,用流水洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,B项错误;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,获得原生质体,C项正确;诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca2+—高pH融合法等,D项正确。

17.BD　解析 植物体细胞杂交技术体现了植物细胞膜的结构特点,即细胞膜具有流动性,A项错误;愈伤组织不含叶绿体,不能进行光合作用制造有机物,因此其代谢类型是异养需氧型,B项正确;题述过程中包含有丝分裂、细胞分化,没有减数分裂,C项错误;“白菜—甘蓝”杂种植株产生的变异属于染色体变异,D项正确。

18.答案 (1)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)生殖隔离　(4)(异源)六

解析 (1)两个原生质体经PEG诱导后融合,再生出细胞壁后变成杂种细胞,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选择。(2)由C形成植株需要利用植物组织培养技术,经历脱分化过程和再分化过程。培养过程中需进行无菌操作。(3)植物体细胞杂交技术克服了远缘杂交不亲和的障碍,打破了生殖隔离。(4)“甲—乙植株”属于异源六倍体植株。