2.1植物细胞工程同步练习(含解析)2023——2024学年高生物人教版(2019)选择性必修必修3生物技术与工程

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名称 2.1植物细胞工程同步练习(含解析)2023——2024学年高生物人教版(2019)选择性必修必修3生物技术与工程
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文件大小 2.4MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2024-05-18 14:39:12

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文档简介

2.1 植物细胞工程 同步练习
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.植物体细胞杂交技术在中药材品质改良方面取得巨大进展。科研团队选用狭叶柴胡(2n=12)与胡萝卜(2n=22)进行体细胞杂交,旨在培养易于大面积栽培、柴胡皂苷含量较高的柴胡—胡萝卜杂交种。下列有关叙述正确的是( )
A.柴胡皂苷属于次生代谢产物,是柴胡生长发育所必需的物质
B.诱导柴胡和胡萝卜再分化形成愈伤组织时,需生长素和细胞分裂素配合使用
C.柴胡—胡萝卜杂交种是四倍体,不可育,只能通过无性繁殖产生下一代
D.要先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,才能诱导融合
2.植物组织培养技术常用于商业化生产,其过程一般为;建立无菌培养物→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是(  )
A.建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理
B.外植体需置于脱分化培养基中,诱导形成愈伤组织,此组织细胞全能性较高
C.生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量比值应大于1,并给予适当时间的光照
D.若培育耐盐植株,可将试管苗移栽于含高盐土壤中进行筛选后,再推广栽培
3.下图为利用玉米的幼苗芽尖细胞进行实验的流程示意图。下列叙述错误的是(  )
A.用花粉培养得到幼苗2的过程需要用到植物组织培养技术
B.培育植物A的过程,需更换培养基调整生长素和细胞分裂素的比例
C.培育幼苗1所选用的外植体需要做彻底的灭菌处理
D.接种操作必须在酒精灯火焰旁进行,并且每次使用后的器械都要灭菌
4.“白雪公主”草莓被誉为“水果皇后”,具有广阔的市场前景和较高的经济价值。草莓是无性繁殖的植物,它感染的病毒很容易传播给后代。病毒在草莓体内逐年积累,会导致产量降低,品质变差。下图是育种工作者选育高品质“白雪公主”草莓流程图。下列说法错误的是(  )
A.通常采用70%的酒精和5%的次氯酸钠溶液对甲进行消毒处理
B.甲常选用茎尖,原因是该处的病毒极少甚至没有病毒
C.在植物组织培养过程中,经过筛选可能获得对人们有用的突变体
D.通过植物组织培养技术得到抗病毒的草莓脱毒苗
5.花生的根系在生长过程中会分泌苯甲酸、苯乙酮等物质(这些物质不是花生基本的生命活动所必需的)以抑制某些病菌和其他植物的生长。同一片土地多年连续种植花生会导致这些有毒物质不断积累,造成花生产量下降。某大学通过“采集根际土壤→选择培养→分离、纯化培养→菌种鉴定”筛选出可将苯甲酸降解为无毒小分子(CO2、H2O等)的根际菌,分离、纯化培养的具体操作如图所示。下列相关叙述错误的是( )

A.花生根系分泌的苯甲酸、苯乙酮等物质属于次生代谢物
B.可从多年连续种植花生的土壤中寻找降解苯甲酸的根际菌
C.该实验需配制以苯甲酸为唯一碳源的选择培养基进行培养
D.若每次稀释10倍,图中的a为18,图中将土壤稀释了10 倍
6.近年来多肉植物备受青睐,但由于其繁育周期长,难以适应产品商业化需求。为了缓解多肉植株生长量和需求量的供求问题,可使用组织培养技术进行迅速繁育如图。下列有关多肉植物组织培养的叙述,正确的是( )
A.过程①宜选择成熟叶片,分别用70%的酒精浸和次氯酸钠溶液消毒
B.过程②诱导愈伤组织期间一般不需要光照,后续培养过程中需要给予适宜光照
C.过程③中,转接培养基的主要目的是满足不同阶段试管苗对营养的需求
D.过程④将试管苗应移植到珍珠岩基质需添加适量蔗糖,为幼苗生长提供碳源
7.下图表示基因型为AaBb的水稻的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培育过程。下列叙述错误的是( )
A.培养基中应加入适宜浓度的生长素和细胞分裂素等植物激素
B.经图示无菌培养获得的试管苗基因型是AABB、AAbb、aaBB、aabb
C.花粉经过脱分化转变成未分化的细胞,进而形成不定形的愈伤组织
D.诱导愈伤组织期间一般不需要光照
8.科学家利用甲、乙两个不同的物种培育耐盐新品种的过程如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.进行①处理时能用胶原蛋白酶
B.②过程可以利用电融合法诱导原生质体融合
C.耐盐植株不一定表现出双亲全部优良性状
D.此技术在打破生殖隔离,实现远缘杂交育种方面展示出独特的优势
9.采用植物组织培养技术得到的山药脱毒苗,可恢复其原有的优质高产特性,流程如下图,下列叙述错误的是( )
A.该技术体现了植物细胞具有全能性
B.选择茎尖作为外植体可减少病毒感染
C.外植体需要进行灭菌处理,否则会导致培养过程中外植体边缘污染
D.将外植体接种至固体培养基时,需注意方向不要倒插
10.科研人员欲将百脉根(2n=12,可合成单宁)的细胞和紫花苜蓿(2n=32)的细胞进行融合、培养,以获得可合成单宁的紫花苜蓿新品种。若只考虑细胞的两两融合,下列说法正确的是( )
A.目的细胞在不同培养阶段所需的细胞分裂素和生长素比例一般不变
B.目的细胞在细胞分裂过程中最多可以含有88条染色体
C.新品种的培养过程中先后经历了再分化和脱分化过程
D.紫花苜蓿新品种可合成单宁,说明百脉根和紫花苜蓿不存在生殖隔离
11.育种工作者将异源多倍体小麦的抗叶锈病基因转移到普通小麦,流程如图。图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组,每组有7条染色体,C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
下列分析不正确的是( )
A.异源多倍体AABBCC的培育一定要用秋水仙素加倍处理
B.杂交后代①的染色体组成为AABBCD,含有42条染色体
C.通过病菌接种实验处理杂交后代②可以筛选出杂交后代③
D.射线照射利于含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上
12.驱蚊草散发的气味可驱除一定范围内的蚊子,驱蚊草是由天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交得到的。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是( )
A.培育方法属于细胞工程育种,其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍
B.培育过程中要用纤维素酶、果胶酶、PEG、高Ca2+—高pH试剂等
C.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草的有性杂交而获得是因为不同物种间存在生殖隔离
D.培育手段是植物体细胞杂交,它不同于植物组织培养,无愈伤组织和试管苗的形成
13.如图是植物组织培养的一般过程。下列相关说法中,错误的是( )
A.此技术依据的原理是植物细胞的全能性
B.过程a指的是脱分化,过程c指的是再分化
C.通过a过程产生的b与离体的植物组织或细胞的形态结构相同
D.若要进行细胞产物的工厂化生产,需将细胞培养到b阶段
14.我国科学家利用植物体细胞杂交技术培育新品种耐盐植株的过程(如图所示),序号代表过程或结构。下列分析错误的是( )
A.用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性
B.再分化培养基中生长素/细胞分裂素的比值高有利于根的分化
C.过程①不能用灭活病毒诱导原生质体甲和乙的融合
D.由愈伤组织得到④需要脱分化、再分化等过程
15.利用山金柑愈伤组织细胞(2N)和早花柠檬叶肉细胞(2N)进行体细胞杂交可以得到高品质的杂种植株。下图是对某杂种植株核DNA和线粒体DNA的来源进行鉴定的结果。下列分析正确的是( )

A.该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法和生物法
B.细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌蒸馏水中以防杂菌污染
C.可通过比较融合后细胞的颜色进行初步筛选
D.杂种细胞经过组织培养得到的杂种植株是四倍体
16.铁皮石斛是名贵中药,其有效成分生物碱为细胞的次级代谢产物。研究人员将铁皮石斛的营养芽采用组织培养技术培养成拟原球茎(PLBs,类似愈伤组织),培养过程中PLBs重量、生物碱含量的变化如图。下列说法错误的是( )
A.在培养前应对营养芽进行消毒,在火焰旁进行接种操作可减少污染
B.因新生营养芽的细胞分化程度低,作外植体培养时间(天)时容易诱导形成PLBs
C.诱导营养芽形成PLBs的过程称为细胞的脱分化,生物碱为该过程提供营养
D.与黑暗条件相比,光照条件下PLBs的生长起始早、快速生长时间长
二、多选题
17.与常规栽培技术相比,利用植物细胞培养进行药用次生代谢产物的生产具有显著的优越性,根据不同的需求可以采用不同的技术流程(如图)。相关叙述错误的是( )
A.同一植物的外植体通过不同的培养体系可得到不同的产物
B.次生代谢物是植物所必需的,但含量少,应选择产量高的细胞进行培养
C.将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,有望提高产量
D.该技术主要是利用促进细胞生长的培养条件,提高单个细胞中次生代谢物的含量
18.科研人员诱导天山雪莲(2n=32)和莴苣(2n=18)的原生质体发生融合,为新品种的选育奠定了基础,具体过程如图所示。下列叙述正确的是(  )
A.过程①和②所用酶的作用相同,都可去除细胞壁
B.经过程②得到的c细胞仅有一种类型,故不需要筛选
C.可通过质壁分离的方法检测d细胞是否再生出细胞壁
D.经过程④和⑤再生的试管苗的体细胞中通常含50条染色体
19.由华中农业大学国家油菜工程技术中心开展甘蓝型油菜(2N=38)与菘蓝(别名“板蓝根”,2N=14)的体细胞融合,获得了具有广谱抗病毒功效的杂交新品种,命名菘油1号,也称板兰根青菜,培育过程如下。下列有关说法正确的是( )
A.图中Ⅲ是融合后的原生质体再生出细胞壁,是两细胞融合完成的标志
B.正常情况下f中的试管苗染色体数为52条,属于异源二倍体
C.d到f是植物组织培养过程,培养过程中每日需要给予适当时间和强度的光照,才可获得杂种植株
D.过程Ⅱ常用的诱导方法可以用电融合法、聚二乙醇(PEG)融合法等
20.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.过程①能使用胰蛋白酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③可使用电融合法或聚乙二醇融合法诱导原生质体融合
D.该技术可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
三、非选择题
21.育种工作者利用番茄(2N)和马铃薯(4N)进行体细胞杂交,获得了“番茄—马铃薯”杂种植株,实验过程如图所示,遗憾的是该杂种植株并非是想象中的地上长番茄、地下结马铃薯的“超级作物”。
(1)材料中所用到的植物体细胞杂交技术的原理是 。
(2)图中①步骤所示植物细胞用 和 除去细胞壁,分离出有活力的原生质体。
(3)图中②过程细胞两两融合时,可出现 种融合细胞,要促进杂种细胞分裂生长,培养基中应有 和 两类激素。
(4)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④ 和⑤ 过程。其中⑤过程必须给予光照,其原因是 能利用光能制造有机物,供试管苗生长发育。
(5)利用马铃薯和番茄的 进行离体培养得到单倍体植株,然后取单倍体植株细胞进行体细胞杂交,再用 处理之后也可得到可育的“番茄—马铃薯”杂种植株。
22.同源四倍体的紫花苜被誉为“牧草之王”,但易造成家畜胀病;二倍体的百脉根因富含缩合单宁,饲喂时可防止家畜胀病的发生。某研究人员设计了下列技术路线,以期获得抗胀病的新型苜蓿。(注:IOA可抑制植物细胞呼吸第一阶段,R-6G可阻止线粒体的呼吸作用,二者有效抑制不同植物细胞正常代谢的临界浓度不同)
(1)据图可知,本研究主要利用的生物技术的原理是 。
(2)步骤①可采用化学法进行诱导,化学法除聚乙二醇融合法外,还有 法等。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 。融合后的原生质体经过 再生形成杂种细胞,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
(3)步骤③先将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根培养基上,最终得到杂种植株。请判断:得到的杂种植株,理论上是否可育?并简要阐述理由: 。
(4)利用此技术路线培育植物新品种具有独特的优势,这是由于 。
23.三白草和鱼腥草是不同属的两种药用植物,二者因疗效相近且具有叠加效应常被用作“药对”。科研人员欲将复方的配伍(两种或两种以上药物配合使用)提前到个体生长或生产过程,并实现有效成分的工厂化生产,具体操作如图1。进一步研究不同的原生质体密度对三白草和鱼腥草原生质体融合率的影响,结果如图2。
(1)图1中过程①通常采用 酶去除细胞壁。过程②可体现细胞膜具有 特点,该过程除了可利用聚乙二醇诱导融合外,还可采用的化学法有 等,杂种原生质体融合完成的标志是 。
(2)用红色、绿色荧光分别标记三白草、鱼腥草原生质体后,诱导融合(带荧光的原生质体仍能融合和再生),在荧光显微镜下会看到 种颜色的融合细胞(仅考虑两两融合情况)。
(3)图1获得代谢产物的过程属于细胞产物的工厂化生产,主要应用的技术是 (填“植物组织培养”或“植物细胞培养”)。
(4)由图2可知,促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度约为 个/mL。
(5)通常情况下,能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用。为判断融合体对动物免疫力的影响,科研人员取同种小鼠30只,雌雄各半,随机均分为三组,实验处理如下表。
组别 A组 B组 C组
实验处理 三白草和鱼腥草杂种愈伤组织的蒸馏水提取物 三白草和鱼腥草直接混合后的蒸馏水提取物 蒸馏水
每天一次等量灌胃,连续一周,检测各组小鼠的__________
表格中实验处理后,应检测各组小鼠的 ,若实验结果为 ,则支持利用原生质体融合技术可将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产。
24.下图表示利用青菜(2N=20)与油菜(2N=38)培育种间杂种的过程。请据图回答:(胚轴发育为连接茎和根的部分)
(1)将采集到的青菜花粉和剪碎的油菜胚轴分别置于含有 酶的溶液中,搅拌并保温一段时间后,过滤、离心,获得两种原生质体。
(2)取两种原生质体混合液,滴加到含有 (化学物质)的融合液中,静置、保温一段时间,以诱导原生质体融合。再转移至液体浅层培养基中培养,通过 过程形成愈伤组织,诱导分化出芽后,再转移至生根培养基中诱导生根。
(3)研究发现花粉原生质体及其自身融合体不能形成植株,且其大小与油菜胚轴原生质体差异显著。通常,在将两种原生质体混合前,需用异硫氰酸荧光素活染花粉原生质体,其主要目的是便于利用显微镜鉴别出 。
(4)实验人员取两种形态特征有明显差异的杂种植株甲、乙,分别利用其根尖细胞制作临时装片,观察其正常体细胞分裂中期染色体数分别是48、58,若多个细胞可以融合,据此,可推测甲是 倍体,产生乙植株的原因最可能是 。
25.紫罗兰(2n=14)花色丰富、抗虫性强、种子油富含X-3-亚麻酸。为了让油菜(2n=38)具有紫罗兰的诸多优良性状,科研工作者进行了如图1所示实验,请分析回答:
(1)为了培养紫罗兰—油菜,科研工作者选取二者的下胚轴细胞,并用 酶处理去除细胞壁,从而获得原生质体。再用PEG 诱导二者融合,所依据的生物学原理是细胞膜的 。
(2)科研工作者分别用4种浓度的PEG对两种原生质体进行了融合试验,结果如图2所示:
注:1.由两个原生质体进行的融合称为二源融合;大于两个原生质体进行的融合称为多源融合;2.紫罗兰—油菜是由一个紫罗兰原生质体和一个油菜原生质体融合后培养产生的。
①该实验的自变量是 根据实验结果,为提高紫罗兰—油菜的成功率,减少多源融合,应选用的最佳PEG浓度为 %。
②想确定二源融合原生质体是否为紫罗兰和油菜融合而成,需要借助显微镜观察染色体的形态和数目,紫罗兰—油菜的原生质体含有 条染色体(不考虑染色体丢失)。
(3)筛选出所需的杂种细胞后,还要采用 技术才能获得杂种植物。此技术先使杂种细胞 形成愈伤组织,继而再分化,并生长发育成完整植株。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【分析】植物体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、植物次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物,柴胡皂苷属于次生代谢产物,不是柴胡生长发育所必需的物质,A错误;
B、影响植物细胞脱分化产生愈伤组织的一个重要因素是植物激素。植物激素中细胞分裂素和生长素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素。因此诱导柴胡和胡萝卜脱分化(注意不是再分化)形成愈伤组织时, 需生长素和细胞分裂素配合使用,B错误;
C、柴胡与胡萝卜都是二倍体,通过体细胞杂交形成的杂交种含有四个染色体组,是四倍体,由于该四倍体分别含有柴胡与胡萝卜的各两个染色体组,因此理论上减数分裂时能产生可育配子,并产生可育后代,C错误;
D、植物细胞细胞壁的存在使得植物细胞无法融合,要先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁获得原生质体,才能诱导融合,D正确。
故选D。
2.C
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、为了防止杂菌污染,建立无菌培养物时需分别用酒精和次氯酸钠溶液对外植体进行消毒处理,A正确;
B、外植体需置于脱分化培养基中,诱导形成愈伤组织,愈伤组织细胞为脱分化细胞,全能性较高,B正确;
C、生根培养基中细胞分裂素与生长素的含量之比应小于1,由愈伤组织到植株的再分化过程中,先诱导生芽再诱导生根,并且此过程每日需要给予适当时间和强度的光照,C错误;
D、若培育的是耐盐植株,则需将获得的试管苗移栽于含高盐土壤(培养液)中进行筛选,筛选出所需的幼苗后再推广栽培,D正确。
故选C。
3.C
【分析】图示为利用玉米的幼苗茸尖细胞进行实验的流程示意图,其中幼苗1表示利用芽尖细胞进行植物组织培养获得的植株,为无性繁殖过程,所得植株A的基因型与亲本相同;幼苗2为花药离体培养形成的单倍体,其经过秋水仙素处理可以得到纯合体植株B。
【详解】A、幼苗2为花药离体培养形成的单倍体,需要用到植物组织培养技术,A正确;
B、培育植物A的过程利用了植物组织培养技术,包括脱分化和再分化,这两个过程需要的生长素和细胞分裂素的比例有所不同,故需更换培养基以调整生长素和细胞分裂素的比例,B正确;
C、外植体只能进行消毒处理,不能灭菌,C错误;
D、接种操作须在酒精灯火焰旁进行,每次使用后的器械都要进行灭菌,以实现无菌操作,D正确。
故选C。
4.D
【分析】植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、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。
【详解】A、对外植体的消毒通常采用体积分数为70%的酒精和5%次氯酸钠溶液,消毒后需用无菌水进行冲洗,A正确;
B、茎尖的病毒极少甚至没有病毒,所以常用茎尖作为外植体,B正确;
C、在植物组织培养过程中,愈伤组织容易发生突变,经过筛选可能获得对人们有用的突变体,C正确;
D、通过植物组织培养技术得到草莓脱毒苗,但是不抗病毒,D错误。
故选D。
5.D
【分析】1、培养微生物的培养基按照物理性质划分可分为固体培养基、液体培养基和半固体培养基,固体培养基具有容易观察和记录细胞的生长形态和行为;按照功能划分分为选择培养基和鉴别培养基,选择培养基是指根据某种(类)微生物特殊的营养要求或对某些特殊化学、物理因素的抗性而设计的,能选择性区分这种(类)微生物的培养基。利用选择性培养基,可使混合菌群中的某种(类)微生物变成优势种群,从而提高该种(类)微生物的筛选效率。
2、植物代谢会产生一些一般认为不是植物基本的生命活动所必需的产物——次生代谢物。次生代谢物是一类小分子有机化合物(如酚类、萜类和含氮化合物等),在植物抗病、抗虫等方面发挥作用,也是很多药物、香料和色素等的重要来源。
【详解】A、因为花生根系分泌的苯甲酸、苯乙酮等物质是其生存非必需的物质,所以属于次生代谢物,A正确;
B、降解苯甲酸的根际菌大多分布在富含苯甲酸的环境中,多年连续种植花生的土壤中苯甲酸含量相对较高,因此从这种土壤中获得降解苯甲酸的微生物的几率要高于普通环境,B正确;
C、为确保能够分离得到苯甲酸分解微生物,常将土壤稀释液先进行选择培养,该培养基应以苯甲酸为唯一碳源,其他营养物质适宜,C正确;
D、分离、纯化培养时,采用稀释涂布平板法接种,先进行等浓度梯度稀释,如果每次稀释10倍,则取2mL菌液需要添加18mL无菌水,图中一共稀释了4次,因此总共稀释了104倍,D错误。
故选D。
6.B
【分析】植物组织培养的流程是:离体的植物器官、组织或细胞经脱分化形成愈伤组织,经再分化形成胚状体,长出芽和根,进而形成完整植株。
【详解】A、过程①选取的叶片应该用酒精消毒30 s,然后立即用无菌水清洗2~3次,再用次氯酸钠溶液处理30 min后,立即用无菌水清洗2~3次,A错误;
B、为了防止愈伤组织分化成筛管、维管等,过程②诱导愈伤组织期间一般不需要光照,后续再分化培养过程中需要给予适宜光照,以利于叶绿体的形成,B正确;
C、过程③中,将生长良好的愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上。长出芽后,再将其转接到诱导生根的培养基上,进一步诱导形成试管苗。可见,转接培养基的主要目的是诱导形成试管苗,C错误;
D、过程④将试管苗移植到消过毒的珍珠岩基质中,是为了试管苗适应外界环境,再移栽到土壤中。试管苗能进行光合作用合成有机物,不需要在珍珠岩基质中添加适量蔗糖作为碳源,D错误。
故选B。
7.B
【分析】离体的植物组织或细胞,在培养了一段时间以后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,或者叫做去分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植物体。
【详解】A、为促进花粉细胞分裂生长,需在培养基中加入适宜浓度的细胞分裂素、生长素等植物激素,A正确;
B、基因型为AaBb的植物体经过减数分裂可产生基因型为AB、ab、Ab、aB的配子,再经过花药离体培养可得到单倍体,因此试管苗可能出现的基因型有AB、Ab、aB、ab,B错误;
C、由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化,花粉经过脱分化转变成未分化的细胞,进而形成不定形的愈伤组织,C正确;
D、诱导愈伤组织期间一般不需要光照,愈伤组织的诱导阶段的暗培养有利于细胞的脱分化产生愈伤组织,在光照条件下,外植体容易分化产生维管等组织,这不利于产生大量的愈伤组织,D正确。
故选B。
8.A
【分析】分析题图: 过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体甲和乙,过程②通过物理或化学方法诱导原生质体融合成再生细胞壁形成杂种细胞,过程③是脱分化过程形成愈伤组织,过程④是再分化生成耐盐植株。
【详解】A、植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,①过程用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞壁,A错误;
B、人工诱导原生质体融合的方法包括物理法(电融合、离心法)、化学法(聚乙二醇)等,B正确;
C、获得的耐盐植株由于基因表达的调控,不一定能表现出双亲全部优良性状,C正确;
D、该技术是植物体细胞杂交技术,这种技术可以克服传统杂交方法中的限制,实现不同种属或亲缘关系较远的植物之间的杂交。通过细胞融合,可以打破生殖隔离的障碍,使得原本无法进行杂交的物种得以结合,从而拓宽了育种的遗传基础,D正确。
故选A。
9.C
【分析】植物组织培养技术:
1、过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体)。
2、原理:植物细胞的全能性。
3、条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等) ;②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、该流程是利用植物组织培养技术得到的山药脱毒苗,植物组织培养技术体现了植物细胞具有全能性,A正确;
B、芽尖等分生组织分裂旺盛,且含病毒少,取材时常选用其作为外植体,可减少病毒感染,B正确;
C、外植体需要进行消毒处理,不能灭菌处理,灭菌处理会破坏外植体的活性,C错误;
D、将外植体接种至固体培养基时,需注意方向不要倒插,倒插可能会导致外植体与培养基的接触不良,影响其对营养物质的吸收和利用。同时,倒插还可能使外植体的伤口部分暴露在空气中,增加感染的风险,D正确。
故选C。
10.B
【分析】植物体细胞杂交是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。植物细胞具有细胞壁,未脱壁的两个细胞是很难融合的,植物细胞只有在脱去细胞壁成为原生质体后才能融合,所以植物的细胞融合也称为原生质体融合。
【详解】A、目的细胞在不同培养阶段所需的细胞分裂素和生长素比例一般不同,A错误;
B、百脉根有12条染色体,紫花苜蓿有32条染色体,所以融合的细胞有44条染色体,在有丝分裂后期,染色体数目加倍,所以最多有88条染色体,B正确;
C、新品种的培养过程中先后经历了脱分化和再分化过程,C错误;
D、 百脉根和紫花苜蓿不能在自然条件下交配并产生可育后代,所以存在生殖隔离,D错误。
故选B。
11.A
【分析】杂交后代①由异源多倍体AABBCC与普通小麦AABBDD杂交获得,染色体组为AABBCD,杂交后代①AABBCD与普通小麦AABBDD杂交得到杂交后代②,杂交后代②通过筛选获得杂交后代③。
【详解】A、异源多倍体AABBCC的培育也可以采用两种植物AABB与CC通过植物体细胞杂交的方法获得,A错误;
B、杂交后代①由异源多倍体AABBCC与普通小麦AABBDD杂交获得,染色体组为AABBCD,含有6个染色体组,每组有7条染色体,含有42条染色体,B正确;
C、杂交后代②通过筛选获得杂交后代③,杂交后代③含有抗病基因的染色体,有抗病性状,因此通过病菌接种实验处理杂交后代②可以筛选出杂交后代③,C正确;
D、射线照射可以提高突变率,有利于染色体发生结构变异,含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上,D正确;
故选A。
12.D
【分析】植物体细胞杂交技术的意义:在克服远源杂交不亲和的障碍、培育作物新品种方面所取得的重大突破。
【详解】A、植物体细胞杂交技术属于细胞工程育种,其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍,是培育作物新品种方面所取得的重大突破,A正确;
B、植物体细胞杂交培育过程中,要用纤维素酶、果胶酶去细胞壁,用PEG等试剂或高Ca2+—高pH试剂、离心、电融合等方法促进原生质融合,B正确;
C、天竺葵和香茅草是两种物种,具有生殖隔离,不能通过有性杂交而获得驱蚊草,C正确;
D、驱蚊草是通过天竺葵体细胞和香茅草体细胞杂交而得到的,在此技术中仍需要利用植物组织培养技术,有愈伤组织和试管苗的形成过程,D错误。
故选D。
13.C
【分析】分析题图:图中a表示脱分化过程,b表示愈伤组织,c表示再分化过程,d可表示胚状体。
【详解】A、图示为植物组织培养技术,该技术依据的原理是植物细胞的全能性,A正确;
B、过程a是由外植体培育为愈伤组织的过程,是脱分化过程,过程c是由愈伤组织形成胚状体等的过程,指的是再分化,B正确;
C、通过a过程产生的b(愈伤组织),愈伤组织是无定形的薄壁细胞,与离体的植物组织或细胞的形态结构不同,C错误;
D、若要进行细胞产物的工厂化生产,须将细胞培养到b愈伤组织阶段,D正确。
故选C。
14.D
【分析】植物体细胞杂交,能克服远缘杂交不亲和的障碍,培育出的新品种含有两种生物全部的遗传物质。
【详解】A、植物细胞壁的成分是纤维素和果胶,因此,用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁体现了酶的专一性灭,A正确;
B、生长素能促进生根,因此,再分化培养基中生长素/细胞分裂素的比值高有利于根的分化,B正确;
C、灭活病毒诱导细胞融合用于动物细胞融合,而甲、乙细胞属于植物细胞,故过程①不能用灭活病毒诱导原生质体甲和乙的融合,C正确;
D、由愈伤组织得到④需要再分化等过程,脱分化的本质是使细胞失去原有结构和功能的过程,D错误。
故选D。
15.C
【分析】由图可知,杂种植株核DNA与早花柠檬7组重合,线粒体DNA与山金柑7组重合,说明杂种植株的核基因来自早花柠檬,质基因来自山金柑。
【详解】A、该实验中,诱导原生质体融合有多种手段,包括物理法、化学法,A错误;
B、细胞融合后获得的融合原生质体需放在无菌的等渗的甘露醇溶液中以防杂菌污染,同时防止原生质体吸水涨破,B错误;
C、愈伤组织细胞无色,叶肉细胞因为含有叶绿体为绿色,所以可通过观察叶绿体的有无,即有无绿色作为初步筛选杂种细胞的标志,C正确;
D、杂种植株的核基因来自早花柠檬,经过组织培养得到的杂种植株是二倍体,D错误。
故选C。
16.C
【分析】植物的组织培养广义又叫离体培养,指从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞,原生质体等,通过无菌操作,在无菌条件下接种在含有各种营养物质及植物激素的培养基上进行培养以获得再生的完整植株或生产具有经济价值的其他产品的技术。
【详解】A、在接种前对外植体进行消毒,并在火焰旁进行接种可减少污染,A正确;
B、选用新生营养芽为外植体是因为其分裂能力旺盛且几乎不携带病毒,作外植体培养时容易诱导形成PLBs,B正确;
C、生物碱为细胞的次级代谢产物,不能提供营养,C错误;
D、由图可知,与黑暗条件下相比,PLBs在光照条件下生长的优势体现在起始生长快,重量大,快速生长持续时间长,D正确。
故选C。
17.BD
【分析】1、植物组织培养就是在无菌和人工控制的条件下,将离体的植物器官、组织、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;
2、植物组织培养的条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、据图可知,同一植物的外植体通过不同的培养体系可得到不同的产物,如经悬浮细胞培养可得到转基因细胞系,经外植体诱导能够获得完整植株等,A正确;
B、次生代谢物一般认为不是植物所必需的一类小分子有机物,B错误;
C、基因工程是指将一种生物体(供体)的基因与载体在体外进行拼接重组,然后转入另一种生物体(受体)内,使之按照人们的意愿稳定遗传,表达出新产物或新性状,将目标产物合成途径中的关键酶基因导入悬浮细胞,有望提高产量,C正确;
D、细胞产物的工厂化生产主要是利用促进细胞分裂的培养条件,对单个细胞或细胞团进行培养,获得更多的细胞从而获得更多的次生代谢物,不能提高单个细胞中次生代谢物的含量,D错误。
故选BD。
18.CD
【分析】植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
【详解】A、过程①是去除细胞壁获得原生质体,用的是纤维素酶和果胶酶,过程②是诱导原生质体融合,A 错误;
B、经过程②得到的 c细胞有3种类型(只考虑两两融合),故需要进行筛选,B错误;
C、可通过质壁分离的方法检测d细胞是否再生出细胞壁,C正确;
D、经过程④和⑤再生的试管苗的体细胞中通常含有50 (32+18)条染色体,D正确。
故选CD。
19.AD
【分析】植物体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交是首先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得原生质体;用物理法(离心、振动、电刺激)或者化学法(聚乙二醇)诱导细胞融合,获得融合的原生质体;原生质体再生出细胞壁,获得杂种细胞;杂种细胞经过脱分化和再分化获得杂种植株。
【详解】A、图中Ⅲ是融合后的原生质体再生出细胞壁,是两细胞融合完成的标志,A正确;
B、甘蓝型油菜(2N=38)与菘蓝(2N=14)的体细胞融合后形成的杂种细胞含有两种植物的所有染色体,共52条,分别含有甘蓝型油菜的两个染色体组和菘蓝的两个染色体组,一起四个染色体组,该杂种植物应该为异源四倍体,B错误;
C、图中IV是脱分化,V是再分化过程。植物组织培养过程中一般脱分化不需要光照,再分化需要光照诱导形成叶绿素,C错误;
D、Ⅱ是诱导原生质体融合,常用方法有物理法,包括电融合法和离心法,还有化学法,包括聚二乙醇(PEG)融合法和高Ca2+—高pH融合法等,D正确。
故选AD。
20.BCD
【分析】从图中看出①是去掉植物细胞壁,②是用紫外线诱导染色体变异,③融合形成杂种细胞。
【详解】A、从图中看出①是去掉植物细胞壁,用果胶酶和纤维素酶处理细胞,A错误;
B、根据题干信息“将其中一个细胞的染色体在融合前断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,”故过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂,B正确;
C、诱导植物细胞融合的方法有物理法包括离心、振动、电刺激等,化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂,因此过程③可使用电融合法或聚乙二醇融合法诱导原生质体融合,C正确;
D、植物体细胞杂交技术可以打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,D正确。
故选BCD。
21.(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性
(2) 纤维素酶 果胶酶
(3) 3 细胞分裂素 生长素
(4) 脱分化 再分化 叶绿体
(5) 花药离体培养 秋水仙素
【分析】据图示可知:利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程.过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体,过程②通过物理或化学方法(如聚乙二醇试剂)诱导原生质体融合,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞,过程④是脱分化过程形成愈伤组织,过程⑤是再分化生成完整植株.过程④和⑤是植物组织培养技术培育完整植株。
【详解】(1)利用植物体细胞杂交技术培育杂种植物细胞,具体过程包括诱导植物细胞融合成杂种细胞和植物组织培养技术培育成杂种植株两过程,所用到的植物体细胞杂交技术的原理是细胞膜的流动性、植物细胞的全能性。
(2)细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此除去细胞壁时,为分离出有活力的原生质体,利用酶的专一性,即用纤维素酶和果胶酶可以特异性地去除细胞壁。
(3)图中步骤②过程的细胞两两融合时,可出现3 种融合细胞,即马-马、番-番、杂种细胞,植物组织培养过程中需要使用的激素主要是生长素和细胞分裂素。
(4)由杂种细胞培育成试管苗,需要经过细胞的④脱分化和⑤再分化过程。光合作用制造有机物时需要光,场所在叶绿体,因此⑤再分化过程必须给予光照,其原因是叶绿体能利用光能制造有机物,供试管苗生长发育。
(5)分别利用马铃薯和番茄的花药离体培养,得到两种植物的单倍体植株,然后取这两种单倍体植株的细胞进行体细胞杂交,再用秋水仙素处理,也可得到可育的“番茄-马铃薯”杂种植株。
22.(1)细胞膜的流动性和植物细胞的全能性
(2) 高Ca2+-高pH融合 保持原生质体完整性 细胞壁
(3)可育,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体
(4)打破了生殖隔离,实现了远缘杂交
【分析】植物的体细胞杂交是将不同植物的细胞通过细胞融合技术形成杂种细胞,进而利用植物的组织培养将杂种细胞培育成多倍体的杂种植株。植物体细胞杂交依据的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】(1)由图可知,新型苜蓿的培育过程采用的是植物体细胞杂交技术,该生物技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
(2)步骤①可采用化学法进行诱导,其中化学方法除了聚乙二醇(PEG)融合法,还有高Ca2+-高pH融合法等。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,保持原生质体完整性,防止原生质体吸水涨破。融合后的原生质体再生出新的细胞壁说明形成杂种细胞,即杂种细胞形成的标志是再生出细胞壁,进而经过②脱分化形成愈伤组织。
(3)图示过程培育的杂种植株在理论上是可育的;其原因是紫花苜蓿是同源四倍体,体细胞含有4个染色体组,百脉根是二倍体,体细胞含有2个染色体组,融合后得到的杂种细胞含有4+2=6个染色体组,杂种植株细胞中含有成对的同源染色体,因而能进行正常的减数分裂过程,因而表现为可育。
(4)植物体细胞杂交技术可以促进不同物种的体细胞发生融合,和与传统杂交育种相比,其独特优势在于打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【点睛】本题考查植物体细胞杂交的相关知识,考生识记植物体细胞杂交的概念、原理及具体过程等基础知识,能结合题中信息准确答题是解答本题的关键。
23.(1) 纤维素酶、果胶酶 一定的流动性 高 Ca2+ -高 pH 融合法 再生出细胞壁
(2)3
(3)植物细胞培养
(4)1×10 6
(5) 免疫器官的重量 A、B 两组小鼠的免疫器官的重量基本相同且都大于C 组
【分析】分析图可知,图1表示三白草和鱼腥草体细胞杂交过程,其中①为去除细胞壁,②为原生质体融合,③为脱分化形成愈伤组织,④为提取代谢产物。图2柱形图中,随着原生质体密度增大,双核异核融合体比例先升高后降低,其中在1×106个·mL-1时, 比例最高。
【详解】(1)植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶,据图示可知,过程①通过酶解法去除细胞壁获取原生质体,所用酶是纤维素酶和果胶酶。过程②为原生质体融合,原生质体融合体现了细胞膜具有流动性的特点。诱导植物细胞融合的方法有利用化学诱导剂PEG((聚乙二醇))诱导融合,还可以用高 Ca2+ -高 pH 融合法诱导融合。杂种原生质体融合完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁形成杂种细胞。
(2)三白草原生质体被红色荧光标记,鱼腥草原生质体被绿色荧光标记,诱导融合后,在荧光显微镜下可观察到3种颜色的融合细胞:红色和绿色荧光的融合细胞(一个三白草原生质体与一个鱼腥草原生质体融合合)、只有红色荧光的融合细胞(两个三白草原生质体融合)、只有绿色荧光的融合细胞(两个鱼腥草原生质体融合)。
(3)图1获得代谢产物的过程属于细胞产物的工厂化生产,主要应用的技术是植物细胞培养。这种技术涉及在离体条件下,将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中进行震荡培养,从而得到分散成游离的悬浮细胞。通过继代培养,这些细胞能够增殖,进而获得大量的细胞群体。这种技术使得我们可以在体外有效地生产所需的代谢产物,实现工厂化、规模化的生产目标。
(4) 由图2柱形图可知,在密度为1×106个·mL-1时, 双核异核融合体比例最高,说明促进三白草和鱼腥草原生质体融合的最适密度为1×106个·mL-1。
(5)据题意和表格可知,通常情况下,能增加免疫器官的重量表明该物质具有一定的增强免疫力的作用,因此本实验的因变量可以检测各组小鼠的免疫器官的重量。C组为对照组,根据对A、B两组的处理(两者利用了原生质体融合技术),若利用原生质体融合技术可将复方的配伍提前并实现有效成分的工厂化生产,实验结果为A、B两组的胸腺重量相同且都大于C组。
24.(1)纤维素酶和果胶
(2) 聚乙二醇(PEG) 脱分化
(3)杂种原生质体
(4) 三 两个(花粉)原生质体A与一个原生质体B融合形成
【分析】原生质体的制备要用纤维素酶和果胶酶去掉植物细胞的细胞壁,常用聚乙二醇诱导原生质体融合,体现了生物膜具有一定的流动性。将杂种细胞培养成完整植株的过程是植物组织培养,经过脱分化形成愈伤组织,再分化形成完整植株。
【详解】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,若要获得原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,故将采集到的青菜花粉和剪碎的油菜胚轴分别置于含有纤维素酶和果胶酶的溶液中,搅拌并保温一段时间后,过滤、离心,获得两种原生质体。
(2)诱导原生质体融合常用化学试剂聚乙二醇(PEG),故取两种原生质体混合液,滴加到含有聚乙二醇(PEG)融合液中,以诱导原生质体融合。想要获得愈伤组织(具有再度分化成其他组织细胞能力的薄壁细胞)必须经过脱分化。
(3)由于青菜花粉和油菜胚轴的原生质体大小差异显著,故两者融合后和油菜胚轴原生质体大小几乎无差异,无法鉴别,当用异硫氰酸荧光素染色后,则容易从大小差异不大的两者之间鉴别出杂种原生质体,因此在将两种原生质体混合前,需用异硫氰酸荧光素活染花粉原生质体。
(4)青菜是二倍体,含20条染色体,青菜花粉是生殖细胞,染色体数目是体细胞一半,即10条,与油菜胚轴(二倍体38条染色体)结合后,形成三倍体48条染色体,也就是甲植株;58条染色体可能是两个青菜花粉(原生质体A)与一个油菜胚轴(原生质体B)融合形成四倍体58条染色体,也就是乙植株,为四倍体。即产生乙植株的原因最可能是两个(花粉)原生质体A与一个原生质体B融合形成。
25.(1) 纤维素酶和果胶 流动性
(2) PEG浓度 30 52
(3) 植物组织培养 脱分化
【分析】分析图1:图为植物体细胞杂交过程,首先去壁获得原生质体,其次诱导原生质体融合形成杂种细胞,最后才有植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。
分析图2:PEG浓度为30%时,二源融合率高,且多源融合率低。
【详解】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,因此要去除植物细胞壁应该采用纤维素酶和果胶酶;细胞融合原理是细胞膜具有一定的流动性。
(2)①根据柱形图中的横坐标可知,该实验的自变量是PEG浓度;根据实验结果可知,PEG浓度为30%时,二源融合率高,且多源融合率低,因此为提高紫罗兰-油菜的成功率,应选用的最佳PEG浓度为30%。
②若紫罗兰细胞内含14条染色体,油菜细胞中含38条染色体,则“紫罗兰-油菜”细胞内染色体数为两细胞染色体数之和,即52条染色体。           
(3)将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术,植物组织培养技术先使杂种细胞脱分化形成愈伤组织,继而再分化,并生长发育成完整植株。
答案第1页,共2页
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