2020-2021生物選擇性3課時(shí)2.1 第1課時(shí) 植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)含解析

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學(xué)年新教材人教版生物選擇性必修3課時(shí)分層作業(yè)：2.1第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)含解析課時(shí)分層作業(yè)(五）（建議用時(shí):40分鐘）題組一細(xì)胞的全能性1．植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的必要條件是(）A．給予適宜的營養(yǎng)和外界條件B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因C．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件D．將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)C[高度分化的植物細(xì)胞處于離體狀態(tài)時(shí)，在一定的營養(yǎng)物質(zhì)和外界條件下才能表現(xiàn)全能性.]2．下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的敘述，正確的是（)A．只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因B．高度分化的細(xì)胞處于離體狀態(tài)時(shí)不能表現(xiàn)出全能性C．植物細(xì)胞的全能性是植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一D．配子不能表現(xiàn)出全能性的原因是它所含的基因比體細(xì)胞減少一半C［配子也具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因，花藥離體培養(yǎng)證明配子也具有并且能表現(xiàn)出全能性,細(xì)胞表達(dá)全能性的首要前提是處于離體狀態(tài)。］題組二植物組織培養(yǎng)3．下列有關(guān)愈傷組織細(xì)胞的敘述，不正確的是（）A．細(xì)胞壁薄、分裂旺盛B．細(xì)胞具有較高的全能性C．由高度分化的植物細(xì)胞經(jīng)脫分化和分裂形成D．細(xì)胞有葉綠體，能進(jìn)行光合作用D［愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形狀態(tài)的薄壁細(xì)胞;愈傷組織是由離體的植物組織經(jīng)脫分化和分裂形成的，細(xì)胞具有較高的全能性;在無光條件下培養(yǎng)產(chǎn)生的愈傷組織無葉綠體。］4．下圖是四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的示意圖,相關(guān)敘述中正確的是（)A．（2)階段會(huì)發(fā)生減數(shù)分裂過程B．（1)階段需要生長素而（3)階段需要細(xì)胞分裂素C．此過程體現(xiàn)植物細(xì)胞具有全能性D．此蘭花的花藥離體培養(yǎng)所得植株為二倍體C[愈傷組織只能進(jìn)行有絲分裂，不能進(jìn)行減數(shù)分裂;脫分化和再分化過程都需要生長素和細(xì)胞分裂素；植物組織培養(yǎng)體現(xiàn)了植物細(xì)胞具有全能性；花藥離體培養(yǎng)所得的植株是單倍體。]5．植物組織培養(yǎng)依據(jù)的原理、培養(yǎng)過程的順序及誘導(dǎo)的植物激素分別是(）①體細(xì)胞全能性②離體植物器官、組織或細(xì)胞③根、芽④生長素和細(xì)胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④B．①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D．①、②⑨⑧⑥⑦③、④A[植物組織培養(yǎng)技術(shù)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，即①；植物組織培養(yǎng)的過程是將離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化過程形成愈傷組織，再經(jīng)再分化過程形成根、芽，最終發(fā)育成完整植物體，即②⑧⑥⑦③⑨;決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是生長素和細(xì)胞分裂素的比例，即④，故A正確.］6．下圖甲為植物組織培養(yǎng)流程圖，圖乙為植物組織培養(yǎng)過程的部分示意圖,請(qǐng)回答下列問題：（1）從理論上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是______的表現(xiàn)。（2)圖甲a代表________過程。圖甲中的②和圖乙A中培養(yǎng)基上的培養(yǎng)物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成的，稱為________.（3）圖乙中D培養(yǎng)物已經(jīng)形成幼體。請(qǐng)根據(jù)植物組織培養(yǎng)過程對(duì)圖乙重新排序：________________________________________。（4)圖乙中B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培養(yǎng)成的新植株的葉片的顏色是________，這說明根尖細(xì)胞____________________。(5）某高二生物興趣小組用蘆薈的新鮮莖的一部分作為材料進(jìn)行組織培養(yǎng),愈傷組織能正常形成且以后繼續(xù)長大，正常根和芽卻遲遲不能形成。你認(rèn)為導(dǎo)致該情況出現(xiàn)的最可能的原因是________。A．葡萄糖、氨基酸等有機(jī)營養(yǎng)供應(yīng)不足B．培養(yǎng)環(huán)境光照、溫度、pH或氧氣濃度不適宜C．生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào)D．無菌條件沒有控制好[解析］（1)植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性,這是植物細(xì)胞全能性的表現(xiàn).（2）離體的植物器官或組織先脫分化形成愈傷組織，愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng)，再分化成胚狀體或叢芽，因此圖甲a代表脫分化過程。圖甲b為再分化過程，圖甲中的②和圖乙A中培養(yǎng)基上的培養(yǎng)物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成，稱為愈傷組織。(3）A中是愈傷組織，B是消毒后的外植體,C是再分化形成了根、芽等器官，D是形成植物幼體，植物組織培養(yǎng)過程是外植體(脫分化）→愈傷組織（再分化)→根或芽→完整植物體，即B→A→C→D。(4)圖乙中B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞，根尖細(xì)胞含有該植物的一整套遺傳物質(zhì)，故含有控制葉片綠色性狀的基因，因此培養(yǎng)成的新植株的葉片的顏色是綠色的。(5）若葡萄糖、氨基酸等有機(jī)營養(yǎng)供應(yīng)不足，愈傷組織不能正常生長，A錯(cuò)誤；培養(yǎng)環(huán)境光照、溫度、pH或氧氣濃度不適宜，愈傷組織不能正常生長,B錯(cuò)誤；用蘆薈新鮮莖的一部分作為材料進(jìn)行組織培養(yǎng),能脫分化形成愈傷組織，但不能再分化形成正常根和芽,說明再分化過程出現(xiàn)問題，而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素（生長素和細(xì)胞分裂素)的種類和比例，因此，導(dǎo)致正常根和芽遲遲不能形成的原因是生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào),C正確;若無菌條件沒有控制好,則不能正常形成愈傷組織,D錯(cuò)誤。故選C。［答案］(1）植物細(xì)胞全能性（2)脫分化愈傷組織(3）B→A→C→D(4)綠色含有控制葉片綠色性狀的基因（5)C題組三植物體細(xì)胞雜交7．驅(qū)蚊草散發(fā)的氣味可在一定范圍內(nèi)驅(qū)除蚊子，驅(qū)蚊草是由天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交得到的。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述，錯(cuò)誤的是()A．培育方法屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙B．培育過程中要用纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或電激、離心等方法C．培育手段是植物體細(xì)胞雜交，它不同于植物組織培養(yǎng)，無愈傷組織和試管苗的形成D．驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草的有性雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離C[驅(qū)蚊草是通過天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交而得到的，在此技術(shù)中仍需要利用植物組織培養(yǎng)技術(shù),有愈傷組織和試管苗的形成過程.］8．下圖所示為白菜—甘藍(lán)的培育流程，下列敘述錯(cuò)誤的是(）A．過程①用到的酶是纖維素酶和果膠酶B．過程②常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇C．經(jīng)過程④獲得的細(xì)胞的全能性提高D．過程⑤細(xì)胞的全能性降低，最終失去全能性D［過程①為去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體,用到的酶是纖維素酶和果膠酶；過程②為誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，常用的化學(xué)試劑為聚乙二醇；雜種細(xì)胞是已經(jīng)分化的細(xì)胞，而愈傷組織細(xì)胞是未分化的細(xì)胞，所以愈傷組織細(xì)胞的全能性高于雜種細(xì)胞；無論是已分化的還是未分化的植物細(xì)胞都具有全能性。］9．（不定項(xiàng))甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某研究小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。下列敘述正確的是()A．為了培育該新型藥用植物,取甲和乙的葉片，先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁B．用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG誘導(dǎo)二者融合C．形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培養(yǎng)形成愈傷組織,之后形成整個(gè)植株，這一過程中進(jìn)行了植物組織培養(yǎng)D．上述雜種植株屬于二倍體ABC［植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據(jù)酶的專一性原理，利用纖維素酶和果膠酶可以除去植物細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，A正確;可用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，B正確；形成的融合細(xì)胞經(jīng)植物組織培養(yǎng)，脫分化形成愈傷組織,之后形成植株，C正確；甲、乙都是二倍體,體細(xì)胞雜交得到的是四倍體，D錯(cuò)誤。］10．利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，實(shí)驗(yàn)過程如圖所示，遺憾的是該雜種植株并非是想象中的地上長番茄,地下結(jié)馬鈴薯的“超級(jí)作物”。(1)材料中所用到的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了原生質(zhì)體融合和________技術(shù)，該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是________。(2）圖中①步驟所示用________________除去植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體。(3)圖中②過程細(xì)胞兩兩融合時(shí)，可出現(xiàn)________種融合細(xì)胞,要促進(jìn)雜種細(xì)胞分裂生長，培養(yǎng)基中應(yīng)有________和________兩類激素。（4)由雜種細(xì)胞培育成試管苗，需要經(jīng)過細(xì)胞的④________和⑤________過程。(5)利用馬鈴薯和番茄的______________得到單倍體植株，然后取單倍體植株的細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交，再用________處理之后也可得到可育的“番茄-馬鈴薯”雜種植株。［解析］(1）植物體細(xì)胞雜交最終得到雜種植株，要應(yīng)用到植物組織培養(yǎng)技術(shù),其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。(2)細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此除去細(xì)胞壁時(shí)，為分離出有活力的原生質(zhì)體，利用酶的專一性，即用纖維素酶和果膠酶可以特異性地去除細(xì)胞壁。（3）甲、乙2種細(xì)胞融合時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)3種情況:甲甲融合，乙乙融合,甲乙融合，其中甲乙融合類型的細(xì)胞才是最終需要的雜種細(xì)胞,植物組織培養(yǎng)過程中需要使用的激素主要是生長素和細(xì)胞分裂素.（4）雜種細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化過程形成完整植株。(5)二倍體的單倍體植株一般不可育，需要用秋水仙素處理使染色體的數(shù)目加倍才可育。［答案］（1）植物組織培養(yǎng)植物細(xì)胞的全能性（和細(xì)胞膜的流動(dòng)性)(2）纖維素酶和果膠酶（3)3細(xì)胞分裂素生長素(4）脫分化再分化（5）花藥離體培養(yǎng)秋水仙素11．下圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養(yǎng)基上形成完整植株的過程。有關(guān)敘述正確的是(）A．過程①②表示脫分化，過程③表示再分化B．過程①②需要避光，過程③需要光照C．過程①②③說明花粉細(xì)胞具有全能性D．過程③獲得的完整植株自交后代不會(huì)發(fā)生性狀分離C[過程①表示脫分化，過程②表示再分化，過程③表示誘導(dǎo)生根和細(xì)胞增殖；過程①需要避光，過程②③需要光照，以利于芽中形成葉綠素；過程③獲得的單倍體植株具有高度不育的特點(diǎn)。］12．某興趣小組擬用組織培養(yǎng)繁殖一種名貴花卉，其技術(shù)路線為“取材→消毒→愈傷組織培養(yǎng)→出芽→生根→移栽"。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是（)A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)細(xì)胞的傷害B．在愈傷組織培養(yǎng)中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D．生根時(shí)，培養(yǎng)基通常應(yīng)含α-萘乙酸等生長素類調(diào)節(jié)劑B［植物組織培養(yǎng)中消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又減少消毒劑對(duì)培養(yǎng)材料的傷害；形成的愈傷組織需先除去細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體，再在細(xì)胞融合誘導(dǎo)劑作用下獲得染色體加倍的細(xì)胞;細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；植物組織培養(yǎng)過程中，生根階段的培養(yǎng)基中通常應(yīng)含有生長素類調(diào)節(jié)劑.］13．（不定項(xiàng)）有關(guān)傳統(tǒng)植物雜交與植物體細(xì)胞雜交的比較，正確的是(）A．兩者涉及的變異類型依次是基因重組、染色體變異B．兩者的操作中都需要使用纖維素酶和果膠酶C．兩項(xiàng)技術(shù)培育出的新個(gè)體與親代之間均不存在生殖隔離D．與傳統(tǒng)植物雜交相比，植物體細(xì)胞雜交可以克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙AD［傳統(tǒng)植物雜交為有性雜交，涉及的變異類型是基因重組，植物體細(xì)胞雜交涉及的變異類型是染色體變異，A正確；有性雜交時(shí)不需要使用纖維素酶和果膠酶，B錯(cuò)誤;植物體細(xì)胞雜交獲得的新個(gè)體與親代之間存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；有性雜交一般發(fā)生在同種生物之間，而植物體細(xì)胞雜交打破了生殖隔離，能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，D正確。］14．科研人員將獲得的若干具有活力的天竺葵（2n＝12)花粉原生質(zhì)體和香茅草(2n＝20)花粉原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)融合,成功培育出了雜種植物——驅(qū)蚊草。請(qǐng)回答下列問題：(1）制備原生質(zhì)體需要配制酶解反應(yīng)液，該液體內(nèi)含果膠酶、纖維素酶、滲透壓穩(wěn)定劑等。在該反應(yīng)液中,果膠酶和纖維素酶的作用是________________,加入滲透壓穩(wěn)定劑的目的是________________。(2）在原生質(zhì)體融合處理階段，融合體系中除含異種融合的原生質(zhì)體外，可能還有______________的原生質(zhì)體存在，體系中出現(xiàn)多種類型原生質(zhì)體的原因是____________________________.融合形成的雜種細(xì)胞經(jīng)過______________過程形成雜種植株，該過程運(yùn)用的生物學(xué)原理是________________。(3)由該途徑獲得的驅(qū)蚊草,通常是________（填“不育的"或“可育的”),理由是________________________。[解析］(1)植物細(xì)胞需去除細(xì)胞壁才可獲得原生質(zhì)體，果膠酶和纖維素酶的作用就是去除細(xì)胞壁,加入滲透壓穩(wěn)定劑的目的主要是維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，防止其破裂.（2)原生質(zhì)體融合處理后，有的原生質(zhì)體并不融合，而融合的原生質(zhì)體可能有三種類型--天竺葵花粉自身融合的原生質(zhì)體、香茅草花粉自身融合的原生質(zhì)體、天竺葵花粉與香茅草花粉融合的原生質(zhì)體，這主要是由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100％。融合形成的雜種細(xì)胞需要經(jīng)過植物組織培養(yǎng)過程才能形成雜種植株，包括脫分化和再分化兩個(gè)具體過程,該過程的原理是植物細(xì)胞的全能性。(3）由該途徑獲得的驅(qū)蚊草通常是不育的,因?yàn)樵诩?xì)胞中沒有同源染色體,減數(shù)分裂時(shí)無法進(jìn)行聯(lián)會(huì)。［答案]（1)去除細(xì)胞壁維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，防止其破裂（2）同種融合、未融合細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%脫分化和再分化(或植物組織培養(yǎng))植物細(xì)胞的全能性(3）不育的驅(qū)蚊草的細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中,沒有同源染色體聯(lián)會(huì)不能準(zhǔn)確理解細(xì)胞的合理性15．下列有關(guān)細(xì)胞全能性的敘述，不正確的是(）A．受精卵在自然條件下能使后代細(xì)胞形成完整個(gè)體，因此全能性最高B．生物體內(nèi)的體細(xì)胞由于細(xì)胞分化,全能