課時跟蹤檢測（六）植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)

課時跟蹤檢測（六）植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)一、概念檢測1．判斷正誤，正確的畫“√”，錯誤的畫“×”。(1)植物的每個細(xì)胞在植物體內(nèi)和體外都能表現(xiàn)出細(xì)胞的全能性。 (×)提示：具有某種生物全部遺傳信息的細(xì)胞在離體的情況下才能表現(xiàn)出全能性。(2)在植物組織培養(yǎng)過程中，細(xì)胞的遺傳物質(zhì)一般都發(fā)生改變。 (×)提示：植物組織培養(yǎng)主要是通過細(xì)胞分裂和分化實現(xiàn)的，遺傳物質(zhì)一般不會發(fā)生改變。(3)脫分化和再分化是植物組織培養(yǎng)的重要過程。 (√)(4)在植物組織培養(yǎng)過程中需要給予光照，以誘導(dǎo)脫分化過程。 (×)提示：植物組織培養(yǎng)過程中，脫分化過程是要求避光培養(yǎng)的。(5)植物體細(xì)胞雜交要先去除細(xì)胞壁的原因是細(xì)胞壁阻礙了原生質(zhì)體的融合。 (√)(6)植物體細(xì)胞雜交過程中，細(xì)胞融合成功的標(biāo)志是產(chǎn)生新的細(xì)胞壁。 (√)2．下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述，錯誤的是 ()A．其原理是植物細(xì)胞的全能性B．必須在無菌條件下進(jìn)行C．再分化的過程中需要一定光照D．一般需用培養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)解析：選D植物組織培養(yǎng)所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，A正確；為保證實驗成功，植物組織培養(yǎng)技術(shù)必須在無菌條件下進(jìn)行，B正確；由愈傷組織再分化形成雜種植株的過程需要光照，因為葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照，C正確；植物組織培養(yǎng)一般需要用MS固體培養(yǎng)基，D錯誤。3．下圖為植物組織培養(yǎng)的基本過程，其中構(gòu)成愈傷組織的細(xì)胞為同種類型。下列敘述錯誤的是 ()A．①②過程中均發(fā)生了細(xì)胞分化B．①②過程中均發(fā)生了細(xì)胞分裂C．溫度會影響①②過程進(jìn)行的速度D．圖示過程體現(xiàn)了植物的體細(xì)胞具有全能性解析：選A①過程為脫分化，沒有發(fā)生細(xì)胞分化；②過程為再分化，該過程發(fā)生了細(xì)胞分化，A錯誤；①②過程中均發(fā)生了細(xì)胞分裂，使細(xì)胞數(shù)目增多，B正確；脫分化和再分化過程需要酶的催化，酶的催化效果受溫度影響，故溫度會通過影響酶的活性而影響①②過程進(jìn)行的速度，C正確；圖示過程由一個體細(xì)胞最終發(fā)育為一個完整個體，體現(xiàn)了植物的體細(xì)胞具有全能性，D正確。4．下列有關(guān)利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育白菜—甘藍(lán)雜種植株的過程的說法，正確的是 ()A．愈傷組織有葉綠體，代謝類型是自養(yǎng)需氧型B．白菜—甘藍(lán)植株不能結(jié)種子C．該白菜—甘藍(lán)植株培育過程包括有絲分裂、減數(shù)分裂和細(xì)胞分化等過程D．白菜—甘藍(lán)雜種植株的形成是植物細(xì)胞全能性表達(dá)的結(jié)果解析：選D植物細(xì)胞脫分化形成愈傷組織，愈傷組織沒有葉綠體，代謝類型是異養(yǎng)需氧型，A錯誤；白菜—甘藍(lán)雜種植株具有2個親本的遺傳物質(zhì)，含有同源染色體，能正常結(jié)籽，B錯誤；植物體細(xì)胞雜交過程屬于無性繁殖，包括有絲分裂和細(xì)胞分化，但不涉及減數(shù)分裂，C錯誤；白菜—甘藍(lán)是由雜種細(xì)胞通過植物組織培養(yǎng)而成的，是細(xì)胞全能性表達(dá)的結(jié)果，D正確。5．利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得優(yōu)良新品種的過程中，不必考慮的問題是 ()A．親本是否存在生殖隔離B．選擇具優(yōu)良性狀的親本C．親本體細(xì)胞去壁后融合D．雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)解析：選A植物體細(xì)胞雜交能夠打破生殖隔離的限制，克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，故不需要考慮親本的生殖隔離問題；如果利用植物體細(xì)胞雜交技術(shù)培育性狀優(yōu)良的作物新品種，則需選擇具有期望的優(yōu)良性狀的親本，使其優(yōu)良性狀在后代身上表達(dá)出來；植物體細(xì)胞雜交的實質(zhì)是植物原生質(zhì)體的融合，故需要考慮親本體細(xì)胞去壁后融合；植物原生質(zhì)體融合時，可能存在同種細(xì)胞的融合，故需要考慮雜種細(xì)胞的篩選和培養(yǎng)。二、綜合遷移6．如圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞的原生質(zhì)體進(jìn)行遺傳改良的過程，據(jù)圖分析，下列相關(guān)敘述錯誤的是 ()A．①過程需用纖維素酶和果膠酶的混合物處理B．②過程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的突變C．③過程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能D．④過程需用適宜配比的生長素和細(xì)胞分裂素處理解析：選B①表示去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體的過程，因為植物細(xì)胞壁的成分主要是纖維素和果膠，因此，需在適宜條件下用纖維素酶和果膠酶的混合物處理，A正確；②表示人工誘變過程，但基因突變是不定向的，B錯誤；③表示脫分化形成愈傷組織的過程，該過程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能，轉(zhuǎn)變成未分化的細(xì)胞，C正確；④表示再分化過程，而決定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素的種類和比例，因此生長素和細(xì)胞分裂素用量的比例影響了愈傷組織分化的方向，D正確。7．科研人員以不耐鹽的小麥組織細(xì)胞為原料，利用組織培養(yǎng)技術(shù)獲得耐鹽小麥植株突變體(甲)，培育過程如圖所示。下列相關(guān)敘述錯誤的是 ()A．培育耐鹽小麥的原理有基因突變和植物細(xì)胞的全能性B．X為愈傷組織，該細(xì)胞分裂旺盛，更易發(fā)生基因突變C．MRS選擇培養(yǎng)基中可加入一定濃度的NaCl溶液以篩選耐鹽植株D．培育獲得的耐鹽小麥植株的耐鹽性狀都可以穩(wěn)定遺傳解析：選D圖示用射線處理X所依據(jù)的原理是基因突變，植物組織培養(yǎng)所依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，A正確；X為離體的小麥組織細(xì)胞經(jīng)脫分化形成的愈傷組織，愈傷組織細(xì)胞分裂旺盛，更易發(fā)生基因突變，B正確；在個體水平上，可以通過改變培養(yǎng)基的成分篩選抗鹽的植物新品種，即在MRS選擇培養(yǎng)基中加入一定濃度的NaCl溶液，C正確；若控制植株耐鹽的性狀為顯性性狀，培育獲得的耐鹽小麥植株的耐鹽性狀不一定能穩(wěn)定遺傳，D錯誤。8．植物組織培養(yǎng)過程中，無菌操作步驟至關(guān)重要。下列關(guān)于無菌操作的敘述，錯誤的是 ()A．不耐高溫的植物激素需過濾除菌后才能添加到已滅菌的培養(yǎng)基中B．超凈工作臺可用紫外線消毒，鑷子、剪刀可灼燒滅菌C．植物材料用次氯酸鈉消毒后即可接種到培養(yǎng)基中D．玻璃培養(yǎng)皿常采用干熱滅菌法滅菌解析：選C對不耐高溫的植物激素除菌時，可以用濾膜過濾除菌后再添加到已滅菌的培養(yǎng)基中，A正確；接種室和超凈工作臺可用紫外線進(jìn)行消毒，鑷子、剪刀等金屬器具可灼燒滅菌，B正確；植物組織培養(yǎng)中的外植體用體積分?jǐn)?shù)為70%的酒精和次氯酸鈉溶液進(jìn)行消毒后，都需要無菌水清洗2～3次才能接種到培養(yǎng)基中，C錯誤；玻璃培養(yǎng)皿常采用干熱滅菌法滅菌，D正確。9．通過植物細(xì)胞工程技術(shù)，可利用甲高產(chǎn)不耐鹽、乙低產(chǎn)耐鹽的兩種二倍體植物培育高產(chǎn)耐鹽的雜種植株，實驗流程如圖所示。下列敘述正確的是 ()A．①通常將植物細(xì)胞置于含纖維素酶和果膠酶的低滲溶液中處理B．②到③的過程中，雜種細(xì)胞內(nèi)高爾基體和線粒體活動明顯增強(qiáng)C．由④到目的植株需進(jìn)一步篩選的原因是④中含有高產(chǎn)不耐鹽品種D．目的植株相對于甲、乙而言發(fā)生了染色體數(shù)目變異導(dǎo)致植株不可育解析：選B①是利用纖維素酶和果膠酶獲取原生質(zhì)體的過程，該過程需要在等滲溶液中進(jìn)行，以維持原生質(zhì)體的形態(tài)和功能，A錯誤；②到③的過程是融合細(xì)胞再生細(xì)胞壁的過程，而高爾基體與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān)，線粒體可為該過程提供能量，故該過程雜種細(xì)胞內(nèi)高爾基體和線粒體活動明顯增強(qiáng)，B正確；④是經(jīng)篩選獲得的具有耐鹽特性的胚狀體，但不能確定其是高產(chǎn)還是低產(chǎn)，故需要進(jìn)一步篩選，C錯誤；甲、乙是二倍體植株，通過體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得的目的植株是四倍體，是可育的，D錯誤。10．植物組織培養(yǎng)技術(shù)可以用來繁殖名品花卉，某同學(xué)利用藍(lán)色月季花來進(jìn)行培育，培育過程如圖所示，據(jù)此回答下列問題：(1)植物組織培養(yǎng)是在____________________條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的培養(yǎng)條件，誘導(dǎo)其經(jīng)過A________形成愈傷組織后再經(jīng)過B________，最終形成完整的植株。(2)為了防止藍(lán)色月季花品質(zhì)退化，該同學(xué)選用植株__________部位進(jìn)行組織培養(yǎng)，選擇該位置的原因是______________________________________。(3)在培養(yǎng)過程中，該同學(xué)想要了解細(xì)胞分裂素與生長素對促進(jìn)植物生根還是生芽的影響設(shè)計了如圖乙的實驗，由圖可知當(dāng)細(xì)胞分裂素濃度大于生長素濃度時，誘導(dǎo)________的生長，當(dāng)細(xì)胞分裂素濃度小于生長素濃度時，誘導(dǎo)________的生長。解析：(1)植物組織培養(yǎng)的主要原理是植物細(xì)胞具有全能性，具體過程是在無菌和人工控制條件下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適宜的條件，誘導(dǎo)其組織經(jīng)過脫分化產(chǎn)生愈傷組織后再經(jīng)過再分化，最終形成完整的植株。(2)藍(lán)色月季花是用無性繁殖的方式進(jìn)行增殖的，其感染的病毒容易傳給后代，導(dǎo)致其品質(zhì)變差，因此對其進(jìn)行組織培養(yǎng)時常選用植株的莖尖、芽尖，因為這些部位病毒少或基本不帶病毒，能保證植株的品質(zhì)。(3)細(xì)胞分裂素濃度/生長素濃度的比值高時，誘導(dǎo)芽的生成；細(xì)胞分裂素與生長素的濃度大致相等時，愈傷組織繼續(xù)生長而不分化；細(xì)胞分裂素濃度/生長素濃度的比值低時，會趨于生根。答案：(1)無菌和人工控制脫分化再分化(2)莖尖、芽尖莖尖、芽尖病毒少或基本不帶病毒(3)芽根11．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。用一定劑量的紫外線處理黑芥原生質(zhì)體可使其染色體片段化，并喪失再生能力。再利用此原生質(zhì)體作為部分遺傳物質(zhì)的供體與完整的花椰菜原生質(zhì)體融合，以獲得抗黑腐病雜種植株。流程如圖所示，回答下列問題：(1)該過程雜種細(xì)胞的培養(yǎng)離不開植物組織培養(yǎng)，避免微生物污染，優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率，在植物組織培養(yǎng)時，應(yīng)從_______________________________(至少答出2點)等方面制訂措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制__________________________(至少答出3點)等培養(yǎng)條件。(2)過程②后，在顯微鏡下觀察融合的活細(xì)胞中有供體的______________存在，這一特征可作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。(3)原生質(zhì)體培養(yǎng)液中需要加入適宜濃度的甘露醇以保持一定的滲透壓，其作用是______________________。原生質(zhì)體經(jīng)過________________再生，進(jìn)而分裂和脫分化形成愈傷組織。(4)若分析再生植株的染色體變異類型，應(yīng)剪取再生植株和______________植株的根尖制成裝片，然后在顯微鏡下觀察比較染色體的形態(tài)和數(shù)目。(5)對雜種植株進(jìn)行____________________接種實驗，可篩選出具有高抗性的雜種植株。解析：(1)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時，應(yīng)從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實驗人員無菌操作等方面制訂措施，減少污染；在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時，注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境，控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。(2)用于融合的兩個細(xì)胞，一個是黑芥苗的葉肉細(xì)胞，一個是花椰菜的根部細(xì)胞，其中供體細(xì)胞特有的結(jié)構(gòu)是葉綠體，因此可通過觀察葉綠體的有無作為初步篩選雜種細(xì)胞的標(biāo)志。(3)原生質(zhì)體沒有細(xì)胞壁的保護(hù)，需要加入適宜濃度的甘露醇以保證滲透壓的穩(wěn)定，避免原生質(zhì)體吸水或失水破壞原生質(zhì)體的完整性；原生質(zhì)體通過再生細(xì)胞壁形成雜種細(xì)胞，進(jìn)而形成愈傷組織。(4)若觀察再生植株的染色體變異類型，可以將其染色體與雙親的染色體進(jìn)行比較，染色體經(jīng)過解離、漂洗、染色和制片后再使用顯微鏡進(jìn)行觀察。(5)對雜種植株接種黑腐病菌，能正常生長的就是具有高抗性的雜種植株，從而可篩選出具有高抗性的雜種植株。答案：(1)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實驗人員無菌操作溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)(2)葉綠體(3)保持原生質(zhì)體完整性細(xì)胞壁(4)雙親(花椰菜和黑芥)(5)黑腐病菌三、應(yīng)用創(chuàng)新12．馬鈴薯四倍體栽培種沒有青枯病的抗性基因，少數(shù)馬鈴薯野生種存在青枯病的抗性基因。由于核型等差異，野生種難以與四倍體馬鈴薯栽培種直接雜交繁育，為獲得具有抗青枯病的馬鈴薯栽培種，研究人員進(jìn)行了植物體細(xì)胞雜交的實驗研究(已知雜種細(xì)胞會發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象)，過程如下圖所示。下列分析正確的是()A．在低滲溶液中，用酶解法處理a和b可以獲得兩種原生質(zhì)體B．過程①體現(xiàn)了生物膜的流動性，用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞cC．過程②所配制的培養(yǎng)基中添加了等量的生長素類和赤霉素類植物生長調(diào)節(jié)劑D．過程③為脫分化、再分化過程，可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株的抗病性狀解析：選B酶解法可用于去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，但不能在低滲溶液中進(jìn)行，否則原生質(zhì)體會吸水漲破，A錯誤；過程①代表原生質(zhì)體的融合，利用了生物膜的流動性，雜種細(xì)胞c中染色體是a和b細(xì)胞染色體之和，所以用染色體組型分析可篩選出雜種細(xì)胞c，B正確；過程②為脫分化，培養(yǎng)愈傷組織需要在培養(yǎng)基中添加等量的生長素類和細(xì)胞分裂素類植物生長調(diào)節(jié)劑，C錯誤；過程③表示再分化，由于雜種細(xì)胞發(fā)生部分染色體缺失現(xiàn)象，可能含抗性基因的染色體缺失，所以可采用DNA分子雜交技術(shù)鑒定植株是否含有抗性基因，D錯誤。13．組培苗在移栽前一般需要煉苗，目的是提高組培苗對外界環(huán)境條件的適應(yīng)性。下圖是不同煉苗方式組合對白蘭地紅楓組培苗移栽存活率的影響，下列有關(guān)敘述，正確的是()A．煉苗初期的環(huán)境應(yīng)和室外環(huán)境相同B．開蓋煉苗期間應(yīng)控制的環(huán)境條件為無菌、無光，并保持一定的濕度C．白蘭地紅楓組培苗的最佳煉苗方式是閉蓋煉苗6d后，再開蓋煉苗3dD．白蘭地紅楓組培苗的移栽存活率隨著閉蓋煉苗時間的增加先升高后降低解析：選D煉苗開始數(shù)天內(nèi)，應(yīng)和培養(yǎng)時的環(huán)境條件相似；煉苗后期，則要與預(yù)計的栽培條件相似，從而達(dá)到逐步適應(yīng)的目的，A錯誤。組織培養(yǎng)期間需要無菌操作，開蓋煉苗期間不需要無菌的環(huán)境，應(yīng)和預(yù)計的室外栽培條件相似，B錯誤。分析題圖可知，閉蓋煉苗6d后，再開蓋煉苗2d，組培苗的移栽存活率最高，是白蘭地紅楓組培苗的最佳煉苗方式，C錯誤。分析題圖可知，在相同開蓋煉苗天數(shù)下，白蘭地紅楓組培苗的移栽存活率隨著閉蓋煉苗時間的增加先升高后降低，D正確。14．植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。請分析回答下列問題：(1)該技術(shù)可以保持品種的________，繁殖種苗的速度________。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng)，最終能夠形成完整的植株，說明該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部________________。(2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時，需要在超凈工作臺上進(jìn)行，其原因是避免________的污染。(3)微型繁殖過程中，適宜濃度的生長素單獨使用可誘導(dǎo)試管苗________，而與________________配比適宜時可促進(jìn)芽的增殖。(4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同蔗糖濃度的培養(yǎng)基上一段時間后，單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖。據(jù)圖分析，隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加，光合作用強(qiáng)度的變