1、第二课时 植物细胞工程的实际应用一、选择题1(2020山东省高二期中)20世纪70年代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(D)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由于细胞分化，根尖分生区细胞中已经不存在叶绿体基因C在进行植物体细胞杂交之前，必须先利用蛋白酶去除细胞壁，获得原生质体D进行原生质体融合化学法一般是用聚乙二醇作为诱导剂来诱导融合解析：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，还需要光、激素等条件，A错误；细胞分化不改变基因，B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，
2、获得原生质体，C错误；诱导原生质体融合的化学试剂是聚乙二醇，D正确。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(C)A阶段会发生减数分裂过程B阶段需要生长素而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解析：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；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从基因型为 Aa 的绿色植物某器官中获取组织，显微观察如图。下列对该图所示细胞的叙述正确的是
3、(D)A若将 X 细胞离体培养成完整植株，此过程要涉及纤维素酶和果胶酶B若将 Y 细胞离体培养成幼苗后用秋水仙素处理，目的是使其发生染色体结构变异CX 与 Y 两个细胞融合后，发育成基因型为 AAaa 的植株是不可育的D如果 X 与 Y 细胞所含蛋白质种类有明显差异，其根本原因是信使 RNA 的不同解析：植物细胞经离体培养成完整植株，此过程不需要纤维素酶和果胶酶，进行植物细胞融合时则需要纤维素酶和果胶酶处理植物细胞，去除细胞壁，A错误；将幼苗用秋水仙素处理的主要目的是诱导染色体数目加倍，B错误；X与Y两个细胞进行杂交，形成杂种细胞，发育成基因型为AAaa的杂种植株为四倍体是可育的，C错误；如果
4、X与Y细胞所含蛋白质种类有明显差异，其根本原因是基因的选择性表达形成不同的信使RNA，从而指导合成了不同的蛋白质，D正确。4甘薯由于能增强免疫功能、防癌抗癌、抗衰老、防止动脉硬化等越来越被人们喜爱。但甘薯属无性繁殖作物，同时又是同源六倍体，具有自交不育和杂交不亲和性，这使甘薯生产和育种存在诸多常规方法难于解决的问题。下列相关操作不合理的是(B)A利用植物组织培养制作人工种子，可解决种苗用量大、成本高的问题B利用茎尖分生组织培养脱毒苗，使植株具备抗病毒的能力，产品质量得到提高C利用原生质体融合实现体细胞杂交，可以克服杂交不亲和，充分利用遗传资源D利用培养的愈伤组织进行诱变育种，可以显著提高变异频
5、率，大大缩短育种年限解析：茎尖等分裂旺盛部位无病毒感染，所以利用茎尖分生组织培养出无病毒且保持优良性状的幼苗，脱毒苗不等于抗毒苗，通过基因工程将抗病毒基因转移至受体细胞可以培育出抗病毒的转基因植物，B错误。5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)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。6如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，
6、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800 lx时，都不能生长，下列叙述正确的是(D)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实验中除了杂种细胞外，还有5种融合细胞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800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团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800 lx光照下培养，收集增殖分化的细胞团从理论上分析，将融合细胞的培养液放在大于800 lx光照下培养，有5种融合细胞不能增殖分化ABCD解析：在实验开始时要先利用
7、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。7人们利用
8、植物的微型繁殖技术来进行工厂化生产，这是利用了该项技术的哪些特点(D)A操作简单B使优良性状组合在一起C培育新的性状D高效性和保持种苗的优良遗传特性解析：植物微型繁殖技术繁殖植物就是利用其优点：一是繁殖高效快速，二是能保持优良品种的遗传特性。植物微型繁殖技术的方法是植物的组织培养技术，是一种无性繁殖方式，后代与亲代性状相同，操作过程并不简单。8如图表示一人工种子，下列与人工种子培育生产过程有关的叙述，不正确的是(D)A人工种子一般用离体的植物细胞通过组织培养技术获得B胚状体是由愈伤组织分化而成，离体细胞只有形成愈伤组织才能表现出全能性C同一批次的人工种子可以保证具有相同的基因型D胚状体是由未分
9、化的、具有分裂能力的细胞构成的解析：胚状体是由愈伤组织分化而成的，一般具有芽、根的明显分化。植物组织培养过程进行的是有丝分裂，所以每个细胞所含的遗传物质是相同的，因此同一批次的种子可以保证具有相同的基因型。9下列属于植物细胞工程实际应用的是(C)制造人工种子培育抗盐植物培育抗病毒烟草培育单倍体生产脱毒植株ABCD解析：植物细胞工程应用范围较广，除外还包括利用植物体细胞杂交生产杂种植物，利用植物细胞培养生产香料、药物等。中培育抗病毒烟草属于基因工程的范畴。10下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断不正确的是(D)A若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性B若是花
10、粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若是人参细胞，对进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量D若是具有杂种优势的农作物细胞，则利用进行繁育会发生性状分离解析：杂种细胞发育成的杂种植株具有两种植物体的遗传物质，因而可能表现出两种植物的遗传特性。若是花粉，则是通过离体培养获得的单倍体植株，经染色体加倍后获得的一定是纯合子，因而一定会稳定遗传。若是人参细胞，是脱分化获得的愈伤组织，对愈伤组织进行扩大培养可提高细胞产物人参皂甙的产量。是再分化出的胚状体或丛芽，用其进行繁育属于无性繁殖，后代会保持亲本的性状，所以，若是具有杂种优势的农作物细胞，则利用进行繁育不会发生性状分离。11现有
11、甲、乙两种二倍体纯种植物，甲植物的光合产量高于乙植物，但乙植物更适宜在盐碱地种植(相关性状均由核基因控制)。现要利用甲、乙两种植物培育出高产、耐盐的植株。下列技术不可行的是(C)A利用植物体细胞杂交技术，可以获得符合要求的四倍体杂种植株B将乙种植物耐盐基因导入甲种植物的体细胞中，可培育出所需植株C两种植物杂交后，得到的F1再利用单倍体育种，可较快获得所需植株D诱导两种植物的花粉融合后培育成幼苗，再用秋水仙素处理可培育出所需植株12(不定项选择)下面为番茄植物组织培养过程的流程图解，以下相关叙述正确的是(ACD)A脱分化发生在b步骤，形成愈伤组织，在此过程中植物激素发挥了重要作用B再分化发生在d
12、步骤，是愈伤组织重新分化成根或芽等器官的过程C从叶组织块到种苗形成的过程说明番茄叶片细胞具有全能性D人工种子可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题解析：由愈伤组织形成胚状结构的过程叫再分化，发生在c过程，故选项B错。b过程是指植物组织形成愈伤组织的过程，叫脱分化；脱分化、再分化都是由于培养基中不同激素及其浓度比决定的；植物组织培养技术的原理即植物细胞的全能性；人工种子的优点是可以解决有些作物品种繁殖能力差、结子困难或发芽率低等问题。二、非选择题13为培育出含胡萝卜素的“黄金大米”，科研人员提出以下两套培育方案。请分析回答下列问题：甲方案：(1)甲方案中，胡萝卜素基因能在玉米和
13、水稻体内出现相同表达结果的原因是_所有生物共用一套遗传密码子_。若胡萝卜素基因序列小且已知，可采用_人工合成_的方法获得胡萝卜素基因。过程中可用_DNA分子杂交_技术检测水稻体细胞DNA上是否插入了胡萝卜素基因。(2)乙方案中所采用的技术依据的原理是_细胞膜具有一定的流动性_和_细胞的全能性_。通过获得“黄金大米”幼苗需要经过_脱分化和再分化_两个过程。(3)过程开辟了植物繁育的新途径，该技术通常可用于微型繁殖、_作物脱毒_和制备人工种子。(4)与传统育种方法相比，甲、乙两套方案共同的优点是_克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)_。解析：(1)甲方案中玉米基因能在水稻体内表达的理论依据是所
14、有生物共用一套遗传密码子。在目的基因序列已知的情况下，可采用人工合成的方法获得目的基因。检测目的基因是否插入受体细胞可用DNA分子杂交技术。(2)乙方案用植物细胞工程培育含胡萝卜素的“黄金大米”，其中表示植物体细胞杂交技术，其基础是细胞膜具有一定的流动性；表示将杂种细胞培育成杂种植株，该过程需要采用植物组织培养技术，其原理是细胞的全能性。植物组织培养需要经过脱分化产生愈伤组织，愈伤组织经过再分化形成根或芽等器官。(3)植物组织培养的优点是可用于微型繁殖、作物脱毒或制备人工种子。(4)与传统育种方法相比，基因工程育种与植物细胞工程育种都能克服远缘杂交不亲和的障碍(打破生殖隔离)。14(2020江
15、苏省高三二模)下图中亲本植株的基因型为Aa(染色体数为2n)，A、B、C、D表示以亲本植株为材料进行的四种人工繁殖过程，请据图回答下列问题：(1)植物组织培养过程中，外植体需要进行消毒处理。利用图中的部分叶片进行植物组织培养时，需将其先用_(体积分数为70%的)酒精_消毒30 s后，用无菌水清洗23次，再用次氯酸钠处理30 min后，立即用无菌水清洗23次。(2)经过B过程获得的子代植株基因型为_Aa_，子代再连续自交2代后，A的基因频率和AA基因型频率分别为_50%、37.5%_。(3)图中需经过的生理过程是_脱分化、再分化_。(4)图中A、B、C、D过程都能得到一种高度液泡化的薄壁细胞组成
16、的结构是_愈伤组织_，某同学取上述薄壁细胞制成临时装片观察中期细胞，可观察到的染色体组数目分别为_1、2、2、4_。(5)D过程获得植株是可育的，若让其和原植株进行人工杂交，其后代中基因纯合的类型所占比例为_1/6_。解析：(1)常用(体积分数为70%的)酒精对植物组织进行消毒。(2)B过程只涉及有丝分裂，基因型与原来的植株相同，因此获得的子代植株基因型为Aa。子代自交1代后，基因型为1/4AA、1/2Aa、1/4aa，再自交1代后，基因型为：AA：1/41/21/43/8，Aa：1/21/21/4，aa：1/41/21/43/8，A的基因频率为3/81/41/21/2(50%)。AA基因型频
17、率为3/8(37.5%)。(3)图中需经过的生理过程是脱分化变成愈伤组织，再分化为胚状体。(4)愈伤组织是指原植物体的局部受到创伤刺激后，在伤口表面新生的组织。它由活的薄壁细胞组成，可起源于植物体任何器官内各种组织的活细胞。图中A、B、C、D过程都能得到愈伤组织。A过程为花药得到的单倍体，染色体组数为1。B、C过程都是体细胞进行有丝分裂，与原来的体细胞染色体数目相同，因此染色体组数为2。D为原生质体融合，染色体数目和组数都加倍，染色体组数为4。(5)D过程获得植株基因型是AAaa，产生配子及比例为AAaaAa114，若让其和原植株(Aa)进行人工杂交，其后代中基因纯合的类型(AAA、aaa)所
18、占比例为1/21/61/21/61/6。15下图所示为培育农作物新品种的过程示意图。请回答：(1)图中分别表示一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒的_TDNA_和_标记基因_。(2)仅用二倍体植物甲的未成熟花粉培养成的完整植株，称为_单倍体_植株，说明未成熟花粉具有_全能性_；这些植株只有通过_染色体数目加倍(或一定浓度的秋水仙素处理)_后，才能结实。(3)一般在培养基上培养24 h48 h后，大部分原生质体已再生出细胞壁，可以取样，通过_植物细胞的质壁分离与复原_实验来鉴别细胞壁是否已经再生。(4)若要大量获取紫草素，可从_愈伤_组织中提取。图示育种方法与传统杂交育种相比，主要优点是_可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍_。解析：(1)根据图示信息可知，表示的是一个已插入外源DNA片段的重组Ti质粒的TDNA，表示的是标记基因。(2)花粉经植物组织培养形成的完整植株被称为单倍体植株，说明未成熟花粉具有全能性；单倍体植物高度不育，这些植株只有通过染色体数目加倍(或一定浓度的秋水仙素处理)后，才能结实。(3)鉴别是否已经再生细胞壁可以通过植物细胞的质壁分离与复原实验进行判断，能发生质壁分离的细胞已经再生出新的细胞壁。(4)若要大量获取紫草素，可从愈伤组织中提取。图示育种方法应用了基因工程和植物体细胞杂交等技术，与传统杂交育种相比，主要优点是可以克服不同生物远缘杂交不亲和的障碍。