1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价 五植物细胞工程的基本技术(30分钟100分)一、选择题(共4小题,每小题6分,共24分)1.植物组织培养可以形成愈伤组织,下列有关愈伤组织的叙述错误的是()A.愈伤组织是离体细胞经过脱分化形成的B.形成愈伤组织的培养基不需含有机分子C.愈伤组织可以形成具有生根能力的胚状结构D.愈伤组织细胞的线粒体和核糖体可能发生碱基互补配对【解析】选B。植物组织培养中,植物离体细胞经过脱分化过程形成愈伤组织,选项A正确。对植物愈伤组织的培养,需要加入大量元素、微量元素、植物
2、激素、有机物等,选项B错误。愈伤组织具有发育成完整个体的潜能,可以分化成具有生根发芽能力的胚状结构,选项C正确。线粒体是半自主性细胞器,有DNA,可以自主进行转录和复制,在细胞分裂时也会复制;核糖体合成多肽时,tRNA和mRNA之间会发生碱基互补配对,以连接上相应的氨基酸,选项D正确。2.(2020武汉高二检测)下列关于植物组织培养的叙述中,错误的是()A.培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压B.培养基中的生长素和细胞分裂素影响愈伤组织的生长和分化C.离体器官或组织的细胞都必须通过脱分化才能形成愈伤组织D.同一株绿色开花植物不同部位的细胞经培养获得的愈伤组织基因型相同【解析】选D。植物
3、组织培养初期,由于细胞尚不能进行光合作用,因此添加有机物蔗糖作为碳源,提供营养,同时蔗糖可以调节渗透压,故A项正确。植物激素中生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键性激素,按照不同的顺序使用生长素、细胞分裂素,会得到不同的实验结果;当同时使用这两类激素时,两者用量的比例影响植物细胞的发育方向,故B项正确。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,离体的植物器官或组织必须通过脱分化的方式来形成愈伤组织,故C项正确。取绿色开花植物的来自不同部位的体细胞和生殖细胞分别进行植物组织培养,由于生殖细胞的基因型与亲本不同,得到的愈伤组织基因型与亲本也不相同,故D项
4、错误。3.科学家把天竺葵和香茅草的原生质体进行诱导融合,培育出的驱蚊草含有一种能驱蚊且对人体无害的香茅醛。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是()A.驱蚊草的培育属于细胞工程育种,其优点是能克服远缘杂交不亲和的障碍B.培育过程中要用到纤维素酶、果胶酶、PEG等试剂或离心、振动、电激等方法C.驱蚊草培育过程是植物体细胞杂交,无愈伤组织和试管苗的形成D.驱蚊草不能通过天竺葵和香茅草杂交而获得,因为不同物种间存在生殖隔离【解析】选C。驱蚊草的培育属于细胞工程育种中的植物体细胞杂交,其优点是打破生殖隔离的限制,克服远缘杂交不亲和的障碍,选项A正确;植物体细胞杂交的过程中需要用纤维素酶和果胶酶去除植物细胞
5、壁以获得原生质体,再应用一定的诱导方法如:化学法(聚乙二醇)、物理法(振动、离心、电激)等方法诱导植物原生质体融合,选项B正确;形成杂种细胞后利用植物组织培养技术将融合细胞培育成新植株,需经历脱分化形成愈伤组织和再分化形成试管苗过程,选项C错误;天竺葵和香茅草属于不同种植物,存在生殖隔离,故不能通过杂交获得驱蚊草,选项D正确。4.(2020南京、盐城联考)为研究培养基成分对马铃薯叶肉原生质体培养的影响,科学家配制了如表所示的2种培养基,开展了有关实验,其他培养条件相同且适宜,实验结果如图所示,下列有关叙述错误的是()组别培养基培养天数甲MS培养基(含蔗糖、有机酸、无机盐、琼脂)7天乙纤维二糖+
6、MS培养基(同上)7天A.本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片B.培养基中还需要添加适当比例的生长素和细胞分裂素C.制备原生质体前需用湿热灭菌法对酶解液进行处理D.添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长【解析】选C。本实验的材料可取自马铃薯试管苗的幼嫩叶片;在植物组织培养过程中需要加入植物激素,生长素和细胞分裂素用量的比值低时,有利于芽的分化,反之则有利于根的分化;用湿热灭菌法对酶解液进行处理,会导致酶丧失活性,使实验失败;据图分析可知,如果在培养基中加入纤维二糖后细胞的出芽率明显降低,细胞的分裂率明显升高,所以添加纤维二糖的作用可能是促进细胞壁再生和细胞持续分裂生长。【
7、补偿训练】下列关于植物体细胞杂交的叙述,正确的是()A.去掉细胞壁获得有活力的原生质体的唯一方法是酶解法 B.因基因选择性表达导致原生质体和植物细胞形态不同 C.杂种细胞再生细胞壁主要与线粒体和高尔基体有关 D.有丝分裂和减数分裂是植物体细胞杂交过程中细胞分裂的主要方式【解析】选C。目前最常用的去除细胞壁的方法是酶解法,但不是唯一的方法,A项错误;细胞壁对植物细胞具有保护和支持的作用,去除细胞壁后,原生质体呈球状,与基因选择性表达无关,B项错误;植物细胞壁的成分主要是纤维素,而高尔基体参与合成纤维素,过程中需要线粒体提供ATP,C项正确;植物体细胞杂交最后的结果是得到完整的杂种植株的幼苗,没有
8、经过减数分裂,D项错误。二、非选择题(共6小题,共76分)5.(8分)(2020石家庄高二检测)研究发现,经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好。下图表示脱毒苗培养的过程。请回答下列问题:小叶尚未展开的匍匐茎1 cm40 水浴4 h剥取茎尖接种培养脱毒苗(1)植物组织培养首先要通过脱分化过程,脱分化是指 的过程。植物组织培养还要通过过程。(2)选材是植物组织培养取得成功的条件之一,胡萝卜组织培养实验中要强调切取含有形成层部分,原因是。获得的草莓脱毒苗要剥取茎尖,原因是。(3)经水浴处理后再组织培养获得的草莓幼苗脱毒效果更好,原因可能有(写一点),剥取的茎尖需要进行处理。【解析】(1)
9、植物组织培养的过程中,关键的步骤是脱分化与再分化,脱分化是指已经分化的细胞,经过诱导后,失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞的过程。植物组织培养即外植体通过脱分化形成愈伤组织,然后通过再分化形成胚状体或者丛芽的过程。(2)在植物组织培养过程中,选择的外植体分化程度越低,分裂能力越强,培养越容易成功,因此在组织培养过程中选择形成层的细胞,因为形成层的细胞分化程度低、分裂能力强,易脱分化。获取脱毒的幼苗一般选择茎尖为外植体,因为茎尖所含的病毒少或无病毒,获得的脱毒苗不会或极少感染病毒。(3)水浴处理有利于延缓病毒增殖扩散速度,比脱毒效果更好,由于植物组织培养过程中需要在无菌的条件下进行,故剥取
10、的茎尖需要进行无菌处理。答案:(1)已经分化的细胞,经诱导后失去其特有的结构和功能而转变为未分化细胞再分化(2)形成层细胞分化程度低,分裂能力强,易脱分化茎尖所含病毒少或无病毒(3)延缓病毒增殖扩散速度无菌6.(10分)(2020赣中南五校联考)科学家利用植物体细胞杂交技术成功获得了胡萝卜羊角芹杂种植株,为了便于杂种细胞的筛选和鉴定,科学家利用红色荧光和绿色荧光分别标记胡萝卜和羊角芹的细胞膜上的蛋白质,其培育过程如图所示:请回答下列相关问题。(1)植物体细胞杂交的生物学原理是 。(2)过程常用酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体。植物原生质体融合过程常采用的物理法有(写出两点即可);原生质体融
11、合成功的标志是。在鉴定杂种原生质体时可用显微镜观察,当观察到时可判断该原生质体是由胡萝卜原生质体和羊角芹原生质体融合而成的。(3)过程和过程分别为,过程的培养基中常添加的植物激素有。(4)与杂交育种相比,植物体细胞杂交的显著特点是 。【解析】(1)植物体细胞杂交就是将不同种的植物体细胞在一定条件下诱导融合成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成新的植物体,体现的生物学原理为细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。(2)植物细胞具有细胞壁,在进行体细胞融合之前需先用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,获得具有活力的原生质体,诱导原生质体融合的物理法包括振动、离心、电激等,化学法一般是用聚乙二醇作为诱
12、导剂来诱导细胞融合。细胞融合成功的标志是杂种细胞再生出新的细胞壁;由于红色荧光和绿色荧光分别标记于胡萝卜和羊角芹的细胞膜上的蛋白质,故融合的杂种原生质体表面既有红色荧光又有绿色荧光。(3)由杂种细胞形成愈伤组织的过程为植物组织培养中的脱分化,由愈伤组织形成胡萝卜羊角芹杂种植株的过程属于再分化。培养基中需添加的植物激素是生长素和细胞分裂素。(4)植物体细胞杂交是将不同种植物的体细胞融合,克服了植物远缘杂交不亲和的障碍或打破了物种间的生殖隔离。答案:(1)细胞膜的流动性、植物细胞的全能性(2)纤维素酶和果胶 离心、振动、电激(任写两点即可)杂种细胞再生出新的细胞壁融合的杂种原生质体表面既有红色荧光
13、又有绿色荧光(3)脱分化和再分化生长素和细胞分裂素 (4)克服了植物远缘杂交不亲和的障碍(或打破了物种间的生殖隔离)7.(10分)如图为植物体细胞杂交过程示意图。据图回答:(1)步骤是 ,最常用的方法是。(2)在利用杂种细胞培育成为杂种植株的过程中,运用的技术手段是,其中步骤相当于,步骤相当于。(3)原生质体融合的目的是获得 。远缘杂交的两个亲本的遗传特征能够在新的植物体上有所表现,其根本原因是。(4)若远缘杂交亲本A和B都是二倍体,则杂种植株为倍体。(5)从理论上讲,杂种植株的育性为。若运用传统有性杂交方法能否实现?,原因是。(6)利用植物体细胞杂交的方法培育作物新品种过程中,遗传物质的传递
14、是否遵循孟德尔的遗传规律? 。为什么? 。【解析】(1)用纤维素酶和果胶酶来分解细胞壁(即酶解法)是最常用的制备植物原生质体的方法。(2)由杂种细胞培育到杂种植株运用了植物组织培养技术,经历脱分化和再分化两个重要阶段。(3)原生质体融合是为了获得杂种细胞,当原生质体A和B的融合体再生出细胞壁就意味着杂种细胞的形成。杂种植株同时具备两个杂交亲本的遗传物质,能够表现出两个亲本的遗传特性。(4)若亲本A和B都是二倍体,则杂种植株的体细胞内有四个染色体组,为四倍体。(5)杂种植株的细胞内具有同源染色体,理论上讲是可以进行减数分裂产生正常配子的,是可育的。不同物种间存在生殖隔离,不会实现有性杂交,即使能
15、杂交,也不会产生可育后代,植物体细胞杂交打破了这种生殖隔离,克服了远缘杂交不亲和的障碍。(6)孟德尔的遗传规律发生在有性生殖的减数分裂过程中,而植物体细胞杂交过程中细胞增殖的方式是有丝分裂,没有减数分裂,故此过程遗传物质的传递不遵循孟德尔遗传规律。答案:(1)去掉细胞壁,分离出有活力的原生质体酶解法(2)植物组织培养脱分化再分化(3)杂种细胞获得双亲的遗传物质(两个亲本的遗传物质)(4)(异源)四(5)可育不能不同种生物之间存在生殖隔离(6)不遵循有性生殖的过程中进行减数分裂,才遵循孟德尔的遗传规律【互动探究】(1)杂种植株并没有拥有两种植物全部的性状,为什么?提示:尽管杂种植株细胞内拥有两种
16、植物的全部基因,但不同种生物之间的基因表达是相互影响的。(2)杂种植株生长发育的过程中遵循孟德尔遗传规律吗?试分析原因。提示:遵循。杂种植株细胞内有同源染色体,能进行正常的减数分裂,即能够开花结果,遵循孟德尔遗传规律。8.(12分)回答下列有关植物组织培养的问题。(1)用于植物组织培养的植物材料称为 。(2)组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分化状态的过程称为。(3)在再分化阶段所用的培养基中,含有植物激素X和植物激素Y,逐渐改变培养基中这两种植物激素的浓度比,未分化细胞群的变化情况如图所示,据图指出两种激素的不同浓度比与形成芽、根、愈伤组织的关系:当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,
17、 ; ; 。(4)若植物激素Y是生长素,在植物组织培养中其主要作用是,则植物激素X的名称是。(5)生产上用试管苗保留植物的优良性状,其原因是 。【解析】(1)植物组织培养是在离体情况下将植物组织、器官(称外植体)培育成一个个体的过程,所以用于植物组织培养的植物材料称为外植体。(2)植物组织培养包括脱分化和再分化两个重要的过程。其中脱分化是指组织培养中的细胞,从分化状态转变为未分化状态的过程。(3)由图可知:当植物激素X与植物激素Y的浓度比等于1时,未分化细胞群经分裂形成愈伤组织;当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,未分化细胞群分化形成芽;当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,未分化细
18、胞群分化形成根。(4)由以上分析可知:激素X是细胞分裂素,激素Y是生长素。(5)试管苗是植物组织培养形成的,因为植物组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离,因此用试管苗能保留植物的优良性状。答案:(1)外植体(2)脱分化(3)未分化细胞群经分裂形成愈伤组织当植物激素X与植物激素Y的浓度比大于1时,未分化细胞群分化形成芽当植物激素X与植物激素Y的浓度比小于1时,未分化细胞群分化形成根(4)促进细胞的生长(伸长)细胞分裂素(5)组织培养形成试管苗的过程属于无性生殖,后代不发生性状分离9.(15分)“白菜-甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育的蔬菜新品种,它具有生长期短、耐热性强和易
19、储存等优点。如图是“白菜-甘蓝”培育过程示意图,请完成下列问题:(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是 。该过程说明植物细胞具有。(2)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在过程d中选取具有生根发芽能力的结构,包裹上人造种皮制得。(3)在过程d培养中,培养基的成分通常包括水、 、有机营养和等,同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,另一个成功的关键是操作过程中必须保证操作。(4)在过程a中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是,融合依据的原理是 。【解题关键】解答本题需明确以下两点:(1)图示信息:明确过程a表示诱导原生质体融合,过程b表示再生出新细胞壁的过程,
20、过程c表示脱分化过程,过程d表示再分化过程。(2)关键信息:明确植物体细胞杂交分为两个阶段,第一个阶段是植物体细胞原生质体融合成杂种细胞,第二个阶段是杂种细胞培养出杂种植株。【解析】(1)由杂种细胞D培育成“白菜-甘蓝”植株,采用的技术手段是植物组织培养,该过程说明植物细胞具有全能性。(2)要制备“白菜-甘蓝”的人工种子,要在过程d中选取具有生根发芽能力的胚状体结构,包裹上人造种皮制得。(3)过程d表示再分化,在该过程培养中,培养基的成分通常包括水、无机盐、有机营养和植物激素等;同时,在培养过程中,除必要的温度、光照和氧气等外界条件外,成功的另一个条件是必须保证无菌操作。(4)在过程a中诱导原
21、生质体融合最常用的诱导剂是聚乙二醇(PEG),融合依据的原理是细胞膜的流动性。答案:(1)植物组织培养全能性(2)胚状体(3)无机盐植物激素无菌 (4)聚乙二醇(PEG)细胞膜的流动性【互动探究】(1)过程d为什么需要光照?提示:叶肉细胞中叶绿素的合成需要光照条件。(2)“白菜-甘蓝”的根细胞没有叶绿素,而叶的叶肉细胞具有叶绿素,这是为什么?提示:基因选择性表达的结果。10.(21分)通过细胞工程技术,利用甲、乙两种高等植物的各自优势,培育具有抗病、耐盐优良性状的杂种植株。请回答下列问题: (1)A处理目前最常用的方法是 。 PEG诱导形成B的原理是 。将甲、乙原生质体放在等渗溶液中其形态为
22、。B是否再生出细胞壁,检测方法是。 (2)幼苗C具有的优良性状是。 由C得到目的植株的选择根本上改变了该植物群体的。 (3)若甲的基因型为yyRr,乙的基因型为MMNn,取甲、乙的花粉进行融合,融合的细胞类型有种,其中yRMn的育性是(填“可育”或“不可育”)。【解析】(1)过程A是获取原生质体,常用酶解法去除细胞壁,使用的酶是纤维素酶和果胶酶。PEG诱导植物原生质体融合形成B,原理是细胞膜的流动性;将甲、乙原生质体放在等渗溶液中其形态为圆球形;质壁分离是细胞壁与原生质体的分离现象,因此可以用质壁分离实验来检测B是否再生出细胞壁。(2)愈伤组织在含有钠盐的选择培养基的作用下,淘汰不耐盐个体,得到的都是耐盐个体,从而使种群的基因频率发生改变。(3)甲花粉的基因型可能为yR、yr,乙花粉的基因型可能为MN、Mn。取甲、乙的花粉进行融合,融合的细胞类型有yyRR、yyrr、MMNN、MMnn、yRMN、yRMn、yrMN、yrMn、yyRr、MMNn,共10种,其中yRMn无同源染色体,是不可育的。答案:(1)酶解法(纤维素酶和果胶酶处理)细胞膜的流动性圆球形质壁分离实验 (2)耐盐基因频率 (3)10不可育关闭Word文档返回原板块