1、第2章细胞工程第1节植物细胞工程一植物细胞工程的基本技术必备知识基础练1.下列有关植物细胞全能性的叙述,错误的是()A.植物体只有体细胞才具有发育成完整个体所需的全部基因B.植物体细胞全能性是植物体细胞杂交的理论基础C.高度分化的植物体细胞只有在离体状态下才有可能表现出全能性D.植物体的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性答案A解析植物体的体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全部基因,A项错误;植物体细胞杂交的结果是培养出杂种植株,因此植物体细胞的全能性是植物体细胞杂交技术的理论基础,B项正确;植物体细胞表现出全能性的前提条件是植物的器官、组织或细胞为离体状态,C项正确;植物体
2、的根、茎、叶、花等器官内的细胞一般都具有全能性,D项正确。2.某兴趣小组研究了培养基中生长素与细胞分裂素含量的比值对烟草愈伤组织分化的影响,得到如下表所示结果。组别分化状况甲20.02分化形成根乙20.2不分化丙20.5分化形成芽下列叙述不正确的是()A.愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性变化B.培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织细胞丧失了细胞全能性C.两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织细胞出现稳定性差异D.生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根答案B解析愈伤组织是植物细胞脱分化后形成的,能够继续进行有丝分裂,所以愈伤组织在生长过程中细胞的核膜、核仁会出现周期性
3、变化,A项正确;培养在乙组培养基中的烟草愈伤组织虽然不分化,但没有丧失细胞全能性,条件适合的情况下仍然可以发育为一个完整的新个体,B项错误;据表分析,两种激素含量比值的变化会导致愈伤组织出现不同的分化方向,即细胞出现稳定性差异,C项正确;从题表数据可知,生长素与细胞分裂素含量的比值高时有利于愈伤组织分化形成根,D项正确。3.菊花的组织培养需要严格的无菌操作,下列有关叙述错误的是()A.外植体首先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后转接到诱导生根的培养基上,长出根后再将其转接到诱导生芽的培养基上,进一步形成试管苗B.幼苗要先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间C.材料的年龄、保存
4、时间的长短等都会影响植物组织培养的效果D.将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插答案A解析外植体一般先诱导生芽,再诱导生根,因此是先在诱导愈伤组织的培养基上生长,一段时间后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,进一步形成试管苗,A项错误;植物组织培养形成的幼苗光合能力较弱,需先移植到消过毒的蛭石或者珍珠岩等环境下生活一段时间,待其长壮后再移栽到土壤中,B项正确;植物材料的选择直接关系到实验的成功,材料的年龄、保存时间的长短等都会影响植物组织培养的效果,C项正确;将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了生长素能够进行极性运输,保证成活率,D项正确。4.将菊花外植体接
5、种到培养基中,可以培育出菊花试管苗。下列叙述正确的是()A.将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了防止杂菌污染B.培养基中添加蔗糖的目的只是调节渗透压C.培养基中生长素与细胞分裂素的含量比值高时,有利于根的形成D.长出丛芽和生根的过程中菊花组织细胞的遗传物质要发生改变答案C解析将菊花茎段插入时应注意方向,不要倒插,是为了生长素能够进行极性运输,保证成活率,A项错误;植物组织培养时在培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压,B项错误;生长素与细胞分裂素的含量比值高时,有利于根的形成,C项正确;长出丛芽和生根的过程是细胞分化的结果,菊花组织细胞的遗传物质没有发生改变,D项错误。5.为了培
6、育菊花新品种,科学家利用二倍体野生夏菊和六倍体栽培秋菊进行杂交,培育过程如下图所示。下列有关叙述正确的是()A.野生夏菊和栽培秋菊通过植物体细胞杂交得到四倍体植株B.d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递遵循孟德尔的遗传规律C.过程常选择酶解法去除细胞壁,一般在等渗溶液中进行D.与过程有关的细胞器只有高尔基体比较活跃答案C解析野生夏菊是二倍体,栽培秋菊是六倍体,两者通过植物体细胞杂交得到的是八倍体植株,A项错误;d植株含有夏菊和秋菊的遗传物质,形成d植株的过程中,遗传物质的传递不遵循孟德尔的遗传规律,B项错误;过程表示通过酶解法去除细胞壁,为了防止原生质体变形,该过
7、程需要在等渗溶液中进行,C项正确;过程表示融合后的原生质体再生出细胞壁,形成杂种细胞c,该过程中较活跃的细胞器有高尔基体、线粒体等,D项错误。6.下列关于植物组织培养的叙述,错误的是()A.用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官、组织或细胞B.进行植物组织培养时,常常需要添加植物激素,但是菊花茎段的组织培养比较容易,可以不必添加植物激素C.培养基中添加蔗糖的目的只是提供营养物质D.用茎尖进行组织培养获得脱毒苗时,作物不会或者极少感染病毒答案C解析用于植物组织培养的外植体就是指离体培养的植物器官、组织或细胞,外植体应选择分裂旺盛的部分,如根尖、茎尖等,A项正确;进行植物组织培养时,常常
8、需要添加植物激素,比如生长素和细胞分裂素,但是菊花茎段的组织培养比较容易,可以不必添加植物激素,B项正确;培养基中添加蔗糖的目的是提供营养和调节渗透压,C项错误;茎尖位于植物分生区附近,病毒极少,甚至无病毒,因此,若要获得脱毒苗,一般选取植物体的茎尖组织进行培养,D项正确。7.(2021湖北武汉高二期末)下列有关菊花组织培养的叙述,错误的是()A.外植体一般选自未开花植株的茎上部新萌生的嫩枝B.为充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种多个外植体C.培养形成的愈伤组织可继续在原培养基中分化形成植株D.外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施答案C解析在以快速繁殖为主要目的时,菊花未
9、开花植株的茎上部新萌生的侧枝是最为常用的外植体,因为该处细胞分裂能力强、分化程度低,全能性容易表达,A项正确;为充分利用培养条件,每个锥形瓶可接种68个外植体,接种后,将封口膜重新扎好,B项正确;培养形成的愈伤组织需要转移到分化培养基中才能再分化形成植株,C项错误;外植体接种前常进行流水冲洗、酒精处理、消毒液处理等消毒措施,最后为了避免消毒液的危害,需要用无菌水清洗三次,D项正确。8.下图为烟草植物组织培养过程的流程图。下列有关叙述正确的是()A.对过程获取的根组织块应做较彻底的灭菌处理B.过程应根据要求使用适宜的培养基,在避光的环境中进行C.过程发生脱分化,其实质是基因的选择性表达D.过程通
10、过定向诱导可以产生优良性状的突变答案B解析对过程获取的根组织块应进行消毒处理,如果采用灭菌技术,会使根组织块失去活力,无法进行组织培养,A项错误;过程是脱分化形成愈伤组织,需要在避光的环境中进行,B项正确;过程发生再分化,其实质是基因的选择性表达,C项错误;表示进一步发育形成幼苗,该过程通过诱导可以产生突变,但突变是不定向的,D项错误。9.驱蚊香草含有香茅醛,能散发出一种特殊的柠檬型香气,从而达到驱蚊且对人体无害的效果。驱蚊香草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的。下列关于驱蚊香草培育的叙述,错误的是()A.驱蚊香草培育中所利用技术的优点是打破生殖隔离,实现远缘杂交育种
11、B.驱蚊香草培育过程要用到纤维素酶、果胶酶等试剂制备原生质体C.驱蚊香草培育过程不同于植物组织培养,无细胞脱分化和再分化的过程D.驱蚊香草培育利用了植物体细胞杂交技术,育种原理是染色体数目变异答案C解析驱蚊香草是把天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体进行诱导融合培育而成的,采用了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,A项正确;要获得天竺葵的原生质体和香茅草的原生质体,需要采用酶解法,即用纤维素酶、果胶酶溶解植物细胞的细胞壁,以获得原生质体,B项正确;驱蚊香草培育过程不同于植物组织培养,但需要采用植物组织培养技术,因此有细胞脱分化形成愈伤组织和再分化形成试管苗的
12、过程,C项错误;驱蚊香草培育利用了植物体细胞杂交技术,杂种植株中含有两种植物的遗传物质,为异源多倍体,故驱蚊香草的育种原理是染色体数目变异,D项正确。10.(2021黑龙江哈尔滨中学高二月考)下图甲为植物组织培养流程图,图乙为植物组织培养过程的部分示意图,请回答下列问题。(1)从理论上讲,植物细胞有形成再生植株的可能性,这是的表现。(2)图甲a代表过程。图甲中的和图乙A中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成的,称为。(3)图乙中D培养物已经形成幼体。请根据植物组织培养过程对图乙重新排序:。(4)若图乙中B中为胡萝卜根尖细胞,则培养成的新植株的叶片的颜色是,这说明根尖细胞。(5)某高
13、二生物兴趣小组用芦荟的新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养,愈伤组织能正常形成且以后继续长大,正常根和芽却迟迟不能形成。你认为导致该情况出现的最可能的原因是。A.葡萄糖、氨基酸等有机营养供应不足B.培养环境光照、温度、pH或氧气浓度不适宜C.生长素和细胞分裂素比例不协调D.无菌条件没有控制好答案(1)植物细胞全能性(2)脱分化愈伤组织(3)BACD(4)绿色含有该物种的全套遗传物质(5)C解析(1)植物细胞有形成再生植株的可能性,这是植物细胞全能性的表现。(2)离体的植物器官或组织先脱分化形成愈伤组织,愈伤组织继续进行培养,再分化成胚状体或丛芽,因此图甲a代表脱分化过程,图甲b为再分化过程。图甲
14、中的和图乙A中培养基上的培养物都是由无特定形态与功能的细胞组成,称为愈伤组织。(3)A中是愈伤组织,B是消毒后的外植体,C是再分化形成了根、芽等器官,D是形成植物幼体,植物组织培养过程是外植体愈伤组织根或芽完整植物体,即BACD。(4)若图乙B中为胡萝卜根尖细胞,根尖细胞含有该植物的一整套遗传物质,因此培养成的新植株的叶片的颜色是绿色的。(5)用芦荟新鲜茎的一部分作为材料进行组织培养,能脱分化形成愈伤组织,但不能再分化形成正常根和芽,说明再分化过程出现问题,而决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素(生长素和细胞分裂素)的种类和比例,因此,导致正常根和芽迟迟不能形成的原因是生长素和细胞分裂素
15、比例不协调,C项符合题意。关键能力提升练11.(多选)20世纪70年代,以植物细胞克隆为代表的细胞工程诞生。随后,植物花药培养、原生质体培养以及植物体细胞杂交技术得以确立和发展,标志着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()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.试管苗可以直接移栽入土C.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,获得原生质体D.诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+高pH融合法等答案CD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,还需要激素等
16、条件,A项错误;移栽前先打开封口膜或瓶盖,让试管苗在培养箱内生长几日,用流水洗掉根部的培养基后,将幼苗移植到消过毒的蛭石或珍珠岩等环境中,待其长壮后再移栽入土,B项错误;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,获得原生质体,C项正确;诱导原生质体融合的化学法包括聚乙二醇(PEG)融合法、高Ca+高pH融合法等,D项正确。12.(多选)紫杉醇是紫杉细胞的次级代谢产物,能抑制细胞的有丝分裂,具有良好的抗癌作用。利用植物组织培养技术,可从紫杉的愈伤组织中提取紫杉醇。用MS培养基(用于植物组织培养的基本培养基)培养紫杉愈伤组织时需加入IAA和6-BA(细胞分裂素),两种激素对细
17、胞内紫杉醇含量的影响如下表。下列说法错误的是()IAA/(mgL-1)4235063608190A.植物的愈伤组织是具有分生能力的薄壁细胞B.外植体经脱分化和再分化过程形成愈伤组织C.细胞内紫杉醇的积累有利于愈伤组织细胞的快速增殖D.相对而言,IAA和6-BA浓度比为31时利于紫杉醇的合成答案BC解析愈伤组织是具有分生能力的薄壁细胞,A项正确;外植体经脱分化形成愈伤组织,B项错误;紫杉醇为细胞代谢产物,在细胞内积累不利于愈伤组织的增殖,C项错误;从表中分析,IAA为6 mg/L、6-BA为2 mg/L时,细胞内紫杉醇含量最高,即IAA和6-BA浓度比为31时利于紫杉醇的合成,D项正确。13.(
18、2021安徽宿州高二期中)科学家将番茄(2N)和马铃薯(4N)利用如图技术得到“番茄马铃薯”植株。请据图回答下列问题。(1)上图中所示技术的原理是和。(2)过程若只考虑两两融合的产物,则形成的原生质体有种。在诱导原生质体融合时常用的诱导方法是,参与过程的细胞器有。(3)过程是,过程增殖的方式为;诱导试管f中植株生根过程的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值较过程(填“高”或“低”),最终获得的“番茄马铃薯”属于倍体植株。(4)植物体细胞杂交和传统杂交技术相比的优点是。答案(1)细胞膜的流动性植物细胞的全能性(2)3聚乙二醇(PEG)诱导高尔基体和线粒体(3)脱分化有丝分裂高六(4)克服远缘杂交的
19、障碍解析(1)题图所示技术的名称是植物体细胞杂交技术;将杂种细胞培育成杂种植株需要采用植物组织培养技术,其原理是植物细胞具有全能性和细胞膜具有一定的流动性。(2)根据分析可知,过程为原生质体融合,只考虑两两融合的产物,则形成的原生质体有3种,分别为两个马铃薯原生质体融合、两个番茄原生质体融合、马铃薯原生质体和番茄原生质体融合。人工诱导原生质体融合的方法中,常用的化学诱导剂一般是PEG(聚乙二醇),过程成功的标志是杂种细胞再生出细胞壁(形成新的细胞壁),需要高尔基体的参与和线粒体为该活动提供能量。(3)过程是脱分化,过程再分化形成幼苗的过程增殖的方式为有丝分裂;当细胞分裂素与生长素的浓度比值大于1时,可以促进芽的分化,当该比值小于1时,可以促进根的分化,故诱导试管f中植株生根过程的培养基中,生长素与细胞分裂素的比值较过程高;因番茄属于二倍体,马铃薯属于四倍体,所以最终获得的“番茄马铃薯”杂种植株属于六倍体植株。(4)植物体细胞杂交和传统杂交技术相比的优点是克服远缘杂交的障碍。8
