2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程1.1植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE8-植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)(20分鐘·70分)一、選擇題(共7小題,每小題5分,共35分)1.以下為植物體細(xì)胞雜交技術(shù)流程圖,其中甲和乙分別表示兩種二倍體植物細(xì)胞,所含有的染色體組分別是AA和BB。據(jù)圖分析正確的是 ()A.經(jīng)①過(guò)程獲得的a、b稱為原生質(zhì)層B.c細(xì)胞只有AABB這一種類型C.過(guò)程④和⑤分別是分化和再分化D.植物d可育【解析】選D。經(jīng)①過(guò)程獲得的a、b稱為原生質(zhì)體,A錯(cuò)誤;融合的細(xì)胞有三種:AAAA、BBBB、AABB,另有些細(xì)胞可能沒(méi)有融合,所以共有五種細(xì)胞:AAAA、BBBB、AABB、AA、BB,B錯(cuò)誤;過(guò)程④和⑤分別是脫分化和再分化過(guò)程,C錯(cuò)誤;獲得的植物d是經(jīng)過(guò)篩選后的植物類型,基因型為AABB,含同源染色體,而且可育,D正確。2.如圖為植物組織培育的基本過(guò)程,則制作人工種子、生產(chǎn)人參皂苷干粉,應(yīng)分別選用的編號(hào)是 ()A.④②B.③②C.③④D.④③【解析】選B。圖中①為離體的植物組織或器官,②為愈傷組織,③為胚狀體,④為新植物體。人工種子是指通過(guò)植物組織培育得到的胚狀體、不定芽、頂芽和腋芽等為材料,通過(guò)人工薄膜包裝得到的種子。因此,要制作人工種子,應(yīng)當(dāng)選擇編號(hào)③;要獲得細(xì)胞代謝產(chǎn)物,應(yīng)當(dāng)培育到愈傷組織。因此,生產(chǎn)人參皂苷干粉,應(yīng)當(dāng)選擇編號(hào)②,故B正確。3.下面關(guān)于植物細(xì)胞工程的敘述,正確的是 ()①不同種植物的葉肉細(xì)胞融合時(shí),應(yīng)先去掉細(xì)胞膜②葉肉細(xì)胞脫分化后,可形成無(wú)定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞③葉肉細(xì)胞經(jīng)過(guò)再分化過(guò)程,可形成愈傷組織④葉肉細(xì)胞離體培育時(shí),可以表現(xiàn)出細(xì)胞全能性A.①③ B.②④C.①②④ D.①②③④【解析】選B。植物細(xì)胞融合應(yīng)去掉細(xì)胞壁而不是細(xì)胞膜;高度分化的葉肉細(xì)胞經(jīng)脫分化后,可形成愈傷組織,愈傷組織是無(wú)定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞團(tuán);高度分化的植物細(xì)胞必需在離體培育的狀態(tài)下才能表現(xiàn)出全能性。4.如圖為植物體細(xì)胞雜交及組織培育過(guò)程示意圖。下列說(shuō)法不正確的是 ()A.過(guò)程①②分別須要用胰蛋白酶和聚乙二醇進(jìn)行處理B.高爾基體在過(guò)程③發(fā)揮了重要作用C.過(guò)程⑤須要更換培育基,才能進(jìn)一步分化為植株D.若A、B的基因型分別為Rr、Yy,則雜種植株的基因型為RrYy【解析】選A。題圖中①為用纖維素酶和果膠酶對(duì)植物細(xì)胞A、B進(jìn)行去除細(xì)胞壁的處理,②為用聚乙二醇融合法等誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,A錯(cuò)誤;③為新細(xì)胞壁再生的過(guò)程,高爾基體與植物細(xì)胞壁的形成有關(guān),B正確;過(guò)程④⑤分別運(yùn)用誘導(dǎo)脫分化培育基和誘導(dǎo)再分化培育基,⑤須要更換培育基,才能進(jìn)一步分化為植株,C正確;若A、B的基因型分別為Rr、Yy,則雜種植株的基因型為RrYy,D正確。5.以二倍體蘭花花藥為外植體,經(jīng)植物組織培育過(guò)程獲得蘭花植株,下列相關(guān)敘述不正確的是 ()A.為防止雜菌污染,①②③過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作B.②過(guò)程需在培育基中添加多種植物激素以利于再分化C.該育種過(guò)程體現(xiàn)了細(xì)胞的全能性D.經(jīng)④過(guò)程形成的植株中可篩選獲得純合的二倍體【解析】選B。植物組織培育的過(guò)程要求無(wú)菌無(wú)毒的環(huán)境,其中外植體要進(jìn)行消毒處理,而培育基需滅菌處理,即①②③過(guò)程要進(jìn)行嚴(yán)格的無(wú)菌操作,A正確;②過(guò)程需在培育基中添加多種植物激素以利于脫分化,B錯(cuò)誤;高度分化的細(xì)胞首先經(jīng)過(guò)脫分化后形成愈傷組織,然后再分化形成植株,整個(gè)育種過(guò)程體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性,C正確;④過(guò)程形成的植株中可篩選獲得純合的二倍體蘭花植株,D正確。6.甲種植物細(xì)胞和乙種植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)如圖所示(僅顯示細(xì)胞核),將甲、乙兩種植物細(xì)胞去掉細(xì)胞壁后,誘導(dǎo)二者的原生質(zhì)體融合,形成單核的雜種細(xì)胞,若經(jīng)過(guò)組織培育得到了雜種植株,則該雜種植株是 ()A.二倍體,基因型是DdYyRrB.三倍體,基因型是DdYyRrC.四倍體,基因型是DdYyRrD.四倍體,基因型是DDddYYyyRRrr【解析】選C。甲細(xì)胞含2個(gè)染色體組,乙細(xì)胞也含2個(gè)染色體組,但由于彼此屬于不同的物種,染色體組彼此不同,所以融合后產(chǎn)生的雜種細(xì)胞含有4個(gè)染色體組,應(yīng)屬于異源四倍體,基因型為DdYyRr。7.用植物組織培育方法誘導(dǎo)離體的植物組織形成具有生根發(fā)芽實(shí)力的胚狀體結(jié)構(gòu),再包袱上人造種皮,可制成人工種子,其過(guò)程如圖。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.圖示過(guò)程依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性B.進(jìn)行②過(guò)程時(shí),不須要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁C.再分化發(fā)生在④過(guò)程,是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過(guò)程D.脫分化過(guò)程需避光培育,有利于愈傷組織的形成【解析】選C。圖示過(guò)程依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性,A正確;進(jìn)行②脫分化過(guò)程時(shí),不須要用纖維素酶和果膠酶去掉植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,B正確;再分化發(fā)生在③過(guò)程,是愈傷組織重新分化成根或芽等器官的過(guò)程,C錯(cuò)誤;脫分化形成愈傷組織的過(guò)程,須要避光培育,D正確。二、非選擇題(共2小題,共35分)8.(20分)如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作接入試管后,在肯定條件下形成試管苗的培育過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(1)此過(guò)程依據(jù)的原理是__________________。B階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式是________________,B階段除了進(jìn)行細(xì)胞分裂外,還進(jìn)行______________等。

(2)B階段須要光照,緣由是______________________。

(3)試管苗的根細(xì)胞沒(méi)有葉綠素,而葉肉細(xì)胞具有葉綠素,這是____________________________的結(jié)果。

(4)A、B兩過(guò)程能否在同一培育基上進(jìn)行?________________。為什么?__

__________________________________________________。

【解析】(1)植物組織培育是指將單個(gè)細(xì)胞培育成完整個(gè)體,這充分體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性;A階段為脫分化,B階段為再分化,B階段細(xì)胞進(jìn)行的分裂方式為有絲分裂,B階段除了進(jìn)行細(xì)胞分裂外,還要進(jìn)行細(xì)胞分化。(2)植物組織培育在B(再分化)階段,愈傷組織生根、發(fā)芽,并且芽發(fā)育成葉,葉綠素須要在光照條件下才能合成。(3)在植物體的不同部位進(jìn)行不同的生命活動(dòng),合成不同的物質(zhì),這是基因選擇性表達(dá)的結(jié)果。(4)由于A(脫分化)和B(再分化)兩階段進(jìn)行的處理及養(yǎng)分、環(huán)境要求不同,所以兩者不能在同一培育基上進(jìn)行。答案:(1)植物細(xì)胞的全能性有絲分裂細(xì)胞分化(2)芽發(fā)育成葉,葉肉細(xì)胞中葉綠素的形成須要光照(3)基因選擇性表達(dá)(4)不能A(脫分化)和B(再分化)兩階段進(jìn)行的處理及養(yǎng)分、環(huán)境要求不同9.(15分)如圖為植物體細(xì)胞雜交過(guò)程示意圖。據(jù)圖回答:(1)步驟①是____________________________,最常用的方法是__________________________。

(2)在利用雜種細(xì)胞培育成為雜種植株的過(guò)程中,運(yùn)用的技術(shù)手段是______________,其中步驟④相當(dāng)于____________________,步驟⑤相當(dāng)于__________。

(3)原生質(zhì)體融合的目的是獲得__________。遠(yuǎn)緣雜交的兩個(gè)親本的遺傳特征能夠在新的植物體上有所表現(xiàn),其根本緣由是____________________。

(4)若遠(yuǎn)緣雜交親本A和B都是二倍體,則雜種植株為_(kāi)_____________倍體。

(5)從理論上講,雜種植株的育性為_(kāi)_________。若運(yùn)用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實(shí)現(xiàn)?______________,緣由是______________________________________。

(6)利用植物體細(xì)胞雜交的方法培育作物新品種過(guò)程中,遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律?________。為什么?__

________________________________________________________________________________。

【解析】(1)用纖維素酶和果膠酶來(lái)分解細(xì)胞壁(即酶解法)是最常用的制備植物原生質(zhì)體的方法。(2)由雜種細(xì)胞培育到雜種植株運(yùn)用了植物組織培育技術(shù),經(jīng)驗(yàn)脫分化和再分化兩個(gè)重要階段。(3)原生質(zhì)體融合是為了獲得雜種細(xì)胞,當(dāng)原生質(zhì)體A和B的融合體再生出細(xì)胞壁就意味著雜種細(xì)胞的形成。雜種植株同時(shí)具備兩個(gè)雜交親本的遺傳物質(zhì),能夠表現(xiàn)出兩個(gè)親本的遺傳特性。(4)若親本A和B都是二倍體,則雜種植株的體細(xì)胞內(nèi)有四個(gè)染色體組,為四倍體。(5)雜種植株的細(xì)胞內(nèi)具有同源染色體,理論上講是可以進(jìn)行減數(shù)分裂產(chǎn)生正常配子的,是可育的。不同物種間存在生殖隔離,不會(huì)實(shí)現(xiàn)有性雜交,即使能雜交,也不會(huì)產(chǎn)生可育后代,植物體細(xì)胞雜交打破了這種生殖隔離,克服了遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙。(6)孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律發(fā)生在有性生殖的減數(shù)分裂過(guò)程中,而植物體細(xì)胞雜交過(guò)程中細(xì)胞增殖的方式是有絲分裂,沒(méi)有減數(shù)分裂,故此過(guò)程遺傳物質(zhì)的傳遞不遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。答案:(1)去掉細(xì)胞壁,分別出有活力的原生質(zhì)體酶解法(2)植物組織培育脫分化再分化(3)雜種細(xì)胞獲得雙親的遺傳物質(zhì)(兩個(gè)親本的遺傳物質(zhì))(4)(異源)四(5)可育不能不同種生物之間存在生殖隔離(6)不遵循有性生殖的過(guò)程中進(jìn)行減數(shù)分裂,才遵循孟德?tīng)柕倪z傳規(guī)律【互動(dòng)探究】(1)雜種植株并沒(méi)有擁有兩種植物全部的性狀,為什么?提示:盡管雜種植株細(xì)胞內(nèi)擁有兩種植物的全部基因,但不同種生物之間的基因表達(dá)是相互影響的。(2)雜種植株生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程中遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律嗎?試分析緣由。提示:遵循。雜種植株細(xì)胞內(nèi)有同源染色體,能進(jìn)行正常的減數(shù)分裂,即能夠開(kāi)花結(jié)果,遵循孟德?tīng)栠z傳規(guī)律。(10分鐘·30分)1.(6分)(不定項(xiàng))從基因型為Aa的某植物養(yǎng)分器官中獲得細(xì)胞,顯微視察如圖所示。下列對(duì)該圖示細(xì)胞的敘述正確的是 ()A.若將X細(xì)胞離體培育成完整植株,培育過(guò)程要用纖維素酶和果膠酶處理B.將Y細(xì)胞離體培育成幼苗后用秋水仙素處理,所得植株為純合子C.將X和Y融合并經(jīng)組織培育形成的植株為四倍體D.X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同,但核DNA一般相同【解析】選C、D。植物體細(xì)胞雜交時(shí),要用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,獲得具有活力的原生質(zhì)體,假如用X細(xì)胞離體培育成植株,需經(jīng)過(guò)植物組織培育,不須要去除細(xì)胞壁;將Y細(xì)胞離體培育成幼苗后用秋水仙素處理,所得植株(基因型為AAaa)為雜合子;將X(Aa)和Y(Aa)融合并經(jīng)組織培育形成的植株為四倍體(AAaa);X和Z細(xì)胞的形態(tài)不同,但都是由一個(gè)細(xì)胞(受精卵)增殖分化而來(lái),因而核DNA一般相同。2.(6分)(不定項(xiàng))如圖表示利用棉花葉肉細(xì)胞原生質(zhì)體進(jìn)行遺傳改良的過(guò)程,據(jù)圖分析錯(cuò)誤的是 ()A.①過(guò)程需在相宜條件下用纖維素酶和果膠酶的混合物處理B.②過(guò)程能定向誘導(dǎo)原生質(zhì)體產(chǎn)生優(yōu)良性狀的變更C.③過(guò)程中葉肉細(xì)胞失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能D.③④過(guò)程需用相同配比的激素處理【解析】選B、D。植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此常選用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁,A正確;紫外線照耀誘導(dǎo)生物變異屬于基因突變,具有不定向性,B錯(cuò)誤;③過(guò)程為脫分化,其目的是使原有細(xì)胞復(fù)原分裂和分化實(shí)力,即失去了其特有的結(jié)構(gòu)和功能,C正確;③過(guò)程為脫分化,④過(guò)程為再分化,需用不同濃度配比的激素進(jìn)行誘導(dǎo),D錯(cuò)誤?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】試驗(yàn)人員利用矮牽牛(二倍體,2n=14)的紅色花瓣細(xì)胞(液泡呈紅色)與枸杞(四倍體,4n=48)葉肉細(xì)胞,制備了相應(yīng)的原生質(zhì)體,并誘導(dǎo)其融合,經(jīng)篩選、培育獲得雜種植株。下列有關(guān)敘述正確的是 ()A.原生質(zhì)體融合后干脆進(jìn)行組織培育,獲得雜種植株B.可利用電融合、離心等方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C.在顯微鏡下只能視察到花瓣細(xì)胞、枸杞細(xì)胞和花瓣—枸杞雜種細(xì)胞D.若原生質(zhì)體均為兩兩融合,則融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目均為62條【解析】選B。原生質(zhì)體融合后須要先再生出新的細(xì)胞壁后才能進(jìn)行組織培育,A項(xiàng)錯(cuò)誤;可利用電融合、離心等方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,B項(xiàng)正確;顯微鏡下可見(jiàn)到未融合的花瓣細(xì)胞、枸杞細(xì)胞,也可見(jiàn)到花瓣—花瓣細(xì)胞、枸杞—枸杞細(xì)胞(同種細(xì)胞融合的細(xì)胞),還有花瓣—枸杞雜種細(xì)胞,C項(xiàng)錯(cuò)誤;兩兩融合的原生質(zhì)體,若是花瓣—花瓣細(xì)胞,則融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目為28條,若是枸杞—枸杞細(xì)胞,則融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目為96條,若是花瓣—枸杞雜種細(xì)胞,則融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目為62條,D項(xiàng)錯(cuò)誤。【試驗(yàn)·探究】3.(18分)(2024·天津等級(jí)考)某植物有A、B兩品種。科研人員在設(shè)計(jì)品種A組織培育試驗(yàn)時(shí),參照品種B的最佳激素配比(見(jiàn)下表)進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)。品種B組織培育階段細(xì)胞分裂素濃度/(μmol·L-1)生長(zhǎng)素濃度/(μmol·L-1)Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織m1n1Ⅱ誘導(dǎo)形成幼芽m2n2Ⅲ誘導(dǎo)生根m3n3據(jù)表回答:(1)Ⅰ階段時(shí)通常選擇莖尖、幼葉等作為外植體,緣由是______________________________________。

(2)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段中發(fā)生基因選擇性表達(dá)的是________________________________________________________階段。

(3)為確定品種A的Ⅰ階段的最適細(xì)胞分裂素濃度,參照品種B的激素配比(m1>2.0),以0.5μmol·L-1為梯度,設(shè)計(jì)5個(gè)濃度水平的試驗(yàn),細(xì)胞分裂素最高濃度應(yīng)設(shè)為_(kāi)___________μmol