2024-2025學(xué)年高中生物限時規(guī)范訓(xùn)練5植物細胞工程的基本技術(shù)含解析新人教版選修3

PAGEPAGE9植物細胞工程的基本技術(shù)1．下列有關(guān)細胞全能性的敘述，不正確的是()A．受精卵在自然條件下能使后代細胞形成完整個體，因此全能性最高B．生物體內(nèi)的體細胞由于細胞分化，全能性不能表達C．卵細胞與受精卵一樣，細胞未分化，全能性最高D．植物細胞在肯定條件下離體培育能表現(xiàn)出全能性答案C解析受精卵是個體發(fā)育的起點，在自然條件下，通過細胞分裂、分化形成完整的個體，所以受精卵的全能性最高；體細胞是由受精卵通過有絲分裂形成的，但由于細胞分化，基因在不同的細胞中選擇性表達，因而生物體內(nèi)的體細胞并沒有表現(xiàn)出全能性；卵細胞在肯定條件下，全能性比體細胞高，但與受精卵不同，卵細胞的分化程度也很高；分化的植物細胞假如全能性要表達出來，需在肯定條件下進行離體培育。2．芥酸會降低菜籽油的品質(zhì)。油菜有兩對獨立遺傳的等位基因(H和h，G和g)限制菜籽的芥酸含量。下圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術(shù)路途，已知油菜單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，這些組分的細胞都具有全能性。據(jù)圖分析，下列敘述錯誤的是()A．①②兩過程均須要植物激素來誘導(dǎo)細胞脫分化B．與④過程相比，③過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株C．圖中三種途徑中，利用花粉培育篩選低芥酸油菜新品種(HHGG)的效率最高D．F1減數(shù)分裂時，H基因所在染色體會與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會答案D解析①②兩過程均是脫分化過程，都須要植物激素(生長素和細胞分裂素)誘導(dǎo)，A項正確；單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成，因此③過程可能產(chǎn)生二倍體再生植株，而④過程只能產(chǎn)生單倍體植株，B項正確；圖中三種途徑中，利用花粉培育篩選低芥酸植株(HHGG)的周期短，得到低芥酸植株(HHGG)的概率高，而雜交育種周期長，得到低芥酸植株(HHGG)的概率較低，須要大量的篩選工作，C項正確；減數(shù)分裂時，發(fā)生聯(lián)會的染色體是同源染色體，H基因所在染色體與G基因所在染色體為非同源染色體，不會發(fā)生聯(lián)會，D項錯誤。3．如圖中的A、B為兩種二倍體植物，通過植物體細胞雜交技術(shù)形成C植株，③過程的原理及C含有的染色體組數(shù)分別是()A．細胞膜的流淌性、2 B．細胞的全能性、4C．細胞增殖、4 D．基因的選擇性表達、3答案B解析圖中③過程是由1個細胞長成1個完整的個體，體現(xiàn)了細胞的全能性；③過程為兩種生物的體細胞進行融合，每個體細胞含有2個染色體組，融合后形成的雜種細胞C含有4個染色體組，為異源四倍體生物。4．現(xiàn)有甲、乙兩種植株(均為二倍體純種)，其中甲種植株的光合作用實力高于乙種植株，但乙種植株很適合在鹽堿地種植。要利用甲、乙兩種植株各自的優(yōu)勢，培育出高產(chǎn)、耐鹽的植株，有多種生物技術(shù)手段可以利用。下列采納的技術(shù)手段不行行的是()A．利用植物體細胞雜交技術(shù)，可獲得滿意要求的四倍體雜種目的植株B．將乙種植株耐鹽基因?qū)爰追N植株的受精卵中，可培育出目的植株C．兩種植株雜交后得到F1，取其花粉，進行花藥離體培育獲得目的植株D．誘導(dǎo)兩種植株的花粉融合并培育成幼苗，幼苗用秋水仙素處理，可培育出目的植株答案C解析甲、乙兩植株間若存在生殖隔離，則兩者不能自由雜交，即使能雜交也不能產(chǎn)生可育后代，且用花藥離體培育獲得的目的植株為單倍體，高度不變，故C項不行行。A、D兩項均利用了植物細胞雜交技術(shù)，細胞雜交技術(shù)可以克服不同植物遠緣雜交不親和的障礙且獲得的植株是可育的，因此A、D兩項是可行的。B項利用的是基因工程技術(shù)，可以人為地將目的基因?qū)胧荏w細胞中定向改造生物的遺傳性狀，因此D項也是可行的。5．甲種植物細胞(基因型為Aa)、乙種植物細胞(基因型為Bb)去掉細胞壁后，誘導(dǎo)兩種細胞的原生質(zhì)體融合，形成單核的雜種細胞。則經(jīng)過組織培育得到的雜種植株是()A．二倍體，基因型為AaBbB．二倍體，基因型為AAaaBBbbC．四倍體，基因型為AaBbD．四倍體，基因型為AAaaBBbb答案C解析雜種植株為異源四倍體，基因型為AaBb。6．下列發(fā)生了細胞分化且能體現(xiàn)體細胞全能性的生物學(xué)過程是()A．玉米種子萌發(fā)長成新植株B．小鼠骨髓造血干細胞形成各種血細胞C．小麥花粉經(jīng)離體培育發(fā)育成單倍體植株D．胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)組織培育發(fā)育成新植株答案D解析細胞的全能性是指具有某種生物全部遺傳信息的任何一個細胞，都具有發(fā)育成完整生物體的潛能。種子萌發(fā)長成植株是由幼體到成體的正常生長發(fā)育過程，雖有細胞分化，但不能體現(xiàn)細胞的全能性；骨髓造血干細胞形成各種血細胞，僅僅是細胞分化的結(jié)果，沒有形成完整的個體，不能體現(xiàn)細胞的全能性；花粉離體培育發(fā)育成單倍體植株，經(jīng)驗了細胞分化，體現(xiàn)的是花粉(生殖細胞)的全能性，沒有體現(xiàn)體細胞的全能性；胡蘿卜根韌皮部細胞經(jīng)植物組織培育發(fā)育成新植株體現(xiàn)了體細胞的全能性。7．如圖表示四倍體蘭花葉片植物組織培育過程，下列相關(guān)敘述正確的是()A．此蘭花的花藥離體培育所得植株為二倍體B．①階段體現(xiàn)了細胞的全能性，②階段須要細胞分裂素C．①階段有細胞增殖，但無細胞的再分化D．②過程為脫分化，③過程為再分化答案C解析此蘭花的花藥離體培育所得植株為單倍體；①階段表示脫分化，該階段能形成愈傷組織，沒有形成完整的植物個體，故不能體現(xiàn)細胞的全能性；愈傷組織是未分化的細胞，故①階段有細胞增殖，但無細胞的再分化；②階段表示再分化過程。8．如圖所示為胡蘿卜的韌皮部細胞通過無菌操作接入試管后，在肯定的條件下形成試管苗的培育過程。請據(jù)圖回答下列問題：(1)要促進細胞分裂生長，培育基中應(yīng)添加養(yǎng)分物質(zhì)和激素。養(yǎng)分物質(zhì)包括________和小分子有機物，激素主要包括細胞分裂素和________兩類植物激素。(2)此過程依據(jù)的原理是________________。A和B階段主要進行的分裂方式是________，B階段除細胞分裂外，還進行細胞________等。(3)此過程要無菌操作，主要是指對________進行滅菌。B階段須要光照，緣由是______________________________________________________________________________________________________________________。(4)試管苗的根細胞沒有葉綠素，而葉的葉肉細胞具有葉綠素，這是基因________的結(jié)果。答案(1)無機物生長素(2)植物細胞的全能性有絲分裂分化(3)培育基芽發(fā)育成葉，葉肉細胞中葉綠素的合成須要光照(4)選擇性表達解析植物組織培育所用的培育基中應(yīng)含有供組織細胞生長發(fā)育所需的無機物和小分子有機物，還有調(diào)整細胞脫分化和再分化的細胞分裂素和生長素等植物激素。由外植體發(fā)育到試管苗，脫分化階段細胞進行有絲分裂，再分化階段愈傷組織經(jīng)細胞有絲分裂和分化形成試管苗，此階段須要光照，緣由是葉綠素的合成須要光照。9．下列須要采納植物組織培育技術(shù)的是()①利用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株②利用花藥離體培育得到單倍體植株③利用基因工程培育抗棉鈴蟲的植株④利用細胞工程培育“番茄—馬鈴薯”雜種植株⑤無子西瓜的快速大量繁殖A．①②③ B．③④⑤C．①②④⑤ D．②③④⑤答案D解析用秋水仙素處理萌發(fā)的種子或幼苗，獲得多倍體植株，這屬于多倍體育種，該過程不須要采納植物組織培育技術(shù)，①錯誤；花藥離體培育須要采納植物組織培育技術(shù)，②正確；將轉(zhuǎn)基因受體細胞培育成轉(zhuǎn)基因植株須要采納植物組織培育技術(shù)，③正確；將“番茄—馬鈴薯”雜種細胞培育成雜種植株須要采納植物組織培育技術(shù)，④正確；無子西瓜高度不育，要使其大量繁殖可采納植物組織培育技術(shù)進行無性繁殖，⑤正確。10．下列關(guān)于植物組織培育的敘述，錯誤的是()A．培育基中添加蔗糖的目的是供應(yīng)養(yǎng)分和調(diào)整滲透壓B．培育基中的生長素和細胞分裂素影響愈傷組織的生長和分化C．離體器官或組織的細胞都必需通過脫分化才能形成愈傷組織D．同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)培育獲得的愈傷組織的基因型相同答案D解析綠色開花植物的細胞有兩種：體細胞和生殖細胞。這兩種細胞中含有的染色體種類及數(shù)目是不同的，則其基因型也是不同的，因此，同一株綠色開花植物不同部位的細胞經(jīng)植物組織培育獲得的愈傷組織的基因型可能不同。11．科學(xué)家將天竺葵的原生質(zhì)體和香茅草的原生質(zhì)體進行誘導(dǎo)融合，培育出的驅(qū)蚊草能散發(fā)出特別氣味，達到驅(qū)蚊且對人體無害的效果。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述，錯誤的是()A．驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種，其優(yōu)點是能克服遠緣雜交不親和的障礙B．驅(qū)蚊草培育過程要用到纖維素酶、果膠酶，聚乙二醇等試劑或離心、振動、電激等方法C．驅(qū)蚊草培育過程是植物體細胞雜交，不同于植物組織培育，無愈傷組織和試管苗的形成D．驅(qū)蚊草不能通過天竺葵和香茅草有性雜交而獲得是因為不同物種間存在生殖隔離答案C解析驅(qū)蚊草的培育屬于細胞工程育種中的植物體細胞雜交，其優(yōu)點是打破生殖隔離的限制，克服遠緣雜交不親和的障礙，A項正確；植物體細胞雜交的過程中須要用纖維素酶和果膠酶去除植物細胞壁獲得原生質(zhì)體，再用肯定的誘導(dǎo)方法如化學(xué)法(一般用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑)、物理法(振動、離心、電激等)誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合，B項正確；形成雜種細胞后利用植物組織培育技術(shù)將雜種細胞培育成雜種植株，需經(jīng)驗脫分化和再分化過程，其間有愈傷組織和試管苗的形成，C項錯誤；天竺葵和香茅草屬于不同物種，它們之間存在生殖隔離，故不能通過有性雜交方法獲得驅(qū)蚊草，D項正確。12．為了培育菊花新品種，科學(xué)家利用二倍體野生夏菊和六倍體栽培秋菊進行植物體細胞雜交，培育過程如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A．野生夏菊和栽培秋菊通過植物體細胞雜交得到四倍體植株B．①過程常選擇酶解法去除細胞壁，一般在低滲溶液中進行C．與②過程有關(guān)的細胞器中只有高爾基體比較活躍D．d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遺傳物質(zhì)答案D解析野生夏菊和栽培秋菊通過植物體細胞雜交得到的是八倍體植株，A項錯誤；①為去除細胞壁的過程，該過程常選擇酶解法(纖維素酶和果膠酶)，此操作一般在等滲溶液中進行，假如在低滲溶液中進行，則去掉細胞壁的原生質(zhì)體會因吸水而膨脹甚至漲破，B項錯誤；②是雜種細胞再生出細胞壁的過程，與該過程有關(guān)的細胞器中高爾基體、線粒體等都比較活躍，C項錯誤；d植株含有野生夏菊和栽培秋菊的遺傳物質(zhì)，D項正確。13．DHA對腦神經(jīng)發(fā)育至關(guān)重要。以A、B兩種單細胞真核藻為親本，利用細胞融合技術(shù)選育高產(chǎn)DHA融合藻，兩種藻特性如下表。親本藻優(yōu)勢代謝類型生長速率(g/L·天)固體培育基上藻落直徑DHA含量(‰)A藻自養(yǎng)0.06小0.7B藻異養(yǎng)0.14大無據(jù)表回答下列問題：(1)選育的融合藻應(yīng)具有A藻________與B藻________的優(yōu)點。(2)誘導(dǎo)融合前需用纖維素酶和果膠酶處理兩種藻，其目的是獲得________。(3)通過以下三步篩選融合藻，步驟________可淘汰B藻，步驟________可淘汰生長速率較慢的藻落，再通過步驟________獲得生產(chǎn)所需的融合藻。步驟a：視察藻落的大小步驟b：用不含有機碳源(碳源——生物生長的碳素來源)的培育基進行光照培育步驟c：測定DHA含量(4)以獲得的融合藻為材料進行甲、乙、丙三組試驗，結(jié)果如下圖。①甲組條件下，融合藻產(chǎn)生[H]的細胞器是________；丙組條件下產(chǎn)生ATP的細胞器是________。②與甲、丙兩組相比，乙組融合藻生長速率較快，緣由是在該培育條件下__________________________________________________。甲、乙兩組DHA產(chǎn)量均較高，但實際生產(chǎn)中往往采納甲組的培育條件，其緣由是______________________________________________。答案(1)可產(chǎn)生DHA、自養(yǎng)特性快速生長(2)原生質(zhì)體(3)bac(4)①線粒體、葉綠體線粒體②融合藻既能利用光能自養(yǎng)又能利用葡萄糖異養(yǎng)融合藻利用光能和簡潔的無機物就能生長，不需添加葡萄糖，可降低成本，也可防止雜菌生長解析(1)采納細胞融合技術(shù)是為了將兩種親本細胞的優(yōu)良特性集中在融合細胞上，使融合細胞能夠同時表達出兩種親本的優(yōu)良特性。依據(jù)表中數(shù)據(jù)，A藻屬于自養(yǎng)生物，且能夠產(chǎn)生DHA，B藻的生長速率是A藻的兩倍多，生長速率快，因此融合細胞應(yīng)具有A藻可產(chǎn)生DHA、可以自養(yǎng)的特性與B藻生長速率快的優(yōu)點。(2)誘導(dǎo)植物細胞融合之前，須要用纖維素酶和果膠酶對植物細胞進行處理，以去除外層的細胞壁，獲得原生質(zhì)體。(3)依據(jù)表中數(shù)據(jù)中兩種藻的特性可知，B藻屬于異養(yǎng)生物，光照條件下，只有B藻落不能在不含有機碳源的培育基上生長；相同時間內(nèi)，生長速度慢的藻落其直徑也相對較小，因此可以通過視察藻落的大小淘汰生長速率較慢的藻落；融合的細胞要能夠分泌DHA，因此通過測定DHA含量，篩選誕生產(chǎn)所需的融合藻。(4)①由圖知，甲組的條件是供應(yīng)光照且培育基碳源采納無機物，融合藻可以通過光合作用自養(yǎng)，在光合作用的光反應(yīng)階段，水在葉綠體類囊體薄膜上光解為O2和[H]，光合作用產(chǎn)生的有機物可以供應(yīng)應(yīng)融合藻進行有氧呼吸，有氧呼吸的第一階段可以產(chǎn)生少量的[H]，在細胞質(zhì)基質(zhì)中進行，其次階段可以產(chǎn)生大量的[H]，在線粒體基質(zhì)中進行，因此甲組融合藻產(chǎn)生[H]的細胞器是葉綠體和線粒體。丙組的條件是黑暗處理且碳源是葡萄糖，因此融合藻只能通過呼吸作用產(chǎn)生ATP，為細胞的各項生命活動供能。②乙組試驗中，除了給融合藻供應(yīng)光照，還供應(yīng)葡萄糖碳源，因此乙組中的融合藻既能進行光合作用自養(yǎng)，又可以利用供應(yīng)的葡萄糖異養(yǎng)，生長速率更快。在實際生產(chǎn)中，采納甲組的培育條件，融合藻可以利用光能和簡潔的無機物生長并產(chǎn)生DHA，不須要添加葡萄糖，降低了生產(chǎn)成本，同時也防止雜菌利用葡萄糖生長。14．科學(xué)家將分別得到的成熟的胡蘿卜韌皮部細胞進行如圖所示試驗，最終由單個細胞發(fā)育成了完整的植株。請回答下列問題。(1)科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)叫____________。該項技術(shù)表明，當(dāng)植物細胞處于離體狀態(tài)時，在肯定的養(yǎng)分物質(zhì)、________和其他外界條件的作用下，可表現(xiàn)出________，發(fā)育成完整植株。(2)圖中B過程稱為________，通過B過程產(chǎn)生的愈傷組織細胞與根韌皮部細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)________(填“相同”或“不同”)，其根本緣由是________________。(3)某課外小組同學(xué)用胡蘿卜的愈傷組織同時進行了兩組試驗：甲組培育基中含3%的蔗糖，乙組培育基中不含蔗糖，經(jīng)滅菌后接種，每組試驗再分成兩個小組，分別在光下和暗處培育。1個月后，視察愈傷組織細胞生長、分化狀況，結(jié)果如表所示。培育條件甲組乙組光下正常生長，分化不生長，死亡暗處正常生長，不分化不生長，死亡由此得出的結(jié)論：①____________________________________________________；②_______________________________________________________。答案(1)植物組織培育(植物)激素全能性(2)脫分化不同基因的選擇性表達(3)①愈傷組織的生長、分化過程須要蔗糖②光照能夠促進愈傷組織的分化解析(1)將胡蘿卜韌皮部細胞培育成完整植株須要采納植物組織培育技術(shù)。該技術(shù)表明，當(dāng)植物細胞處于離體狀態(tài)時，在肯定的養(yǎng)分物質(zhì)、植物激素和其他外界條件的作用下，可表現(xiàn)出全能性，發(fā)育成完整植株。(2)圖中B過程表示脫分化。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織細胞是高度液泡化呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細胞，其形態(tài)結(jié)構(gòu)與根韌皮部細胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)不同，兩者不同的根本緣由是基因的選擇性表達。(3)在有光條件下，培育基中含有蔗糖時，細胞能生長和分化，而培育基中不含蔗糖時，細胞不生長，死亡，說明愈傷組織細胞生長、分化須要蔗糖；當(dāng)培育基中含有蔗糖時，在光下培育，細胞能分化，而在暗處培育，細胞