（新教材適用）高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程課后習(xí)題新人教版選擇性必修3

第2章細(xì)胞工程第1節(jié)植物細(xì)胞工程基礎(chǔ)鞏固1.下圖表示四倍體蘭花葉片植物組織培養(yǎng)的過(guò)程。下列相關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()四倍體蘭花葉片愈傷組織芽、根等蘭花植株A.通過(guò)消毒和無(wú)菌操作避免①②過(guò)程發(fā)生雜菌污染B.此蘭花的花藥經(jīng)離體培養(yǎng)所得的植株為二倍體C.細(xì)胞全能性表達(dá)的前提是①過(guò)程,體現(xiàn)在②③過(guò)程D.需生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)調(diào)控①②過(guò)程細(xì)胞的分裂和分化答案:B解析:由配子直接發(fā)育成的個(gè)體是單倍體。2.植物組織培養(yǎng)可以形成愈傷組織,下列有關(guān)愈傷組織的敘述,錯(cuò)誤的是()A.愈傷組織是離體細(xì)胞經(jīng)過(guò)脫分化形成的B.形成愈傷組織的培養(yǎng)基不含有機(jī)物C.愈傷組織可以形成具有生根能力的胚狀結(jié)構(gòu)D.愈傷組織細(xì)胞的線(xiàn)粒體和核糖體中可能發(fā)生堿基互補(bǔ)配對(duì)答案:B解析:形成愈傷組織的培養(yǎng)基中既含無(wú)機(jī)物,也含有機(jī)物。3.下圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過(guò)程示意圖。下列有關(guān)敘述正確的是()A.①②過(guò)程中均發(fā)生細(xì)胞的增殖和分化B.愈傷組織失去了細(xì)胞的全能性C.①②過(guò)程所用培養(yǎng)基的激素種類(lèi)與濃度相同D.此過(guò)程獲得的試管苗可能是雜合子答案:D解析:題圖為胡蘿卜的離體組織在一定條件下培育形成試管苗的過(guò)程示意圖。①為脫分化過(guò)程,在該過(guò)程中,細(xì)胞通過(guò)有絲分裂增殖,但不會(huì)發(fā)生分化;②為再分化過(guò)程,在該過(guò)程中,細(xì)胞也通過(guò)有絲分裂增殖,且不斷分化。愈傷組織細(xì)胞含有該物種全部的遺傳物質(zhì),仍具有全能性。①為脫分化過(guò)程,所用培養(yǎng)基是誘導(dǎo)脫分化的培養(yǎng)基,②為再分化過(guò)程,所用培養(yǎng)基為誘導(dǎo)再分化的培養(yǎng)基,這兩個(gè)過(guò)程所用培養(yǎng)基的激素種類(lèi)相同,但濃度不同。經(jīng)植物組織培養(yǎng)獲得的試管苗的基因型與母體相同,若母體為雜合子,則試管苗也為雜合子,因此此過(guò)程獲得的試管苗可能是雜合子。4.關(guān)于影響植物組織培養(yǎng)的因素,下列說(shuō)法正確的是()A.不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同,同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度相同B.在植物組織培養(yǎng)中,應(yīng)選擇成熟的組織C.植物激素中生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素的作用是互相獨(dú)立的D.pH、溫度、光照條件等對(duì)植物組織培養(yǎng)特別重要答案:D解析:不同植物組織培養(yǎng)的難易程度不同,同一種植物材料培養(yǎng)的難易程度也會(huì)因年齡、保存時(shí)間等的不同而不同。在植物組織培養(yǎng)中,應(yīng)選擇幼嫩的組織。各種植物激素的作用是相互聯(lián)系的,而不是相互獨(dú)立的。5.與傳統(tǒng)的有性雜交法相比,植物體細(xì)胞雜交最大的優(yōu)點(diǎn)是()A.可使兩個(gè)親本的優(yōu)良性狀組合到一起B(yǎng).可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種C.可以培育出高產(chǎn)性狀明顯的新品種D.可以降低生產(chǎn)成本,提高經(jīng)濟(jì)效益答案:B6.下圖表示利用鐵皮石斛新生營(yíng)養(yǎng)芽誘導(dǎo)培育出的擬原球莖(簡(jiǎn)稱(chēng)PLBs),在不同條件下生產(chǎn)生物堿的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。下列敘述正確的是()A.通常用液體培養(yǎng)基B.選取的新生營(yíng)養(yǎng)芽外植體需滅菌后再誘導(dǎo)培育C.黑暗條件不利于葉綠素的合成,光合作用無(wú)法進(jìn)行D.光照條件下PLBs的質(zhì)量與生物堿含量呈正相關(guān)答案:C解析:利用鐵皮石斛新生營(yíng)養(yǎng)芽誘導(dǎo)培育出擬原球莖(簡(jiǎn)稱(chēng)PLBs)的過(guò)程采用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),通常在培養(yǎng)基中添加瓊脂。選取的新生營(yíng)養(yǎng)芽外植體需消毒后再誘導(dǎo)培育。光合作用必須在有光的條件下才能進(jìn)行,葉綠素的合成需要光,因此黑暗條件不利于葉綠素的合成,光合作用無(wú)法進(jìn)行。光照條件下,在15~50d的時(shí)間段內(nèi),PLBs的質(zhì)量與生物堿含量均隨培養(yǎng)時(shí)間的遞增而增加,但在50~60d的時(shí)間段內(nèi),PLBs的質(zhì)量略有增加,生物堿含量卻逐漸下降,說(shuō)明光照條件下PLBs的質(zhì)量與生物堿含量不呈正相關(guān)。7.實(shí)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)的葉肉細(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、培養(yǎng)獲得雜種植株。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A.獲得該雜種植株打破了生殖隔離,實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)緣雜交育種B.可利用電融合法、離心法等方法誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合C.可利用光學(xué)顯微鏡觀察,篩選出雜種原生質(zhì)體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條答案:D解析:獲得該雜種植株的方法是植物體細(xì)胞雜交,其最大的優(yōu)點(diǎn)是打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種。誘導(dǎo)植物原生質(zhì)體融合時(shí),可以采用物理方法(電融合法、離心法等)和化學(xué)方法(聚乙二醇融合法、高Ca2+—高pH融合法等)。雜種原生質(zhì)體的染色體數(shù)目是兩種細(xì)胞染色體數(shù)目之和,可通過(guò)顯微鏡觀察染色體數(shù)目的變化,所以可利用光學(xué)顯微鏡篩選得到融合后的雜種原生質(zhì)體。若原生質(zhì)體均為兩兩融合,則會(huì)形成3種細(xì)胞,即矮牽牛細(xì)胞自身融合的細(xì)胞、枸杞細(xì)胞自身融合的細(xì)胞,雜種細(xì)胞,所以融合后的細(xì)胞中染色體數(shù)目為28條、96條或62條。8.有關(guān)植物組織培養(yǎng)的應(yīng)用,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.微型繁殖能保持母體的優(yōu)良性狀B.作物脫毒時(shí)應(yīng)選擇植物的分生區(qū)細(xì)胞進(jìn)行組織培養(yǎng)C.欲獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物,可大規(guī)模培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞D.獲得突變體時(shí),誘導(dǎo)突變的對(duì)象是用于組織培養(yǎng)的外植體答案:D解析:微型繁殖技術(shù)運(yùn)用了植物組織培養(yǎng)技術(shù),屬于無(wú)性繁殖,可以保持母體的優(yōu)良性狀。利用植物分生組織(病毒很少,甚至無(wú)病毒)進(jìn)行培養(yǎng)可以使新長(zhǎng)成的植株脫去病毒。愈傷組織具有旺盛的分裂能力和代謝能力,因此欲獲得大量的細(xì)胞產(chǎn)物,可大規(guī)模培養(yǎng)愈傷組織細(xì)胞。在植物的組織培養(yǎng)過(guò)程中,細(xì)胞一直處于不斷增殖的狀態(tài),因此它們?nèi)菀资艿脚囵B(yǎng)條件和誘變因素的影響而產(chǎn)生突變。所以獲得突變體時(shí),誘導(dǎo)突變的對(duì)象是處于組織培養(yǎng)過(guò)程中的細(xì)胞,而不是外植體。9.紫花苜蓿是全世界栽培歷史最悠久、利用最廣泛的豆科牧草,但易造成家畜鼓脹病。百脈根富含單寧,單寧可與植物蛋白質(zhì)結(jié)合,不引起家畜采食后鼓脹。為培育抗鼓脹病的苜蓿新品種,科研人員利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料進(jìn)行了實(shí)踐研究。研究主要流程如下圖所示。請(qǐng)據(jù)圖回答下列問(wèn)題。(IOA可抑制植物細(xì)胞呼吸第一階段,R6G可阻止線(xiàn)粒體的呼吸作用,二者有效抑制不同植物細(xì)胞正常代謝的臨界濃度不同)(1)據(jù)圖可知,本研究主要利用了技術(shù),圖中要獲得原生質(zhì)體需要用處理原材料。

(2)在實(shí)驗(yàn)前需通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究R6G或IOA使原生質(zhì)體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度,請(qǐng)寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路:。

(3)圖中①過(guò)程若用物理法,可使用,推測(cè)在融合后只有異源融合產(chǎn)物能夠存活的原因是。

(4)圖中③過(guò)程愈傷組織經(jīng)過(guò)形成再生植株,這一過(guò)程的原理是。請(qǐng)談?wù)劺么隧?xiàng)技術(shù)進(jìn)行育種的優(yōu)點(diǎn):。答案:(1)植物體細(xì)胞雜交纖維素酶和果膠酶(2)將獲取的原生質(zhì)體分別放置在不同濃度的R6G或IOA溶液中,培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察原生質(zhì)體的再生情況(3)電融合法或離心法異源融合產(chǎn)物因代謝互補(bǔ)可恢復(fù)生長(zhǎng)并獲得再生能力(4)再分化植物細(xì)胞的全能性打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等解析:(1)由題圖可知,本研究主要利用了植物體細(xì)胞雜交技術(shù)。植物細(xì)胞的細(xì)胞壁主要由纖維素和果膠組成,去除細(xì)胞壁可用酶解法,故圖中要獲得原生質(zhì)體需要用纖維素酶和果膠酶處理原材料。(2)將獲取的原生質(zhì)體分別放置在不同濃度的R6G或IOA溶液中,培養(yǎng)一段時(shí)間后,觀察原生質(zhì)體的再生情況,可獲得R6G或IOA使原生質(zhì)體失去再生愈傷組織能力的臨界濃度。(3)圖中①表示人工誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合,若用物理法可使用電融合法或離心法。融合后的細(xì)胞中,只有異源融合產(chǎn)物能夠存活的原因是異源融合產(chǎn)物因代謝互補(bǔ)可恢復(fù)生長(zhǎng)并獲得再生能力。(4)圖中③過(guò)程為愈傷組織經(jīng)過(guò)再分化形成再生植株,這一過(guò)程的原理是植物細(xì)胞的全能性。植物體細(xì)胞雜交技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要是能打破生殖隔離,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)緣雜交育種,培育植物新品種等。10.植物細(xì)胞工程在植物的脫毒及育種等方面有重要應(yīng)用,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)培育脫毒植株時(shí),外植體宜選用(填“莖尖”或“葉片”),其原因是。

(2)某種馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差,野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好,但二者存在雜交不親和性,利用野生馬鈴薯種,通過(guò)細(xì)胞工程改進(jìn)馬鈴薯栽培種品質(zhì)的思路是

。

(3)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在植物組織培養(yǎng)時(shí),應(yīng)從等方面制訂措施,減少污染;在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時(shí),注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境,控制等培養(yǎng)條件。答案:(1)莖尖莖尖細(xì)胞不攜帶病毒(或攜帶病毒數(shù)量極少),細(xì)胞全能性高[或葉肉細(xì)胞攜帶病毒(或病毒數(shù)量多),細(xì)胞的全能性低](2)將野生馬鈴薯種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合,經(jīng)植物組織培養(yǎng)培育成植株(3)外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無(wú)菌操作溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)解析:(1)培育脫毒植株時(shí),外植體宜選用莖尖,不選用葉片,理由是莖尖細(xì)胞全能性高,且其中幾乎不含病毒,而葉肉細(xì)胞帶病毒(病毒數(shù)量多),細(xì)胞的全能性低。(2)馬鈴薯栽培種的抗病性和抗逆性較差,野生馬鈴薯種的抗病性和抗逆性較好,但二者存在雜交不親和性,可采用植物體細(xì)胞雜交技術(shù),將野生馬鈴薯種細(xì)胞與馬鈴薯栽培種細(xì)胞融合,經(jīng)植物組織培養(yǎng)培育成植株。(3)避免微生物污染、優(yōu)化培養(yǎng)條件可提高植物組織培養(yǎng)的成功率。在進(jìn)行植物組織培養(yǎng)時(shí),應(yīng)從外植體消毒、培養(yǎng)基及器械滅菌、實(shí)驗(yàn)人員無(wú)菌操作等方面制訂措施,減少污染;在培養(yǎng)室中培養(yǎng)時(shí),注意優(yōu)化培養(yǎng)環(huán)境,控制溫度、光照、濕度、氣體環(huán)境(O2、CO2)等培養(yǎng)條件。能力提升1.某組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)室的愈傷組織被真菌嚴(yán)重感染,為查找污染原因設(shè)計(jì)了4個(gè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)條件除圖示以外其他均相同。下列各圖表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,據(jù)圖可得出的初步結(jié)論是()A.污染主要是由培養(yǎng)基滅菌時(shí)間過(guò)短造成的B.污染主要來(lái)源于組織培養(yǎng)所用的離體組織C.調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH能解決污染問(wèn)題D.調(diào)節(jié)培養(yǎng)溫度能解決污染問(wèn)題答案:B解析:通過(guò)4個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,培養(yǎng)基的滅菌時(shí)間、培養(yǎng)基的pH、培養(yǎng)溫度對(duì)污染率沒(méi)有太大的影響。由在一定范圍內(nèi),離體組織消毒時(shí)間越長(zhǎng),污染率越低可知,污染主要來(lái)源于組織培養(yǎng)所用的離體組織。2.辣椒素作為一種生物堿廣泛用于食品保健、醫(yī)藥工業(yè)等領(lǐng)域,其獲得途徑如右上圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A.圖中愈傷組織、脫毒苗和高產(chǎn)細(xì)胞系的獲得都體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性B.圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的脫分化和再分化過(guò)程C.②過(guò)程中需要用適宜配比的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素溶液處理D.用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是纖維素酶和果膠酶答案:A解析:細(xì)胞的全能性是指細(xì)胞經(jīng)分裂和分化后,仍然具有產(chǎn)生完整生物體或分化成其他各種細(xì)胞的潛能,題圖中脫毒苗的獲得體現(xiàn)了植物細(xì)胞的全能性,愈傷組織和高產(chǎn)細(xì)胞系的獲得都沒(méi)有體現(xiàn)植物細(xì)胞的全能性,A項(xiàng)錯(cuò)誤。題圖中①和②分別表示辣椒組織培養(yǎng)中細(xì)胞的脫分化和再分化過(guò)程,B項(xiàng)正確。再分化過(guò)程中需要用適宜配比的生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素溶液處理,以誘導(dǎo)細(xì)胞分化的方向,C項(xiàng)正確。用酶解法將愈傷組織分離成單細(xì)胞時(shí),常用的酶是纖維素酶和果膠酶,以分解植物細(xì)胞之間的成分,D項(xiàng)正確。3.為探究矮牽牛原生質(zhì)體的培養(yǎng)條件和植株再生能力,某研究小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是()A.過(guò)程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中B.過(guò)程②需提高生長(zhǎng)素的比例以促進(jìn)芽的分化C.過(guò)程③需要用秋水仙素處理誘導(dǎo)細(xì)胞壁再生D.原生質(zhì)體雖無(wú)細(xì)胞壁,但仍然保持細(xì)胞的全能性答案:D解析:過(guò)程①獲得的原生質(zhì)體需懸浮在等滲溶液中,若將得到的細(xì)胞置于質(zhì)量濃度為0.3g/mL的蔗糖溶液中,則細(xì)胞會(huì)失水,發(fā)生皺縮。過(guò)程②需提高細(xì)胞分裂素的比例以促進(jìn)芽的分化。過(guò)程③中細(xì)胞壁的再生,不需要用秋水仙素誘導(dǎo)。原生質(zhì)體雖無(wú)細(xì)胞壁,但細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)未改變,仍保持細(xì)胞的全能性。4.植物組織培養(yǎng)過(guò)程中發(fā)生脫分化時(shí),可能發(fā)生變化的有()①植物細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)②細(xì)胞內(nèi)的遺傳物質(zhì)③細(xì)胞內(nèi)表達(dá)的基因④細(xì)胞的分裂能力A.①②③④ B.①②③C.①③④ D.①②④答案:C解析:脫分化是高度分化的具有特定形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能的細(xì)胞,在激素的誘導(dǎo)下,恢復(fù)到未分化狀態(tài)的過(guò)程。在該過(guò)程中,細(xì)胞原有的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能喪失,細(xì)胞分裂能力增強(qiáng),全能性表達(dá)能力增強(qiáng),但遺傳物質(zhì)不變。5.(不定項(xiàng)選擇題)在改變培養(yǎng)基中IAA(生長(zhǎng)素)與KT(一種人工合成的細(xì)胞分裂素類(lèi)生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑)的比例時(shí),可改變煙草愈傷組織的分化方向,如下表所示。下列相關(guān)敘述正確的是()培養(yǎng)基組別ⅠⅡⅢⅣ激素添加量IAA330.03—KT0.20.0210.2生長(zhǎng)狀況愈傷組織生根莖、葉分化無(wú)生長(zhǎng)A.愈傷組織分化成為根、莖和葉的過(guò)程叫脫分化B.培養(yǎng)基中添加IAA可以促進(jìn)生長(zhǎng)和生根C.實(shí)驗(yàn)室用植物組織培養(yǎng)煙草時(shí),使用的培養(yǎng)基的先后順序應(yīng)為Ⅰ→Ⅲ→ⅡD.培養(yǎng)基中添加的IAA與KT的比值較高時(shí),有利于莖、葉的形成答案:BC解析:愈傷組織分化成為根、莖和葉的過(guò)程叫再分化。IAA的作用是誘導(dǎo)細(xì)胞的分裂、促進(jìn)根的分化,所以培養(yǎng)基中添加IAA可以促進(jìn)生長(zhǎng)和生根。由表中數(shù)據(jù)可知,Ⅰ誘導(dǎo)形成愈傷組織,Ⅱ誘導(dǎo)生根,Ⅲ誘導(dǎo)生芽,而植物的組織培養(yǎng)過(guò)程是先脫分化形成愈傷組織,再誘導(dǎo)再分化形成芽,然后誘導(dǎo)分化形成根。IAA添加量少,KT添加量多時(shí),愈傷組織向莖、葉分化,即培養(yǎng)基中添加的IAA與KT的比值較低時(shí),有利于莖、葉的形成。6.(不定項(xiàng)選擇題)右圖為細(xì)胞融合的簡(jiǎn)略過(guò)程(只考慮兩個(gè)細(xì)胞的融合),若a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr的兩個(gè)煙草品種的花粉,且這兩對(duì)基因分別位于兩對(duì)同源染色體上。存在一對(duì)隱性純合基因(rr或hh)時(shí),在光照強(qiáng)度大于800lx的條件下,煙草植株不能生長(zhǎng)。下列有關(guān)敘述正確的是()A.實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)可用纖維素酶和果膠酶去除不利于細(xì)胞融合的物質(zhì)B.實(shí)驗(yàn)中除了雜種細(xì)胞外,還有5種融合細(xì)胞C.要想從融合細(xì)胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr的雜種細(xì)胞,可在大于800lx的光照條件下培養(yǎng)、篩選D.實(shí)驗(yàn)中d細(xì)胞的基因型為HhhhRrrr答案:AC解析:植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠,根據(jù)酶的專(zhuān)一性,可用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁。只考慮兩個(gè)細(xì)胞的融合,實(shí)驗(yàn)中除了雜種細(xì)胞外,還有兩種同核融合細(xì)胞。存在一對(duì)隱性純合基因(rr或hh)時(shí),在光照強(qiáng)度大于800lx的條件下,煙草植株不能生長(zhǎng)。因此要想從融合細(xì)胞的培養(yǎng)液中分離出基因型為HhRr的雜種細(xì)胞,可在大于800lx的光照條件下培養(yǎng)、篩選。由于a、b分別是基因型為Hhrr、hhRr的兩個(gè)煙草品種的花粉,所以a的基因型可能為Hr或hr,b的基因型可能為hR或hr,融合后形成的雜種細(xì)胞的基因型可能為HhRr、Hhrr、hhRr、hhrr,經(jīng)篩選后的d細(xì)胞的基因型為HhRr。7.為了獲得植物次生代謝物,先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。(1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過(guò)程稱(chēng)為。

(2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時(shí),細(xì)胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下圖所