2024-2025學(xué)年新教材高中生物第2章細(xì)胞工程第1節(jié)第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)課時(shí)分層作業(yè)含解析新人教版選擇性必修3

PAGE6-第1課時(shí)植物細(xì)胞工程的基本技術(shù)(建議用時(shí)：40分鐘)題組一細(xì)胞的全能性1．植物細(xì)胞表現(xiàn)全能性的必要條件是()A．賜予相宜的養(yǎng)分和外界條件B．導(dǎo)入其他植物細(xì)胞的基因C．脫離母體后，賜予相宜的養(yǎng)分和外界條件D．將成熟篩管的細(xì)胞核移植到去核的卵細(xì)胞內(nèi)C[高度分化的植物細(xì)胞處于離體狀態(tài)時(shí)，在肯定的養(yǎng)分物質(zhì)和外界條件下才能表現(xiàn)全能性。]2．下列有關(guān)植物細(xì)胞全能性的敘述，正確的是()A．只有體細(xì)胞才具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因B．高度分化的細(xì)胞處于離體狀態(tài)時(shí)不能表現(xiàn)出全能性C．植物細(xì)胞的全能性是植物組織培育技術(shù)的理論基礎(chǔ)之一D．配子不能表現(xiàn)出全能性的緣由是它所含的基因比體細(xì)胞削減一半C[配子也具有發(fā)育成完整個(gè)體所必需的全部基因，花藥離體培育證明配子也具有并且能表現(xiàn)出全能性，細(xì)胞表達(dá)全能性的首要前提是處于離體狀態(tài)。]題組二植物組織培育3．下列有關(guān)愈傷組織細(xì)胞的敘述，不正確的是()A．細(xì)胞壁薄、分裂旺盛B．細(xì)胞具有較高的全能性C．由高度分化的植物細(xì)胞經(jīng)脫分化和分裂形成D．細(xì)胞有葉綠體，能進(jìn)行光合作用D[愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無規(guī)則，是一種高度液泡化的呈無定形態(tài)態(tài)的薄壁細(xì)胞；愈傷組織是由離體的植物組織經(jīng)脫分化和分裂形成的，細(xì)胞具有較高的全能性；在無光條件下培育產(chǎn)生的愈傷組織無葉綠體。]4．下圖是四倍體蘭花的葉片通過植物組織培育形成植株的示意圖，相關(guān)敘述中正確的是()A．(2)階段會發(fā)生減數(shù)分裂過程B．(1)階段須要生長素而(3)階段須要細(xì)胞分裂素C．此過程體現(xiàn)植物細(xì)胞具有全能性D．此蘭花的花藥離體培育所得植株為二倍體C[愈傷組織只能進(jìn)行有絲分裂，不能進(jìn)行減數(shù)分裂；脫分化和再分化過程都須要生長素和細(xì)胞分裂素；植物組織培育體現(xiàn)了植物細(xì)胞具有全能性；花藥離體培育所得的植株是單倍體。]5．植物組織培育依據(jù)的原理、培育過程的依次及誘導(dǎo)的植物激素分別是()①體細(xì)胞全能性②離體植物器官、組織或細(xì)胞③根、芽④生長素和細(xì)胞分裂素⑤生長素和乙烯⑥愈傷組織⑦再分化⑧脫分化⑨植物體A．①、②⑧⑥⑦③⑨、④B．①、②⑦⑥⑧③⑨、⑤C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤D．①、②⑨⑧⑥⑦③、④A[植物組織培育技術(shù)依據(jù)的原理是植物細(xì)胞的全能性，即①；植物組織培育的過程是將離體的植物器官、組織或細(xì)胞經(jīng)脫分化過程形成愈傷組織，再經(jīng)再分化過程形成根、芽，最終發(fā)育成完整植物體，即②⑧⑥⑦③⑨；確定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是生長素和細(xì)胞分裂素的比例，即④，故A正確。]6．下圖甲為植物組織培育流程圖，圖乙為植物組織培育過程的部分示意圖，請回答下列問題：(1)從理論上講，植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是______的表現(xiàn)。(2)圖甲a代表________過程。圖甲中的②和圖乙A中培育基上的培育物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成的，稱為________。(3)圖乙中D培育物已經(jīng)形成幼體。請依據(jù)植物組織培育過程對圖乙重新排序：________________________________________。(4)圖乙中B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞，則培育成的新植株的葉片的顏色是________，這說明根尖細(xì)胞____________________。(5)某高二生物愛好小組用蘆薈的簇新莖的一部分作為材料進(jìn)行組織培育，愈傷組織能正常形成且以后接著長大，正常根和芽卻遲遲不能形成。你認(rèn)為導(dǎo)致該狀況出現(xiàn)的最可能的緣由是________。A．葡萄糖、氨基酸等有機(jī)養(yǎng)分供應(yīng)不足B．培育環(huán)境光照、溫度、pH或氧氣濃度不相宜C．生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào)D．無菌條件沒有限制好[解析](1)植物細(xì)胞有形成再生植株的可能性，這是植物細(xì)胞全能性的表現(xiàn)。(2)離體的植物器官或組織先脫分化形成愈傷組織，愈傷組織接著進(jìn)行培育，再分化成胚狀體或叢芽，因此圖甲a代表脫分化過程。圖甲b為再分化過程，圖甲中的②和圖乙A中培育基上的培育物都是由無特定形態(tài)與功能的細(xì)胞組成，稱為愈傷組織。(3)A中是愈傷組織，B是消毒后的外植體，C是再分化形成了根、芽等器官，D是形成植物幼體，植物組織培育過程是外植體(脫分化)→愈傷組織(再分化)→根或芽→完整植物體，即B→A→C→D。(4)圖乙中B中為胡蘿卜根尖細(xì)胞，根尖細(xì)胞含有該植物的一整套遺傳物質(zhì)，故含有限制葉片綠色性狀的基因，因此培育成的新植株的葉片的顏色是綠色的。(5)若葡萄糖、氨基酸等有機(jī)養(yǎng)分供應(yīng)不足，愈傷組織不能正常生長，A錯(cuò)誤；培育環(huán)境光照、溫度、pH或氧氣濃度不相宜，愈傷組織不能正常生長，B錯(cuò)誤；用蘆薈簇新莖的一部分作為材料進(jìn)行組織培育，能脫分化形成愈傷組織，但不能再分化形成正常根和芽，說明再分化過程出現(xiàn)問題，而確定植物脫分化和再分化的關(guān)鍵因素是植物激素(生長素和細(xì)胞分裂素)的種類和比例，因此，導(dǎo)致正常根和芽遲遲不能形成的緣由是生長素和細(xì)胞分裂素比例不協(xié)調(diào)，C正確；若無菌條件沒有限制好，則不能正常形成愈傷組織，D錯(cuò)誤。故選C。[答案](1)植物細(xì)胞全能性(2)脫分化愈傷組織(3)B→A→C→D(4)綠色含有限制葉片綠色性狀的基因(5)C題組三植物體細(xì)胞雜交7．驅(qū)蚊草散發(fā)的氣味可在肯定范圍內(nèi)驅(qū)除蚊子，驅(qū)蚊草是由天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交得到的。下列關(guān)于驅(qū)蚊草培育的敘述，錯(cuò)誤的是()A．培育方法屬于細(xì)胞工程育種，其優(yōu)點(diǎn)是能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙B．培育過程中要用纖維素酶、果膠酶、PEG等試劑或電激、離心等方法C．培育手段是植物體細(xì)胞雜交，它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的有性雜交而獲得是因?yàn)椴煌锓N間存在生殖隔離C[驅(qū)蚊草是通過天竺葵體細(xì)胞和香茅草體細(xì)胞雜交而得到的，在此技術(shù)中仍須要利用植物組織培育技術(shù)，有愈傷組織和試管苗的形成過程。]8．下圖所示為白菜—甘藍(lán)的培育流程，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．過程①用到的酶是纖維素酶和果膠酶B．過程②常用的化學(xué)試劑是聚乙二醇C．經(jīng)過程④獲得的細(xì)胞的全能性提高D．過程⑤細(xì)胞的全能性降低，最終失去全能性D[過程①為去除細(xì)胞壁獲得原生質(zhì)體，用到的酶是纖維素酶和果膠酶；過程②為誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，常用的化學(xué)試劑為聚乙二醇；雜種細(xì)胞是已經(jīng)分化的細(xì)胞，而愈傷組織細(xì)胞是未分化的細(xì)胞，所以愈傷組織細(xì)胞的全能性高于雜種細(xì)胞；無論是已分化的還是未分化的植物細(xì)胞都具有全能性。]9．(不定項(xiàng))甲、乙是染色體數(shù)目相同的兩種二倍體藥用植物，甲含有效成分A，乙含有效成分B。某探討小組擬培育同時(shí)含有A和B的新型藥用植物。下列敘述正確的是()A．為了培育該新型藥用植物，取甲和乙的葉片，先用纖維素酶和果膠酶去除細(xì)胞壁B．用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG誘導(dǎo)二者融合C．形成的融合細(xì)胞進(jìn)一步培育形成愈傷組織，之后形成整個(gè)植株，這一過程中進(jìn)行了植物組織培育D．上述雜種植株屬于二倍體ABC[植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，依據(jù)酶的專一性原理，利用纖維素酶和果膠酶可以除去植物細(xì)胞壁，獲得具有活力的原生質(zhì)體，A正確；可用化學(xué)誘導(dǎo)劑PEG誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合，B正確；形成的融合細(xì)胞經(jīng)植物組織培育，脫分化形成愈傷組織，之后形成植株，C正確；甲、乙都是二倍體，體細(xì)胞雜交得到的是四倍體，D錯(cuò)誤。]10．利用體細(xì)胞雜交技術(shù)獲得了“番茄—馬鈴薯”雜種植株，試驗(yàn)過程如圖所示，缺憾的是該雜種植株并非是想象中的地上長番茄，地下結(jié)馬鈴薯的“超級作物”。(1)材料中所用到的植物體細(xì)胞雜交技術(shù)應(yīng)用了原生質(zhì)體融合和________技術(shù)，該技術(shù)的理論基礎(chǔ)是________。(2)圖中①步驟所示用________________除去植物細(xì)胞的細(xì)胞壁，分別出有活力的原生質(zhì)體。(3)圖中②過程細(xì)胞兩兩融合時(shí)，可出現(xiàn)________種融合細(xì)胞，要促進(jìn)雜種細(xì)胞分裂生長，培育基中應(yīng)有________和________兩類激素。(4)由雜種細(xì)胞培育成試管苗，須要經(jīng)過細(xì)胞的④________和⑤________過程。(5)利用馬鈴薯和番茄的______________得到單倍體植株，然后取單倍體植株的細(xì)胞進(jìn)行體細(xì)胞雜交，再用________處理之后也可得到可育的“番茄—馬鈴薯”雜種植株。[解析](1)植物體細(xì)胞雜交最終得到雜種植株，要應(yīng)用到植物組織培育技術(shù)，其理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。(2)細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠，因此除去細(xì)胞壁時(shí)，為分別出有活力的原生質(zhì)體，利用酶的專一性，即用纖維素酶和果膠酶可以特異性地去除細(xì)胞壁。(3)甲、乙2種細(xì)胞融合時(shí)，可能會出現(xiàn)3種狀況：甲甲融合，乙乙融合，甲乙融合，其中甲乙融合類型的細(xì)胞才是最終須要的雜種細(xì)胞，植物組織培育過程中須要運(yùn)用的激素主要是生長素和細(xì)胞分裂素。(4)雜種細(xì)胞經(jīng)脫分化和再分化過程形成完整植株。(5)二倍體的單倍體植株一般不行育，須要用秋水仙素處理使染色體的數(shù)目加倍才可育。[答案](1)植物組織培育植物細(xì)胞的全能性(和細(xì)胞膜的流淌性)(2)纖維素酶和果膠酶(3)3細(xì)胞分裂素生長素(4)脫分化再分化(5)花藥離體培育秋水仙素11．下圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在相宜培育基上形成完整植株的過程。有關(guān)敘述正確的是()A．過程①②表示脫分化，過程③表示再分化B．過程①②須要避光，過程③須要光照C．過程①②③說明花粉細(xì)胞具有全能性D．過程③獲得的完整植株自交后代不會發(fā)生性狀分別C[過程①表示脫分化，過程②表示再分化，過程③表示誘導(dǎo)生根和細(xì)胞增殖；過程①須要避光，過程②③須要光照，以利于芽中形成葉綠素；過程③獲得的單倍體植株具有高度不育的特點(diǎn)。]12．某愛好小組擬用組織培育繁殖一種珍貴花卉，其技術(shù)路途為“取材→消毒→愈傷組織培育→出芽→生根→移栽”。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又削減消毒劑對細(xì)胞的損害B．在愈傷組織培育中加入細(xì)胞融合的誘導(dǎo)劑，可獲得染色體加倍的細(xì)胞C．出芽是細(xì)胞再分化的結(jié)果，受基因選擇性表達(dá)的調(diào)控D．生根時(shí)，培育基通常應(yīng)含α-萘乙酸等生長素類調(diào)整劑B[植物組織培育中消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，又削減消毒劑對培育材料的損害；形成的愈傷組織需先除去細(xì)胞壁得到原生質(zhì)體，再在細(xì)胞融合誘導(dǎo)劑作用下獲得染色體加倍的細(xì)胞；細(xì)胞分化的實(shí)質(zhì)是基因的選擇性表達(dá)；植物組織培育過程中，生根階段的培育基中通常應(yīng)含有生長素類調(diào)整劑。]13．(不定項(xiàng))有關(guān)傳統(tǒng)植物雜交與植物體細(xì)胞雜交的比較，正確的是()A．兩者涉及的變異類型依次是基因重組、染色體變異B．兩者的操作中都須要運(yùn)用纖維素酶和果膠酶C．兩項(xiàng)技術(shù)培育出的新個(gè)體與親代之間均不存在生殖隔離D．與傳統(tǒng)植物雜交相比，植物體細(xì)胞雜交可以克服不同生物遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙AD[傳統(tǒng)植物雜交為有性雜交，涉及的變異類型是基因重組，植物體細(xì)胞雜交涉及的變異類型是染色體變異，A正確；有性雜交時(shí)不須要運(yùn)用纖維素酶和果膠酶，B錯(cuò)誤；植物體細(xì)胞雜交獲得的新個(gè)體與親代之間存在生殖隔離，C錯(cuò)誤；有性雜交一般發(fā)生在同種生物之間，而植物體細(xì)胞雜交打破了生殖隔離，能克服遠(yuǎn)緣雜交不親和的障礙，D正確。]14．科研人員將獲得的若干具有活力的天竺葵(2n＝12)花粉原生質(zhì)體和香茅草(2n＝20)花粉原生質(zhì)體經(jīng)誘導(dǎo)融合，勝利培育出了雜種植物——驅(qū)蚊草。請回答下列問題：(1)制備原生質(zhì)體須要配制酶解反應(yīng)液，該液體內(nèi)含果膠酶、纖維素酶、滲透壓穩(wěn)定劑等。在該反應(yīng)液中，果膠酶和纖維素酶的作用是________________，加入滲透壓穩(wěn)定劑的目的是________________。(2)在原生質(zhì)體融合處理階段，融合體系中除含異種融合的原生質(zhì)體外，可能還有______________的原生質(zhì)體存在，體系中出現(xiàn)多種類型原生質(zhì)體的緣由是____________________________。融合形成的雜種細(xì)胞經(jīng)過______________過程形成雜種植株，該過程運(yùn)用的生物學(xué)原理是________________。(3)由該途徑獲得的驅(qū)蚊草，通常是________(填“不育的”或“可育的”)，理由是________________________。[解析](1)植物細(xì)胞需去除細(xì)胞壁才可獲得原生質(zhì)體，果膠酶和纖維素酶的作用就是去除細(xì)胞壁，加入滲透壓穩(wěn)定劑的目的主要是維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，防止其裂開。(2)原生質(zhì)體融合處理后，有的原生質(zhì)體并不融合，而融合的原生質(zhì)體可能有三種類型——天竺葵花粉自身融合的原生質(zhì)體、香茅草花粉自身融合的原生質(zhì)體、天竺葵花粉與香茅草花粉融合的原生質(zhì)體，這主要是由于細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%。融合形成的雜種細(xì)胞須要經(jīng)過植物組織培育過程才能形成雜種植株，包括脫分化和再分化兩個(gè)詳細(xì)過程，該過程的原理是植物細(xì)胞的全能性。(3)由該途徑獲得的驅(qū)蚊草通常是不育的，因?yàn)樵诩?xì)胞中沒有同源染色體，減數(shù)分裂時(shí)無法進(jìn)行聯(lián)會。[答案](1)去除細(xì)胞壁維持原生質(zhì)體的正常形態(tài)，防止其裂開(2)同種融合、未融合細(xì)胞融合是隨機(jī)的，且融合率達(dá)不到100%脫分化和再分化(或植物組織培育)植物細(xì)胞的全能性(3)不育的驅(qū)蚊草的細(xì)胞在減數(shù)分裂過程中，沒有同源染色體聯(lián)會不能精確理解細(xì)胞的