人教版 (2019)选择性必修3一 植物细胞工程的基本技术精品综合训练题

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《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会知识 考点梳理拓展延伸易错警示必会知识一  细胞工程概述1．细胞工程的概念细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法，通过细胞器、细胞或组织水平上的操作，有目的地获得特定的细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。2．细胞工程的分类(1)根据操作对象的不同，细胞工程可分为植物细胞工程、动物细胞工程等。(2)根据所使用的技术手段不同，可将细胞工程分为细胞与组织培养、细胞融合、细胞核移植等。3．细胞的全能性(1)细胞经分裂和分化后，仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能，即细胞具有全能性。(2)在生物的生长发育过程中，并不是所有的细胞都表现出全能性，比如，芽原基的细胞只能发育为芽，叶原基的细胞只能发育为叶。这是因为在特定的时间和空间条件下，细胞中的基因会选择性地表达。(3)细胞全能性的遗传基础：每个细胞都具有发育成完整生物体所必需的全部遗传信息。(4)植物细胞的全能性比较容易表现出来，高度分化的动物细胞的细胞核也具有全能性，但动物体细胞的全能性目前仍难以验证。必会知识二  植物组织培养技术1．植物组织培养是指将离体的植物器官、组织或细胞等，培养在人工配制的培养基上，给予适宜的培养条件，诱导其形成完整植株的技术。2．植物组织培养的理论基础是植物细胞的全能性(具有某种植物全部遗传信息的任何一个细胞，都具有发育成完整植株的潜力)。3．过程 (1)外植体：离体培养的植物器官、组织或细胞(2)脱分化：让已经分化的细胞经过诱导，失去其特有的结构和功能，转变成未分化的细胞的过程。(3)愈伤组织：植物细胞脱分化形成的不定形的薄壁组织团块(4)再分化：愈伤组织重新分化成芽、根等器官的过程。(5)生长发育：脱分化和再分化都是在含有营养物质和外源激素的试管中完成的。再分化之后，要将试管苗移到大田中栽培或进行无土栽培，使之进一步生长发育为具有根、茎、叶且能开花、结果的完整植株。必会知识三  菊花的组织培养实验操作1．实验原理：植物细胞一般具有全能性。在一定的激素和营养等条件的诱导下，已经分化的细胞可以经过脱分化形成愈伤组织。将愈伤组织接种到含有特定激素的培养基上，就可以诱导其再分化成胚状体，长出芽和根，进而发育成完整的植株。2．实验目的(1)了解植物组织培养的基本原理;(2)了解生长素和细胞分裂素的浓度、用量的比例对菊花愈伤组织形成和分化的影响；(3)尝试进行植物组织培养。3．方法步骤4．植物组织培养过程中应当注意的问题：(1)灭菌：培养基和所有的器械都要灭菌。接种操作必须在酒精灯火焰旁进行，并且每次使用后的器械都要灭菌。(2)外植体的插入方向：接种时外植体不能倒插。(3)严格控制光照：诱导愈伤组织期间一般不需要光照在后续的培养过程中，每日需要给予适当时间和强度的光照。(4)植物激素比例的控制：脱分化和再分化所需激素的比例不同。必会知识四  植物体细胞杂交技术1．植物体细胞杂交技术是指：将不同来源的植物体细胞，在一定条件下融合成杂种细胞，并把杂种细胞培育成新植物体的技术。2．原理：细胞膜的流动性(原生质体融合)、植物细胞具有全能性(杂种细胞培养成杂种植株)。3．过程(1)原生质体融合成功的标志：杂种细胞再生出细胞壁。(2)植物体细胞杂交成功的标志：形成杂种植株。4．意义：植物体细胞杂交技术在打破生殖隔离，实现远缘杂交育种，培育植物新品种等方面展示出独特的优势5．植物体细胞杂交过程中杂种细胞类型(假设用于杂交的两种植物细胞分别为A、B)；(1)未融合的细胞：A和B。(2)两两融合的细胞：AA、BB和AB。(3)多细胞融合体。6．植物体细胞杂交过程中杂种细胞的检测方法：对诱导产物中的细胞进行植物组织培养，然后根据得到的植物的性状进行判断。(1)若只表现出一种植物的性状，说明是由未融合的细胞形成的。(2)若得到的是具有两种亲本性状的植物，说明是杂种植株。(3)若得到的是具有两种亲本性状的植物，且一种植物的性状表现得到加强，则可能是由多细胞融合的细胞形成的。(4)若得到的植株只表现出一种植物的性状且效果得到加强，则是由同种细胞融合的细胞形成的。7．植物体细胞杂交后代的育性：植物体细胞杂交后，其染色体是两个物种染色体的总和，形成的是异源多倍体，因为细胞内每条染色体仍然有其同源染色体，因此从理论上讲后代是可育的，但是育性会降低。必备技能 典例精讲模型秒杀巧思妙解  必备技能一  细胞工程及细胞的全能性[例1](2022秋·新疆·高三新疆兵团第二师华山中学校考阶段练习)下列有关细胞全能性的叙述，错误的是(    )A．克隆羊“多莉”的诞生证明了动物细胞具有全能性B．细胞全能性的根本原因是细胞内有能发育成完整个体的全套遗传信息C．植物组织培养的成功表明植物细胞具有全能性D．一般细胞分化程度越高，它的全能性就越低必备技能二  植物组织培养技术[例2](2022春·重庆·高二重庆市朝阳中学校考期中)下列有关菊花的组织培养的说法，正确的是(    )A．先添加生长素再添加细胞分裂素，有利于细胞的分裂和分化B．要用高压蒸汽对培养基进行灭菌，即在100℃下保持15minC．在培养过程中要先让愈伤组织生根后再使其生芽D．用酒精对外植体进行消毒时，持续的时间不能太长[例3](2023·全国·高二专题练习)某科研小组拟培育一种名贵菊花的脱毒苗，其技术路线为“制备MS固体培养基→外植体消毒→接种→培养→移栽→栽培”，下列相关叙述错误的是(    )A．取材部位应选择植物顶端分生区附近，因其分裂旺盛且病毒少B．外植体消毒常进行无菌水冲洗、酒精处理、消毒液处理等措施C．接种时，将外植体的1/3～1/2插入诱导愈伤组织的培养基中D．“外植体接种→培养→移栽”的过程中不需要更换培养基必备技能三  植物体细胞杂交技术[例4](2022秋·河北·高三校联考阶段练习)下图为植物体细胞杂交技术流程图，据图分析不正确的是(    )A．过程①需使用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁B．上述技术应用的生物学原理包括细胞膜的流动性、植物细胞的全能性C．过程②常使用灭活的病毒作为诱导剂诱导原生质体融合D．该技术打破了生殖隔离，实现了远缘杂交育种[例5](2022秋·山西运城·高三统考开学考试)下图是培育“番茄—马铃薯”杂种植株的过程。下列叙述错误的是(    )A．过程Ⅰ需要用纤维素酶、果胶酶处理去除细胞壁B．过程Ⅱ常用PEG融合法、高Ca2+-高pH融合法等进行诱导C．过程Ⅲ完成的标志是杂种细胞再生出细胞壁D．过程Ⅳ与过程Ⅴ培养基中生长素与细胞分裂素的比值相同必备技能四  影响愈伤组织生根和生芽的因素[例6](2022秋·浙江·高三校联考阶段练习)植物组织培养中，在培养基中加入生长素和细胞分裂素的比例不同，将影响愈伤组织的分化方向。下列叙述正确的是(    )A．加入的生长素多而细胞分裂素少，只会长茎叶不长根B．加入生长素抑制剂和适当的细胞分裂素，不利于长茎叶C．加入的生长素和细胞分裂素比例合适，也不利于细胞分裂素受体缺失突变体长茎叶D．加入的生长素少而细胞分裂素多，能抑制质子泵合成相关酶的基因表达，有利于生根必刷好题 基础演练能力提升巅峰突破1．(2023秋·河北廊坊·高三廊坊市第一中学校考阶段练习)关于“菊花的组织培养”实验，下列说法正确的是(    )A．菊花外植体需要用乙醇和次氯酸钠混合液进行消毒B．诱导脱分化和再分化的培养基可以混用C．脱分化和再分化过程都存在基因的选择性表达D．幼苗移栽时，根部带有少量培养基可以提高存活率2．(2022春·陕西·高二陕西师大附中校考期中)为探究矮牵牛原生质体的培养条件和植株再生能力，某研究小组设计的实验过程如下图。下列叙述正确的是(　　)A．过程①获得的原生质体应用10g/ml的蔗糖溶液培养B．过程②需提高生长素的比例以促进芽的分化C．过程③需用秋水仙素处理诱导细胞壁再生D．原生质体虽无细胞壁但仍保持细胞的全能性3．(2023·全国·高二专题练习)下图是通过植物体细胞杂交技术获得“番茄—马铃薯”植株的技术流程图，下列说法正确的是(　　)A．图中过程②表示再分化的过程B．植物体细胞融合完成的标志是原生质体融合C．已知番茄、马铃薯分别为四倍体、二倍体，则“番茄—马铃薯”属于三倍体D．该过程体现了植物细胞的全能性4．(2022春·山东淄博·高二统考期末)市场上有一种叫作“手指植物”的工艺品受到很多人的欢迎。这些“手指植物”通常培育在装有彩色固体培养基的小玻璃瓶中，只要保证充足的光照和适宜的温度，不需要额外补充水分或营养物质，它们就能在玻璃瓶中生长三四个月之久。下列关于手指植物制作的叙述，正确的是(   )A．手指植物的外植体在移入培养基前应严格消毒B．外植体在形成愈伤组织前需要充足的光照C．彩色固体培养基中含有水、无机盐、葡萄糖及植物激素D．为防止杂菌污染，培育手指植物的小玻璃瓶必须严格密封5．(2022春·辽宁大连·高二统考期末)植物组织培养过程中，无菌操作至关重要。下列叙述错误的是(    )A．在操作前用紫外线照射接种室，用酒精擦拭双手和超净工作台台面B．外植体用酒精和次氯酸钠溶液消毒后插入诱导愈伤组织的培养基中C．因为所需植物激素量极微，可以将其直接添加到已灭菌的培养基中D．接种操作须在酒精灯火焰旁进行，每次使用后的器械都要进行灭菌6．(2022·山东·一模)在体外的原生质体培养中，单个或数量很少的细胞不易生存与繁殖，必须加入其他活的细胞才能使其生长繁殖，加入的细胞称为饲养细胞。在其他条件相同且适宜的条件下，几种不同的饲养细胞对甜瓜原生质体再生的影响结果如下表。相关分析不合理的是(    )饲养细胞种类一次分裂二次分裂小细胞团再生愈伤组织饲养细胞生长状况B6S3＋＋＋＋-大谷早＋＋--＋Z4＋＋--＋注：＋表示可以正常进行，-表示不能正常进行A．B6S3、大谷早和Z4的饲养细胞处理都能使甜瓜细胞正常分裂两次B．体外培养甜瓜原生质体的理想条件是添加B6S3饲养细胞的培养基C．饲养细胞大谷早和Z4不能产生促进原生质体细胞分裂和生长的物质D．不能形成小细胞团的原因可能是饲养细胞迅速生长消耗了培养基中的营养物质7．(2022春·山西运城·高二校联考期中)为研究不同光质对草莓无菌苗叶片形成愈伤组织的影响，进行相关实验，结果如下表所示。下列叙述正确的是(    )处理最早出愈伤组织时间/天诱导率/%愈伤组织特征愈伤组织再分化趋势白光750．7浅绿色、紧实分化芽较多，长势较快红光561．0黄绿色、疏松分化早，幼芽徒长蓝光1239．3黄绿色、疏松分化晚，分化芽少，长势健壮红光：蓝光=2：1757．3浅绿色、紧实分化芽较多，长势快A．诱导愈伤组织时不需要在培养基中添加有机物B．蓝光处理诱导率低且愈伤组织不会进行再分化C．只用红光处理能在最短时间内获得愈伤组织D．形成愈伤组织过程中细胞的全能性逐渐降低8．(2022·重庆·统考高考真题)植物体细胞通常被诱导为愈伤组织后才能表现全能性。研究发现，愈伤组织的中层细胞是根或芽再生的源头干细胞，其在不同条件下，通过基因的特异性表达调控生长素、细胞分裂素的作用，表现出不同的效应(见如表)。已知生长素的生理作用大于细胞分裂素时有利于根的再生；反之，有利于芽的再生。下列推论不合理的是(    )条件基因表达产物和相互作用效应①WOX5维持未分化状态②WOX5+PLT诱导出根③WOX5+ARR2，抑制ARR5诱导出芽A．WOX5失活后，中层细胞会丧失干细胞特性B．WOX5+PLT可能有利于愈伤组织中生长素的积累C．ARR5促进细胞分裂素积累或提高细胞对细胞分裂素的敏感性D．体细胞中生长素和细胞分裂素的作用可能相互抑制9．(2022·高二课时练习)下图是植物组织培养的过程，试据图回答相关问题：(1)外植体是指用于植物组织培养的材料，如：__________________等，在植物组织培养过程中，选择幼嫩的器官、组织用于接种的原因是____________________________。(2)①②分别是_____________过程，启动①②的关键激素是______________，所以在植物组织培养过程中需要两次“转接”，一是将愈伤组织转接到诱导生芽的培养基上，二是长出芽后再转接到诱导生根的培养基上。(3)在植物组织培养过程中，要进行一系列的消毒、灭菌，且要求无菌操作的目的是_____________，且有些杂菌会危害培养物的生长。配制的MS培养基通常用___________进行湿热灭菌。(4)组织培养得到的试管苗是非常幼嫩的植株，这样的试管苗一般要经过_______________，其目的是______________________________，以保证移植到大田能顺利成活。(5)植物细胞培养技术是工厂化生产相关代谢产物的一条有效途径，在生产中通常要培养到_______________阶段，与传统的从植物体内提取相比，工厂化生产细胞产物的突出优点是：________________________________。10．(2022春·河北石家庄·高二校考期末)利用相关工程技术可以获得抗线虫病的杂种萝卜—油菜植株，已知萝卜具有抗线虫病基因，而油菜容易被胞囊线虫侵染造成减产。科研人员以萝卜和油菜为亲本进行体细胞杂交，以获得抗线虫病的杂种植株，具体操作流程如图所示。请回答下列问题。(1)通过过程①获得原生质体，原生质体培养液中需要加入适宜浓度的甘露醇以保持一定的_____，维持原生质体完整性。过程②的基本原理是_____。(2)过程②后，杂种细胞融合成功的标志是_____。对杂种植株进行_____接种实验，可筛选出具有高抗性的杂种植株。(3)若油菜和萝卜都是二倍体，则杂种植株为_____倍体。从理论上讲，杂种植株_____(填“可育”或“不育”)。