
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高中生物实战高考一轮复习第39讲植物细胞工程试题含答案
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这是一份高中生物实战高考一轮复习第39讲植物细胞工程试题含答案,共26页。试卷主要包含了3~0,7%;D,3%;D,33,13,10等内容,欢迎下载使用。
1.阐明植物组织培养是在一定条件下,将离体植物器官、组织和细胞在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织,并重新分化,最终形成完整植株的过程。2.概述植物体细胞杂交是将不同植物体细胞在一定条件下融合成杂合细胞,继而培育成新植物体的技术。3.举例说明植物细胞工程利用快速繁殖、脱毒、次生代谢产物生产、育种等方式有效提高了生产效率。
考点一 植物组织培养技术
(一)植物细胞工程的基本技术
1.细胞工程的理论基础——细胞的全能性
(1)细胞全能性的概念: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)在生物体内全能性不能表达的原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因会有选择性地表达出各种蛋白质,从而构成生物体的不同组织和器官。
2.植物组织培养技术
(1)概念理解
①培养对象:离体的植物器官、组织或细胞。
②培养条件:无菌、人工配制的培养基、相关激素等。
③培养结果:形成完整的植株。
(2)原理:植物细胞具有全能性。
(3)操作流程
(4)操作实例——菊花的组织培养
1.下列有关细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.植物体只有体细胞才具有发育完整个体所必需的全套基因
B.高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性
C.植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是所含基因发生了改变
D.玉米种子培育成植株,反映了植物种子具有全能性
2.SOD是一种广泛分布于各种细胞中的抗氧化酶,它能催化超氧阴离子自由基形成H2O2,增强植物的抗逆性。下图为培育能够产生SOD农作物新品种的一种方式,有关叙述正确的是( )
A.①过程中最常用的方法是采用显微注射技术将SOD基因导入植物细胞
B.②、③分别表示脱分化、再分化过程,无需严格的无菌操作
C.该育种方式利用了细胞工程和基因工程,能体现细胞的全能性
D.利用植物组织培养生产SOD时,需要将外植体培养到胚状体
1.植物组织培养的关键
(1)条件:离体,一定的营养物质,激素(生长素、细胞分裂素)等。
(2)培养基状态:固体培养基(需再分化生根培养基及生芽培养基)。
(3)体内细胞未表现全能性的原因:基因的表达具有选择性。
(4)光照的应用:脱分化阶段不需要给予光照,再分化阶段需要给予光照,以利于叶绿素的形成。
2.在植物组织培养过程中激素比例与细胞分裂、细胞分化的关系
(1)适当提高生长素与细胞分裂素的比例容易生根。
(2)适当提高细胞分裂素与生长素的比例容易生芽。
(3)比例适中诱导产生愈伤组织。如图所示:
考点二 植物体细胞杂交技术
植物体细胞杂交技术
(1)概念: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:体细胞杂交利用了细胞膜的流动性,杂种细胞培育成杂种植株利用了植物细胞的全能性。
(3)操作过程
(4))意义:打破生殖隔离,实现远缘杂交育种,培育植物新品种。
3.以二倍体兰花花药为外植体,经植物组织培养过程获得兰花植株。下列相关叙述不正确的是( )
A.为防止杂菌污染,①②③过程要进行严格的无菌操作
B.②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于再分化
C.该育种过程体现了植物细胞的全能性
D.经④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体
4.甲、乙是染色体数目相同的两种二倍体药用植物。某研究小组拟采用植物体细胞杂交技术培育同时含有甲、乙药用成分的新型药用植物。下列有关分析错误的是( )
A.需用纤维素酶和果胶酶除去甲、乙叶肉细胞的细胞壁
B.杂种细胞形成的标志是融合后再生出新的细胞壁
C.杂种细胞经再分化培养可形成杂种植株
D.形成的杂种植株属于异源四倍体
[易错提醒]
有关植物体细胞杂交的3个易错点
①误认为植物体细胞杂交的结果只是形成杂种细胞。植物体细胞杂交的结果最终要经过组织培养形成杂种植株。
②误认为植物体细胞杂交属于有性生殖。
植物体细胞杂交过程中没有有性生殖细胞的结合,因此不属于有性生殖,应为无性生殖。
③误认为杂种植株的变异类型属于基因重组。
杂种植株的染色体数通常是两亲本细胞染色体数目之和,属于异源多倍体,所以变异类型为染色体变异。
1.杂种植物遗传物质的变化
(1)遗传特性:杂种植株中含有两种植物的遗传物质,故杂种植株具备两种植物的遗传特性。
(2)染色体组数
①染色体组数=两种植物体细胞内染色体组数之和。
②植物体细胞杂交形成的杂种植株,有几个染色体组就称为几倍体,属于异源多倍体,变异类型属于染色体变异。
③若一植物细胞含有2x条染色体,2个染色体组,基因型为Aabb,另一植物细胞含有2y条染色体,2个染色体组,基因型为ccDd,则新植株应为异源四倍体,其体细胞中染色体为(2x+2y)条,4个染色体组,基因型为AabbccDd。
2.植物体细胞杂交和有性杂交的辨析
考点三 植物细胞工程的应用
1.植物繁殖的新途径
(1)快速繁殖:用于快速繁殖优良品种的植物组织培养技术。
(2)作物脱毒:选取作物无毒组织(如茎尖)进行组织培养,获得脱毒苗的技术。
2.作物新品种的培育
3.细胞产物的工厂化生产
(1)植物代谢物
(2)细胞产物的工厂化生产
①植物细胞培养技术:在离体条件下,对单个植物细胞或细胞团进行培养使其增殖。
②实例:从紫草细胞中提取紫草宁;从高产紫杉醇的细胞中提取紫杉醇;利用人参细胞生产人参皂苷。
5.科研人员研究了马铃薯茎尖外植体大小对幼苗的成苗率和脱毒率的影响,结果如图。相关叙述正确的是( )
A.培育脱毒苗所依据的原理有基因突变和细胞全能性
B.培育的脱毒苗具有抗病毒的能力
C.实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低
D.根据本实验,培养脱毒苗时茎尖的适宜大小为0.60mm
6.芦笋是雌雄异株植物,雄株性染色体为XY,雌株为XX;其幼茎可食用,雄株产量高。如图表示两种培育雄株的技术路线,其中诱导染色体加倍时使用了秋水仙素。不考虑花粉壁细胞,下列有关叙述错误的是( )
A.培育雄株甲的过程中会出现非同源染色体自由组合现象
B.诱导幼苗乙和丙染色体加倍的原理是抑制纺锤体的形成
C.植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的
D.培育出植株乙和植株丙所采用的育种方法是单倍体育种
7.下列关于菊花组织培养的叙述,正确的是( )
A.用自然生长的茎进行组培须用适宜浓度的酒精和次氯酸钠的混合液消毒
B.培养瓶用专用封口膜封口可防止外界杂菌侵入并阻止瓶内外的气体交换
C.组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石带菌量低且营养丰富
D.再生植株需去除根部残留的培养基进行锻炼后才能移种大田
8.植物组织培养技术常用于商业化生产:其过程一般为:无菌培养物的建立→培养物增殖→生根培养→试管苗移栽及鉴定。下列相关叙述错误的是( )
A.为获得无菌培养物,外植体要消毒处理后才可接种培养
B.组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构
C.提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根
D.用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗不会出现变异
9.月季在我国享有“花中皇后”的美誉。为了建立月季某新品种的快速繁殖体系,以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,芽分化率(%)结果如表。
关于上述实验,下列叙述错误的是( )
A.6-BA浓度大于4.0mg·L-1时,芽分化率明显降低
B.6-BA与IBA的比例为10:1时芽分化率均高于其他比例
C.在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化
D.2.0mg·L-16-BA和0.2mg·L-1IBA是实验处理中芽分化的最佳组合
10.两种远缘植物的细胞融合后会导致一方的染色体被排出。若其中一个细胞的染色体在融合前由于某种原因断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。依据该原理,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,过程如下图所示。下列说法错误的是( )
A.过程①需使用纤维素酶和果胶酶处理细胞
B.过程②的目的是使中间偃麦草的染色体断裂
C.过程③中常用灭活的病毒诱导原生质体融合
D.耐盐小麦的染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段
一、选择题:每小题给出的四个选项中只有一个符合题目要求。
11.下列有关植物细胞全能性的叙述,正确的是( )
A.只有体细胞才具有发育成完整个体所必需的全部基因
B.高度分化的细胞处于离体状态时不能表现出全能性
C.植物细胞的全能性是植物组织培养技术的理论基础之一
D.配子不能表现出全能性的原因是它所含的基因比体细胞减少一半
12.植物组织培养技术的过程一般为:接种外植体→诱导愈伤组织→诱导生芽→诱导生根→试管苗移栽及鉴定。下列叙述错误的是( )
A.外植体是离体的植物器官、组织或细胞等,培养前需要对其进行灭菌处理
B.愈伤组织属于未分化的薄壁组织,没有特定的结构和功能,全能性强
C.植物激素中生长素、细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向
D.若培育的是耐旱植株,则在其生长过程中可适当减少浇水量以鉴定其耐旱能力
13.下图为抗黑胫病的黑芥与不抗黑胫病的甘蓝型油菜进行体细胞杂交,从而获得抗黑胫病甘蓝型油菜品系的过程,已知X射线破坏染色体形成的染色体片段在细胞融合后,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中。下列相关叙述错误的是( )
A.用灭活的病毒诱导两种细胞原生质体融合,依赖于细胞膜的流动性
B.用X射线处理有利于基因重组,可能获得抗黑胫病甘蓝型油菜
C.过程③④的培养基中需加入植物激素来诱导脱分化和再分化
D.抗病植株是可育的二倍体,其细胞中染色体数目最多有76条
14.科学家把天竺葵和香茅草进行体细胞杂交,培育出的驱蚊草含有香茅醛,能散发出一种特殊的气味,达到驱蚊且对人无害的效果。下列关于驱蚊草培育的叙述,错误的是( )
A.驱蚊草的培育过程需要利用植物组织培养技术
B.驱蚊草的培育属于细胞工程育种,能克服远缘杂交不亲和障碍
C.驱蚊草的培育过程中要进行原生质体的融合
D.由杂种细胞形成杂种植株过程中,包含了减数分裂和细胞分化
15.为培育抗旱性强、可溶性糖含量高的甘薯KT1,研究者设计如下流程。相关叙述不正确的是( )
A.该过程不需要考虑A、B的亲缘关系远近
B.甘薯KT1培养过程中可能会出现基因突变和基因重组
C.过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁
D.过程③需要控制植物激素的比例
16.紫罗兰(2n=14)花色丰富、抗虫性强、种子富含亚麻酸。为了让油菜(2n=38)具有紫罗兰的诸多优良性状,科研人员进行了如下图实验。下列说法错误的是( )
A.制备原生质体时,可将植物细胞置于略高渗溶液一段时间,再用酶解法处理
B.原生质体融合依赖膜的流动性,融合后的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂
C.融合原生质体后,可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞
D.筛选出的杂种植株具有两种生物的遗传物质,能表现两种生物的所有优良性状
17.武汉市的草莓园共有147个,基本能满足武汉人民对这一高品质水果的需求。草莓营养价值较高,但由于是无性繁殖,感染病毒后很容易传给后代,导致品质变差。武汉市某农业科学研究所科研人员通过热处理结合茎尖培养法,取得了较好的脱毒效果,实验结果如下表所示(S代表成活率,D代表脱毒率)。下列相关叙述错误的是( )
A.一般情况下,脱毒率与热处理时间呈正相关
B.一般情况下,脱毒率与茎尖长度呈正相关
C.长时间热处理对细胞也有一定的伤害
D.选取茎尖进行组织培养是因为其含病毒很少或不含病毒
18.某实验小组用紫外线照射法去除某种烟草细胞的细胞核,获得保留细胞质(含叶绿体)且具有链霉素抗性的细胞甲,再与无链霉素抗性的该种烟草细胞乙进行体细胞杂交,筛选出杂种细胞丙,进而培育成杂种植株。下列叙述错误的是( )
A.培育形成的杂种植株与原有的烟草植株存在生殖隔离
B.细胞甲、乙杂交前,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁
C.为获得杂种细胞丙,可利用含链霉素的选择性培养基进行筛选
D.杂种细胞发育为杂种植株须经外源生长素和细胞分裂素的诱导
二、选择题:每小题给出的四个选项中有一个或多个符合题目要求。
19.下列有关细胞工程的叙述,正确的是( )
A.通过花药(或花粉)离体培养获得植株的过程就是单倍体育种
B.植物体细胞杂交培育出的新品种一定不是单倍体
C.植物细胞工程中,叶肉细胞经再分化过程可形成愈伤组织
D.治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应
20.现有甲、乙两种植株(均为二倍体纯种),其中甲种植株的单株产量高于乙种植株,但乙种植株更适宜在盐碱地种植,且相关性状均由核基因控制。要利用甲、乙两种植株的优势,培育出高产、耐盐的植株,有多种生物技术手段可以利用。下列技术手段可行的是( )
A.利用植物体细胞杂交技术,可能获得满足要求的四倍体目的植株
B.将乙种植株耐盐基因导入甲种植株的受精卵中,可培育出目的植株
C.用X射线对甲种植株进行定向诱变处理,使甲种植株突变为耐盐碱的植株
D.诱导两种植株的花粉融合并培育成幼苗,再用秋水仙素处理培育出目的植株
21.高效抗癌的药物紫杉醇,虽然能造福人类,但却为濒危的红豆杉带来一场灭顶之灾。国内某团队利用植物组织培养技术生产紫杉醇,即研究光照条件对云南红豆杉愈伤组织生长和紫杉醇含量的影响,实验结果如下表。下列叙述正确的是( )
A.该培养过程依据的原理是细胞的全能性
B.愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行
C.培养基中蔗糖仅能为愈伤组织提供能量
D.光照抑制愈伤组织的生长和紫杉醇含量
22.北极比目鱼中有抗冻基因,其编码的抗冻蛋白具有11个氨基酸的重复序列,该序列重复次数越多,抗冻能力越强,下图是获取转基因抗冻番茄植株的过程示意图。经检测,培育的抗冻番茄植株的基因组中含有2个抗冻基因,有关叙述错误的是( )
A.抗冻番茄植株自交后代中抗冻性状能稳定遗传的个体占1/4或7/16
B.①过程合成的目的基因中含有启动子和终止子,分别启动和终止翻译进程
C.过程②构成的重组质粒缺乏标记基因,需要转入农杆菌才能进行筛选
D.在构建重组质粒时,应设法将目的基因插入T-DNA中
23.科学家用植物体细胞杂交技术,将番茄的原生质体和马铃薯的原生质体融合,成功地培育出了“番茄—马铃薯”杂种植株,培育过程如下图所示,其中①~⑤表示过程,a~f表示细胞、组织或植株。据图回答下列问题:
(1)在植物体细胞杂交技术中,过程①常用 酶处理植物细胞以除去细胞壁。
(2)过程②表示 ,依据的生物学原理是 。
(3)与过程③密切相关的具有单层膜结构的细胞器是 。
(4)在利用杂种细胞培育杂种植株的过程中,依据的原理是 ,其中过程④表示 过程,过程⑤涉及的细胞分裂方式为 。
(5)若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞内含n条染色体,则“番茄—马铃薯”杂种植株的体细胞内含 条染色体;若由杂种细胞培育成的“番茄—马铃薯”植株为四倍体,则此杂种植株的花粉经离体培养得到的植株为几倍体? 。
(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄,那么更常用且有效地得到番茄植株f的处理方法是 。
24.青蒿素是有效的疟疾治疗药物,几乎不溶于水,且对热不稳定,所以提取工艺一直难以突破。中国科学家屠呦呦在青蒿素的提取方面做出了突出贡献。下图为通过植物组织培养获得青蒿素含量较高的黄花蒿的基本流程。试回答下列问题:
(1)图中①②代表的生理过程分别是 ,此过程除营养物质外,还需要向培养基中添加 。植物组织培养的原理是 。
(2)植物组织培养过程中外植体通常选取黄花蒿的分生区组织的原因是 ,愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是 。过程②和过程③使用的培养基中细胞分裂素比例较高的是 。
(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色,可能的原因是培养基中没有添加 元素,也可能是 。
(4)青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落,导致其 (填过程)受阻,使细胞缺乏 而不能正常增殖。
6-BA/(mg·L-1)
IBA/(mg·L-1)
0. 1
0.2
0.3
0.4
0.5
1.0
31
63
58
49
41
2.0
40
95
76
69
50
3.0
37
75
64
54
41
4.0
25
35
31
30
25
5.0
8
21
12
8
4
茎尖长(mm)
38℃热处理时间(d)
10
20
30
40
0.3~0.5
S:36.7%;D:81.8%
S:40.0%;D:83.3%
S:30.0%;D:100%
S:16.7%;D:100%
0.5~0.8
S:60.0%;D:66.7%
S:60.0%;D:72.2%
S:50.0%;D:93.3%
S:40.0%;D:100%
0.8~1.0
S:93.3%;D:57.1%
S:85.7%;D:69.2%
S:60.0%;D:94.4%
S:46.7%;D:94.8%
光照条件
接种干重g⋅L−1
收获干重g⋅L−1
紫杉醇含量%(干重)
光照
4.33
9.13
0.0070
黑暗
4.38
12.10
0.0164
《第39讲 植物细胞工程》参考答案:
1.B
【分析】关于细胞的“全能性”,可以从以下几方面把握:(1)概念:细胞的全能性是指已经分化的细胞仍然具有发育成完整个体的潜能。(2)细胞具有全能性的原因是:细胞含有该生物全部的遗传物质。(3)细胞全能性大小:受精卵>干细胞>生殖细胞>体细胞。(4)细胞表现出全能性的条件:离体、适宜的营养条件、适宜的环境条件。
【详解】A、植物体中,体细胞和生殖细胞都具有发育成完整个体所必需的全套基因,A错误;
B、高度分化的植物细胞只有处于离体状态时才有可能表现出全能性,B正确;
C、植物体内某些体细胞没有表现出全能性,其原因是基因的选择性表达,而不是所含基因不同,C错误;
D、玉米种子不是一个细胞,培育成植株不能反映植物种子具有全能性,D错误。
故选B。
【点睛】
2.C
【分析】分析题图:SOD基因是目的基因,图中①表示采用基因工程技术将目的基因导入受体细胞的过程;②③表示植物组织培养过程,其原理是植物细胞具有全能性,其中②表示脱分化形成愈伤组织的过程;③表示再分化形成胚状体的过程。
【详解】A、①过程中最常用的方法是采用农杆菌转化法将SOD基因导入植物细胞,A错误;
B、②、③分别表示脱分化、再分化过程,均需要在严格的无菌条件下完成,B错误;
C、该育种方式利用了细胞工程(应用了植物组织培养)和基因工程(将基因导入其它生物体内),从植物细胞培育成植物个体,能体现细胞的全能性,C正确;
D、利用植物组织培养生产SOD时,只需要将外植体培养到愈伤组织即可,D错误。
故选C。
3.B
【分析】分析题图:图示表示将二倍体兰花的花药通过植物组织培养形成植株的过程,其中①表示取出花药过程,②阶段表示脱分化,该阶段能形成愈伤组织,其细胞分化程度低,全能性高;③阶段表示再分化过程,该阶段能形成胚状体发育成幼苗,④表示移栽进一步发育形成植株。
【详解】A、植物组织培养的过程要求无菌、无毒的环境,其中外植体要进行消毒处理,而培养基需灭菌处理,①②③过程要进行严格的无菌操作,A正确;
B、②过程需在培养基中添加多种植物激素以利于脱分化,B错误;
C、高度分化的细胞首先经过脱分化后形成愈伤组织,然后再分化形成植株,整个育种过程体现了植物细胞的全能性,C正确;
D、该过程使用了秋水仙素,能将花药(配子)中的染色体恢复正常,④过程形成的植株中可筛选获得纯合的二倍体兰花植株,D正确。
故选B。
4.C
【分析】1、植物体细胞杂交技术:就是将不同种的植物体细胞原生质体在一定条件下融合成杂种细胞,并把杂种细胞培育成完整植物体的技术。
2、过程:(1)诱导融合的方法:物理法包括离心、振动、电刺激等。化学法一般是用聚乙二醇(PEG)作为诱导剂。(2)细胞融合完成的标志是新的细胞壁的生成。(3)植物体细胞杂交的终点是培育成杂种植株,而不是形成杂种细胞就结束。(4)杂种植株的特征:具备两种植物的遗传特征,原因是杂种植株中含有两种植物的遗传物质。
3、意义:克服了远缘杂交不亲和的障碍。
【详解】A、需用纤维素酶和果胶酶除去甲、乙叶肉细胞的细胞壁,A正确;
B、杂种细胞形成的标志是融合后再生出新的细胞壁,B正确;
C、杂种细胞经脱分化和再分化培养可形成杂种植株,C错误;
D、形成的杂种植株属于异源四倍体,D正确。
故选C。
5.C
【分析】分析题图:图示表示茎尖外植体大小对苗的脱毒率和成活率的影响。根尖越小,脱毒率越高,成苗率越低。在茎尖外植体大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm。
【详解】A、马铃薯茎尖病毒极少甚至无病毒,因此可利用马铃薯茎尖进行组织培养形成脱毒苗,所依据的原理是细胞全能性,A错误;
B、培育的脱毒苗不具有抗病毒的能力,B错误;
C、实验结果表明茎尖越小,脱毒率越高,成苗率越低,C正确;
D、在茎尖外植体大小为0.27mm时,脱毒率和成苗率均较高,因此马铃薯脱毒培养中茎尖外植体的适宜大小为0.27mm,D错误。
故选C。
【点睛】
6.A
【分析】由技术路线可知,雄株甲是通过无性繁殖形成的,幼苗乙和丙都是花药离体培养形成的,均经脱分化和再分化的过程。雄株性染色体为XY,其花粉形成的幼苗有两种,分别是X和Y,二者经染色体加倍后形成的植株乙和丙的基因型分别为XX和YY(或YY和XX),杂交后形成的雄株丁为XY。
【详解】A、培育雄株甲的过程中未涉及减数分裂,因此不会出现非同源染色体自由组合现象,A错误;
B、诱导幼苗乙和丙染色体加倍时使用了秋水仙素,而秋水仙素作用的原理是抑制纺锤体的形成,B正确;
C、花粉是经过减数分裂产生的,其配子含有X染色体或Y染色体,经过花药离体培养,得到单倍体,再经过秋水仙素处理后得到的植株乙与丙的基因型分别为XX和YY(对应关系可对调),因此植株乙产生的配子中所含性染色体与和植株丙的是不同的,C正确;
D、培育出植株乙和植株丙时用到了花药离体培养和秋水仙素处理,因此所采用的育种方法是单倍体育种,D正确。
故选A。
7.D
【分析】植物组织培养技术:
过程:离体的植物组织,器官或细胞(外植体)→愈伤组织→胚状体→植株(新植体);
原理:植物细胞的全能性;
条件:①细胞离体和适宜的外界条件(如适宜温度、适时的光照、pH和无菌环境等);②一定的营养(无机、有机成分)和植物激素(生长素和细胞分裂素)。
【详解】A、自然生长茎段的消毒属于外植体消毒,先用体积分数为70%的酒精消毒,用无菌水清洗,再用质量分数为5%左右的次氯酸钠处理,最后再用无菌水清洗,A错误;
B、培养瓶用专用封口膜封口的目的是防止杂菌污染,并不影响气体交换,B错误;
C、组培苗锻炼时采用蛭石作为栽培基质的原因是蛭石比较松软,持水性也较好,有利于幼苗的生根和叶片的生长,C错误;
D、再生植株移种大田前,需去除根部残留的培养基,并进行锻炼,以使其能够适应移栽后的环境,提高成活率,D正确。
故选D。
8.D
【分析】1、离体的植物组织或细胞,在培养一段时间后,会通过细胞分裂形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。由高度分化的植物组织或细胞产生愈伤组织的过程,称为植物细胞的脱分化。脱分化产生的愈伤组织继续进行培养,又可以重新分化成根或芽等器官,这个过程叫做再分化。再分化形成的试管苗,移栽到地里,可以发育成完整的植株体。
2、植物组织培养中生长素和细胞分裂素使用比例对植物细胞发育的影响:生长素用量比细胞分裂素用量,比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低时,有利于芽的分化、抑制根的形成。比值适中时,促进愈伤组织的形成。
【详解】A、植物组织培养过程中应注意无菌操作,为获得无菌培养物,外植体要经过表面消毒处理后,才能进行培养,所用的培养基必须彻底灭菌,A正确;
B、组织培养过程中也可无明显愈伤组织形成,直接形成胚状体等结构,胚状体若包裹上人工种皮,可制作成人工种子,B正确;
C、生长素和细胞分裂素的比值高时,有利于根的分化、抑制芽的形成,因此提高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根,C正确;
D、用同一植株体细胞离体培养获得的再生苗会出现变异,如在愈伤组织的培养过程中可能发生基因突变等变异,D错误。
故选D。
9.B
【分析】本实验目的为以芽体为外植体,在MS培养基中添加不同浓度的6-BA和IBA进行芽体增殖实验,自变量为不同浓度的6-BA和IBA,因变量为芽分化率,据表分析可知,随着6-BA浓度增加,芽分化率先增加后减少,随着IBA浓度增加,芽分化率先增加后减少,据此作答。
【详解】A、据表可知,6-BA浓度为从4.0mg·L-1到5.0mg·L-1时,芽分化率降低非常明显,故6-BA浓度大于4.0mg·L-1时,芽分化率明显降低,A正确;
B、据表可知,当6-BA与IBA的比例为10:1时,芽分化率为31%、95%、64%、30%、4%
,因此6-BA与IBA的比例为10:1时,芽分化率不一定都高于其他比例,B错误;
C、据表可知,6-BA与IBA的比例会影响芽的分化率,因此在培养基中同时添加适量的6-BA和IBA,可促进芽分化,C正确;
D、据表可知,芽分化率为95%是最高的,此时6-BA和IBA分别为2.0mg·L-1、0.2mg·L-1,是实验处理中芽分化的最佳组合,D正确。
故选B。
10.C
【分析】从图中看出①是去掉植物细胞壁,②是用紫外线诱导染色体变异,③融合形成杂种细胞。
【详解】A、过程1是获得植物细胞的原生质体,需要用纤维素酶和果胶酶将细胞壁分解,A正确;
B、根据题干信息“将其中一个细胞的染色体在融合前断裂,形成的染色体片段在细胞融合后可能不会被全部排出,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中,将普通小麦与耐盐性强的中间偃麦草进行体细胞杂交获得了耐盐小麦新品种,”故过程②通过紫外线照射是使中间偃麦草的染色体断裂,B正确;
C、灭活的病毒诱导是动物细胞融合特有的方法,诱导植物原生质体融合常用物理法、化学法,C错误;
D、实验最终将不抗盐的普通小麦和抗盐的偃麦草整合形成耐盐小麦,说明耐盐小麦染色体上整合了中间偃麦草的染色体片段,D正确。
故选C。
【点睛】本题的难点是对过程②的分析,考生需要结合题干中的信息作答。
11.C
【详解】A、体细胞和生殖细胞都含有发育成完整个体所必需的全部基因,A错误;
B、细胞表现出全能性的前提条件是离体,B错误;
C、植物组织培养技术的原理是植物细胞具有全能性,C正确;
D、配子含有该生物全部的遗传物质,具有全能性,且全能性相对较高,在一定条件下能表现出全能性,D错误。
故选C。
【点睛】
12.A
【分析】植物组织培养过程是:离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织,然后再分化生成根、芽,最终形成植物体。植物组织培养依据的原理是植物细胞的全能性。
【详解】A、外植体是离体的植物器官、组织或细胞等,培养前需要对其进行消毒处理,灭菌会使细胞失去活性,A错误;
B、愈伤组织是脱分化的结果,没有特定的结构和功能,全能性强,分裂能力强,B正确;
C、植物激素中生长素、细胞分裂素的浓度、比例等会影响植物细胞的发育方向。例如生长素能促进生根,因此,适当升高培养基中生长素和细胞分裂素的比值,有利于诱导生根,C正确;
D、若培育的是耐旱植株,需要提前进行检测与鉴定,在其生长过程中可适当减少浇水量可以鉴定其耐旱能力,D正确。
故选A。
13.A
【分析】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;该技术的原理是细胞膜的流动性和植物细胞的全能性。
【详解】A、诱导植物原生质体融合的方法为物理法、化学法,灭活的病毒用于诱导动物细胞的融合,A错误;
B、结合题干“已知X射线破坏染色体形成的染色体片段在细胞融合后,未排出的染色体片段可以整合到另一个细胞的染色体上而留存在杂种细胞中”可知,用X射线处理有利于基因重组(广义上的基因重组,类似于基因工程,两种生物基因的组合),可能获得抗黑胫病甘蓝型油菜,B正确;
C、经过过程③④能将植物细胞培育成完整植株,需要用到植物组织培养技术,故过程③④的培养基中需加入植物激素(主要是生长素和细胞分裂素)来诱导脱分化和再分化,C正确;
D、依据题意可知,抗病植株(含抗黑胫病基因的甘蓝型油菜2n=38)是可育的二倍体,其细胞中染色体数目最多有76条(处于有丝分裂后期),D正确。
故选A。
14.D
【分析】根据题意可知,驱蚊草的培育属于细胞工程育种中的植物体细胞杂交,其优点是打破生殖隔离的限制,克服远源杂交不亲和的障碍。在植物体细胞杂交的过程中,需要用纤维素酶和果胶酶去除植物的细胞壁,获得原生质体,然后用物理法或化学法等诱导原生质体融合,形成杂种细胞,再利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成完整植株。
【详解】A、利用植物体细胞杂交技术培育驱蚊草的过程中,形成杂种细胞后需利用植物组织培养技术将杂种细胞培育成植株,A正确;
B、驱蚊草的培育属于细胞工程育种中的植物体细胞杂交,其优点是打破生殖隔离的限制,克服远源杂交不亲和的障碍,B正确;
C、驱蚊草的培育采用了植物体细胞杂交技术,培育过程中需要去除细胞壁,再进行原生质体的融合,C正确;
D、通过植物组织培养技术实现由杂种细胞形成杂种植株的过程,该过程需经历脱分化和再分化,包含了细胞的有丝分裂和细胞分化,不包含减数分裂,D错误。
故选D。
15.B
【分析】题图分析:图中①表示去除细胞壁,获得原生质体;②表示诱导原生质体融合形成杂种细胞;③表示采用植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。
【详解】A、植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍,所以该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近,A正确;
B、甘薯KT1培养过程中可能会出现基因突变,不会出现基因重组,B错误;
C、杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁,植物细胞壁的形成与高尔基体有关,故过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁,C正确;
D、过程③包括脱分化和再分化过程,需要控制生长素和细胞分裂素的比例,D正确。
故选B。
16.D
【分析】由题图信息分析可知,图示为植物体细胞杂交过程,首先去壁获得原生质体,其次诱导原生质体融合形成杂种细胞,最后才有植物组织培养技术将杂种细胞培育成杂种植株。
【详解】A、制备原生质体时,可将植物细胞置于略高渗溶液一段时间,再用纤维素酶和果胶酶处理植物细胞,去除植物细胞壁,A正确;
B、原生质体融合首先是细胞膜的融合,依赖膜的流动性实现,融合的原生质体形成细胞壁后再进行有丝分裂形成杂种植株,B正确;
C、融合原生质体后,两两融合的细胞有AA型、BB型、AB型,可以利用选择培养基从混合细胞群体中筛选出所需杂种细胞,C正确;
D、筛选出的杂种植株具有两种生物的遗传物质,但由于基因的选择性表达,不能表现两种生物的所有优良性状,D错误。
故选D。
17.B
【分析】由表格数据可知,随着根尖长度的增长,在相同处理时间下,成活率一般增大,脱毒率一般减小。
【详解】A、热处理可以杀灭病毒、病菌,由表格数据可分析出,脱毒率与热处理时间呈正相关,A正确;
B、由表格数据可分析出,茎尖越长,脱毒率越低,呈负相关,B错误;
C、热处理可以杀灭病毒、病菌,故目的可能是阻止病毒进入茎尖,但是长时间热处理对细胞也有一定的伤害,C正确;
D、植物分生区附近(如茎尖)的病毒极少,甚至无病毒,因此可以采用茎尖培养的来获得脱毒苗,D正确。
故选B。
18.A
【分析】植物体细胞杂交,又称原生质体融合是指将植物不同种、属,甚至科间的原生质体通过人工方法诱导融合,然后进行离体培养,使其再生杂种植株的技术。据题意可知,杂种细胞丙具有细胞甲的细胞质(含叶绿体且具有链霉素抗性)和细胞乙的细胞核和细胞质。
【详解】A、据分析可知,培育形成的杂种植株丙具有细胞乙的细胞核,与原有的烟草植株甲属于同一物种,不存在生殖隔离,A错误;
B、细胞甲、乙杂交前,需用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁,制备原生质体,然后诱导原生质体融合,B正确;
C、杂种细胞丙具有链霉素的抗性,在培养基上加入链霉素,使未融合的乙细胞,以及乙细胞和乙细胞融合的细胞不能存活,从而筛选出杂种细胞丙,C正确;
D、利用组织培养技术使杂种细胞发育为杂种植株,该过程须经外源生长素和细胞分裂素的诱导,D正确。
故选A。
19.BD
【分析】植物组织培养的过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化(避光)形成愈伤组织;愈伤组织经过再分化(需光)过程形成胚状体,进一步发育形成植株。决定植物脱分化和再分化的关键因素是植物激素的种类和比例,特别是生长素和细胞分裂素的协同作用在组织培养过程中非常重要。
【详解】A、通过花药(或花粉)离体培养,然后再用秋水仙素处理获得植株的过程才是单倍体育种,A错误;
B、单倍体是指含有本物种配子染色体数的个体,而植物体细胞杂交集合两个植物细胞的染色体,肯定不是单倍体,B正确;
C、叶肉细胞经脱分化过程可形成愈伤组织,再分化形成胚状体,C错误;
D、治疗性克隆指利用克隆技术产生特定细胞和组织(皮肤、神经或肌肉等)用于治疗性移植,治疗性克隆有希望最终解决供体器官的短缺和器官移植出现的排异反应,D正确。
故选BD。
20.ABD
【分析】基因工程,是指按照人们的意愿,进行严格的设计,并通过体外DNA重组和转基因等技术,赋予生物以新的遗传特性,从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。植物体细胞杂交可克服远缘杂交不亲和的特点。
【详解】A、甲、乙两种植株均为二倍体纯种,利用植物体细胞杂交技术,可获得满足要求的四倍体杂种目的植株,A正确;
B、基因工程技术可克服远缘杂交不亲和的障碍,定向改造生物的遗传特性,因此将乙种植株耐盐基因导入到甲种植株的受精卵中,可培育出目的植株,B正确;
C、基因突变具有不定向性,不能用X射线定向诱变,C错误;
D、诱导两种植株的花粉融合并培育成二倍体幼苗,用秋水仙素处理可形成可育四倍体后代,D正确。
故选ABD。
21.BD
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
【详解】A、该实验中愈伤组织生长的原理是细胞增殖,A错误;
B、由于培养愈伤组织的培养基中含有丰富的有机营养,且条件适宜,因而会滋生杂菌,所以愈伤组织培养过程要在无菌条件下进行,B正确;
C、培养基中蔗糖不仅能为愈伤组织提供能量,而且还能提供碳源,维持渗透压,C错误;
D、光照抑制会愈伤组织的形成,进而影响紫杉醇的含量,D正确。
故选BD。
22.ABC
【分析】分析题图:①表示反转录法获取目的基因的过程;②表示基因表达载体的构建过程;之后采用农杆菌转化法,将目的基因导入番茄组织块;最后采用植物组织培养技术,将导入目的基因的番茄组织细胞培养成抗冻番茄植株。
【详解】A、抗冻番茄植株的基因组中含有 2个抗冻基因,基因插入染色体的位置不确定,可能位于同源染色体上,也可能位于非同源染色体上,还可能在同一条染色体上,所以抗冻番茄植株自交后代中抗冻性状能稳定遗传的分别占1、7/16或 1/4,A错误;
B、①过程为反转录合成目的基因的过程,不含有启动子和终止子,此外启动子和终止子分别启动和终止转录进程,而非翻译进程,B错误;
C、②是基因表达载体的构建过程,基因表达载体通常由启动子、目的基因、终止子和标记基因构成,其中标记基因的作用是筛选重组质粒,利用农杆菌转化法只能将质粒导入受体细胞,不能对重组质粒进行筛选,C错误;
D、在构建重组质粒时,应设法将目的基因插入T-DNA中,通过农杆菌的转化作用,就可以使目的基因进入植物细胞,D正确。
故选ABC。
23.(1)纤维素酶和果胶
(2) 诱导原生质体融合 细胞膜具有一定的流动性
(3)高尔基体
(4) 植物细胞的全能性 脱分化 有丝分裂
(5) m+n 单倍体
(6)用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗
【分析】分析题图:过程①是通过酶解法去除细胞壁获得原生质体a和b,过程②通过物理或化学方法诱导原生质体融合成c,过程③是再生细胞壁形成杂种细胞d,过程④是脱分化过程形成愈伤组织e,过程⑤是再分化生成完整植株。
【详解】(1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,根据酶的专一性原理,过程①可使用纤维素酶和果胶酶处理细胞以除去细胞壁,得到原生质体。
(2)据图分析,过程②表示通过物理或化学方法诱导原生质体融合,依据的生物学原理是细胞膜具有一定的流动性。
(3)过程③是再生细胞壁形成杂种细胞,而细胞壁的形成与高尔基体有关。
(4)杂种细胞经过植物组织培养培育成杂种植株,依据的原理是植物细胞的全能性,据图分析可知,其中过程④表示脱分化过程形成愈伤组织e,过程⑤表示再分化过程,涉及的细胞分裂方式为有丝分裂。
(5)若番茄细胞内含m条染色体,马铃薯细胞中含n条染色体,则“番茄-马铃薯”细胞内染色体数为两细胞染色体数之和,即m+n条染色体;若杂种细胞培育成为“番茄--马铃薯”植株为四倍体,此杂种植株的花粉是生殖细胞,由生殖细胞直接发育而来的生物体,不管含有一个或多个染色体组,都是单倍体。
(6)如果形成c的原生质体a、b来源于同一株番茄,那么该过程形成的是四倍体番茄,而得到四倍体番茄更简单的处理方法是用适宜浓度的秋水仙素处理萌发的番茄种子或幼苗。
【点睛】本题结合图解,考查细胞工程的相关知识,要求考生识记植物体细胞杂交的具体过程及意义,能正确分析题图,能结合所学的知识准确答题。
24. 脱分化脱分化、再分化 植物激素(生长素和细胞分裂素) 植物细胞的全能性 生长较为旺盛,容易得到愈伤组织 相关基因没有在愈伤组织中表达 过程② 镁 培育过程中没有给予光照 有氧呼吸第三阶段 ATP
【分析】植物组织培养的原理是植物细胞具有全能性,其过程为:离体的植物组织,器官或细胞经过脱分化过程形成愈伤组织(高度液泡化,无定形状态薄壁细胞组成的排列疏松、无规则的组织),愈伤组织经过再分化过程形成胚状体,进一步发育成为植株。
细胞分裂素和生长素的浓度和含量影响愈伤组织的分化,细胞分裂素有利于生芽,生长素有利于生根。
题图分析,①表示脱分化,②表示再分化诱导生芽,③表示诱导生根,④表示进一步发育成植株。
【详解】(1)图中①②代表的生理过程分别是脱分化和再分化,此过程除营养物质外,还需要向培养基中添加植物激素,即生长素和细胞分裂素。植物组织培养的原理是根据植物细胞的全能性设计的。
(2)植物组织培养过程中,外植体通常选取黄花蒿的分生区组织,这是因为分生区组织生长较为旺盛,分裂能力强,容易得到愈伤组织,愈伤组织中提取不到青蒿素的原因可能是相关基因没有在愈伤组织中表达。过程②和过程③中,需添加不同比例的细胞分裂素和生长素,以促进愈伤组织分化成根或芽,当细胞分裂素比例较高时,促进生芽,当生长素比例较高时,促进生根,因此过程②中使用的培养基细胞分裂素比例较高,从而有利于生芽。
(3)某小组得到的黄花蒿幼苗叶片颜色为黄色,可能的原因是培养基中没有添加镁元素,也可能是培育过程中没有给予光照,因为镁是叶绿素的成分,且叶绿素的形成需要光照。
(4)线粒体内膜是有氧呼吸第三阶段的场所,青蒿素通过使疟原虫的线粒体内膜脱落,导致其有氧呼吸第三阶段受阻,导致细胞缺乏ATP而不能正常增殖。
【点睛】熟知植物组织培养的原理和流程以及各个环节的操作要点是解答本题的关键,能正确辨析图中的相关信息是解答本题的前提。叶绿素的元素组成以及形成条件也是本题的考查点。
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