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2019年高中生物 專題2 細胞工程 2.1 植物細胞工程 2.1.1 植物細胞工程的基本技術檢測 新人教版選修3 1．培育草莓脫毒苗所采用的主要技術是(　　) A．組織培養(yǎng)　　　　 B．細胞雜交 C．顯微注射 D．核移植 解析：本題主要考查現(xiàn)代生物技術應用的相關知識。由于植物分生組織中病毒很少或沒有病毒，常用莖尖通過組織培養(yǎng)技術培育脫毒苗；細胞雜交通常用于培育雜種個體；顯微注射技術常用于基因工程，培育轉(zhuǎn)基因生物；核移植技術常用于培養(yǎng)克隆動物。故只有A選項符合題意。 答案：A 2．以下不能說明細胞全能性的實驗是(　　) A．胡蘿卜韌皮部細胞培育出植株 B．紫色糯性玉米種子培育出植株 C．轉(zhuǎn)入抗蟲基因的棉花細胞培育出植株 D．番茄與馬鈴薯體細胞雜交后培育出植株 解析：細胞的全能性是指已經(jīng)分化的細胞仍然具有發(fā)育成完整生物體的潛能。能體現(xiàn)細胞全能性的最好實例是植物組織培養(yǎng)，離體的植物器官、組織或細胞經(jīng)過脫分化和再分化最終能形成一個完整的植株。A、C、D三項都要用到植物組織培養(yǎng)技術，故B項符合題意。 答案：B 3．下列屬于植物組織培養(yǎng)的是(　　) A．花粉培養(yǎng)成單倍體植株 B．芽發(fā)育成枝條 C．根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū) D．受精卵發(fā)育成植株 解析：將花粉培養(yǎng)成單倍體植株，即花藥離體培養(yǎng)，屬于植物組織培養(yǎng)，A正確；芽發(fā)育成枝條是自然生長過程，不屬于植物組織培養(yǎng)，B錯誤；根尖分生區(qū)發(fā)育成成熟區(qū)是自然生長過程，不屬于植物組織培養(yǎng)，C錯誤；植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化等過程，而受精卵是個體發(fā)育的起點，發(fā)育成植株無脫分化等過程，D錯誤。 答案：A 4．如圖是四倍體蘭花的葉片通過植物組織培養(yǎng)形成植株的示意圖。 四倍體蘭花葉片愈傷組織胚狀體植株 下列相關敘述中正確的是(　　) A．②階段會發(fā)生減數(shù)分裂過程 B．①階段需生長素，而③階段需細胞分裂素 C．此過程體現(xiàn)了植物細胞具有全能性 D．此蘭花的花藥經(jīng)離體培養(yǎng)所得植株為二倍體 解析：②階段細胞通過有絲分裂方式增殖，不能發(fā)生減數(shù)分裂，A錯誤；①和③階段都需要生長素和細胞分裂素，只是這兩種激素的比例不同，B錯誤；圖解顯示的是植物組織培養(yǎng)過程，其原理是植物細胞具有全能性，C正確；此蘭花的花藥經(jīng)離體培養(yǎng)所得植株為單倍體，D錯誤。 答案：C 5．科學家利用細胞工程培育“白菜—甘藍”雜種植株，如圖所示，請據(jù)圖回答下列問題。 (1)由D形成F過程所依據(jù)的原理是________________，從本質(zhì) 上講，“白菜—甘藍”雜種植株具有的性狀是________________的結(jié)果。 (2)若“白菜—甘藍”雜種植株為四倍體，則該植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株是________倍體。 (3)“白菜—甘藍”雜種植株的食用部分是葉，但葉又易受昆蟲危害而影響產(chǎn)量，科學家又利用基因工程培育出帶有抗蟲基因的“白菜—甘藍”植株，請你設計實驗，檢測此植株的抗蟲基因是否表達。 ①取昆蟲幼蟲放到帶有抗蟲基因的“白菜—甘藍”植株甲上，再取等量生活狀態(tài)基本一致的昆蟲幼蟲放在______________植株乙上。 ②適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，分別觀察________的生活情況。 ③若________________________________________，說明甲植株的抗蟲基因未得到表達；若___________________，說明甲植株的抗蟲基因得到表達。 解析：(1)將D雜種細胞培育成F雜種植株需要采用植物組織培養(yǎng)技術，該技術的原理是植物細胞的全能性；從本質(zhì)上講，“白菜—甘藍”雜種植株具有的性狀是基因選擇性表達的結(jié)果。(2)由配子直接發(fā)育形成的個體為單倍體，因此該植株的花粉經(jīng)離體培養(yǎng)得到的植株是單倍體。(3)①實驗設計需要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的單一變量為帶有抗蟲基因的“白菜—甘藍”植株和普通“白菜—甘藍”植株，其他條件均要相同且適宜，因此植株乙為長勢相似的普通“白菜—甘藍”。②適宜條件下培養(yǎng)一段時間后，分別觀察昆蟲幼蟲的生活情況。③若甲植株的抗蟲基因未得到表達，則甲、乙植株上昆蟲幼蟲均正常生活；若甲植株的抗蟲基因得到表達，則甲植株上昆蟲幼蟲死亡，乙植株上昆蟲幼蟲正常生活。 答案：(1)植物細胞的全能性　基因選擇性表達 (2)單 (3)①長勢相似的普通“白菜—甘藍”?、诶ハx幼蟲　③甲、乙植株上昆蟲幼蟲均正常生活　甲植株上昆蟲幼蟲死亡，乙植株上昆蟲幼蟲正常生活 A級　基礎鞏固 1．如圖為某二倍體植株花藥中未成熟的花粉在適宜培養(yǎng)基上形成完整植株的過程。下列有關敘述正確的是(　　) A．過程①②表示脫分化，過程③表示再分化 B．過程①②需要照光 C．過程①②③說明花粉細胞具有全能性 D．通過過程③獲得的完整植株自交后代不會發(fā)生性狀分離 解析：圖中過程①表示脫分化，②③表示再分化，A項錯誤；脫分化需要避光處理，再分化和植物生長需要照光，因此過程①需要避光，過程②、③需要照光，B項錯誤；過程①、②、③是植物組織培養(yǎng)過程，由花粉細胞最終獲得了完整植物個體，說明花粉細胞具有全能性，C項正確；過程③獲得的完整植株屬于單倍體植株，高度不育，不能自交產(chǎn)生后代，D項錯誤。 答案：C 2．下列有關植物細胞全能性的敘述，正確的是(　　) A．植物體只有高度分化的體細胞才具有發(fā)育成完整個體的潛能 B．植物體內(nèi)某些體細胞沒有表現(xiàn)出全能性，其原因是所含基因不同 C．植物細胞的全能性是植物體細胞雜交技術的理論基礎 D．高度分化的植物細胞隨時可能表現(xiàn)出全能性 解析：本題考查植物細胞全能性的原因、表達所需條件、應用，解題關鍵是對植物細胞的全能性有一個全面了解。植物細胞的全能性是指高度分化的植物細胞仍然具有發(fā)育成完整植物體的可能性，實際上只要植物細胞含有本物種生長發(fā)育的全套基因就應具有全能性，如配子；植物體內(nèi)所有體細胞均來源于同一受精卵的有絲分裂，遺傳物質(zhì)應相同。高度分化的植物細胞只有處于離體狀態(tài)時才有可能表現(xiàn)出全能性。 答案：C 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．細胞膜的流動性；2 B．細胞的全能性；4 C．細胞增殖；4 D．基因的選擇性表達；3 解析：圖中③過程是由1個細胞長成1個個體，體現(xiàn)了細胞的全能性；另外此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應含有4個染色體組，為四倍體生物。 答案：B 4．下圖表示基因型為AaBb的水稻的花藥通過無菌操作，接入試管后，在一定條件下形成試管苗的培育過程。下列相關敘述錯誤的是(　　) A．愈傷組織是花粉細胞通過有絲分裂后形成的不規(guī)則的細胞團 B．在愈傷組織的形成過程中，必須從培養(yǎng)基中獲得水、無機鹽和小分子的有機物等營養(yǎng)物質(zhì) C．為促進花粉細胞分裂生長，在培養(yǎng)基中應加入適宜濃度的生長素等激素 D．試管苗可能出現(xiàn)的基因型有AABB或AAbb或aaBB或aabb 解析：花粉是通過減數(shù)分裂形成的，其基因型為AB或Ab或aB或ab，由花粉發(fā)育而來的個體未經(jīng)秋水仙素處理，是單倍體。 答案：D 5．植物細胞表現(xiàn)出全能性的必要條件和增殖方式分別是(　　) A．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件　減數(shù)分裂 B．導入其他植物細胞的基因　有絲分裂 C．將成熟篩管的細胞核移植到去核的卵細胞內(nèi)　減數(shù)分裂 D．脫離母體后，給予適宜的營養(yǎng)和外界條件　有絲分裂 解析：植物細胞表現(xiàn)全能性的條件：①器官、組織或細胞離體和適宜的外界條件；②一定的營養(yǎng)(無機、有機成分)和植物激素。植物細胞組織培養(yǎng)形成植物體的過程，包括脫分化和再分化兩個重要的步驟，在這兩個過程中細胞都是通過有絲分裂方式進行增殖的。 答案：D B級　能力訓練 6．如圖是植物組織培養(yǎng)的簡略表示。據(jù)此回答： (1)①表示________________________，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是__________________________________________________ ____________________________。 (2)②表示________________，它與①相比分化程度________，全能性________。 (3)若想制作人工種子，應該選用(填編號)________。 (4)若①是花藥，則④是____________，繼續(xù)對其使用________處理可獲得______正常植株，該過程稱為______________________。 (5)若利用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物—紫草素，培養(yǎng)將進行到(填編號)________。 解析：(1)①表示離體的植物組織或器官，它能被培養(yǎng)成為④的根本原因是植物細胞具有全能性。(2)②表示愈傷組織，它與①相比分化程度低，全能性高。(3)若想制作人工種子，應該選用③胚狀體。(4)若①是花藥，則④是單倍體植株，由于單倍體植株高度不育，對其使用秋水仙素處理可獲得純合的正常植株，該過程稱為單倍體育種。(5)若利用此項技術制造治療燙傷、割傷的藥物—紫草素，培養(yǎng)將進行到②愈傷組織。 答案：(1)離體的植物組織或器官　植物細胞具有全能性 (2)愈傷組織　低　高　(3)③　(4)單倍體植株　秋水仙素　純合子　單倍體育種　(5)② 7．據(jù)下圖回答問題： (1)過程③是指________________，該過程的誘導方法有________和________兩大類。 (2)過程④是________________的過程，與此過程密切相關的細胞器是______________。 (3)過程⑤中進行的細胞分裂方式是________，通過分裂形成________，然后再分化形成雜種植物幼苗。 (4)用體細胞雜交方法培育番茄—馬鈴薯的優(yōu)點是：__________ ______________________________________________________。 答案：(1)原生質(zhì)體融合　物理法　化學法 (2)再生出細胞壁　高爾基體、線粒體 (3)有絲分裂　愈傷組織 (4)克服了不同生物遠緣雜交不親和的障礙 8．如圖為植物體細胞雜交過程示意圖。據(jù)圖回答： (1)步驟①是___________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________， 最常用的方法是_______________________________________。 (2)步驟②一般常用的化學試劑是________，目的是__________ ______________________________________________________。 (3)在利用雜種細胞培育成為雜種植株的過程中，運用的技術手段是________，其中步驟④相當于________，步驟⑤相當于________。 (4)原生質(zhì)體融合的目的是獲得________。遠緣雜交的兩個親本的遺傳特征能夠在新的植物體上有所表現(xiàn)，其根本原因是_________。 (5)若遠緣雜交親本A和B都是二倍體，則雜種植株為________倍體。 (6)從理論上講，雜種植株的育性為________。若運用傳統(tǒng)有性雜交方法能否實現(xiàn)？________，原因是_____________________ _____________________________________________________。 (7)利用植物體細胞雜交的方法培育作物新品種的過程中，遺傳物質(zhì)的傳遞是否遵循孟德爾的遺傳規(guī)律？________。為什么？______ ______________________________________________________。 答案：(1)去掉細胞壁，分離出有活力的原生質(zhì)體　酶解法 (2)PEG　誘導不同植物體細胞的原生質(zhì)體融合 (3)植物組織培養(yǎng)　脫分化　再分化 (4)雜種細胞　獲得雙親的遺傳物質(zhì)(兩個親本的遺傳物質(zhì)) (5)(異源)四 (6)可育　不能　不同種生物之間存在生殖隔離 (7)不遵循　有性生殖的過程中進行減數(shù)分裂，才遵循孟德爾的遺傳規(guī)律 9．回答下列有關植物組織培養(yǎng)的問題。 (1)用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為________。 (2)組織培養(yǎng)中的細胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程稱為________。 (3)在再分化階段所用的培養(yǎng)基中，含有植物激素X和植物激素Y，逐漸改變培養(yǎng)基中這兩種植物激素的濃度比，未分化細胞群的變化情況如圖所示，據(jù)圖指出兩種激素的不同濃度比與形成芽、根、愈傷組織的關系： ①當植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，__________ ______________________________________________________； ②___________________________________________________； ③____________________________________________________。 (4)若植物激素Y是生長素，在植物組織培養(yǎng)中其主要作用是______________________，則植物激素X的名稱是__________。 (5)生產(chǎn)上用試管苗保留植物的優(yōu)良性狀，其原因是__________ ______________________________________________________。 解析：(1)植物組織培養(yǎng)是在離體情況下將植物組織、器官(稱外植體)培育成一個個體的過程，所以用于植物組織培養(yǎng)的植物材料稱為外植體。 (2)植物組織培養(yǎng)包括脫分化和再分化兩個重要的過程。其中脫分化是指組織培養(yǎng)中的細胞，從分化狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槲捶只癄顟B(tài)的過程。 (3)由圖可知： ①當植物激素X與植物激素Y的濃度比等于1時，未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織； ②當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽； ③當植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根。 (4)由以上分析可知：激素X是細胞分裂素，激素Y是生長素。 (5)試管苗是植物組織培養(yǎng)形成的，因為植物組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離，因此用試管苗能保留植物的優(yōu)良性狀。 答案：(1)外植體　(2)去分化(脫分化) (3)①未分化細胞群經(jīng)分裂形成愈傷組織 ②當植物激素X與植物激素Y的濃度比大于1時，未分化細胞群分化形成芽 ③當植物激素X與植物激素Y的濃度比小于1時，未分化細胞群分化形成根 (4)促進細胞的生長(伸長)　細胞分裂素 (5)組織培養(yǎng)形成試管苗的過程屬于無性生殖，后代不發(fā)生性狀分離