植物細胞工程練習一、選擇題1.利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖,可獲得植物細胞的某些次生代謝物。下列說法正確的是()A.利用該技術可獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物B.植物細胞體積小,故不能通過該技術進行其產物的工廠化生產C.次生代謝物是植物所必需的,但含量少,應選擇產量高的細胞進行培養D.該技術主要利用促進細胞生長的培養條件提高單個細胞中次生代謝物的含量2.甜葉菊種子小且發芽率低,研究者采用植物組織培養技術來提高其繁殖率。甜葉菊產生的甜菊糖不是其基本生命活動所必需的物質,常作為用糖行業中蔗糖的替代品。下列說法錯誤的是()A.植物組織培養技術的理論基礎是已分化的植物細胞具有全能性B.可選擇甜葉菊花粉進行組織培養以保持優良品種的遺傳特性C.細胞分裂素與生長素的濃度、比例等會影響植物細胞的發育方向D.甜菊糖屬于甜葉菊產生的次生代謝物3.馬鈴薯(4n=48)是一種營養價值豐富的糧食和經濟作物。植物細胞工程技術在馬鈴薯的繁殖、育種等方面有廣泛的應用。下列敘述錯誤的是()A.快速繁殖技術可以保持馬鈴薯優良品種的遺傳特性B.取馬鈴薯莖尖作為外植體進行組織培養,可以獲得脫毒苗C.取馬鈴薯的花藥進行離體培養得到的單倍體植株是可育的D.組織培養過程中,處于不斷增殖狀態的馬鈴薯細胞不易發生突變4.青蒿素是從菊花科植物黃花蒿的葉片內提取的強抗瘧成分,而黃花蒿的莖及其他部位中的青蒿素含量極少。某科學家試圖運用植物組織培養技術以較低的代價獲得大量的青蒿素,其技術路線為“取材→消毒→愈傷組織→出芽→生根→移栽”。下列有關敘述正確的是()A.出芽和生根是脫分化的結果B.消毒只要求殺死材料表面的微生物C.可以利用愈傷組織進行細胞產物的工廠化生產,也可以從培養液中獲得青蒿素D.該培養過程常選用MS固體培養基,并在一定階段給予適當光照5.下列關于菊花組織培養的敘述,正確的是()A.容易進行無性繁殖的植物也容易進行植物組織培養B.試管苗移栽入土前先用蛭石栽培的原因是蛭石營養豐富C.用自然生長的莖進行組織培養前需用適宜濃度的酒精和次氯酸鈉的混合液消毒D.培養瓶用專用封口膜封口可防止外界雜菌侵入并阻止瓶內外的氣體交換6.紫花苜蓿是一種豆科牧草,富含植物蛋白,家畜采食后會鼓脹;百脈根富含單寧,單寧可與植物蛋白結合,家畜采食后不引起鼓脹?？蒲腥藛T利用野生型清水紫花苜蓿和里奧百脈根為材料,培育出抗肥胖鼓脹病的苜蓿新品種,研究主要流程如圖(注:IOA可抑制植物細胞呼吸第一階段,R-6G可阻止線粒體內的有氧呼吸第二、三階段,二者有效抑制不同植物細胞正常代謝的臨界濃度不同)。下列敘述錯誤的是()A.圖中再生植株培育的生物學原理主要是細胞膜的流動性及植物細胞的全能性B.圖中植物體細胞雜交技術實現了遠緣雜交育種C.①過程實現了原生質體融合,其中只有異源融合體才能存活和具有再生能力D.過程②和過程③均需要適宜光照及植物激素中的生長素和細胞分裂素啟動7.如圖是利用甲、乙兩種植物通過植物體細胞雜交技術培育雜種植株丙的流程圖,下列敘述正確的是()A.①處理過程最好置于低滲溶液中B.②處理常用滅活的病毒誘導原生質體融合C.由③培養過渡到④培養通常要更換培養基D.培育雜種植株丙的流程中發生了基因重組8.農作物秸稈的回收利用方式很多,其中之一是將秸稈碎化后作為食用菌的栽培基質。碎化秸稈中纖維所起的作用,相當于植物組織培養中固體培養基的()A.瓊脂+蔗糖 B.蔗糖+激素C.激素+無機鹽 D.無機鹽+瓊脂9.人參皂苷是人參的主要活性成分,科研人員分別誘導人參根與胡蘿卜根產生愈傷組織并進行細胞融合,以提高人參皂苷的產率。下列敘述錯誤的是()A.細胞融合前應去除細胞壁B.高Ca2+—高pH溶液可促進細胞融合C.融合的細胞即為雜交細胞D.雜交細胞可能具有生長快速的優勢10.研究者通過體細胞雜交技術,探索利用條斑紫菜和擬線紫菜培育雜種紫菜。下列相關敘述正確的是()A.從食用紫菜的動物消化道內提取蛋白酶,用于去除細胞壁B.原生質體需在低滲溶液中長期保存,以防止過度失水而死亡C.檢測原生質體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液處理,活的原生質體被染色D.聚乙二醇促進原生質體融合后,以葉綠體顏色等差異為標志可識別雜種細胞二、非選擇題11.甜葉菊是一種菊科植物,植株中所含甜菊糖的甜度是蔗糖的300倍左右,而它的熱量卻很低,所以它逐漸成為一些用糖行業歡迎的新糖源。甜葉菊的種子小,發芽率低,種子繁殖遺傳性狀不穩定,易患葉斑病。研究人員利用植物組織培養技術提高甜葉菊的繁殖效率。請回答有關問題:(1)選用甜葉菊莖尖細胞組織培養的核心步驟包括和兩步,前者就是讓已經分化的細胞經過誘導后,失去其特有的,從而轉變為未分化細胞的過程。

(2)圖中A、B、C所示的是不同的培養結果,該不同結果的出現主要是由培養基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是,另外,植物生長調節劑在培養基中的用量要考慮組織中的含量,才能有效地操作組織培養中的“激素杠桿”。

(3)培育脫毒甜葉菊往往采用甜葉菊莖尖細胞的原因是,利用植物組織培養技術提高甜葉菊的繁殖效率是一種快速繁殖技術,是一種無性繁殖技術,其優點是。

(4)在植物組織培養的過程中,培養細胞處于不斷增殖的狀態,容易受到培養條件和外界壓力的影響而發生,研究人員用化學誘變劑處理大量細胞,然后對其進行篩選得到具有抗葉斑病的突變體,進而培育成為新品種。

(5)若甜葉菊自然繁殖時某優良性狀無法通過自交的方式穩定遺傳,要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種甜葉菊,可采取的育種方法是;該育種方法主要過程是:。

12.根據下列植物體細胞雜交過程示意圖,回答下列問題:(1)從結構上看,植物體細胞雜交的第一道障礙是;另一個關鍵環節②稱為。如何從細胞水平鑒定、篩選所需雜種細胞(只考慮兩兩融合)?。

(2)在過程(填圖中數字)中,由于培養的細胞,因此易受培養條件和外界壓力的影響而產生突變。(3)愈傷組織是指。

13.現有甲、乙兩種不同的二倍體植物(各含有一種不同的優良性狀),為培育高產、耐鹽植株,科學家采用了如圖所示技術。請回答下列問題:(1)自然狀態下,甲、乙植物不能進行雜交的原因是兩者存在。上述通過植物細胞工程培育高產、耐鹽植株的技術叫做,該項技術的優點是的障礙。

(2)培育高產、耐鹽植株時,若用化學方法誘導甲、乙原生質體融合,一般用②作為誘導劑,C長成的幼苗還需要進行選擇的原因是。

(3)愈傷組織經過發育成植株幼苗。若愈傷組織在誘導生根的培養基上未形成根,但分化出了芽,原因可能是。

答案：1.A。本題考查植物細胞工程的應用。有些產物不能或難以通過化學合成途徑得到,故可利用該技術獲得某些無法通過化學合成途徑得到的產物,A正確;利用植物細胞培養技術在離體條件下對單個細胞或細胞團進行培養使其增殖,可大量獲得植物細胞的某些次生代謝物,故可通過該技術進行植物細胞產物的工廠化生產,B錯誤;一般認為次生代謝物不是植物基本生命活動所必需的,雖然其含量少,但可以通過增加細胞的數量來增加次生代謝物的產量,C錯誤;細胞產物的工廠化生產主要是利用促進細胞分裂的培養條件,增加細胞數量,提高次生代謝物的總量,不能提高單個細胞中次生代謝物的含量,D錯誤。2.B。植物細胞的全能性是指已分化的細胞具有發育成完整個體或分化成其他各種細胞的潛能,是植物組織培養技術的理論基礎,A正確;選擇甜葉菊花粉進行組織培養產生的是單倍體植株,植株矮小、高度不育,無法保持優良品種的遺傳特性,B錯誤;細胞分裂素與生長素的濃度、比例等會影響植物細胞的發育方向,C正確;甜葉菊產生的甜菊糖不是其基本生命活動所必需的物質,屬于次生代謝物,D正確。3.D。植物組織培養技術被人們形象地稱為植物的快速繁殖技術,也叫作微型繁殖技術,它不僅可以高效、快速地實現種苗的大量繁殖,還可以保持優良品種的遺傳特性,A正確;植物分生區附近(如莖尖)的病毒極少,甚至無病毒,因此切取一定大小的莖尖進行組織培養,再生的植株就有可能不帶病毒,從而獲得脫毒苗,B正確;據題中所給信息馬鈴薯(4n=48),可知其體細胞中有4個染色體組,取馬鈴薯的花藥進行離體培養得到的單倍體植株,是由其配子直接發育而來,即該單倍體細胞中含有2個染色體組,單倍體植株進行減數分裂時,兩兩配對形成12對染色體,能正常聯會,可產生配子,即取馬鈴薯的花藥進行離體培養得到的單倍體植株是可育的,C正確;在植物的組織培養過程中,由于培養細胞一直處于不斷增殖的狀態,容易受到培養條件和外界壓力的影響,在DNA復制的過程中易發生突變,獲得突變體,D錯誤。4.D。出芽和生根是細胞再分化的結果,A錯誤;消毒的原則是既殺死材料表面的微生物,又減少消毒劑對細胞的傷害,B錯誤;根據題意,青蒿素是從菊花科植物黃花蒿的葉片內提取的,而莖和其他部位中的青蒿素含量極少,故不能從愈傷組織中直接提取,C錯誤;植物組織培養常用MS固體培養基,在出芽后必須要有光照才能合成葉綠素進行光合作用,所以應該在一定階段給予適當光照,D正確。5.A。無性繁殖的植物,細胞更容易表達全能性,即組織培養更易成功(因為更接近自然表達過程),A正確;試管苗生存能力較弱,需要進行鍛煉,采用蛭石作為栽培基質的原因是蛭石保水透氣,蛭石不含營養,B錯誤;自然生長莖段的消毒屬于外植體消毒,先用體積分數為70%的酒精消毒30s,立即用無菌水清洗2~3次,再用質量分數為5%左右的次氯酸鈉溶液處理30min后,立即用無菌水清洗2~3次,C錯誤;培養瓶用專用封口膜封口的目的是防止雜菌污染,并不影響氣體交換,D錯誤。6.D。圖中再生植株培育的生物學原理主要是細胞膜的流動性及植物細胞的全能性,A正確;圖中植物體細胞雜交技術實現了遠緣雜交育種,B正確;①過程實現了原生質體融合,依據題干信息,其中只有異源融合體才能存活和具有再生能力,C正確;過程②和過程③均需要植物激素中的生長素和細胞分裂素啟動,過程②不需要適宜光照啟動,D錯誤。7.C。①為去除細胞壁過程,需要將植物組織置于含纖維素酶和果膠酶的等滲溶液中,A錯誤。植物細胞一般不用滅活的病毒誘導原生質體融合,常采用化學法(聚乙二醇融合法)或物理法(離心法、電融合法)誘導原生質體融合,B錯誤。在植物組織培養時,培養基中的生長素和細胞分裂素的比值會影響愈傷組織的形成和分化,該比值高時,有利于根的分化、抑制芽的形成;比值低時,有利于芽的分化、抑制根的形成;比值適中時,促進愈傷組織的生長。③表示脫分化形成愈傷組織,④表示再分化以及個體發育形成植株丙的過程,故由③培養過渡到④培養通常要更換培養基,來調整培養基中的生長素和細胞分裂素的比值,C正確?；蛑亟M一般發生在減數分裂過程中,愈傷組織培育雜種植株丙的過程中會發生有絲分裂,而不會發生減數分裂,故培育雜種植株丙的流程中不會發生基因重組,D錯誤。8.A。據題干信息“將秸稈碎化后作為食用菌的栽培基質”可知,秸稈中的纖維素在食用菌菌絲生長過程中大量降解,提供碳源和能源,這相當于植物組織培養的培養基中添加的蔗糖;秸稈中的纖維是固體,可以作為培養基的支持物,這相當于植物組織培養的培養基中添加的瓊脂。9.C。在細胞融合前,必須先用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁,再誘導原生質體融合,A正確;人工誘導原生質體融合有物理法和化學法,用高Ca2+—高pH溶液可促進細胞融合,B正確;融合的細胞中有人參根-人參根細胞、人參根-胡蘿卜根細胞、胡蘿卜根-胡蘿卜根細胞,只有人參根-胡蘿卜根細胞才是雜交細胞,C錯誤;雜交細胞含兩種細胞的遺傳物質,可能具有生長快速的優勢,D正確。10.D。從食用紫菜的動物消化道內提取蛋白酶,不能用于去除細胞壁(主要成分是纖維素和果膠),A錯誤;獲得的原生質體若處在低滲溶液中,會因吸水漲破而死亡,B錯誤;檢測原生質體活力時可用苯酚品紅或甲紫溶液,但活的原生質體不能被染色,因為細胞膜有選擇透過性,C錯誤;聚乙二醇作為誘導劑可促進原生質體融合,對于雜種細胞,可以葉綠體顏色等差異為標志進行識別,D正確。11.(1)脫分化再分化形態、結構和功能

(2)生長素、細胞分裂素內源激素(3)莖尖分生組織細胞無病毒或病毒極少,采用甜葉菊植株的莖尖進行植物組織培養可以獲得脫毒苗一般不會出現性狀分離,能保持優良品種的遺傳特性,不受季節、氣候和地域的限制

(4)突變

(5)植物組織培養取甜葉菊組織細胞愈傷組織胚狀體甜葉菊植株。

解析(1)植物組織培養的核心步驟包括脫分化和再分化兩步。已經分化的細胞經過誘導后,失去其特有的形態、結構和功能,從而轉變成未分化細胞的過程叫脫分化。(2)圖中A、B、C所示的是不同的培養結果,該不同結果的出現主要是由培養基中兩種激素用量的不同造成的,這兩種激素是細胞分裂素、生長素。另外,植物生長調節劑在培養基中的用量要考慮組織中內源激素的含量。(3)莖尖分生組織細胞無病毒或病毒極少,所以采用甜葉菊植株的莖尖進行植物組織培養可以獲得脫毒苗。植物組織培養技術的優點是不受季節、氣候和地域的限制,一般不會出現性狀分離,能保持優良品種的遺傳特性。(4)在植物的組織培養過程中,培養細胞一直處于不斷增殖的狀態,容易受到培養條件和外界壓力的影響而發生突變,研究人員用化學誘變劑處理大量細胞,然后對其進行篩選得到具有抗葉斑病的突變體,進而培育成為新品種。(5)若甜葉菊自然繁殖時某優良性狀無法通過自交的方式穩定遺傳,說明其是雜合子,要快速獲得與原植株基因型和表型都相同的該種甜葉菊,應該采用植物組織培養技術,植物組織培養過程:離體的細胞、組織或器官脫分化形成愈傷組織,再分化形成胚狀體,最后發育成植株。具體過程如下圖所示:取甜葉菊組織細胞愈傷組織胚狀體甜葉菊植株12.(1)細胞壁原生質體間的融合用顯微鏡觀察處于有絲分裂中期的雜種細胞染色體形態和數目,確定是否來自馬鈴薯和番茄兩種植物

(2)④⑤(或⑤)一直處于不斷增殖的狀態(3)已經分化的細胞經過脫分化,轉變成未分化的細胞,進而形成的不定形的薄壁組織團塊

解析(1)植物細胞外面有一層細胞壁,這層細胞壁阻礙著細胞間的雜交,為第一道障礙;雜交過程中另一個關鍵環節②稱為原生質體間的融合。只考慮兩兩融合,雜交過程中會出現兩個馬