第一節利用植物細胞工程培育新植株1．植物細胞工程在農業、醫藥等方面有著廣泛的應用，并且取得了顯著的社會效益和經濟效益。下列相關敘述錯誤的是（）A．取草莓莖尖進行植物組織培養可獲得脫毒苗 B．玉米花粉粒經花藥離體培養得到的植株能穩定遺傳 C．紅豆杉細胞經植物細胞培養技術可工廠化生產紫杉醇 D．可采用誘變處理煙草愈傷組織的方法來獲得煙草抗鹽堿突變體【解答】解：A、植物莖尖等分生區不含或很少含病毒，因此取草莓莖尖進行植物組織培養可獲得脫毒苗，A正確；B、玉米是二倍體，玉米花粉粒經花藥離體培養得到的植株為單倍體，該單倍體不育，不能遺傳，B錯誤；C、紅豆杉細胞經植物細胞培養獲得大量細胞，可工廠化生產紫杉醇，C正確；D、愈傷組織細胞分裂旺盛，DNA復制時易產生基因突變，所以將愈傷組織細胞進行誘變處理并篩選可得到抗鹽堿的煙草新品種，D正確。故選：B。2．某興趣小組擬用組織培養繁殖一種名貴花卉，其技術路線如圖所示。下列有關敘述錯誤的是（）取材→消毒愈傷組織出芽生根移栽A．消毒的流程為酒精消毒→無菌水沖洗→次氯酸鈉溶液處理→無菌水清洗 B．過程①的目的是讓外植體細胞失去特有的結構和功能，轉變成未分化的細胞 C．過程②的實質是基因的選擇性表達，過程①～④體現了植物細胞的全能性 D．過程①和②均需在培養基中添加細胞分裂素和生長素，且均必須在光照下進行【解答】解：A、外植體消毒可先用酒精處理30s，無菌水清洗洗2～3次后，再用次氯酸鈉溶液處理30min，立即用無菌水清洗2﹣3次，A正確；B、過程①表示脫分化，使外植體細胞失去特有的結構和功能而轉變成未分化細胞，B正確；C、過程②表示再分化，實質是基因的選擇性表達，過程①～④表示植物組織培養，體現了植物細胞的全能性，C正確；D、過程①和②均需在培養基中添加細胞分裂素和生長素，過程①是避光，過程②必須在光照下進行，D錯誤。故選：D。3．長穗偃麥草是小麥的一個重要野生近緣種，具有蛋白質含量高、抗多種真菌和病毒病害、耐旱、耐寒等優良性狀，科學家利用植物體細胞雜交技術培育了普通小麥—長穗偃麥草雜種植株，流程如圖所示。下列敘述正確的是（）A．過程①會發生非同源染色體的自由組合 B．過程③要用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁 C．過程④涉及脫分化和再分化等生理過程 D．雜種植株能表現出雙親的各種優良性狀【解答】解：A、①過程表示脫分化，不會發生非同源染色體的自由組合，A錯誤；B、過程②要用纖維素酶和果膠酶處理細胞壁，B錯誤；C、過程④表示植物組織培養過程，涉及脫分化和再分化等生理過程，C正確；D、雜種植株能表現出雙親的某些優良性狀，D錯誤。故選：C。4．花椰菜（2n＝18）種植時容易遭受病菌侵害形成病斑，紫羅蘭（2n＝14）具有一定的抗病性。科研人員利用植物體細胞雜交技術培育具有抗病性狀的花椰菜新品種如圖所示。下列有關敘述錯誤的是（）A．圖中培育雜種植株所用的技術體現了植物細胞全能性和細胞膜流動性原理 B．過程③的培養基中需加入植物激素來誘導脫分化 C．過程①可使用纖維素酶和果膠酶，過程②用滅活的病毒進行誘導 D．病菌懸浮液均勻噴施于雜種植株葉片上，一段時間后，測定病斑面積占葉片總面積的百分比，可篩選抗病性強的雜種植株【解答】解：A、圖中培育雜種植株所用的技術涉及原生質體融合和雜種細胞形成雜種植株兩個過程，因此體現了細胞膜流動性和植物細胞全能性原理，A正確；B、過程③的培養基是誘導脫分化的，其中需加入植物激素來誘導脫分化，B正確；C、過程①為去壁過程，由于植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，根據酶的專一性原理，該過程可使用纖維素酶和果膠酶，過程②用物理法和化學法進行誘導，但不能用滅活的病毒進行誘導，C錯誤；D、病菌懸浮液均勻噴施于雜種植株葉片上，一段時間后，測定病斑面積占葉片總面積的百分比，可篩選抗病性強的雜種植株，即病斑面積占葉片總面積的百分比小的植株是抗病性強的雜種植株，D正確。故選：C。5．獼猴桃是重要的栽培果樹，毛花獼猴桃果實大，維生素C含量高；軟棗獼猴桃耐寒，由于獼猴桃很難采用雜交的方法育種，某科研小組采用植物體細胞雜交技術培育出了具有兩個品種優良性狀的新品種，下列相關敘述，錯誤的是（）A．利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質體 B．雜交過程中的關鍵環節是原生質體的融合，可用滅活的病毒誘導 C．雜種細胞再生出細胞壁后，經脫分化和再分化過程可獲得新品種 D．該新品種發生的變異屬于可遺傳變異，其染色體組數加倍【解答】解：A、植物細胞有細胞壁，細胞壁阻礙細胞的雜交，由于植物細胞壁的成分主要是纖維素和果膠，根據酶的專一性，在進行體細胞雜交之前，必須先利用纖維素酶和果膠酶去除細胞壁，獲得具有活力的原生質體，A正確；B、進行原生質體的融合，必須要借助一定的技術手段進行人工誘導，人工誘導的方法分為物理法和化學法，滅活的病毒適用于動物細胞融合，B錯誤；C、融合的原生質體需再生出細胞壁，形成的雜種細胞經植物組織培養（即脫分化和再分化）獲得新品種，C正確；D、通過植物體細胞雜交獲得的新品種，染色體數目（染色體組數）加倍，屬于可遺傳變異，D正確。故選：B。6．培養胡蘿卜根組織可獲得試管苗，獲得試管苗的過程如圖所示。有關敘述正確的是（）A．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．步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，因為形成層容易誘導形成愈傷組織 C．從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基主要是因為有害代謝產物積累 D．步驟⑥要進行照光培養，誘導葉綠素的形成，使試管苗能夠進行光合作用【解答】解：A、圖中對根段進行消毒，消毒的原則是既殺死材料表面的微生物，防止培養過程中雜菌污染，又減少消毒劑對細胞的傷害，A正確；B、步驟③切取的組織塊中要帶有形成層，形成層的細胞保持分裂和分化能力，全能性相對容易表現出來，形成層容易誘導形成愈傷組織，B正確；C、從步驟⑤到步驟⑥需要更換新的培養基主要是因為誘導愈傷組織形成的植物激素和誘導愈傷組織分化的植物激素的種類和比例不同，C錯誤；D、步驟⑥要進行照光培養，誘導葉綠素的形成，因為葉綠素的形成需要光照，使試管苗能夠進行光合作用，D正確。故選：C。7．生物學實驗需要恰當使用試劑，才能實現實驗目的。下列有關實驗試劑使用的敘述，錯誤的是（）A．使用二苯胺試劑與DNA混合后，在100度水浴中加熱可以呈現出藍色 B．對菊花莖段外植體消毒時，先用次氯酸鈉溶液處理，再用70%的酒精沖洗 C．用于外植體脫分化的培養基需要先滅菌處理，待冷卻后再加入植物激素 D．鑒定蛋白質時，在稀釋的雞蛋清中加入雙縮脲試劑，可以呈現紫色【解答】解：A、沸水浴下，DNA遇二苯胺被染成藍色，所以使用二苯胺試劑與DNA混合后，在100℃水浴中加熱可以呈現出藍色，A正確；B、在對外植體進行消毒時，先用70%的酒精進行處理，再用次氯酸鈉溶液進行消毒，B錯誤；C、高溫可能會破壞植物激素，所以用于外植體脫分化的培養基需要先滅菌處理，待冷卻后再加入植物激素，C正確；D、蛋白質與雙縮脲試劑發生作用，產生紫色反應，所以鑒定蛋白質時，在稀釋的雞蛋清中加入雙縮脲試劑，可以呈現紫色，D正確。故選：B。8．白葉枯病是水稻嚴重的病害之一。現擬將某野生稻的抗白葉枯病特性轉移給栽培稻，科研工作者用X射線隨機破壞野生稻的染色體結構，使其發生斷裂、易位、染色體消除等，最終誘導處理后的野生稻細胞和栽培稻細胞融合獲得再生細胞和植株。下列敘述正確的是（）A．兩種水稻細胞可用PEG、滅活病毒等誘導融合 B．再生細胞中的染色體數目可能少于兩親本之和 C．該技術和動物細胞融合技術均能形成雜種個體 D．該技術和轉基因技術均能定向改變受體細胞性狀【解答】解：A、滅活的病毒是動物細胞融合特有的方法，植物體細胞雜交不能使用滅活病毒誘導融合，A錯誤；B、X射線處理可能使染色體消除，再生細胞中的染色體數目可能少于兩親本之和，B正確；C、動物細胞融合技術能獲得雜交細胞，不能獲得個體，C錯誤；D、轉基因技術能定向改變受體的性狀，該技術是利用X射線隨機破壞野生稻的染色體結構，不能定向改變受體的性狀，D錯誤。故選：B。9．植物組織培養技術可以實現優良品種的快速繁殖，下列有關敘述錯誤的是（）A．用藥劑對外植體消毒時，要兼顧消毒效果和植物的耐受性 B．植物組織培養過程均需無菌、避光等條件，還需植物激素誘導 C．用花藥培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術 D．制備脫毒種苗時，脫毒苗比率與剝離的莖尖大小密切相關【解答】解：A、通常使用酒精和次氯酸鈉溶液對外植體進行消毒處理，要兼顧消毒效果和植物的耐受性，避免過度消毒對外植體造成損傷，A正確；B、外植體脫分化形成愈傷組織的過程中需要避光，但再分化過程中需要給予光照，以利于葉綠素的形成，B錯誤；C、利用花藥培養得到單倍體植株需要用到植物組織培養技術，該技術的原理是植物細胞的全能性，C正確；D、制備脫毒種苗時，對不超過0.lmm的莖尖或幾十微米的莖尖進行的培養可獲無病毒苗，但操作困難，成苗時間長；對幾毫米至幾十毫米長的莖尖、芽尖及側芽的培養，則易成活。因此脫毒苗比率與剝離的莖尖大小密切相關，D正確。故選：B。10．花粉原生質體具備單倍體的優點，可直接與體細胞原生質體融合，實現配子與體細胞雜交。下列敘述錯誤的是（）A．用胰蛋白酶獲得體細胞原生質體 B．可利用聚乙二醇誘導原生質體融合 C．利用植物組織培養技術將融合細胞培育成完整植株 D．配子與體細胞雜交能縮短三倍體無子果實培育年限【解答】解：A、用纖維素酶和果膠酶處理植物細胞獲得體細胞原生質體，A錯誤；B、可利用聚乙二醇誘導原生質體融合，B正確；C、利用植物組織培養技術將融合細胞培育成完整植株，C正確；D、配子與體細胞雜交能能獲得三倍體，可以加快無子果實培育年限，D正確。故選：A。二．解答題（共4小題）11．橘子是一種深受人們喜愛的水果，可以壓榨果汁，也可以提取橘皮精油。回答下列問題：（1）將橘子榨汁后，橘汁比較混濁，透光率較低，導致果汁沒清度不高。生產上常用酶處理果汁以提高品質。但這樣會增加生產成本，為了使酶制劑重復使用，可采用（答出一種）法將酶固定化。與固定化酶相比，固定化細胞催化反應時具有的優點是。（2）某地橘子含糖量很高，學習小組的同學認為可直接用其發酵獲得橘醋，這樣考慮的依據是。實驗后發現，此種方法容易導致發酵，產品腐敗變質，原因是。（3）實驗室常采用法提取橘皮精油，用該方法提取橘皮精油時，需要用石灰水浸泡橘皮，這樣做的目的是，不用水蒸氣蒸餾法提取橘皮精油的原因是。【解答】解：（1）生產上常用果膠酶處理果汁，分解其中果膠，以提高果汁品質。固定化酶常采用物理吸附法或化學結合法，與固定化酶相比，固定化細胞的優勢在于免去了細胞破碎、酶的提取和純化過程；酶在細胞內的穩定性高，固定化細胞后酶的活性損失少；固定化細胞可固定一系列酶催化一系列反應。（2）柑橘含糖量很高，可直接用柑橘發酵獲得橘醋。因為在糖源、氧氣充足的條件下醋酸菌能直接將葡萄糖轉化為醋酸。由于橘汁含糖量較高，果醋發酵的條件中溫度較高且需持續通氧，易使雜菌大量繁殖，使產品腐敗變質。（3）從桶皮中提取橘皮精油常用的方法是壓榨法，采用壓榨法提取橘皮精油的實驗流程是：石灰水浸泡→漂洗→壓榨→過濾→靜置→再次過濾→橘皮精油。用石灰水浸泡的目的是瓦解胞間層的果膠防止壓榨時滑脫、提高出油率。由于橘皮精油的有效成分在用水蒸氣蒸餾時會使有效成分部分水解，使用水中蒸餾又容易導致原料焦糊，所以橘皮精油的提取過程一般采用壓榨法，而不用水蒸蒸餾法。故答案為：（1）果膠；物理吸附法或化學結合；一系列反應（2）在糖源、氧氣充足的條件下醋酸菌能直接將葡萄糖轉化為醋酸；由于橘汁含糖量較高，果醋發酵的條件中溫度較高且需持續通氧，易使雜菌大量繁殖，使產品腐敗變質（3）壓榨；防止壓榨時滑脫、提高出油率；用水蒸氣蒸餾時會使有效成分部分水解，使用水中蒸餾又容易導致原料焦糊12．紅葡萄不僅可以釀制紅葡萄酒，也可以釀制白葡萄酒。用紅葡萄釀制白葡萄酒需要經過脫皮處理，該過程會產生大量的“皮渣”。目前“皮渣”主要用作飼料或肥料，同時研究者也采取多種措施拓展其利用價值。回答下列問題：（1）“皮渣”中含有較多的天然食用色素花色苷，可用萃取法而不能用蒸餾法提取。由此推測花色苷具有（答出兩點）等特性。研究發現，萃取時輔以纖維素酶、果膠酶處理可提高花色苷的提取率，原因是。（2）“皮渣”中含有來源于的野生酵母菌，為了統計“皮渣”中酵母菌的數量，可進行稀釋涂布接種操作，所用接種工具是，為達到最佳滅菌效果該接種工具灼燒滅菌時常采用方式處理。（3）研究者發現“皮渣”堆積會積累醋酸菌，可用因含有碳酸鈣而不透明的固體培養基分離純化醋酸菌，推測使用上述培養基的原因是。培養篩選得到醋酸菌后，可在缺少糖源的液體培養基中加入乙醇作為繼續擴大培養。（4）若含碳酸鈣平板上同時存在醋酸菌和酵母菌菌落，請設計簡單實驗加以區分（簡要寫出實驗思路并預期結果）。【解答】解：（1）蒸餾法是利用水蒸氣將揮發性強的植物芳香油攜帶出來，萃取法是用有機溶劑溶解提取物。花色苷可用萃取法而不能用蒸餾法提取，推測花色苷不易揮發而易溶于有機溶劑。纖維素酶、果膠酶能破壞植物的細胞壁，有利于花色苷釋放出來。（2）葡萄皮上有野生型酵母菌。稀釋涂布操作時用涂布器進行接種，將沾有少量酒精的涂布器用火焰灼燒。（3）醋酸菌能分泌醋酸使碳酸鈣分解，使不透明的固體培養基變透明從而分離出醋酸菌。醋酸菌能利用乙醇作為碳源，在有氧條件下轉化為醋酸，擴大培養。（4）醋酸菌能產生醋酸，酵母菌能進行有氧呼吸產生CO2和H2O，CO2能使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃，而醋酸沒有此反應。故答案為：（1）不易揮發，易溶于有機溶劑纖維素酶、果膠酶能破壞細胞壁，使花色苷易釋放出來（2）附著在葡萄皮上涂布器火焰灼燒（3）醋酸菌產生醋酸使碳酸鈣分解而在菌落周圍出現透明圈糖源（4）在菌落周圍滴加酸性重鉻酸鉀溶液，出現灰綠色的是酵母菌菌落13．為培育具有市場競爭力的無籽柑橘，研究者設計如圖流程。請回答下列問題：（1）花藥離體培養可用于單倍體育種，該育種方法的優點是。（2）①過程常利用的酶是。形成的原生質體不能放在清水中，原因是。（3）②過程常用方法有物理法和化學法，物理法包括（答2點即可），化學法一般是用作為誘導劑來誘導細胞融合。（4）③過程通常包含脫分化和再分化的過程，脫分化是指，誘導植物組織再分化時常用的“激素杠桿”體現為。【解答】解：（1）花藥離體培養屬于單倍體育種，該育種方法的優點是明顯縮短育種年限。（2）①表示去除細胞壁，細胞壁的主要成分是纖維素和果膠，常利用的酶是纖維素酶和果膠酶。形成的原生質體不能放在清水中，原因是原生質體在清水中會吸水漲破。（3）②過程表示誘導原生質體融合，常用方法有物理法和化學法，物理法包括離心、振動、電激，化學法一般是用聚乙二醇（PEG）作為誘導劑來誘導細胞融合。（4）③過程表示植物組織培養，通常包含脫分化和再分化的過程，脫分化是指已分化的細胞經誘導后，失去其特有的結構和功能，轉變成未分化細胞的過程；誘導植物組織再分化時常用的“激素杠桿”體現為細胞分裂素的效應高于生長素，其中細胞分裂素能促進芽的分化，生長素能促進根的形成。故答案為：（1）明顯縮短育種年限（2）纖維素酶和果膠酶原生質體在清水中會吸水漲破（3）離心、振動、電激聚乙二醇（PEG）（4）已分化的細胞經誘導后，失去其特有的結構和功能，轉變成未分化細胞的過程細胞分裂素的效應高于生長素14．中醫治療疾病多用復方，三白草和魚腥草是同科不同屬的兩種常見藥用植物，二者因療效相近且具有疊加效應常被用作“藥對”，在我國全年可采收兩次。研究者欲利用原生質體融合技術將復方的配伍（兩種或兩種以上藥物配合使用）提前到個體生長或生產過程，并實現有效成分的工廠化生產，具體操作如圖。（1）植物細胞產物的工廠化生產，建立