2018-2019高中生物 第3章 細胞工程 3.1 植物細胞工程練習(xí) 北師大版選修3.doc

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第1節(jié)　植物細胞工程 課時過關(guān)能力提升 一、基礎(chǔ)鞏固 1.某同學(xué)在進行植物組織培養(yǎng)過程中,發(fā)現(xiàn)愈傷組織只分裂而不分化出芽和根,最可能的原因是(　　) A.未見陽光 B.培養(yǎng)時間不夠 C.培養(yǎng)基營養(yǎng)物質(zhì)過多 D.細胞分裂素和生長素配比不對 解析:愈傷組織產(chǎn)生根或芽,取決于培養(yǎng)基中生長素和細胞分裂素的比例。當(dāng)生長素與細胞分裂素的比值高時,有利于根的分化,抑制芽的形成;比例適中時,愈傷組織只生長不分化;比值低時,有利于芽的分化,抑制根的形成。 答案:D 2.下列有關(guān)小麥種胚的組織培養(yǎng)的實驗的敘述,錯誤的是 (　　) A.利用了細胞全能性的原理 B.在特定的營養(yǎng)和激素條件下,小麥的種胚脫分化形成愈傷組織,繼續(xù)培養(yǎng)就會經(jīng)再分化生成幼苗,進而發(fā)育成完整的小麥植株 C.在實驗過程中對培養(yǎng)基、所用器皿進行嚴格滅菌,對實驗材料進行消毒處理 D.培養(yǎng)成幼苗后,就進行煉苗處理,在煉苗過程中在培養(yǎng)瓶中加入少量的水防止生霉 解析:在特定的營養(yǎng)和激素條件下,小麥的種胚可以脫分化形成愈傷組織,把愈傷組織轉(zhuǎn)移到再分化培養(yǎng)基上才可以再分化生成幼苗。 答案:B 3.下面關(guān)于植物細胞工程的敘述,正確的是(　　) ①不同種植物葉肉細胞融合時,應(yīng)先去掉細胞膜?、谌~肉細胞脫分化后,可形成無定形狀態(tài)的薄壁細胞?、廴~肉細胞經(jīng)過再分化過程,可形成愈傷組織　④葉肉細胞離體培養(yǎng)時,可以表現(xiàn)出細胞全能性 A.①③　　　　　　　　B.②④ C.①②④ D.①②③④ 解析:①植物細胞融合時應(yīng)先去掉細胞壁;③葉肉細胞經(jīng)脫分化可形成愈傷組織,故①③錯。 答案:B 4.用植物細胞工程技術(shù)將天竺葵與香茅草進行雜交可產(chǎn)生驅(qū)蚊香草,有驅(qū)蚊作用的香茅醛會隨著天竺葵的蒸騰作用散發(fā)到空氣中,達到驅(qū)蚊的效果。下面有關(guān)該驅(qū)蚊香草的培育過程的敘述,不正確的是(　　) A.原生質(zhì)體的融合常用聚乙二醇作為誘導(dǎo)劑 B.形成的愈傷組織的代謝類型是自養(yǎng)需氧型 C.雜種細胞生長發(fā)育成雜種植株,要通過有絲分裂和細胞的分化 D.該項生物工程技術(shù)可克服遠緣雜交不親和的障礙 解析:植物體細胞雜交過程中,誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合常用的誘導(dǎo)劑是聚乙二醇。雜種細胞生長發(fā)育成雜種植株,要通過有絲分裂、脫分化和再分化。該技術(shù)為植物體細胞雜交技術(shù),它克服了遠緣雜交不親和的障礙。雜種細胞經(jīng)組織培養(yǎng)形成的愈傷組織,自身不含葉綠素,無法進行光合作用,其所需的營養(yǎng)物質(zhì)來自培養(yǎng)基,代謝類型是異養(yǎng)需氧型。 答案:B 5.將一?；ǚ哿Ｅ囵B(yǎng)成幼苗,將其莖尖用秋水仙素處理,長大后該植株正常開花結(jié)果,該植株的下列細胞中,與其他細胞染色體數(shù)目不相同的是(　　) A.根細胞 B.葉細胞 C.莖細胞 D.子房壁細胞 解析:莖尖用秋水仙素處理后染色體數(shù)目加倍,由莖尖發(fā)育成的細胞(葉、莖、子房壁細胞)染色體數(shù)目都加倍,而根細胞染色體數(shù)目和原來相同。 答案:A 6.下列關(guān)于脫毒馬鈴薯培育的說法,不正確的是(　　) A.應(yīng)該選用馬鈴薯根部成熟區(qū)的細胞進行組織培養(yǎng) B.應(yīng)該選取馬鈴薯根尖分生區(qū)細胞或莖尖進行組織培養(yǎng) C.培育脫毒馬鈴薯的過程體現(xiàn)了植物細胞的全能性 D.脫毒馬鈴薯比未經(jīng)脫毒的馬鈴薯品質(zhì)好、產(chǎn)量高 答案:A 二、能力提升 7.用植物細胞培養(yǎng)技術(shù)可以在生物反應(yīng)器中通過培養(yǎng)紫草細胞生產(chǎn)紫草素,下圖記錄了生物反應(yīng)器中紫草細胞產(chǎn)量、紫草素產(chǎn)量隨培養(yǎng)時間的變化。下列說法錯誤的是 (　　) A.在生產(chǎn)前,需先加入紫草細胞作為反應(yīng)器中的“種子”,這些“種子”是紫草葉肉細胞經(jīng)過脫分化和再分化而獲得的 B.從圖中可以看出反應(yīng)器中紫草細胞的生長呈現(xiàn)“S”型增長 C.從圖中可以看出反應(yīng)器中影響紫草素產(chǎn)量的因素是細胞數(shù)量和細胞所處的生長期 D.在培養(yǎng)過程中,要不斷通入無菌空氣并進行攪拌的目的是保證氧氣供應(yīng)充足,并使細胞與培養(yǎng)液充分接觸 解析:在生產(chǎn)紫草素前,需先加入紫草細胞作為反應(yīng)器中的“種子”,這些“種子”是紫草葉肉細胞經(jīng)過脫分化形成的愈傷組織。 答案:A 8.下列關(guān)于植物組織培養(yǎng)的敘述,錯誤的是(　　) A.外植體可以來自于植物的任何細胞 B.培養(yǎng)應(yīng)在無菌條件下進行 C.以花粉作為外植體可得到單倍體植株 D.不同階段的培養(yǎng)基中細胞分裂素和生長素的比例不同 解析:植物組織培養(yǎng)的原理是細胞的全能性,所以作為植物組織培養(yǎng)的外植體細胞必須有完整的細胞核,如成熟的篩管細胞無細胞核,不能進行組織培養(yǎng)。 答案:A 9.芥酸會降低菜籽油的品質(zhì)。油菜由兩對獨立遺傳的等位基因(H和h,G和g)控制菜籽的芥酸含量,下頁左上圖是獲得低芥酸油菜新品種(HHGG)的技術(shù)路線。已知油菜單個花藥由花藥壁(2n)及大量花粉(n)等組分組成,這些組分的細胞都具有全能性。據(jù)圖分析,下列敘述錯誤的是(　　) A.①②兩過程均需要植物激素來誘導(dǎo)細胞脫分化 B.與④過程相比,③過程可能會產(chǎn)生二倍體再生植株 C.圖中三種途徑中,利用花粉培養(yǎng)篩選低芥酸植株(HHGG)的效率最高 D.F1減數(shù)分裂時,H基因所在染色體會與G基因所在染色體發(fā)生聯(lián)會 解析:①②兩過程是脫分化過程,培養(yǎng)基中需要加入生長素和細胞分裂素來誘導(dǎo)細胞脫分化,A項正確。①③過程是利用植物花藥離體培養(yǎng)獲得植株的過程,其中花藥壁細胞屬于正常的二倍體體細胞,由其獲得的植株為二倍體正常植株,②④過程是利用花粉離體培養(yǎng)獲得植株的過程,花粉細胞只有一個染色體組,由其培養(yǎng)獲得的植株為單倍體植株,B項正確。圖中的三種途徑中,利用花粉培養(yǎng)獲得的植株只有四種品種,比例為1∶1∶1∶1,且染色體加倍后得到的植株都是純合子,易篩選出所需品種,C項正確。H、h和G、g是兩對獨立遺傳的等位基因,故兩者位于非同源染色體上,在減數(shù)分裂時,H和G基因所在的染色體不會發(fā)生聯(lián)會,D項錯誤。 答案:D 10.葉肉細胞原生質(zhì)體的分離和培養(yǎng)的主要過程可以用下面的圖解簡單表示,根據(jù)圖解完成下列問題。 (1)圖解中“酶解”所用的酶應(yīng)該包括　　　　　　　　和　　　　　　。 (2)原生質(zhì)體由　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　三部分組成。 (3)在培養(yǎng)基的成分中,除了各種營養(yǎng)成分外,還必須含有　　　　　　　、　　　　　　　　　　才能誘導(dǎo)獲得愈傷組織。 (4)獲得原生質(zhì)體后,需要對其活力進行檢查,下列最適合的實驗是　　　　。 A.觀察原生質(zhì)體的結(jié)構(gòu)是否完整 B.觀察細胞質(zhì)流動 C.觀察細胞的有絲分裂 D.觀察葉綠體數(shù)目的多少 (5)一般在培養(yǎng)基上培養(yǎng)24~48 h后,大部分原生質(zhì)體已再生出細胞壁,可以取樣,利用25%蔗糖溶液以及其他用具,通過　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　實驗來鑒別細胞是否已經(jīng)再生出細胞壁。 解析:對植物細胞酶解的目的是除去細胞壁,植物細胞壁的主要成分是纖維素和果膠,因此酶解所需的酶是纖維素酶和果膠酶。原生質(zhì)體包括細胞膜、細胞質(zhì)和細胞核三部分。植物組織培養(yǎng)的培養(yǎng)基中必須含有合適比例的生長素和細胞分裂素才能誘導(dǎo)原生質(zhì)體形成愈傷組織?；罴毎募毎|(zhì)具有流動性,因此要對原生質(zhì)體的活力進行檢查,檢查細胞質(zhì)流動最適合。植物細胞有無細胞壁再生,可以通過植物細胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實驗來驗證。 答案:(1)纖維素酶　果膠酶 (2)細胞膜　細胞質(zhì)　細胞核 (3)生長素　細胞分裂素 (4)B (5)植物細胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原 三、綜合應(yīng)用 11.野生馬鈴薯品種的植株具有較強的抗病、抗蟲、抗鹽堿、抗寒能力,但塊莖不能食用。科學(xué)家用野生馬鈴薯與馬鈴薯的體細胞進行雜交,培育出了生活能力強的雜交系馬鈴薯。據(jù)圖分析回答下列問題。 (1)②過程需要用聚乙二醇(PEG),其目的是　　　　　　。 (2)請用文字和箭頭表示出④⑤技術(shù)過程的實驗流程:　　　　　　　　　　。由此過程可以看出分化的植物細胞能形成完整的植株,這是　　　　　　　　　　　　的表現(xiàn)。 (3)植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)點是　。 解析:誘導(dǎo)細胞融合可用聚乙二醇。④~⑤表示植物組織培養(yǎng)的過程。分化的植物細胞能形成完整植株,是植物細胞全能性的表現(xiàn)。植物體細胞雜交技術(shù)的優(yōu)點是克服了遠緣雜交不親和的障礙。 答案:(1)誘導(dǎo)原生質(zhì)體融合 (2)雜交細胞愈傷組織胚狀體→幼苗　植物細胞全能性 (3)克服了遠緣雜交不親和的障礙 12.為了獲得植物次生代謝產(chǎn)物,可先用植物外植體獲得愈傷組織,然后在液體培養(yǎng)基中懸浮培養(yǎng)。請回答下列問題。 (1)外植體經(jīng)誘導(dǎo)后形成愈傷組織的過程稱為　　　　　　。 (2)在愈傷組織懸浮培養(yǎng)時,細胞干重、蔗糖濃度和pH的變化如下頁左上圖所示。細胞干重在12 d后下降的原因有　　　　　　　;培養(yǎng)液中蔗糖的作用是　　　　　　　　、　　　　　　　　。 (3)多倍體愈傷組織細胞產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物量常高于二倍體。二倍體愈傷組織細胞經(jīng)　　　　　　　　處理,會產(chǎn)生染色體加倍的細胞。為檢測愈傷組織細胞染色體數(shù)目,壓片前常用纖維素酶和　　　　酶解離愈傷組織。若愈傷組織細胞(2n)經(jīng)誘導(dǎo)處理后,觀察到染色體數(shù)為8n的細胞,合理的解釋是　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 (4)為了更好地獲得次生代謝產(chǎn)物,生產(chǎn)中采用植物細胞的固定化技術(shù),其原理與酵母菌細胞固定化類似。下列說法正確的有　　　　(填序號)。 ①選取旺盛生長的愈傷組織細胞包埋 ②必須在光照條件下培養(yǎng) ③培養(yǎng)過程中需通空氣 ④固定化后植物細胞生長會變慢 解析:(1)由外植體形成愈傷組織的過程,叫做脫分化。 (2)由曲線很容易看出隨著培養(yǎng)的進行,蔗糖濃度下降,pH下降,影響了酶的活性,細胞的代謝速度也隨之降低,所以細胞干重下降。培養(yǎng)基中蔗糖作為碳源,為細胞提供能量,另外,蔗糖還能調(diào)節(jié)培養(yǎng)液的滲透壓。 (3)誘導(dǎo)染色體加倍,常用的方法是用秋水仙素(低溫)處理植物的組織或細胞,這樣細胞中染色體數(shù)目就會加倍。 (4)為更好地獲得次生代謝產(chǎn)物,應(yīng)選取生長旺盛、代謝快的愈傷組織細胞進行包埋。愈傷組織的培養(yǎng)要嚴格避光,因為在光照條件下容易分化產(chǎn)生維管等組織,不利于產(chǎn)生大量的愈傷組織。為了保證愈傷組織進行有氧呼吸,應(yīng)通氣培養(yǎng)。愈傷組織包埋以后,與外界物質(zhì)交換過程受到影響,所以生長會變慢。 答案:(1)脫分化 (2)蔗糖濃度下降,pH降低　作為碳源,提供能量 調(diào)節(jié)滲透壓 (3)秋水仙素(低溫)　果膠　經(jīng)加倍到4n的細胞處于有絲分裂后期　經(jīng)加倍到8n的細胞處于有絲分裂中期 (4)①③④