高中生物人教版选修三学业分层测评5植物细胞工程的基本技术.docx

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高中生物人教版选修三学业分层测评5植物细胞工程的基本技术

学业分层测评（五）

（建议用时：

45分钟）

[学业达标]

1．细胞工程技术是一门综合科学技术，下列哪项技术不属于细胞工程（　　）

A．有性杂交　　　　　B．体细胞杂交

C．组织培养D．细胞核移植

【解析】　细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

生物有性杂交不能单纯按照人的意愿来进行。

【答案】　A

2．下列哪一项不属于细胞工程的意义（　　）

A．改良生物品种或创造新品种

B．加速繁育生物个体

C．获得某些细胞代谢产物

D．将目的基因导入受体细胞

【解析】　将目的基因导入受体细胞属于基因工程的一个步骤，通过细胞工程不能实现将目的基因导入受体细胞的目的，但转基因植物的培育可以利用植物组织培养技术。

【答案】　D

3．下列有关细胞全能性的叙述，不正确的是（　　）

A．受精卵在自然条件下能使后代细胞形成完整个体，因此全能性最高

B．生物体内的体细胞由于细胞分化，全能性不能表达

C．卵细胞与受精卵一样，细胞未分化，全能性最高

D．植物细胞在一定条件下离体培养能表现出全能性

【解析】　受精卵是个体发育的起点，在自然条件下，通过细胞的分裂、分化形成完整的个体，所以受精卵的全能性最高；体内的每一个体细胞（除红细胞外）都是由受精卵通过有丝分裂形成的，都含有发育成完整个体所必需的全部基因，理论上讲都应该具有全能性，但由于细胞分化，基因在不同的细胞中选择性表达，因而体细胞并没有表现出全能性；卵细胞在一定条件下，全能性比体细胞高，但与受精卵不同，卵细胞的分化程度也很高；分化的植物细胞尽管具有全能性，但如果全能性要表达，植物细胞必须在一定条件下进行离体培养。

【答案】　C

4．植物组织培养的过程可以归纳为：

①

②

③―→④。

对此叙述有错误的是（　　）

A．②→③过程中，细胞分裂素与生长素的浓度比低时，促进根生长

B．植物组织培养所依据的原理是细胞的全能性

C．③→④过程指植物的营养生长和生殖生长阶段

D．②是根和芽，③是愈伤组织，④是幼苗

【解析】　①是外植体，②是愈伤组织，③是根、芽，④是幼苗。

②→③是再分化过程，细胞分裂素与生长素的浓度影响生根和生芽，细胞分裂素较多时促进生芽，生长素较多时促进生根。

【答案】　D

5．与植物体细胞杂交密切相关的叙述中错误的是（　　）

【导学号：

72240020】

A．需要用纤维素酶和果胶酶

B．利用离心、振动、电激等诱导

C．利用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂诱导

D．只能在同种生物中进行

【解析】　植物体细胞杂交时首先要用纤维素酶和果胶酶去除细胞壁，得到原生质体后用物理法（如离心、振动、电激）或化学法（常用聚乙二醇）诱导融合形成杂种细胞，再经植物组织培养形成杂种植株。

植物体细胞杂交能在不同生物之间进行，克服了远缘杂交不亲和的障碍。

【答案】　D

6．植物组织培养过程中的脱分化是指（　　）

A．植物体的分生组织通过细胞分裂产生新细胞的过程

B．未成熟的种子经过长期培养，长出幼苗的过程

C．植物的器官、组织或细胞，通过离体培养产生愈伤组织的过程

D．取植物的枝芽培育成一株新植物的过程

【解析】　植物细胞脱分化就是让已分化的细胞，经过诱导后，失去其特有的结构和功能，而转变为未分化的细胞——愈伤组织的过程，因此C项是正确的。

【答案】　C

7．（2016·南京师大附中模拟）下图为植物组织培养过程，有关说法正确的是（　　）

A．实验中②试管细胞全能性最高

B．④试管中培育出的个体都是纯合子

C．①→②的过程需要光照

D．①→④过程培养基保持不变

【解析】　①试管中的组织块经脱分化形成②试管中的愈伤组织，愈伤组织是未分化的细胞，全能性最高；植物组织培养属于无性生殖，不改变基因型，所以产生的个体基因型与母本是相同的，可能是纯合子也可能是杂合子；脱分化形成愈伤组织的过程中需要避光培养，不需要光照；在植物组织培养的不同阶段需要的条件不同，培养基中所含有的物质比例也不同，如生长素和细胞分裂素比例适中时有利于形成愈伤组织，比例高时，有利于根的分化。

【答案】　A

8．（2016·蓟县模拟）某科技活动小组将二倍体番茄植株的花粉按下图所示的程序进行实验。

下列根据图示实验的分析，错误的是（　　）

A．植株A高度不育，说明该植物的生殖细胞不具有全能性

B．植株A的细胞能进行正常的有丝分裂，但不能进行正常的减数分裂

C．在植株B的细胞中，通常每对同源染色体上的成对基因都是纯合的

D．由花粉到植株A需要用含有有机物的培养基来培养

【解析】　花粉已培育成一个完整植株A，说明花粉是具有全能性的，A项错误；植株A为单倍体植株，且具有一个染色体组，因此不能进行正常的减数分裂，B项正确；植株A的体细胞中只有一个染色体组，经秋水仙素诱导染色体数目加倍后植株B为纯合体，C项正确；植物组织培养的培养基中应含有蔗糖及其他的有机物，D项正确。

【答案】　A

9．在植物细胞工程中，当原生质体融合成一个细胞后，需要诱导产生出细胞壁，参与这一过程的细胞器是（　　）

A．叶绿体、高尔基体

B．线粒体、高尔基体

C．叶绿体、线粒体

D．线粒体、内质网

【解析】　本题考查细胞壁的形成。

细胞壁的形成过程与高尔基体密切相关，因为高尔基体产生的许多小囊泡聚集形成了细胞壁的前体，线粒体在此过程中提供能量。

【答案】　B

10．（2016·青岛高二检测）以下为植物体细胞杂交技术流程图，其中甲和乙分别表示两种二倍体植物细胞，所含有的染色体组分别是AA和BB。

据图分析回答：

（1）①过程所用物质为____________________________________________。

（2）将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，再经过②和③，c的细胞类型有______________________________（不考虑3个或3个以上的细胞融合）。

（3）在采用化学法进行过程②时，一般是用________作为诱导剂。

（4）植物体细胞杂交与自然状况下的生殖细胞杂交相比，前者的主要意义是___________________________________________________________________。

（5）上述培育新植株的方法所包括的技术手段有_______________________。

【解析】　

（1）①是去除植物细胞壁的过程，所用的物质为纤维素酶和果胶酶。

（2）将若干a和b等量混合后转移到培养基上培养，经过细胞融合，c的细胞类型包括没有融合的细胞、相同细胞的融合和不同细胞的融合，即AA、BB、AAAA、BBBB、AABB。

（3）在采用化学法进行过程②时，一般是用聚乙二醇（PEG）作为诱导剂。

（4）植物体细胞杂交的主要意义是克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍。

（5）植物体细胞杂交过程首先进行细胞融合，融合形成杂种细胞后再经过植物组织培养技术形成杂种植株。

【答案】　

（1）纤维素酶和果胶酶　

（2）AA、BB、AAAA、BBBB、AABB　（3）聚乙二醇（PEG）　（4）克服了不同生物间远缘杂交不亲和的障碍　（5）细胞融合、植物组织培养

[能力提升]

11．（2016·南京高二检测）关于影响植物组织培养的因素，下列说法正确的是（　　）

A．不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料培养的难易程度相同

B．在植物组织培养中，培养基中必须添加植物激素

C．植物激素中生长素和细胞分裂素的作用是相互独立的

D．pH、温度、光照条件等对植物组织培养特别重要

【解析】　不同植物组织培养的难易程度不同，同一种植物材料也会因年龄、保存时间的长短等导致培养的难易程度不同；在植物组织培养中，培养基中常常要添加植物激素，但不是都必须添加植物激素，如菊花茎段组织培养比较容易，因此不必添加植物激素；各种植物激素的作用是相互联系的，而不是相互独立的。

【答案】　D

12．（2016·武汉高二月考）“白菜—甘蓝”是用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短和耐储藏等优点。

下图是“白菜—甘蓝”的培育过程示意图，下列描述错误的是（　　）

A．培育过程中，实现①②过程常用的物质为纤维素酶和果胶酶

B．过程③的诱导方法有物理法和化学法两种

C．⑤过程中进行的细胞分裂方式是减数分裂，形成的杂种植物幼苗遗传物质发生改变

D．植物体细胞杂交方法的优点是克服远缘杂交不亲和的障碍

【解析】　本题考查植物体细胞杂交技术和识图能力。

根据植物体细胞杂交技术可以确定①②是利用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁得到原生质体；③是原生质体融合形成融合的原生质体，遗传物质发生了改变，是白菜细胞和甘蓝细胞遗传物质的集合，通过有丝分裂增加细胞数目；植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和的障碍。

【答案】　C

13．植物组织培养依据的原理、培养过程的顺序及诱导的植物激素分别是

（　　）

①体细胞的全能性　②离体的植物器官、组织或细胞　③根、芽　④生长素和细胞分裂素　③生长素和乙烯　⑥愈伤组织　⑦再分化　⑧脱分化　⑨植物体

A．①、②⑦⑥⑧③⑨、④

B．①、②⑧⑥⑦③⑨、④

C．①、⑥②⑨⑧③⑦、⑤

D．①、②⑨⑧⑥⑦③、⑤

【解析】　植物组织培养的原理是植物细胞的全能性；培养过程的顺序是离体的植物器官、组织或细胞脱分化形成愈伤组织，愈伤组织再分化得到根、芽，由根、芽分化成植物体；所用到的激素是生长素和细胞分裂素。

【答案】　B

14．（2014·江苏高考节选）为了获得植物次生代谢产物，先用植物外植体获得愈伤组织，然后在液体培养基中悬浮培养。

请回答下列问题：

（1）外植体经诱导后形成愈伤组织的过程称为________。

（2）在愈伤组织悬浮培养时，细胞干重、蔗糖浓度和pH的变化如下图所示。

细胞干重在12d后下降的原因有__________________________；培养液中蔗糖的作用是________、________。

（3）多倍体愈伤组织细胞产生的次生代谢产物量常高于二倍体。

二倍体愈伤组织细胞经________处理，会产生染色体加倍的细胞。

为检测愈伤组织细胞染色体数目，压片前常用纤维素酶和________酶解离愈伤组织。

若愈伤组织细胞（2n）经诱导处理后，观察到染色体数为8n的细胞，合理的解释是______________、______________。

【解析】　

（1）外植体经诱导形成愈伤组织的过程称为脱分化。

（2）观察图示可知，12d后蔗糖浓度和pH都下降到较低水平，影响能量的供应和酶的活性，导致细胞干重下降。

另外，培养液中的蔗糖还具有调节渗透压的作用。

（3）在细胞分裂过程中，用低温或秋水仙素处理，都可抑制纺锤体的形成，使子染色体不能移向两极，从而使细胞中染色体数目加倍。

愈伤组织的细胞之间含有纤维素和果胶，欲将其分散成单个细胞，压片前需用纤维素酶和果胶酶处理。

愈伤组织细胞经诱导处理后，有的细胞染色体数目加倍（4n），有的细胞染色体数目未加倍（2n），也可能有的细胞在连续分裂中每次都因低温或秋水仙素抑制了纺锤体的形成，导致细胞中染色体数目连续加倍，出现染色体数目为8n的细胞。

所以染色体数目加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期时染色体数目为8n，染色体数目加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期时染色体数目也为8n。

【答案】　

（1）脱分化　

（2）蔗糖浓度下降，pH降低　提供能源　调节渗透压　（3）秋水仙素（低温）　果胶　经加倍到4n的细胞处于有丝分裂后期　经加倍到8n的细胞处于有丝分裂中期

15．“白菜—甘蓝”是科学家用细胞工程的方法培育出来的蔬菜新品种，它具有生长期短、耐热性强和易储存等优点。

下图是“白菜—甘蓝”培育过程示意图，请完成下列问题：

（1）由杂种细胞D培育成“白菜—甘蓝”植株，采用的技术手段是________________。

该过程说明植物细胞具有________________。

（2）要制备“白菜—甘蓝”的人工种子，要在d步骤选取具有生根发芽能力的________结构，包裹上人造种皮即可。

（3）在d过程培养中，培养基的成分通常包括水、________、有机营养和________等，同时，在培养过程中，除必要的温度、光照和氧气等外界条件外，另一个成功的关键是操作过程中必须保证________。

（4）在a过程中诱导原生质体融合最常用的诱导剂是________________，融合依据的原理是_____________________________________________________。

（5）现提供以下材料和用具：

紫色洋葱鳞片叶、适宜浓度的蔗糖溶液、纤维素酶和果胶酶、蒸馏水、镊子、显微镜、载玻片等，请你从中选择合适的材料，完成下面检验是否已除去细胞壁实验的方法步骤，并预测和解释实验结果。

主要实验步骤：

①选取适宜浓度的蔗糖溶液，加入适量纤维素酶和果胶酶配制成细胞壁分解液。

其中选取适宜浓度的蔗糖溶液而不用蒸馏水的理由是：

适宜浓度的蔗糖溶液

_________________________________________________________________

________________________________________________________________。

②检验细胞壁分解液除去细胞壁的方法。

第一步：

用镊子撕取一小块紫色洋葱鳞片叶放在载玻片中央，滴加适量细胞壁分解液，制成临时装片，得到实验组装片。

第二步：

__________________________________________________________

________________________________________________________________。

第三步：

__________________________________________________________

________________________________________________________________。

结果预测和解释：

__________________________________________________

________________________________________________________________。

【解析】　

（1）由杂种细胞培养成杂种植株用的方法是植物组织培养技术，依据的原理是植物细胞的全能性。

（2）当愈伤组织诱导形成胚状体时，包裹上人工种皮即制得人工种子。

（3）植物组织培养的培养基成分有水、无机营养、有机营养、植物激素等，在操作过程中一定要保证无菌。

（4）诱导细胞融合常用的方法有物理法和化学法，常用的诱导剂是聚乙二醇（PEG），融合的原理是细胞膜的流动性。

（5）在实验过程中，要注意单一变量原则和对照原则，对于结果的观察要考虑到细胞壁的作用。

【答案】　

（1）植物组织培养　全能性

（2）胚状体

（3）无机营养　植物激素　无菌

（4）聚乙二醇（PEG）　细胞膜的流动性

（5）①可防止原生质体过度吸水涨破（保持原生质体正常的形态）

②第二步：

用适宜浓度的蔗糖溶液代替细胞壁分解液，其他操作同第一步，得到对照组装片

第三步：

在显微镜下观察比较实验组和对照组装片洋葱细胞的形态

结果预测和解释：

实验组装片的洋葱细胞呈分散的紫色球形，表明细胞壁已被分解；对照组装片的洋葱细胞呈相互连接的紫色多边形，表明细胞壁未被分解